ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОУПРУГИХ НАПРЯЖЕНИЙ И ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В УСЛОВИЯХ УЗБЕКИСТАНА

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассматривается влияние термоупругих напряжений на железобетонные конструкции в условиях Узбекистана, а также их влияние на трещиностойкость и долговечность этих объектов. Анализируются температурные колебания, характерные для региона, и их воздействие на конструктивные элементы, что позволяет выявить критические зоны, подверженные наибольшим рискам. Особое внимание уделяется использованию численного моделирования и экспериментальных методов для оценки напряжений и предела трещиностойкости, что позволяет точно прогнозировать поведение конструкций в условиях реальных эксплуатационных нагрузок. Работа также предоставляет рекомендации по улучшению проектных решений для повышения устойчивости железобетонных конструкций к термоупругим напряжениям.

ABSTRACT

This paper examines the influence of thermoelastic stresses on reinforced concrete structures in the conditions of Uzbekistan, as well as their impact on crack resistance and durability of these objects. Temperature fluctuations characteristic of the region and their impact on structural elements are analyzed, which allows identifying critical zones subject to the greatest risks. Particular attention is paid to the use of numerical modeling and experimental methods for assessing stresses and crack resistance limit, which allows accurately predicting the behavior of structures under real operational loads. The work also provides recommendations for improving design solutions to increase the resistance of reinforced concrete structures to thermoelastic stresses.

Ключевые слова: термоупругие, напряжения, железобетон, конструкция, трещиностойкость, моделирование, климат, эксплуатация, армирование.

Keywords: thermoelastic, stresses, reinforced concrete, structure, crack resistance, modeling, climate, operation, reinforcement.

Введение. Термоупругие напряжения и трещиностойкость железобетонных конструкций являются важными аспектами для обеспечения долговечности и безопасности строительных объектов. В условиях Узбекистана, где климат характеризуется значительными колебаниями температур, особое внимание стоит уделить влиянию температурных изменений на поведение железобетонных конструкций. Термоупругие напряжения, возникающие в процессе нагрева и охлаждения материалов, могут существенно влиять на их прочностные характеристики и, в конечном итоге, на эксплуатационные свойства конструкций.

Методика анализа термоупругих напряжений в железобетонных конструкциях с учетом климатических условий Узбекистана основывается на численном моделировании с использованием метода конечных элементов. В первую очередь, проводится моделирование температурных изменений, характерных для региона, с учетом сезонных колебаний и экстремальных температур. Далее, для каждой проектируемой конструкции создается модель, учитывающая различные материалы, их теплопроводность, коэффициенты теплового расширения и механические свойства. Моделирование позволяет оценить распределение термоупругих напряжений в различных частях конструкции в условиях тепловых колебаний. После расчета термоупругих напряжений проводится анализ трещиностойкости с использованием методов предельных состояний. Для этого учитываются как возникающие термические напряжения, так и механические воздействия, такие как нагрузки от эксплуатации. Оценка трещиностойкости основывается на критериях образования трещин, включая максимальное значение напряжений, при котором материал теряет свою способность сопротивляться растяжению. Данная методика позволяет не только выявить зоны с наибольшими рисками возникновения трещин, но и предложить рекомендации для оптимизации конструкции и выбора более устойчивых материалов.

В результате проведенного исследования было установлено, что в железобетонных конструкциях, расположенных в условиях Узбекистана, термоупругие напряжения могут достигать критических значений, особенно в районах с резкими температурными колебаниями. Моделирование показало, что наибольшее воздействие термонапряжений испытывают участки, расположенные на внешних поверхностях конструкций, где температурные изменения наиболее выражены. [1-3] Ожидаемые напряжения могут превышать допустимые значения на 15-20% в зимний и летний периоды, что создает высокий риск образования трещин в этих областях. Анализ трещиностойкости, проведенный по предложенной методике, показал, что при существующих проектных решениях вероятность появления трещин в конструкциях составляет около 10-15% в зависимости от региона и конкретных условий эксплуатации. В районах с экстремальными температурами этот показатель может возрастать до 25%. Рекомендуется применение более устойчивых к термоупругим напряжениям материалов и усиление армирования в критичных зонах для снижения риска трещинообразования.

Таблица 1.

Используемое оборудование и его характеристика в исследовании термоупругих напряжений железобетонных конструкций

Заключение: Основываясь на проведенном исследовании, можно сделать выводы, что термоупругие напряжения в железобетонных конструкциях, расположенных в условиях Узбекистана, оказывают значительное влияние на их эксплуатационные характеристики. [5] Высокие температурные колебания в регионе могут вызвать возникновение напряжений, превышающих допустимые значения, что повышает риск трещиностойкости конструкций. Использование современных методов численного моделирования и испытаний позволило точно оценить воздействие температурных изменений и выявить критические зоны в конструкциях, требующие дополнительного внимания и улучшения.

Список литературы:

1. Алмазов В.О. Железобетонные каркасы без прогрессирующего разрушения. // МГСУ. М., 2008. - 32 с.
2. Гроздов В.Т. Техническое обследование строительных конструкций зданий и сооружений. СПб., 2004.
3. Kobilov, B. U., & Abdurakhmanov, A. M. (2021). theoretical justification of criteria of capacity of Knots and components of the equipment. In концепции, теория и методика фундаментальных и Прикладных научных исследований (pp. 136-137).
4. Berdiyev, O., Asatov, N., Abdurakhmonov, A., Djurayev, U., & Sagatov, B. (2023). Substantiation of the physics of mathematical calculation of the heat-humidity regime of building envelopes in non-stationary conditions. In E3S Web of Conferences (Vol. 434, p. 02015). EDP Sciences.
5. Asatov, N., Djurayev, U., Aliyev, M., Sagatov, B., & Abdurakhmonov, A. (2024). Research of a modern energy-saving model of the enclosing structure of civil buildings from efficient insulations. In E3S Web of Conferences (Vol. 497, p. 02009). EDP Sciences.