Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science


  • СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА
  • Модель сопротивления сложнонапряженного железобетона при изгибе с кручением
  • УДК 624.045.12
    doi: 10.33622/0869-7019.2023.01.60-68
    Владимир Иванович КОЛЧУНОВ1,2, член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор, vlik52@mail.ru
    Максим Владимирович ПРОТЧЕНКО3, аспирант, maxbrommax@ya.ru
    Вячеслав Николаевич ШАНЬКОВ3, аспирант, s1av.slava@yandex.ru
    Сергей Владимирович ГРЕЧИШНИКОВ1, аспирант, grecha3_5ser@mail.ru
    1 Юго-Западный государственный университет, 305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94
    2 Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН), 127238 Москва, Локомотивный пр., 21
    3 Брянский государственный инженерно-технологический университет, 241037 Брянск, просп. Станке Димитрова, 3
    Аннотация. Построена расчетная модель сопротивления железобетонного элемента при изгибе с кручением. Модель содержит первый и второй блоки отсеченных (поперечных и спиралеобразных) трещин. Из статических и деформационных соотношений составлены разрешающие уравнения для определения расчетных параметров в сечениях этих блоков. В растянутой зоне железобетонной конструкции учитывается "нагельный" эффект в продольной и поперечной арматуре пространственного сечения, определяемый с привлечением специальной модели второго уровня. Учитывается также деформационный эффект в трещинах, физическая суть которого заключается в дополнительном деформационном воздействии при нарушении сплошности бетона. Раскрытие трещин рассчитывается как накопление относительных условных сосредоточенных взаимных смещений арматуры и бетона на смежных участках по обе стороны берегов трещины. При этом в зависимости от расстояния от поверхности контакта с арматурой учитывается депланация бетона в сечении с трещиной. С учетом деформационных эффектов получены аналитические зависимости для определения параметров жесткости и раскрытия пространственных трещин в сложнонапряженных железобетонных конструкциях при изгибе с кручением. Расчетными зависимостями учитывается наличие в конструкции смежных пространственных трещин на разных уровнях нагружения.
    Ключевые слова: модель сопротивления, эффект железобетона, пространственные трещины, депланация, жесткость, поперечное сечение
  • CПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Карпенко Н. И. Общие модели механики железобетона. М. : Стройиздат, 1996. 410 с.
    2. Бондаренко В. М., Колчунов В. И. Расчетные модели силового сопротивления железобетона. М. : АСВ, 2004. 472 с.
    3. Awadh E. A. Torsion plus bending and shear on reinforced concrete beams [Кручение, изгиб и сдвиг в железобетонных балках]. Journal of Engineering and Sustainable Development, 2016, no. 4, pp. 277-288.
    4. Колчунов В. И., Федоров В. С. Понятийная иерархия моделей в теории сопротивления строительных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 8. С. 16-23.
    5. Bernardo L. F. A., Andrade J. M. A., Nunes N. C. G. Generalized softened variable angle truss-model for reinforced concrete beams under torsion [Обобщенная модель облегченной конструкции в виде фермы с переменным углом наклона для железобетонных балок при кручении]. Materials and Structures, 2015, no. 7, pp. 2169-2193.
    6. Nguyen T. A., Nguyen Q. H., Somja H. Nonlinear analysis of RC members subjected to combined bending-shear-torsion stresses: a numerical multi-fiber displacement-based finite element model with warping [Нелинейный анализ железобетонных элементов, подверженных напряжениям изгиба, сдвига и кручения: численная конечно-элементная модель многокомпонетных элементов, основанная на методе перемещений с учетом депланации бетона]. Acta Mechanica, 2021, vol. 232, no. 7, pp. 2635-2658.
    7. Ali A. H., Mohamed H. M., Chalioris C. E., Deifalla A. Evaluating the shear design equations of FRP-reinforced concrete beams without shear reinforcement [Оценка расчетных уравнений сдвига армированных стеклопластиковой арматурой железобетонных балок без поперечного армирования]. Engineering Structures, 2021, vol. 235, p. 112017.
    8. Яковенко И. А. Реализация метода физических моделей сопротивления применительно к расчету реконструируемых зданий из железобетона // Промислове будiвництво та iнженернi cпоруди. 2014. № 1. С. 17-21.
    9. Kim C., Kim S., Kim K.-H., Shin D., Haroon M., Lee J.-Y. Torsional behavior of reinforced concrete beams with high-strength steel bars [Характер работы железобетонных балок, армированных стержнями из высокопрочной стали при кручении]. Structural Journal, 2019, vol. 116, pp. 251-233.
    10. Bernardo L. Modeling the full behavior of reinforced concrete flanged beams under torsion [Моделирование характера работы железобетонных двутавровых балок при кручении]. Applied Sciencies, 2019, no. 9, p. 2730.
    11. Kolchunov Vl. I., Demyanov A. I. The modeling method of discrete cracks in reinforced concrete under the torsion with bending [Метод моделирования дискретных трещин в железобетоне при кручении с изгибом]. Magazine of Civil Engineering, 2018, vol. 5(81), pp. 160-173.
    12. Клюева Н. В., Колчунов В. И., Яковенко Н. А. Проблемные задачи развития гипотез механики разрушения применительно к расчету железобетонных конструкций // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2014. № 3(29). С. 41-45.
    13. Karpenko N. I., Kolchunov Vl. I., Travush V. I. Calculation model of a complex stress reinforced concrete element of a boxed section during torsion with bending [Расчетная модель железобетонного элемента коробчатого сечения со сложным напряжением при кручении с изгибом]. Russian Journal of Building Construction and Architecture, 2021, vol. 3(51), pp. 7-26.
    14. Морозов В. И., Бахотский И. В. К расчету фиброжелезобетонных конструкций, подверженных совместному воздействию кручения с изгибом // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 5. С. 109-109.
    15. Родевич В. В., Арзамасцев С. А. К расчету железобетонных элементов на изгиб с кручением // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2015. № 9(681). С. 99-109.
    16. Булкин С. А. Кручение с изгибом сталефиброжелезобетонной балки прямоугольного сечения // Строительство и реконструкция. 2021. № 2. С. 3-13.
    17. Adheena T., Afia S. H. An experimental study on combined flexural and torsional behaviour of RC beams [Экспериментальное исследование поведения железобетонных балок при изгибе и кручении]. International Research Journal of Engineering and Technology, 2017, vol. 04, iss. 05, pp. 1367-1370.
    18. Lin W. Experimental investigation on composite beams under combined negative bending and torsional moments [Экспериментальное исследование композитных балок при совместном действии отрицательных изгибающих и крутильных моментов]. Advances in Structural Engineering, 2020, vol. 24, pp. 1456-1465.
    19. Dem'yanov A. I., Salnikov A. S. The estimation of spatial cracks formation in reinforced concrete structures under the action torsion [Оценка образования пространственных трещин в железобетонных конструкциях при действии кручения с изгибом]. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, vol. 365, p. 052019.
    20. Травуш В. И., Карпенко Н. И., Колчунов В. И., Каприелов С. С., Демьянов А. И., Конорев А. В. Результаты экспериментальных исследований конструкций квадратного и коробчатого сечений из высокопрочного бетона при кручении с изгибом // Строительство и реконструкция. 2018. № 6. С. 32-43.
    21. Колчунов Вл. И., Яковенко И. А. Об учете эффекта нарушения сплошности в железобетоне при проектировании реконструкции предприятий текстильной промышленности // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2016. № 3(363). C. 258-264.
  • Для цитирования: Колчунов Вл. И., Протченко М. В., Шаньков В. Н., Гречишников С. В. Модель сопротивления сложнонапряженного железобетона при изгибе с кручением // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 1. С. 60-68. doi: 10.33622/0869-7019.2023.01.60-68

НАЗАД