Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science
  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
  • Расчет несущей способности железобетонных колонн по деформированной схеме
  • УДК 624.012.45
    Денис Андреевич СЕМЕНОВ, аспирант, e-mail: spb.rcsoft@gmail.com
    ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», 195251 Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29
    Аннотация. Рассмотрены методы расчета отдельно стоящих железобетонных колонн по деформированной схеме. Методы верифицированы на основе механических испытаний 36 различных полноразмерных образцов колонн из высокопрочного бетона. Помимо сравнения с натурными данными сопоставлены результаты вычислений по различным методам, включая наиболее распространенный в практике проектирования расчет по недеформированной схеме. Все расчеты произведены в пакете компьютерных программ, разрабатываемом автором данной статьи. В расчетах приняты средние значения прочностных характеристик материалов для исследования методов в "чистом" виде. Вклад растянутого бетона между трещинами в жесткость элементов не учитывался "в запас" несущей способности. Эти методы показали завышенную несущую способность по сравнению с экспериментом, величины поперечных прогибов недооценены. Учет вклада растянутого бетона в жесткость еще более уменьшил бы прогибы и тем самым повысил теоретическую несущую способность колонн. Надежность в первую очередь обеспечивается системой редуцирующих коэффициентов, а не гипотезами и допущениями методов. Данное исследование расширяет границы оценки несущей способности гибких железобетонных колонн при внецентренном сжатии, повышает надежность принимаемых проектных решений.
    Ключевые слова: несущая способность, деформированная схема, геометрическая и физическая нелинейности, колонна, высокопрочный бетон, внецентренное сжатие, железобетонные конструкции, верификация.
  • ЛИТЕРАТУРА
    1. Sбenz L., Martin I. Test of reinforced concrete columns with high slenderness ratio [Испытания гибких железобетонных колонн] // ACI Journal. 1963. Vol. 60. No. 5. Pp. 589-616.
    2. Parme A. Capacity of restrained eccentrically loaded long columns [Несущая способность защемленных внецентренно нагруженных длинных колонн] // ACI. 1966. Vol. 13. Pp. 325-367.
    3. Farah A., Huggins M. Analysis of reinforced concrete columns subjected to longitudinal load and biaxial bending [Расчет железобетонных колонн при воздействии продольной нагрузки и косого изгиба] // ACI Journal. 1969. Vol. 66. No. 7. Pp. 569-603.
    4. Rangan B., Saunders P., Seng E. Design of high-strength concrete columns [Проектирование колонн из высокопрочного бетона] // ACI SP-128-52. 1991. Pp. 851-862.
    5. Lloyd N., Rangan B. Studies on high-strength concrete columns under eccentric compression [Исследование колонн из высокопрочного бетона при внецентренном сжатии] // ACI Structural Journal. 1996. Vol. 93. No. 6. Pp. 631-638.
    6. Claeson C., Gylltoft K. Slender concrete columns subjected to sustained and short-term eccentric loading [Гибкие бетонные колонны при длительных и кратковременных внецентренных нагружениях] // ACI Structural Journal. 2000. Vol. 97. No. 1. Pp. 45-53.
    7. Lee J., Son H. Failure and strength of high-strength concrete columns subjected to eccentric loads [Прочность и отказы колонн из высокопрочного бетона при внецентренных нагружениях] // ACI Structural Journal. 2000. Vol. 97. No 1. Pp. 75-85.
    8. Galano L., Vignoli A. Strength and ductility of HSC and SCC slender columns subjected to short-term eccentric load [Прочность и пластичность гибких колонн из высокопрочного и самоуплотняющегося бетона при действии кратковременной внецентренной нагрузки] // ACI Structural Journal. 2008. Vol. 105. No. 3. Pp. 259-269.
    9. Kottb H., El-Shafey N., Torkey A. Behavior of high strength concrete columns under eccentric loads [Работа колонн из высокопрочного бетона при действии внецентренных нагрузок] // HBRC Journal. 2015. Vol. 11. Pp. 22-34.
    10. Kumar P., Rangan V. Reinforced concrete columns under unequal load eccentricities [Железобетонные колонны при неравных эксцентриситетах нагрузки] // ACI Structural Journal. 2003. Vol. 100. No. 4. Pp. 519-528.
    11. Leite L., et. al. Cm factor for RC slender columns under unequal eccentricities and skew angle loads at the ends [Коэффициент Cm для гибких железобетонных колонн при неравных эксцентриситетах на концах элементов при косом внецентренном сжатии] // Engineering Structures. 2014. Vol. 71. Pp. 73-87.
    12. Furlong R. Concrete columns under biaxially eccentric thrust [Бетонные колонны при косом внецентренном сжатии] // ACI Journal. 1979. Vol. 76. No. 10. Pp. 1093-1118.
    13. Bonet J., et. al. Biaxial bending moment magnifier method [Метод увеличения эксцентриситета при косом изгибе] // Engineering Structures. 2004. Vol. 26. Pp. 2007-2019.
    14. Pallбres L., et. al. Experimental research on high strength concrete slender columns subjected to compression and biaxial bending forces [Экспериментальное исследование гибких колонн из высокопрочного бетона при сжатии и косом изгибе] // Engineering Structures. 2008. Vol. 30. Pp. 1879-1894.
    15. Bouchaboub M., Samai M. Nonlinear analysis of slender high-strength RC columns under combined biaxial bending and axial compression [Нелинейный расчет гибких железобетонных колонн из высокопрочного бетона при совместном действии сжимающей продольной силы и косого изгиба] // Engineering Structures. 2013. Vol. 48. P. 37-42.
    16. Leite L., et. al. Behaviour of RC slender columns under unequal eccentricities and skew angle loads at the ends [Работа железобетонных гибких колонн при неравных эксцентриситетах на концах элементов при косом внецентренном сжатии] // Engineering Structures. 2012. Vol. 40. Pp. 254-266.
    17. Barrera A. Experimental tests of slender reinforced concrete columns under combined axial load and lateral force [Экспериментальные испытания гибких железобетонных колонн при совместном действии продольных и поперечных сил] // Engineering Structures. 2011. Vol. 33. Pp. 3676-3689.
    18. Su J., et. al. Influence of reinforcement buckling on the seismic performance of reinforced concrete columns [Влияние потери устойчивости арматурных стержней при работе железобетонных колонн на сейсмическую нагрузку] // Engineering Structures. 2015. Vol. 103. Pp. 174-188.
    19. Hamed E., Lai C. Geometrically and materially nonlinear creep behaviour of reinforced concrete columns [Геометрически и физически нелинейная ползучесть железобетонных колонн] // Structures. 2016. Vol. 5. Pp. 1-12.
    20. Foster S., Attard M. Experimental tests on eccentrically loaded high-strength columns [Экспериментальные испытания внецентренно нагруженных колонн из высокопрочного бетона] // ACI Structural Journal. 1997. Vol. 94. No. 3. Pp. 295-302.
    21. Bonet J., Romero M., Miguel P. Effective flexural stiffness of slender reinforced concrete columns under axial forces and biaxial bending [Эффективная изгибная жесткость гибких железобетонных колонн при продольной силе и косом изгибе] // Engineering Structures. 2011. Vol. 33. Pp. 881-893.
    22. Cortйs-Moreno E., et. al. Slenderness limit of the weak axis in the design of rectangular reinforced concrete non-sway columns [Ограничение гибкости вдоль слабой оси при проектировании прямоугольных железобетонных колонн] // Engineering Structures. 2011. Vol. 33. P. 1157-1165.
    23. Jing X., Jinxin G. Nonlinear second-order effect of non-sway columns [Нелинейный эффект второго порядка для колонн] // ACI Structural Journal. 2013. Vol. 110. No. 5. Pp. 755-766.
    24. Семенов Д. А. Прочность железобетонных элементов при косом внецентренном сжатии // Вестник гражданских инженеров. 2015. № 5(52). С. 76-84.
    24. Semenov D. A. Strength of reinforced concrete structural members subjected to axial force and biaxial bending. Vestnik Grazhdanskih Inzhenerov, 2015, no. 5(52), pp. 76-84. (In Russian).
    25. Parme A., Nieves J., Gouwens A. Capacity of reinforced rectangular columns subject to biaxial bending [Несущая способность прямоугольных железобетонных колонн при косом изгибе] // ACI Journal Proceedings. 1966. Vol. 63. Pp. 911-924.
  • Для цитирования: Семенов Д. А. Расчет несущей способности железобетонных колонн по деформированной схеме // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 9. С. 35-41.

НАЗАД