БЕТОНЫ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ АРМИРУЮЩИХ ВОЛОКОН--ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ/Может ли проектирование задавать в реальном времени количество волокон в каждой части конструкции при ее изготовлении?

摘要

В ближайшем будущем, когда будет гарантировано безопасное управление несущей способностью конструкционных элементов из бетона, армированного волокнами, можно будет отказаться от использования традиционных стальных арматурных стержней. В применяемых методах трудно изменить количество вводимых волокон во время отливки бетона. Поэтому необходимое количество волокон определяют по максимальному растягивающему напряжению в бетонных конструкционных элементах и как следствие этого--в области конструкций, подверженных сжатию, вводят не нужные там волокна. Однако если необходимое количество волокон можно было бы регулировать и добавлять в бетон в реальном времени у выходного отверстия бетононасоса, то перспективой могло бы стать проектирование и изготовление конструкций с помощью оборудования, управляемого на основе анализа МКЭ. Результаты этого анализа могли бы передаваться в систему отливки бетона для указания необходимого количества волокон с целью учета фактических растягивающих напряжений в заданном месте конструкции. Горизонтальное и вертикальное позиционирование выходного отверстия бетононасоса в месте отливки может осуществляться с помощью системы GPS и лазера соответственно. Введение волокон в бетон у выходного отверстия бетононасоса и их дозирование там в соответствии с фактическим напряженным состоянием конструкции, определяемым на основе анализа МКЭ в реальном времени, --перспектива будущего. Анализ МКЭ должен выполняться на основе свойств материала бетона, армированного только волокнами. Это означает, что сопротивление и жесткость конструкционных элементов из бетона разной прочности с разным содержанием волокон должны определяться экспериментально и вводиться в анализ МКЭ, который необходимо выполнить до осуществления процесса отливки бетона и его управления. Затем результаты анализа МКЭ могут быть использованы в качестве основы для введения в бетон требуемого количества волокон в каждой части конструкции. Таким образом, необходимо разработать систему для введения в бетон требуемого количества волокон у выходного отверстия бетононасоса. Может ли оказаться предпочтительной система торкрет-пушки с электронным управлением для введения волокон у выходного отверстия? Заданное место в конструкции, куда должен попасть бетон, должно указываться электронными средствами и передаваться в программу, выполняющую анализ МКЭ, которая в свою очередь должна немедленно выслать обратно информацию о необходимом количестве волокон в заданном месте. Это требует разработки соответствующей сигнальной системы. Интегрированная система проектирования и изготовления бетонных конструкций могла бы избавить от трудоемких работ, связанных со стальными арматурными стержнями, а именно: оценка моментов и сдвиговых сил по результатам анализа МКЭ для определения стержневой арматуры; учет требований анке-ровки стержней и их детализация; изготовление чертежей арматуры; изготовление стержней и трудоемкой работы с ними. Наконец, должны быть выполнены исследования по утилизации конструкций из бетона, армированного волокнами, и повторного использования материала, так как фрагменты бетона, армированного волокнами, могут представлять угрозу природе.