Дисертаційну роботу присвячено експериментальним та теоретичним дослідженням залізобетонних конструкцій, підсилених вуглецевими композитними матеріалами, за енергетичним підходом, а саме балкових згинаних конструкцій.Дисертаційну роботу виконано з метою розробки методики оцінювання довговічності залізобетонних балок, підсилених композитними матеріалами, і залишкового ресурсу роботи на основі енергетичного підходу і розвитку пошкоджень в матеріалі за циклічного деформування та технічних засобів неруйнівного контролю і використання запропонованого способу після реконструкції залізобетонних конструкцій. Для виконання поставленої мети було проведено аналітичний огляд відомих методів підсилення залізобетонних балок та методології їх розрахунку; розроблено розрахункову модель та методику розрахунку довговічності залізобетонних підсилених балок за циклічного їх деформування; сформульовано експериментальну методику з визначення несучої здатності і довговічності залізобетонних балок підсилених композитними матеріалами за статичного та циклічного навантажень; розроблено методику оцінювання напружено-деформованого стану залізобетонних балок на основі методу оптико-цифрової кореляції зображень (ОЦКЗ); досліджено несучу здатність і деформативність клейового з'єднання з використанням неруйнівних методів контролю; проведено порівняння експериментальних даних з розрахунковими за числовими методами; здійснено перевірку розроблених методик та отриманих результатів при випробуванні мостових конструкцій за реальних умов експлуатації.^UThe dissertation is devoted to experimental and theoretical research of RC structures strengthened by CFRP, according to the energy approach, namely beam bending structures.Thesis was performed for the development purpose of method for assessing the durability of RC beams strengthened by CFRP and the life resources on the basis of the energy approach and defects development in the material during cyclic deformation and technical means of non-destructive testing and the use of the proposed method after the reconstruction of RC structures. To accomplish this goal were resolved such tasks as: an analytical review of the known methods of RC beams strengthening and the methodology of their calculation was carried out; the calculation model and the calculating methodology the durability of RC strengthened beams under cyclic deformation have been developed; an experimental methodology has been formulated for determining the bearing capacity and durability of RC beams strengthened by CFRP under static and cyclic loadings; the estimation method of the stress-strain state of RC beams on the basis of the method of optic-digital image correlation (ODIC) is developed; the bearing capacity and deformability of adhesive bonding using non-destructive control methods are investigated; comparison of experimental data with numerical methods; the inspection of the developed methods and the obtained results during testing of in-situ bridge structures was carried out.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої науково-технічної проблеми розрахунку плитних комбіновано-армованих конструкцій зі стальною фіброю та попередньо-напруженою арматурою у двох напрямках. Предметом досліджень є напружено-деформований стан двохосно попередньо-напружених сталефібробетонних (СФБ) плит при поперечних навантаженнях.У першому розділі дисертації висвітлено сучасний стан проблеми урахування складного напружено-деформованого стану при розрахунку СФБ плит при поперечному згині. Даний аналіз досліджень попередньо-напружених плит. Проаналізовано методи розрахунку залізобетонних плит при спільній дії згинальних моментів та повздовжніх сил. На основі виконаного аналізу сформульована мета та задачі досліджень.Другий розділ роботи присвячений експериментально-теоретичним дослідженням міцності та деформативності СФБ при стиску та розтягу. Запропоновано методику визначення параметрів діаграми «σ-ε» при стиску та розтягу СФБ. Також приведені методика та результати експериментальних досліджень усадки та повзучості СФБ при односному та двоосному стиску. Розроблена методика визначення відносних деформацій швидкоплинної та тривалої повзучості СФБ при односному та двоосному стиску. Запропонований критерій визначення межі переходу швидкоплинної повзучості СФБ в тривалу повзучість. У третьому розділі досліджено напружено-деформований стан двохосно попередньо-напружених СФБ плит після передачі зусиль обтиску з арматури на бетон. Експериментально визначено втрати попереднього напруження в двохосно попередньо-напружених СФБ плитах, викликаних усадкою і повзучістю СФБ. Розроблена методика визначення втрат попереднього напруження, викликаних миттєвими деформаціями СФБ (в момент відпуску арматури з упорів на бетон), а також швидкоплинними та тривалими деформаціями повзучості СФБ. Отримані діаграми повзучості та втрат попереднього напруження в арматурі показали, що найменші втрати відбулись в двохосно обтиснутих плитах у порівнянні з одноосно обтиснутими плитами. Наведені дані напружень і деформацій в арматурі перед випробуваннями на поперечне навантаження.У четвертому розділі досліджено несучу здатність та тріщиностійкість СФБ плит при дії рівномірно-розподіленого навантаження. Проаналізовано характер руйнування дослідних зразків визначено зусилля їхнього руйнування. Розроблена методика розрахунку несучої здатності та тріщиностійкість двохосно попередньо-напружених СФБ плит на основі деформаційного методу. Методика розрахунку виконана за допомогою удосконалених залежностях діючих норм. За критерій тріщиностійкості прийнято досягнення крайніми розтягнутими волокнами СФБ граничних деформацій розтягу, які дорівнюють . При цьому враховується повна діаграма СФБ при стиску, робота сталефібробетону в розтягнутій зоні. Також враховується вплив двохосного стиску бетону в стиснутій зоні з використанням відповідного коефіцієнта.У п'ятому розділі досліджено деформативність двохосно попередньо-напружених СФБ плит при поперечному згині. Проаналізовано існуючі методики розрахунку прогинів згинальних елементів без тріщин та з тріщинами згідно діючих норм та Eurocod. Запропонований алгоритм розрахунку кривизни та прогину СФБ плит при поперечному згині. Розрахунки виконують за алгоритмом визначення несучої здатності з фіксуванням величини кривизни на кожному кроці завантаження. Наведені результати експериментальних досліджень прогинів дослідних зразків, які показали хорошу збіжність з теоретичними розрахунками.У шостому розділі запропонований загальний алгоритм розрахунку згинальних елементів прямокутного перерізу, армованого звичайною та попередньо-напруженою арматурою, а також стальною фіброю. Методика розрахунку базується на деформаційній теорії розрахунку залізобетонних конструкцій з урахуванням повної діаграми «σ-ε» для бетону та сталефібробетону при стиску. Методика дає можливість розрахунку двохосно попередньо-напружених плит.^UThe dissertation is devoted to the solution of an important scientific and technical problem of calculation of plate combined-reinforced constructions with steel fiber and prestressed reinforcement in two directions. The subject of research is the stress-strain state of biaxially pre-stressed steel-fiber- concrete (SFС) slabs under transverse loads.In Chapter 1 of the dissertation highlights the current state of the problem of taking into account the complex stress-strain state when calculating the SFС of plates with transverse bending. This analysis of studies of prestressed slabs. Methods of calculation of reinforced concrete slabs at joint action of bending moments and longitudinal forces are analyzed. On the basis of the performed analysis the purpose and tasks of researches are formulated.The Chapter 2 is devoted to experimental and theoretical studies of the strength and deformability of the SFС under compression and tension. A method for determining the parameters of the diagram «σ-ε» during compression and tension of the SFС is proposed. Also the technique and results of experimental researches of shrinkage and creep of SFС at uniaxial and biaxial compression are resulted. A method for determining the relative deformations of transient and long-term creep of SFС under uniaxial and biaxial compression has been developed. The criterion for determining the boundary of the transition of transient creep SFС to long creep is proposed.In Chapter 3, the stress-strain state of biaxially prestressed SFС slabs after the transfer of compressive forces from reinforcement to concrete is investigated. Prestress losses in biaxially prestressed SFС plates caused by shrinkage and creep of SFС have been experimentally determined. A method for determining the prestress losses caused by instantaneous deformations of SFС (at the time of release of reinforcement from stops on concrete), as well as transient and long-term deformations of creep SFС. The obtained diagrams of creep and prestressing losses in the reinforcement showed that the smallest losses occurred in biaxially compressed plates in comparison with uniaxially compressed plates. The data of stresses and strains in the reinforcement before the tests on the transverse load are given.In Chapter 4, the bearing capacity and crack resistance of SFС plates under the action of a uniformly distributed load are investigated. The nature of the destruction of experimental samples is analyzed and the efforts of their destruction are determined. A method for calculating the bearing capacity and crack resistance of biaxially prestressed SFС plates based on the deformation method has been developed. The calculation method is performed using improved dependencies of current regulations. The criterion of crack resistance is the achievement of the ultimate stretched fibers of the SFС tensile tensile deformations, which are equal to . This takes into account the complete diagram of the SFС under compression, the work of reinforced concrete in the stretched zone. The effect of biaxial compression of concrete in the compressed zone using the appropriate coefficient is also taken into account.In Chapter 5, investigates the deformability of biaxially prestressed SFС plates during transverse bending. The existing methods of calculation of deflections of bending elements without cracks and with cracks according to the current norms and Eurocod are analyzed. An algorithm for calculating the curvature and deflection of SFС plates with transverse bending is proposed. The calculations are performed according to the algorithm for determining the bearing capacity with fixing the magnitude of the curvature at each step of loading. The results of experimental studies of deflections of prototypes, which showed good agreement with theoretical calculations, are presented.In Chapter 6, proposes a general algorithm for calculating the bending elements of rectangular cross-section, reinforced with ordinary and pre-stressed reinforcement, as well as steel fiber. The calculation method is based on the deformation theory of calculation of reinforced concrete structures taking into account the complete diagram «σ-ε» for concrete and reinforced concrete under compression. The technique makes it possible to calculate biaxially prestressed plates.

Дисертація присвячена розробці загальної методики розрахунку тріщиностійкості залізобетонних елементів з урахуванням багаторівневого утворення нормальних тріщин. Об′єкт досліджень – процес багаторівневого утворення і розкриття нормальних тріщин в залізобетонних елементах на основі моделі, що враховує зчеплення арматури з бетоном; мета – розробка загальної моделі та інженерних методів розрахунку багаторівневого утворення нормальних тріщин в залізобетонних елементах на основі узагальненої моделі зчеплення арматури з бетоном; методи – аналіз результатів експериментально-теоретичних досліджень, пов'язаних з тріщиностійкістю залізобетонних елементів; фізичне та математичне моделювання параметрів НДС залізобетонних елементів; методи числового аналізу, теорії ймовірностей та математичної статистики обробки результатів експериментальних і теоретичних досліджень; результати – вперше запропоновано силовий критерій локального порушення зчеплення арматури з розтягнутим бетоном та розроблено модель і методику визначення енергетичного ресурсу залізобетонних елементів за деформаційними параметрами, удосконалено деформаційно-силову модель опору залізобетонних елементів силовим впливам в питаннях утворення та розвитку нормальних тріщин і загальну методику розрахунку ширини розкриття нормальних тріщин з позицій послідовного багаторівневого накопичення взаємних зміщень бетону і арматури, розвинуто модель зчеплення арматури з бетоном завдяки використанню нелінійної функції середніх напружень зазначеного зчеплення та модель багаторівневого утворення нормальних тріщин в залізобетонних елементах з урахуванням локального порушення зчеплення арматури з бетоном; впроваджено – при проектуванні несучих конструкцій залізобетонних перекриттів житлових та громадських будівель; область використання – в проектній практиці для розрахунку залізобетонних елементів конструкцій, у науково-дослідних установах при розробці та вдосконаленні національних нормативних документів та в навчальному процесі при розробці методичного забезпечення навчальних дисциплін, пов'язаних із залізобетонними конструкціями.^UThesis is devoted to the development of a general method of calculating the fracture resistance of structural reinforced concrete elements, taking into account the multilevel formation and the opening of normal cracks. The object of research – the process of multilevel formation and opening of normal cracks in reinforced concrete elements based on a model that takes into account the reinforcement to concrete adhesion; goal – to develop a general model and engineering methods for calculating the normal cracks multilevel formation in reinforced concrete elements based on a generalized model of reinforcement to concrete adhesion; methods – analysis of the experimental and theoretical studies results related to crack resistance of reinforced concrete elements; physical and mathematical modeling of SSS parameters of reinforced concrete elements; methods of numerical analysis, probability theory and mathematical statistics for processing the results of experimental and theoretical research; results – for the first time a force criterion of local adhesion disorder of reinforcement with tensioned concrete was proposed and a model and method for determining the energy resource of reinforced concrete elements based on deformation parameters was developed, the deformation-force model of the reinforced concrete elements resistance to force effects in the formation and development of normal cracks and a general method for calculating the normal cracks opening width were improved from the standpoint of sequential multilevel accumulation of concrete and reinforcement mutual displacements, a model of reinforcement-concrete adhesion was developed through the use of a nonlinear function of average stresses of the specified adhesion and a model of normal cracks multilevel formation in reinforced concrete elements, taking into account local adhesion disorder of reinforcement to concrete; introduced – in the design of load-bearing structures of reinforced concrete floors of residential and public buildings; area of use - in design practice for the calculation of reinforced concrete structural elements, in research institutions in the development and improvement of national regulations and in the educational process in the development of methodological support for disciplines related to reinforced concrete structures.