Проверка на прочность: российские инженеры научились прогнозировать устойчивость бетона к авариям и землетрясениям
- Gettyimages.ru
- © diatrezor
Российские учёные из НИУ МГСУ выяснили, как меняются свойства бетона при длительных статических и коротких динамических нагрузках. На основе полученных данных была создана математическая модель, которая способна спрогнозировать «поведение» бетона в разных условиях. Использование такой модели позволит сконструировать более устойчивые здания, которые сохранят свою целостность при локальной аварии, включая взрыв бытового газа или обрушении несущей конструкции. Об этом RT сообщили в пресс-службе Российского научного фонда. Результаты исследования, поддержанного РНФ, опубликованы в журнале Structures.
Вдобавок, как отмечают учёные, можно будет повысить точность прогнозирования предельного срока службы зданий в зависимости от условий эксплуатации.
Эксперимент проводился над несколькими группами образцов бетона с различными показателями прочности. В течение 180 дней образцы подвергались статическим нагрузкам, доходившим до 60% от максимально допустимого уровня, при превышении которого бетон начинает разрушаться.
- Gettyimages.ru
- © egon69
Таким образом исследователи смоделировали условия эксплуатации железобетонных конструкций в реальных зданиях, которые подвергаются нагрузкам в течение многих лет. Авторы работы проследили, как деформируется материал под действием постоянной нагрузки и как проходит усадка в разных образцах из-за испарения влаги и других процессов.
На следующем этапе эксперимента образцы подвергли динамическим нагрузкам. Специалисты сымитировали «поведение» бетона в аварийной ситуации — при внезапном выходе из строя одной из конструкций здания в результате взрыва, накопления средовых повреждений и т. д.
По мере изучения изменений в образцах выяснилось, что в результате длительного воздействия статических нагрузок меняется внутренняя структура бетона. В итоге повышается прочность материала как при статических, так и при динамических нагрузках.
При статической нагрузке прочность образцов увеличилась на 7—10%, при динамической — на 20—32%. Впрочем, одновременно выросла и хрупкость бетона: он стал более подвержен разрушению при ударах и сейсмическом воздействии.
