Учёный НИУ МГСУ рассказал, как усилить стальные конструкции быстро и дёшево

Несмотря на то, что сегодня компьютерные технологии активно внедряются в строительство, в расчётах при проектировании всё ещё возникают ошибки, и несущая способность отдельных элементов или конструкций оказывается недостаточной. В таких случаях требуется усиление металлических конструкций. Также оно применяется при реконструкции зданий и сооружений.

Инженер НИУ МГСУ, аспирант кафедры Металлических и деревянных конструкций Иван Калугин объяснил, в чём секрет лёгкого, быстрого и экономного метода усиления металлоконструкций. Исследование Ивана посвящено использованию полимерных композитных материалов для усиления строительных конструкций.

Сегодня усиление стальных конструкций проводят чаще всего с помощью увеличения их поперечного сечения: для этого к усиливаемому элементу крепят стальные листы, уголки, швеллеры или трубы. Этот традиционный способ достаточно долгий и трудоёмкий, он сложен в монтаже и требует применения дополнительного громоздкого оборудования, что приводит к остановке эксплуатации объекта на длительный срок.

Усиление методом внешнего армирования конструкций полимерными композитными материалами дешевле, работы требуют меньше времени, к тому же их можно проводить без вывода объекта из эксплуатации. По словам учёного, композиты на основе углеродных волокон позволили увеличить несущую способность экспериментальных образцов из металла на 30%.

Иван Калугин работает над этой темой с 2018 года. Цель проекта – собрать как можно больше экспериментальных данных об усилении стальных конструкций углепластиками. Это исследование поможет определить, как влияют на совместную работу стали и углепластика различные факторы, например, низкие и высокие климатические температуры.

«Проще говоря, мы выясняем, насколько можно увеличить прочность конструкции при наклеивании углепластика на стальные конструкции, и возможен ли ремонт повреждённых стальных конструкций. В случае, если испытания дадут хорошие показатели, этот метод можно будет рекомендовать к применению при усилении и ремонте стальных конструкций», – говорит Иван Калугин.

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы должны стать основой для разработки нормативной документации. Основная сфера применения – ремонт уже существующих конструкций. Однако в будущем возможно применение стальных конструкций, усиленных с завода. По словам учёного, это приведёт к значительному уменьшению массы и габаритов металлических конструкций без изменений в несущей способности.