Inovatīvu koka-betona kompozītu konstrukciju racionāls risinājums
2022
Karīna Buka-Vaivade

Aizstāvēšana
16.12.2022. 14:15, Ķīpsalas ielā 6A, 342. auditorijā, Rīgā

Zinātniskais vadītājs
Dmitrijs Serdjuks, Leonīds Pakrastiņš

Recenzenti
Ainārs Paeglītis, Viktorija Volkova, Tomas Gečys

Strauji pieaugot Zemes populācijai palielinās ilgtspējīgas attīstības principa nozīme, ko būvniecības nozares kontekstā var interpretēt kā nepieciešamību pēc racionālākas materiālu izmantošanas ar uzsvaru uz atjaunojamajiem resursiem. Koka-betona kompozīts (TCC), kas spēj apvienot sevī koksnes un betona labākas īpašības un samazināt to trūkumus, ir uzskatāms par perspektīvu pielietošanai būvkonstrukcijām, kas strādā liecē. Darba ietvaros ir noteikta defektu stingajā savienojumā starp koka un betona slāņiem ietekme uz koka-betona kompozīta plātņu uzvedību. Ir izstrādāts koka-betona kompozīta konstrukcijas ilgtspējīgs risinājums ar piedāvātu inovatīvu stinga savienojuma izgatavošanas metodi, kas nodrošina materiālu visefektīvāko sinerģiju. Pilnā kompozīta darbība ir pētīta ar skaitliskajiem aprēķiniem un laboratorijas lieces un bīdes testiem. Paveiktie testi uzrādīja piedāvātā savienojuma veida lielāku drošuma līmeni, salīdzinot ar pēc klasiskām metodēm veidotiem adhezīviem savienojumiem. Ir izstrādāta metodika un uz tās pamata – programmatūra – TCC plātņu diviem konstruktīviem risinājumiem – ar krusteniski līmētas koksnes (CLT) plātnēm un ar ribotām saplākšņa plātnēm pamatā, šķērsgriezumu racionālu parametru un materiālu noteikšanai, piedāvājot par racionalitātes kritēriju – izmaksu koeficientu, kas raksturo materiāla izmaksas 1 m2 plātnei. Ar izstrādāto programmu ir noteiktas koka-betona kompozīta pamatotas izmantošanas robežas, kas CLT-betona un saplākšņa-betona plātnēm raksturojas ar attiecīgi līdz pat par 44 % un 42 % zemākām izmaksu koeficienta vērtībām un 25 % un 33 % mazāku šķērsgriezuma augstumu pie augstas vibrāciju kvalitātes klases salīdzinājumā ar to pašu konstruktīvo risinājumu, bet bez betona slāņa, racionālākajiem šķērsgriezumiem. No apskatīto divu konstruktīvo risinājumu salīdzinājuma ir noteikts, ka saplākšņa-betona kompozīta plātnēm izmaksu koeficients ir zemāks nekā CLT-betona plātnēm, kā arī šis risinājums raksturojas ar zemāku pašsvara slodzi. Abu variantu eksperimentālas pārbaudes liecināja par mazāku rezultātu izkliedi koka-betona kompozīta paraugiem ar saplākšņa plātni. Ņemot vērā to, ka savienojuma kvalitātes kontrole kokbetonā tiek uztverta kā ierobežojums līmēto savienojumu izmantošanai praksē, darbā, balstoties uz paveiktajiem laboratorijas eksperimentiem, ir pārbaudītas un noteiktas operacionālās modālās analīzes – konstrukcijas globālai novērtēšanai, un ultraskaņas defektoskopijas – lokālai savienojumu diagnostikai, efektīvas izmantošanas iespējas. Piedāvātais konstruktīvais risinājums paredz atteikšanos no tradicionāla stiegrojuma betona slānī. Nepārtrauktā tērauda stiegrojuma ierīkošana konstrukcijā, īpaši šī brīža situācijā, kad tērauda piegādes Latvijas tirgum ir apgrūtinātas dēļ dažādiem ārējiem faktoriem, būtiski palielina konstrukciju izmaksas. Ar laboratorijas eksperimentiem ir noteikts pozitīvs efekts no sintētisko fibru pievienošanas 0.5 % daudzumā betona sastāvam. Fibru pievienošana rezultējas spriegumu pārdalīšanās un betona slāņa trausluma samazināšanā. Pateicoties fibrām, sabrukuma gadījumā saglabājas koka-betona kompozīta integritāte. Promocijas darbs sastāv no darba vispārējā raksturojuma, piecām nodaļām, secinājumiem un izmantotās literatūras saraksta. Darba apjoms – 120 lapaspuses, 96 attēli, 16 tabulas un 139 literatūras avoti. Promocijas darbs ir izstrādāts latviešu valodā.


Atslēgas vārdi
Koka-betona kompozīts; adhezīvs savienojums; viegla konstrukcija; Timber-concrete composite; adhesive connection; lightweight structure.
DOI
10.7250/9789934228452

Buka-Vaivade, Karīna. Inovatīvu koka-betona kompozītu konstrukciju racionāls risinājums. Promocijas darbs. Rīga: [RTU], 2022. 120 lpp.

Publikācijas valoda
Latvian (lv)
RTU Zinātniskā bibliotēka.
E-pasts: uzzinas@rtu.lv; Tālr: +371 28399196