Расчетная модель сопротивления железобетона в околоарматурной области

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Решена актуальная задача сопротивления околоарматурной зоны бетона как задача объемного напряженно-деформированного состояния с «замыканием» выходных интегральных параметров этой зоны на стержневую схему всего железобетонного элемента, синтезирующую в себе гипотезы и зависимости механики железобетона и механики разрушения. В расчетной модели железобетонного элемента учтен эффект железобетона проф. Вл.И. Колчунова описывающий механизм образования и развития поперечных и продольных трещин. При этом приняты обобщенные гипотезы линейных и угловых деформаций для депланаций и градиентов относительных взаимных смещений арматуры и бетона. Построены новые функционалы железобетона, которые согласуются с физическими представлениями о сопротивлении поперечных сечений стержневых элементов в околоарматурных зонах. Записаны физические уравнения для бетонной матрицы, моделирующей зоны между поперечными трещинами. Найдены составляющие перемещений для околоарматурной области применительно к ширине раскрытия трещин на границе контакта «бетон-арматура» в поперечных, продольных и радиальных трещинах соответственно. Использование принятых предпосылок и многоуровневой расчетной схемы для околоарматурной области заметно приближает расчетную модель к реальной оценке физических явлений.

Об авторах

Владимир Иванович Колчунов

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет; Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН

Email: vlik52@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5075-1134
SPIN-код: 3990-0345

член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор кафедры инженерной графики и компьютерного моделирования, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет ; главный научный сотрудник, Научно-исследовательский институт строительной физики, Российская академия архитектуры и строительных наук

Москва, Россия

Наталия Витальевна Федорова

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Email: fedorovanv@mfmgsu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5392-9150
SPIN-код: 3365-8320

советник РААСН, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой промышленного и гражданского строительства

Москва, Россия

Татьяна Александровна Ильющенко

Курский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: tatkhalina93@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6885-588X
SPIN-код: 6913-5863

кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры промышленного и гражданского строительства

Курск, Россия

Список литературы

  1. Bondarenko V.M., Kolchunov V.I. Computational models of the strength resistance of reinforced concrete. Moscow: ASV Publ.; 2004. (In Russ.) EDN: QNKPAP
  2. Golyshev A.B., Kolchunov V.I. Resistance of reinforced concrete. Kyiv: Osnova Publ.; 2009. (In Russ.) EDN: WLZJYN
  3. Karpenko N.I. General models of reinforced concrete mechanics. Moscow: Stroyizdat Publ.; 1996. (In Russ.)
  4. Tureyen A.K., Frosch R.J. Concrete shear strength: Another perspective. Structural journal. 2003;100(5):609-615.
  5. Wight J.K., MacGregor J.G. Reinforced concrete mechanics and design. Pearson Ed.; 2020.
  6. Bentz E.C. Empirical Modeling of Cracking in Reinforced Concrete. ACI Structural Journal. 2019;116(3):233.
  7. Frosch R.J. Another look at cracking and crack control in reinforced concrete. ACI Structural Journal. 1999;96(3): 437-442. http://doi.org/10.14359/679
  8. Murashev V.I. Crack resistance, rigidity and strength of reinforced concrete. Moscow: Mashstroyizdat Publ.; 1950. (In Russ.)
  9. Thomas F.G. Cracking in reinforced concrete. The Structural Engineer. 1936;14:298-320.
  10. Iakovenko I., Kolchunov Vl. The development of fracture mechanics hypotheses applicable to the calculation of reinforced concrete structures for the second group of limit states. Journal of Applied Engineering Science. 2017;15(455): 366-375. http://doi.org/10.5937/jaes15-14662
  11. Travush V.I., Karpenko N.I., Kolchunov Vl.I., Kaprielov S.S., Demyanov A.I., Bulkin S.A., Moskovtseva V.S. Results of experimental studies of high-strength fiber reinforced concrete beams with round cross-sections under combined bending and torsion. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2020;16(4):290-297. http://doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-4-290-297
  12. Klyueva N.V., Yakovenko I.A., Usenko N.V. On the calculation of the opening width of inclined cracks of the third type in composite reinforced concrete structures. Industrial and civil engineering. 2014;2:8-11. (In Russ.) EDN: RWGCIT
  13. Dem’yanov A.I., Yakovenko I.A., Kolchunov V.I. The development of universal short dual-console element for resistance of reinforced concrete structures under the action torsion with bending. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Seriya Teknologiya Tekstil’noi Promyshlennostithis. 2017;370(4):246-251. (In Russ.) EDN: YLHYQC
  14. Travush V.I., Kashevarova G.G., Martirosyan A.S., Kuzminykh V.S. Study of the process of destruction of adhesion bonds during pressing of a rigid reinforcement rod into concrete. Part 1: Experimental studies. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2016;12(1):140-146. EDN: VZTWHZ
  15. Mathern A., Yang J. A practical finite element modeling strategy to capture cracking and crushing behavior of reinforced concrete structures. Materials. 2021;14(3):506. http://doi.org/10.3390/ma14030506
  16. Golding V. P., Gharineiat Z., Munawar H.S., Ullah F. Crack detection in concrete structures using deep learning. Sustainability. 2022;14(13):8117. https://doi.org/10.3390/su14138117
  17. Somma G., Vit M., Frappa G., Pauletta M., Pitacco I., Russo G. A new cracking model for concrete ties reinforced with bars having different diameters and bond laws. Engineering Structures. 2021;235:112026. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.112026
  18. Dey A., Valiukas D., Jakubovskis R., Sokolov A., Kaklauskas G. Experimental and numerical investigation of bond-slip behavior of high-strength reinforced concrete at service load. Materials. 2021;15(1):293. https://doi.org/10.3390/ma15010293
  19. Bado M.F., Casas J.R., Kaklauskas G. Distributed Sensing (DOFS) in Reinforced Concrete members for reinforcement strain monitoring, crack detection and bond-slip calculation. Engineering Structures. 2021;226:111385. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111385
  20. Kaklauskas G., Sokolov A., Sakalauskas K. Strain compliance crack model for RC beams: primary versus secondary cracks. Engineering Structures. 2023;(281):115770. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2023.115770
  21. Rimkus A., Cervenka V., Gribniak V., Cervenka J. Uncertainty of the smeared crack model applied to RC beams. Engineering Fracture Mechanics. 2020;233:107088. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2020.107088
  22. Kolchunov Vl.I. Generalized hypotheses of warping of linear and angular deformations in reinforced concrete structures under bending with torsion. Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2023;1(59):9-26. (In Russ.) https://doi.org/10.36622/VSTU.2023.69.1.001
  23. Kolchunov V.I. Some problem areas of the modern theory of reinforced concrete and their solutions. Fundamental, exploratory and applied research of RAASN on scientific support for the development of architecture, urban planning and the construction industry of the Russian Federation in 2021. 2022:130-141. (In Russ.) EDN: DMBCMT
  24. Kolchunov Vl.I. Method of calculation models of resistance for reinforced concrete. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2023;19(3):261-275. (In Russ.) https://doi.org/10.22363/1815-5235-2023-193-261-275
  25. Kolchunov Vl.I., Karpenko S.N. Rigidity of reinforced concrete structures under complex resistance. Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2022;(1):7-20. (In Russ.) https://doi.org/10.36622/VSTU.2022.53.1.001
  26. Kolchunov V. The Effect of Reinforced Concrete for Crack Resistance and Rigidity Based on Mechanics of Fracture Under Bending with Torsion. Modern Problems in Construction: Selected Papers from MPC 2021. 2022:79-95. https://doi.org/10.1007/978-3-031-12703-8_9
  27. Kolchunov Vl.I., Nikulin A.I., Obernikhin D.V. Crack opening width of reinforced concrete structures with trapezoidal cross-section taking into account new resistance effects. Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2018;(10):64-73. (In Russ.) https://doi.org/10.12737/article_5bd95a75010906.70019486

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).