Calculation and Design of Building Structures Given the Variatropy of the Structure, Sections and Differentiation of Constructive Characteristics of the Materials
Authors: Маилян Л. Р. , Стельмах С. А. , Щербань Е. М. 
Published: June 2021

Состояние проблемы. Возрастающие объемы строительства требуют новых технологических, конструктивных и расчетных решений железобетонных элементов. Центрифугирование, являясь перспективной технологией производства, приводит к вариатропным, т. е. различающимся по своим характеристикам (плотности, прочности, деформативности и др.), по сечению бетонам и конструкциям, выполненным из них. Это во многих случаях необходимо учитывать в расчете и проектировании, однако исследований касательно этой темы практически не проводилось. Поэтому при расчете и проектировании строительных конструкций вариатропной структуры обычно закладывается необоснованно большой запас прочности, что приводит к их сильному удорожанию. В нормах проектирования и научной литературе отсутствуют теоретические и практические методы расчета центрифугированных железобетонных строительных конструкций с учетом вариатропности структуры и характеристик бетона по сечению. Отдельными данными подтверждена эффективность центрифугирования, но в полной мере использовать его преимущества из-за отсутствия в существующих методах расчета учета вариатропности структуры пока невозможно. Результаты и выводы. В результате обзора и анализа определены векторы развития и направления будущих исследований, заключающиеся в изучении работы сталежелезобетонных центрифугированных и виброцентрифугированных сжатых элементов с использованием фиброармирующих волокон. Предполагается совершенствовать технологию изготовления и методики расчета для еще полного и всестороннего исследования такого уникального явления, как вариатропия структуры бетона строительных конструкций.

Statement of the problem. Increasing numbers of construction call for new technological, structural and design solutions for reinforced concrete elements. Being a promising production technology, centrifugation causes variatropic characteristics, i. e., differing ones (density, strength, deformability, etc.), in cross section of concrete and structures made of them. This is oftentimes essential to consider in both calculation and design, but research on this topic is literally non-existent. Thus while calculating and designing building structures of the variatropic structure, an unreasonably large margin of safety is commonly present leading a surge in their price. In design guidelines and scientific literature there are no theoretical and practical methods of calculation of centrifuged reinforced concrete building structures considering the variability of the structure and characteristics of concrete in cross section. Some data confirm the efficiency of centrifugation, but it is not yet possible to make complete use of its advantages due to the lack of existing methods for calculating the variability of the structure. Results and conclusions. Based on the review and analysis, the vectors of development and directions of future research are identified, which are to sinvestigate the operation of reinforced concrete centrifuged and vibrocentrifuged compressed elements using fiber reinforcing fibers. It is suggested that the manufacturing technology and calculation methods are improved for a more complete and comprehensive study of such a unique phenomenon as variatropy of the concrete structure of building structures.