неотличима от магии".
Основные направления и результаты
Первые работы в 1974 году были посвящены распространению метода предельного равновесия на статически неопределимые балки с высокопрочной арматурой, в которых предпосылки об образовании пластических шарниров в явном виде не выполняются.
В этом направлении в 1980 г. под руководством д-ра техн. наук, проф. С.М.Крылова (НИИЖБ) подготовил и защитил кандидатскую диссертацию «Перераспределение усилий в неразрезных железобетонных балках с обычной и высокопрочной арматурой» по специальности 05.23.01 – Строительные конструкции в Ленинграде (ЛИСИ).
Затем в числе первых исследовал полные диаграммы деформирования бетона и предложил способы их расчетного учета в работе железобетонных изгибаемых элементов при различных видах статических и динамических воздействий.
В этом направлении в 1989 г. при научных консультациях д-ра техн. наук, проф. В.М.Бондаренко (ВЗИСИ) защитил докторскую диссертацию «Разработка методов системного комплексного расчета статически неопределимых железобетонных балок с учетом полных диаграмм деформирования материалов, сечений и конструкций на силовые воздействия различных видов» по специальности 05.23.01 – Строительные конструкции в Москве (ВЗИСИ).
В дальнейшей работе основными научными направлениями были:
— исследования и создание методов расчетной оценки работы материалов, сечений и железобетонных конструкций при разгрузках, знакопеременных и знакопостоянных воздействиях, немногократно и многократно повторных нагружениях, динамических вибрационных и импульсных воздействиях;
— создание расчетных моделей работы сечений и конструкций при нестационарных условиях работы под воздействием силовых нагружений различных видов;
— исследования и разработка методов расчетного учета влияния градиентов деформаций и напряжений на работу бетона при сжатии и растяжении и градиентных эффектов на работу железобетонных конструкций при изгибе, внецентренном сжатии и растяжении;
— впервые исследованы действительные диаграммы деформирования бетона при сжатии и растяжении и арматуры при растяжении и сжатии, полученные с учетом изменения площади поперечных сечений материалов в процессе деформирования под нагрузкой, предложены способы их расчетной оценки и разработаны методы расчета железобетонных элементов на основе действительных диаграмм деформирования материалов.
Предложенный комбинированный подход, основанный на сопоставлении значений экспериментальных внешних воздействий с теоретическими внутренними усилиями, вычисленными по опытным деформациям и диаграммам деформирования бетона, позволили выявить влияние градиента деформаций на изменение прочностных и деформативных характеристик и диаграмм деформирования бетона.
Исследовано влияние и градиента напряжений на изменение характеристик бетона при сжатии и растяжении. Выявлено, что изменение свойств бетона является функцией двух переменных – градиента и уровня напряжений, установлены их граничные значения, после которых это необходимо учитывать в расчетах.
Разработан в трех вариантах — итерационном, приближенном и упрощенном — метод расчета железобетонных изгибаемых и внецентренно нагруженных элементов с учетом влияния градиентов деформаций и напряжений, оперирующий в расчете трансформированными, по сравнению с исходными, диаграммами бетона.
Впервые экспериментально получены действительные диаграммы деформирования арматуры и бетона различных классов на сжатие и на растяжение.
Разработан единый итерационный способ построения теоретических действительных диаграмм деформирования арматуры и бетона на сжатие и на растяжение. Предложена новая обобщенная формула для описания действительных диаграмм деформирования арматуры (в сечениях с шейкой разрыва и в сечениях вне шейки разрыва), а также бетона (в сечениях в зоне разрушения и в сечениях вне зоны разрушения), частным случаем которой является формула для условных диаграмм деформирования с нисходящими ветвями.
Разработан итерационный метод расчета железобетонных изгибаемых и внецентренно нагруженных элементов на основе действительных диаграмм деформирования бетона и арматуры.
В последние годы исследовалась работа фибробетонов с различными видами стальных и неметаллических волокон. Выявлены возможности фибрового армирования как альтернативы предварительному напряжению линейной арматуры и снижения расхода стали, определены условия реализации этого.
Предложены различные технологии создания фибробетонов, из которых выделим твердение их в условиях термообработки при температуре около 80 градусов, при котором стальная фибра удлиняется, а бетон в течение первых суток схватывается, что при снятии обогрева приводит к растягивающим напряжениям в фибре и сжимающим — в бетоне. Тем самым, возникает эффект обжатия бетона, причем в массивном – объемного, в трех направлениях, а в плитах или оболочках – плоского, в двух направлениях.
То есть фибровое армирование выступает как альтернатива преднапряжению линейной и условия такой альтернативной замены в первом приближении – это равенство равнодействующих в растянутой зоне сечения.
В настоящее время исследуются эффективные железобетонные конструкции с комбинированным фибровым и линейным армированием, для создания методов их расчета решаются задачи:
— оценки сопротивления фибробетона не по интегральной — приведенной прочности, а по дифференциальной — сумме напряжений бетона и отдельных волокон, ориентированных в плоскости действия внешней нагрузки по определенному вероятностно-статистическому закону;
— создания способов конкретной ориентации стальных волоком в фибробетоне и изучения сопротивления сталефибробетона с конкретно ориентированными волокнами.
Всего же за время научной деятельности опубликовано свыше 185 работ, в том числе 39 книг и брошюр (из них 5 учебников и учебных пособий с грифами Минвуза СССР и Российской Федерации и отраслевых министерств, 33 монографии и 11 справочников), 2 альбома типовых проектов, 5 региональных норм проектирования, 2 авторских свидетельства на изобретения.
Подготовлено 3 доктора и 19 кандидатов технических наук.
Создана своя научная школа.
По приглашениям читал лекции в университетах США, Великобритании, Югославии и Йемене.
Председатель докторского диссертационного совета при РГСУ по 3 научным специальностям.