Материал: Студент и наука. Драпалюк Н.А., Хахулина Н.Б

________________________________________________________Выпуск № 1 (16), 2021

Условие (3) может не выполниться для первого базового импульса, в связи с тем, что угол между полем ротора и статора может изменяться в большом диапазоне и за время существования импульса угол не примет значение, равное 900.

Процессы, протекающие в электрической машине, которая является составной частью БДПТ, нельзя рассматривать, как это делают в синхронном двигателе с фиксированным углом между полем статора и ротора, так как оба поля изменяются по синусоидальному закону с заданным сдвигом по фазе [7].

Обычно этот угол считают постоянным только в моменты переключения базовых векторов. Это связано с тем, что поле, которое формируется инвертором в статоре двигателя дискретное, с квантованием по уровню (переключение базовых векторов в пространстве) и по времени переключения. Время переключения определяется углом коммутации, который равен разности между полем статора и ротора. Информацию о положении ротора можно получить в электромеханических системах с БДПТ как с помощью датчиков скорости и положения ротора, так и косвенным путём используя, различные наблюдатели состояния.

Библиографический список

1.Киселёва О.А. Особенности управления дискретным вращающим полем в электроприводе с бесконтактным двигателем постоянного тока/ О.А. Киселёва, С.А. Винокуров, Т.В. Попова, Д.Д. Киселёва. В сборнике: Фундаментальные и прикладные науки сегодня. Материалы ХХIII международной научно-практической конференции. Morrisville,

2020. С.69-71.

2.Киселёва О.А. Адаптивная система управления в электромеханическом комплексе с

бесконтактным двигателем постоянного тока/ О.А. Киселёва, Н.И. Рубцов, Д.Д Киселёва, Н.И. Гриненко, А.П. Чалая//В сборнике: Актуальные направления фундаментальных и прикладных исследований. Материалы XXIV международной научно-практической конференции. Morrisville, 2020. С. 153-155.

3.Букатова В.Е. Исследование влияния угла коммутации и углового фазового сдвига на динамические характеристики бесконтактного двигателя постоянного тока/ В.Е. Букатова, С.А. Винокуров, О.А. Киселева//Вестник Воронежского государственного технического университета. 2008. Т. 4. № 2. С. 155-158.

4.Киселёва О.А. Неполная обратная связь в системах с бесконтактными двигателями постоянного тока/ О.А. Киселёва, Т.В. Попова//В сборнике: Интеллектуальные информационные системы. 2012. С. 69-70.

5.Киселёва О.А. Формирование инвертором процесса перехода базовых векторов в электромеханической системе с бесконтактным двигателем постоянного тока/О.А.

Киселёва, Н.И. Рубцов, Н.И. Гриненко, Д.Д. Киселёва, К.И. Чеботок//В сборнике: 21 век: фундаментальная наука и технологии. Материалы XXIV международной научнопрактической конференции . 2020. С. 70-72.

6.Киселёва О.А. Дискретный эквивалент идеальному векторному управлению бесконтактным двигателем постоянного тока/О.А. Киселёва, С.А. Винокуров, Т.В. Попова//Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2017. № 1 (16). С. 16.

7.Киселёва Д.Д. Чувствительность электромагнитного момента в системе с бесконтактным двигателем постоянного тока/Д.Д. Киселёва, Н.И. Рубцов, С.А. Винокуров//Студент и наука. 2020. № 4 (15). С. 33-36.

56

________________________________________________________Выпуск № 1 (16), 2021

М.А. Драпалюк, Е.Ю. Дудкина, Д.А. Драпалюк

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПО КОНТРОЛЮ РАБОТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЗОГНУТОЙ АРМАТУРЫ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

Аннотация. Известно, что сжатые элементы входят в состав всех строительных конструкций. К примеру, в решётчатых конструкциях, таких как стропильные раскосные фермы, при действии узловой нагрузки одни элементы испытывают растяжение, другие - сжатие. Имеется ряд конструкций, которые при определённых условиях могут полностью испытывать сжатие - это колонны, кирпичные столбы, несущие внутренние стены, выполненные из кирпичной кладки или железобетона, и др.

Ключевые слова: изогнутая арматура, железобетонные элементы, расчет сжатых железобетонных элементов, арматурный каркас.

M.A. Drapaliuk, E.Yu. Doudkina, D.A. Drapaliuk

ANALYSIS OF THE STATE OF THE ISSUE ON THE CONTROL OF WORKS USING CURVED REINFORCEMENT IN REINFORCED CONCRETE ELEMENTS

Introduction. It is known that compressed elements are part of all building structures. For example, in lattice structures, such as slant trusses, under the action of a nodal load, some elements experience tension, others-compression. There are a number of structures that, under certain conditions, can fully experience compression - these are columns, brick pillars, bearing internal walls made of brickwork or reinforced concrete, etc.

Keywords: curved rebar, reinforced concrete elements, calculation of compressed reinforced concrete elements, reinforcement frame.

Известно, что прочность сжатых элементов, выполненных из железобетона или кирпичной кладки, можно повышать следующими способами:

1.Применением более прочных материалов - арматуры, бетона и, соответственно, кирпича и раствора;

2.Увеличением площади поперечного сечения сжатых элементов;

3.За счёт увеличения площади поперечного сечения продольной арматуры;

4.Созданием более эффективных конструктивных форм.

В перечисленных выше способах повышение прочности осуществляется введением дополнительных элементов, расположение которых совпадает с линией действия внешних продольных сил.

Известен ещё один способ увеличения прочности сжатых железобетонных элементов и кирпичной кладки с помощью, так называемого, косвенного армирования.

© Драпалюк М.А., Дудкина Е.Ю., Драпалюк Д.А., 2021

57

________________________________________________________Выпуск № 1 (16), 2021

Ещё в позапрошлом веке было обнаружено, что при создании бокового обжатия увеличивается несущая способность сжатых элементов в осевом направлении, выполненными даже из хрупких материалов, в том числе и из бетона. Для создания бокового обжатия последовательно было предложено несколько способов косвенного армирования сжатых элементов.

В 1902 году французский учёный Консидер опубликовал результаты своих опытов по работе сжатых бетонных образцов усиленных спиральным армированием.

Спиральное армирование образует обойму, сопротивляющуюся поперечному растяжению бетона при осевом сжатии. При этом значительно повышается прочность сжатых элементов в продольном направлении.

а) - в виде спиральной обмотки; б) - в виде поперечных сеток; в)- в виде оболочки из стальной трубы; г)– в виде стеклопластиковой оболочки.

Рис. 1. Сжатые элементы, в которых используется эффект обойм, создаваемые с помощью косвенного армирования

В 1908 году В.П. Некрасов предложил применять в качестве косвенного армирования поперечные сетки, которые препятствуют поперечному растяжению бетона при продольном сжатии, т.е. также, как и спиральное армирование, они выполняют роль обоймы, рисунок 1б. Поперечные сетки затем были применены им для армирования кирпичной кладки.

При экспериментальных исследованиях сжатых железобетонных элементов, армированных продольной арматурой и спиральной обоймой, было выявлено следующее:

1. Если при простом растяжении относительные продольные деформации перед разрушением в среднем равны Е = 1*10-4, при простом сжатии соответственно - Е = 1*10-3, то при всестороннем сжатии, т.е. при наличии бокового обжатия, предельные деформации укорочения достигают значительной величины и составили в опытах Консидера от 3% до 12%. Бетон в условиях всестороннего сжатия ведет себя как пластичный материал.

58

________________________________________________________Выпуск № 1 (16), 2021

2.В случае применения обоймы в процессе сжатия до определённой величины - 75% - 85% от разрушающей нагрузки вначале происходит уменьшение объёма образцов, а затем наблюдается их видимое увеличение. Объясняется это тем, что при всестороннем сжатии благодаря боковому обжатию происходит частичное закрытие отрыва. При этом остаются мельчайшие трещины, которые постепенно накапливаются и в итоге видимый объём тела увеличивается. Явление увеличения объёма бетона при всестороннем сжатии называют дилатацией [5].

3.При сжимающих напряжениях в бетоне менее 50% от призменной прочности бетон испытывает простое сжатие. Лишь при дальнейшем увеличении сжимающей нагрузки обойма начинает сопротивляться поперечному расширению, и как следствие появляется боковое обжатие бетона. При достижении в бетоне напряжений сжатия, равных призменной прочности, влияние бокового обжатия линейно увеличивает прочность бетона: приращение бокового давления на 1 МПа увеличивает осевую прочность сжатого железобетонного элемента на 4 - 5 МПа [6,7].

4.Опытами установлено, что сжатые элементы, армированные спиральной арматурой, выдерживают большие нагрузки и большие предельные деформации укорочения по сравнению со сжатыми элементами, армированными поперечными сетками [7]. Это говорит

обольшой эффективности спирального армирования.

Дальнейшим развитием сжатых железобетонных конструкций было появление трубобетона, т.е. таких конструкций, в которых стальная труба объединяет функции как продольного, так и косвенного армирования, рисунок 1.1 в [8].

Стальная труба, как и спиральная арматура и поперечные сетки, создаёт эффект обоймы при сжатии бетонного сердечника и тем самым повышает его прочность. К преимуществам трубобетона относят то, что труба одновременно является опалубкой. Поперечные сечения сжатых элементов с применением трубобетона значительно меньше по сравнению с обычными конструкциями. Упрощаются стыки элементов из трубобетона.

Недостатком сжатых конструкций из трубобетона является их большая гибкость, большой расход стальных дорогостоящих труб и сложность бетонирования [8].

Сразвитием новых конструкционных материалов имеются предложения использовать

вкачестве обойм стеклопластиковые оболочки, рисунок 1.1 г [9].

В НИИ ЖБЕ В.В. Михайловым и Г.А. Гамбаровым предложены и исследованы новые способы повышения прочности бетона в обойме и особенности их деформирования при сжатии при двухосном и трёхосном предварительном напряжении трубобетонных и спирально армированных конструкций. При этом устраняется такой недостаток, как отслаивание защитного слоя бетона в предельном состоянии и в связи с этим снимаются известные ограничения на величину допустимой (предельной) нагрузки.

Сущность этих предложений заключается в следующем: 1) для лучшего включения в работу спиральную арматуру преднапрягают при намотке на предварительно изготовленный бетонный сердечник механическим способом или с помощью напрягающего цемента в бетонном сердечнике, который, расширяясь напрягает спиральную обойму; 2) в специальные каналы устанавливают продольную арматуру; напрягая её, сжимают бетонный сердечник в осевом направлении; 3) производят укладку монолитного бетона образующего защитный слой для спиральной арматуры; 4) после набора бетоном проектной прочности ступенями нагружают конструкцию и на такую же величину уменьшают предварительное напряжение до тех пор, пока его интенсивность в продольном направлении уменьшается до нуля. При этом нулю будут равны напряжения сжатия в защитном слое бетона. В качестве недостатка следует отметить сложность изготовления подобных конструкций, что не дало возможности для их широкого применения.

Возможные конструктивные решения «бетона в преднапряжённых обоймах» даны на рис. 2, а их основные характеристики приведены в таблице 1.

59

________________________________________________________Выпуск № 1 (16), 2021

Рис. 2. Конструктивные решения: «Бетон в предварительно напряженной обойме» а) – I, II, III, IV и V – двухосно, б) - Iн, IIн, IIIн, IVн и Vн – трехосно напряженные, в) – комплексная конструкция из трехосно напряженных элементов.

Основные характеристики конструктивных решений бетона

60