Філіпчук С. В. Експериментально - теоретичні основи проектування залізобетонних конструкцій з високоміцного бетону для захисних споруд

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора наук

Державний реєстраційний номер

0524U000245

Здобувач

Спеціальність

  • 05.23.01 - Будівельні конструкції, будівлі та споруди

17-07-2024

Спеціалізована вчена рада

Д 47.104.06

Національний університет водного господарства та природокористування

Анотація

Дисертаційну роботу присвячено вирішенню важливої науково-технічної проблеми раціонального проєктування залізобетонних конструкцій захисних споруд шляхом комплексного застосування високоміцних бетонів із урахуванням нелінійних діаграм їхнього деформування, параметрів зчеплення арматури, коефіцієнтів динамічності та піддатливості проникненню бетонів при дії статичних та динамічних навантажень. Отримані нові результати експериментальних досліджень високоміцних швидкотверднучих важких, дрібнозернистих бетонів та фібробетонів, які дали можливість встановити їхні характеристичні і розрахункові значення опору стиску та розтягу, що можуть бути використані при проектуванні споруд з цих бетонів та включені додатково в нормативні документи. Проведено експериментальні дослідження та визначені окремі значення динамічних характеристик високоміцних бетонів та фібробетонів. Розроблено та фізично реалізовано конструкцію дослідної установки для випробування дослідних зразків та елементів захисних конструкцій динамічним навантаженням, яка дозволяє отримувати усі необхідні експериментальні дані. В основу експериментальних досліджень покладено метод, в якому бойок завдає удару по крешеру з м’якої сталі і за отриманим відбитком встановлюються параметри сили удару в еквівалентному статичному навантаженні. Це дає змогу отримувати достовірні дані про динамічні характеристики матеріалів, чого не дозволяють виконати установки з енергетичним принципом дії. Встановлено параметри матеріалів, що характеризують динамічний опір різних видів бетону. Визначено значення коефіцієнтів динамічності та коефіцієнтів проникнення для важких та дрібнозернистих високоміцних бетонів та фібробетонів із поздовжнім армуванням та без нього. Запропоновано методологію експериментального встановлення значень коефіцієнтів піддатливості проникненню металевого бойка в бетони та фібробетони різної міцності, які у подальшому використано для розрахунку конструкцій на пробій. Запропоновано методологію розрахунку та проектування залізобетонних елементів та конструкцій: суцільних плит, суцільних плит із демпферними конструкціями, багатошарових плит, багатошарових плит із демпферними конструкціями. Для визначення динамічних характеристик бетону під час розрахунку захисних споруд використовується коефіцієнт динамічності з урахуванням швидкості зростання деформацій бетону , що визначається залежно від граничних деформацій стиску відповідного класу та типу бетону. На основі проведених досліджень визначено, що використання високоміцних бетонів дозволяє зменшити товщину плит в 2 – 3 рази порівняно з використанням бетонів звичайних класів. Використання зовнішніх демпферів для обпирання плит на опори дозволяє до 30% поглинати енергію удару зброї, що підвищує їхній опір динамічним впливам і загальну стійкість та дає можливість зменшити перерізи конструкцій. Здійснено моделювання в ПК «ЛІРА-САПР» ударних впливів на залізобетонні конструкції шляхом прикладання імпульсних навантажень та рекомендовано використовувати для розрахунку ПК «ФОРТ». Отримані результати дисертаційних досліджень знайшли застосування в практиці проєктування низки будівельних об'єктів. На їх основі розроблено відповідні рекомендації, що прийняті до впровадження в нормативні документи.

Публікації

Дворкін Л. Й., Бабич Є. М., Житковський В. В., Бордюженко О. М., Філіпчук С. В., Кочкарьов Д. В. Високоміцні швидкотверднучі бетони та фібробетони. Рівне : НУВГП, 2017. 331 с.

Бабич Є. М., Дворкін Л. Й., Житковський В. В., Кочкарьов Д. В., Філіпчук С. В., Бордюженко О. М. Рекомендації з проектування залізобетонних конструкцій фортифікаційних споруд. Рівне : НУВГП, 2018. 173 с.

Babych Y., Filipchuk S., Fenko O. Mathematical modeling of the resistance of pulling out steel bars from high strength concrete. International Journal of Engineering and Technology (UAE). 2018 May. Vol. 7(3.2). P. 516–521.

Babich Y., Filipchuk S., Karavan V., Sobczak-Piastka J. Research of basic mechanical and deformative properties of high-strength fast-hardening concretes. AIP Conference Proceedings. 2019. 2077:020003.

Babich Y., Filipchuk S., Karavan V., Sobczak-Piastka J. General requirements for materials of fortification protective structures. AIP Conference Proceedings. 2019. 2077(1):020004.

Babich Y., Filipchuk S., Karavan V. Research of deformative properties of concrete taking into account the descending branch of deformation. IOP Conference. Ser. Materials Science and Engineering. 2020. 960(3):032057.

Filipchuk S., Karavan B., Makarenko R. Study of reinforcement adhesion to concrete under static and dynamic loads. AIP Conference Proceedings. 2023. 2949(1): 020007.

Sobczak-Piąstka J., Babych V., Karavan V., Filipchuk S. Increase in crack resistance of bending reinforced-concrete elements by local dispersal reinforcement of the tensile zone. AIP Conference Proceedings. 2023. 2928(1).

Філіпчук С. В. Експериментальні дослідження опору захисних стін фортифікаційних споруд динамічним впливам. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне : НУВГП, 2018. Вип. 36. С. 196–202.

Філіпчук С. В., Поляновська О. Є. Дослідження опору витягання арматурних стержнів з бетонів різних класів. Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві : зб. наук. праць. Луцьк : ЛНТУ, 2019. Вип. 11. С. 132– 139.

Бабич Є. М., Кочкарьов Д. В., Філіпчук С. В., Караван Б. В. Конструктивні рішення та розрахунок елементів захисних споруд цивільного захисту з залізобетонними арочними покриттями. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне : НУВГП, 2021. Вип. 39. С. 162–176.

Філіпчук С. В., Карван Б. В., Іванюк А. М. Дослідження роботи бетонних призм з високоміцних бетонів. Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві : зб. наук. праць. Луцьк : ЛНТУ, 2016. Вип. 5. С. 292–300.

Бабич Є. М., Кочкарьов Д. В., Філіпчук С. В., Бабич В. Є. Механічні характеристики швидкотверднучих високоміцних бетонів. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне : НУВГП, 2016. Вип. 33. С. 114–120.

Бабич Є. М., Кочкарьов Д. В., Філіпчук С. В. Оцінювання міцнісних і деформаційних характеристик високоміцних бетонів при динамічних впливах. Наука та будівництво. Київ : НДІБК, 2017. № 4. С. 15–21.

Бабич Є. М., Кочкарьов Д. В., Філіпчук С. В. Дослідження опору високоміцних бетонів та фібробетонів пробиванню. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне : НУВГП, 2017. Вип. 34. С. 71–85.

Бабич Є. М., Філіпчук С. В. Вплив захисного шару на граничні напруження зчеплення арматури з високоміцним бетоном. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне : НУВГП, 2018. Вип. 35. С. 53–59.

Бабич Є. М., Кочкарьов Д. В., Філіпчук С. В. Основні положення розрахунку захисних фортифікаційних споруд. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне: НУВГП, 2018. Вип. 36. С. 72–80.

Марек Дохойда, Бабич Є. М., Савицький В. В., Філіпчук С. В. Дослідження деформативних властивостей бетону класу С50/60 з урахуванням низхідної вітки деформування. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне : НУВГП, 2019. Вип. 37. С. 175–183.

Марек Дохойда, Філіпчук С. В. Налепа О. І., Ковальчук Ю. Т. Удосконалена методика побудови діаграм деформування високоміцних бетонів при стисканні. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне : НУВГП, 2021. Вип. 39. С. 84–92.

Бабич Є. М., Барановский М. М., Кочкарьов Д. В., Філіпчук С. В. Методологія отримання діаграм деформування бетону при дії динамічних впливів. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне : НУВГП, 2021. Вип. 40. С. 87–96.

Філіпчук С. В., Поляновська О. Є. Порівняльний аналіз досліджень зчеплення арматури з бетоном різними методами випробування. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне : НУВГП, 2022. Вип. 41. С. 252–257.

Філіпчук С. В., Караван В. В. Верифікація удосконаленої методики побудови діаграми деформування високоміцних бетонів при стисканні. Вісник Львівського національного університету природокористування. Архітектура і будівництво : зб. наук. пр. Львів, 2022. № 23. С. 49–52.

Філіпчук C. В., Налепа О. І., Голуб А. О., Баран Д. Я. Аналіз існуючих архітектурно-конструктивних рішень захисних фортифікаційних споруд. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне : НУВГП, 2023. Вип. 43. С. 224–233.

Філіпчук C. В., Караван В. В., Голуб О. В., Бабіч Є. Є. Робота важкого бетону при дії динамічних навантажень в конструкціях будівель і споруд. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне : НУВГП, 2023. Вип. 43. С. 209–223.

Бабич Є. М., Філіпчук C. В. Дослідження зчеплення арматури з високоміцним бетоном. Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доп. Тернопіль, 2017. C. 52–53.

Бабич Є. М., Філіпчук C. В. Математичне моделювання опору витягання арматурних стержнів з високоміцного бетону. BUILDING INNOVATIONS : зб. наук. праць за результатами І Міжнар. азербайжансько-української конф. Баку. 2018. С. 111–113.

Філіпчук C. В. Дослідження деформативних властивостей бетону при різних режимах його навантаження. Експлуатація та реконструкція будівель і споруд : ІІІ Міжнародна конференція. Одеса, 2019. С. 153.

Філіпчук C. В. Дослідження деформативних характеристик бетону за різних режимах навантаження. Проблеми надійності та довговічності інженерних споруд і будівель на залізничному транспорті : тези доп. 9-ої міжнар. наук.-техн. конф. Харків, 2021. С. 187–188.

Філіпчук C. В. Загальні вимоги до матеріалів фортифікаційних споруд. Ефективні технології і конструкції в будівництві та архітектура села. Розробра інноваційних моделей екопоселень Прикарпаття та Карпат : міжнар. наук.-практ. конф., тези доп. Дубляни, 2019. С. 63–64.

Babych Y., Filipchuk S., Babich Y. Pahomov R. Investigation of the Resistance of Protective Plates of High-Strength Concrete with Dynamic Impact. International Journal of Engineering and Technology (UAE). 2018. Vol. 8 (4.8). Pp. 168–173.

Філіпчук С. В. Основні вимоги до проектування та зведення фортифікаційних та захисних споруд. Proceedings of II International Scientific and Practical Conference Chicago. USA, 4–6 August 2021. Р. 413–418.

Філіпчук C. В., Караван Б. В. Дослідження міцності та деформативності високоміцних швидкотверднучих бетонів. Студентська молодь і науковий прогрес в АПК : тези доп. міжнар. студентського наук. форуму. Львів, 2017. С. 424.

Філіпчук C. В., Караван В. В. Діаграми деформування високоміцних бетонів при стисканні. Ефективні технології і конструкції в будівництві та архітектурі села : V міжнар. наук.-техніч. конф.,тези доп., 16–17 червня 2022 року. Дубляни : ЛНУП, 2022. С. 42–43.

Філіпчук C. В., Крейч М. М. Існуючі конструктивні рішення захисних споруд. Студентська молодь і науковий прогрес в АПК : тези доп. між нар. студентського наук. форуму. Львів, 2022. С. 524.

Філіпчук C. В., Мисливий Т. А., Іванченко Ю. А. Аналіз випробувань бетону та фібробетону за дії динамічних навантажень. Scientific fundamentals of solving modern scientific problems : the XV International Scientific and Practical Conference. Bulgaria : Varna, 2023. Р. 17–23.

Філіпчук C. В., Собіщанський О. Л., Лукяненко Д. О. Дослідження зчеплення арматури з бетоном за дії динамічних навантажень. Modern technologies of human development : The VIII International Scientific and Practical Conference. 2023. P. 26–31.

Філіпчук C., Михальчук Д. Існуючі інженерні методики проектування захисних залізобетонних споруд. Ефективні технології і конструкції в будівництві та архітектурі села : VІ між нар. наук.-техніч. конф.,тези доп., 8–9 червня 2023 року. Дубляни : ЛНУП, 2023. C. 49–50.

Babich Y., Filipchuk S., Karavan V., Sobczak-Piastka J. Research of basic mechanical and deformative properties of high-strength fast-hardening concretes. Applied mechanics. Book of abstracts. Bydgoszcz, 2018. 10/2018. P. 12.

Babich Y., Filipchuk S., Karavan V., Sobczak-Piastka, J. General requirements for materials of fortification protective structures. Applied mechanics. Book of abstracts. Bydgoszcz, 2018. 10/2018. P. 13.

Filipchuk S., Karavan B., Makarenko R. Study of reinforcement adhesion to concrete under static and dynamic loads. Applied mechanics. Book of abstracts. Bydgoszcz, 2022. 11/2022. P. 16.

Filipchuk S., Sobczak-Piąstka J., Babych V., Karavan V. V. Increase in crack resistance of bending reinforced-concrete elements by local dispersal reinforcement of the tensile zone. WMCAUS 7th World Multidisciplinary Civil Engineering – Architecture – Urban Planning Symposium. 2023. 86 p.

Філіпчук C. В., Попрожук П. П., Корнійчук О. І., Чапюк О. С. Задачі та методика досліджень напружено-деформованого стану похилих перерізів армованих балок з високоміцного бетону при статичних і динамічних навантаженнях. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. Рівне : НУВГП, 2023. Вип. 43. С. 234–240.

Чапюк О. С., Гришкова А. В., Кислюк Д. Я., Пахолюк О. А., Філіпчук C. В. Збільшення зчеплення бетону зі склокомпозитною арматурою за рахунок покриття спеціальними речовинами, як варіант оптимізації виробничої бази будівництва. Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві : зб. наук. праць. Луцьк : ЛНТУ, 2020. Вип. 13. С. 121–127.

Чапюк О. С., Філіпчук C. В., Караван Б. В., Гришкова А. В. Залежність міцності зчеплення пінобетону з композитною склопластиковою арматурою від довжини анкетування. Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві : зб. наук. праць. Луцьк : ЛНТУ, 2016. Вип. 5. С. 301–307.

Файли

Схожі дисертації