Механика разрушения трехслойной стеновой панели на основе каркасного бетона

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Моделируется распределение напряжений в трехслойной каркасной стеновой панели с жестким контактом между слоями. Для расчета использован конечно-элементный пакет ANSYS Workbench. Значения критериев разрушения (главного и эквивалентного напряжений) вычислены вблизи концентраторов напряжений, т.е. ребер, разделяющих нагруженные и закрепленные грани панели. Получено, что разрушение начинается на границе нагруженного и ненагруженного слоев изделия. Показано, что теплоизоляционный слой из крупнопористого бетона, расположенный в центре панели, способен участвовать в восприятии части нагрузки, приходящейся на несущий слой. В связи с этим несущая способность конструкций, изготовленных по каркасной технологии, существенно повышается за счет частичного нагружения теплоизолирующего слоя. Поэтому каркасная панель может выдерживать большие нагрузки по сравнению с панелями, имеющими гибкие связи. Кроме того, показано, что термическое сопротивление трехслойной каркасной панели вдвое выше, чем у однослойной панели такой же толщины. Тем самым использование каркасных панелей является эффективным средством сохранения тепла в зданиях.

Об авторах

Алексей Олегович Сыромясов

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева

Автор, ответственный за переписку.
Email: syal1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6520-0204
SPIN-код: 7617-8578

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной математики

Российская Федерация, 430005, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68/1

Юрий Алексеевич Макаров

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева

Email: makarov.yira75@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6242-4138
SPIN-код: 4679-9363

кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной математики

Российская Федерация, 430005, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68/1

Татьяна Федоровна Ельчищева

Тамбовский государственный технический университет

Email: elschevat@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0241-3808
SPIN-код: 9764-3898

кандидат технических наук, заведующий кафедрой архитектуры и градостроительства

Российская Федерация, 392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106/5

Владимир Трофимович Ерофеев

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Email: erofeevvt@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-8407-8144
SPIN-код: 4425-5045

доктор технических наук, профессор кафедры строительного материаловедения

Российская Федерация, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Дмитрий Александрович Кожанов

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Email: pbk996@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8443-1291
SPIN-код: 8722-2173

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теории сооружений и технической механики

Российская Федерация, 603000, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, д. 65

Список литературы

  1. Sheina S.G., Umnyakova N.P., Fedaeva P.V., Minenko E.N. The best European experience in implementing energy-saving technologies in the housing stock of the Russian Federation. Housing Construction. 2020;(6):29-34. (In Russ.) https://doi.org/10.31659/0044-4472-2020-6-29-34 EDN: GQLQGC
  2. Mayhoub O.A., Nasr E.S.A.R., Ali Y.A., Kohail M. The influence of ingredients on the properties of reactive powder concrete: A review. Ain Shams Engineering Journal. 2021;12(1):145-158. https://doi.org/10.1016/j.asej.2020.07.016 EDN: QFSFAB
  3. Kornilov T.A., Everstova V.N. Assessment of thermal protection properties of external walls made of polystyrene concrete blocks of a frame-monolithic building. Academia. Architecture and Construction. 2024;3:137-144. (In Russ.) https://doi.org/10.22337/2077-9038-2024-3-137-144 EDN: AISSKC
  4. Malyavina E.G., Frolova A.A. Selection of economically feasible thermal insulation of buildings in the north of the Russian Federation. Housing Construction. 2022;12:72-78. (In Russ.) https://doi.org/10.31659/0044-4472-2022-12-72-78 EDN: NMLVMK
  5. Sizov V.D., Pavlovskaya A.V. Efficient multilayer wall panel. Science and Technology. 2022;21(5):410-418. (In Russ.) EDN: PXHEGF
  6. Fedosov S.V., Ibragimov A.M., Gnedina L.Yu. Problems of three-layer enclosing structures. Housing construction. 2012;7:9-12. (In Russ.) EDN: NRMGFG
  7. House M.W., Weiss W.J. Review of microbially induced corrosion and comments on needs related to testing procedures. Proceedings of the 4th International Conference on the Durability of Concrete Structures. ICDCS, 24-26 July 2014:94-103. https://doi.org/10.5703/1288284315388
  8. Erofeev V.T. Fundamentals of the theory of technology for obtaining, calculating physical and mechanical properties and indicators of chemical and biological resistance of frame building composites. Structural Mechanics of Engineering Structures and Structures. 2022;18(4):283-296. (In Russ.) EDN: EOPEXD
  9. Chromkova I., Cechmanek R., Kotlanova M.K. Effect of silages on concrete and process of its corrosion in the course of time. Journal of Physics: Conference Series 2792(1). Czechia, 2024:1-14. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2792/1/012013 EDN: VGGAHI
  10. Marquez-Peñaranda J.F., Sanchez-Silva M., Husserl J., Bastidas-Arteaga E. Effects of biodeterioration on the mechanical properties of concrete. Materials and Structures. 2016;49:4085-4099. https://doi.org/10.1617/s11527-015-0774-4 EDN: UKSSWN
  11. Erofeev V., Stepina I., Badamshin R., Afonin V., Smirnov V., Samchenko S., Kozlova I. Effect of wooden fillers on strength and biodegradation of caustic magnesite. BioResourses. 2025;20(3):5790-5800. https://doi.org/10.15376/biores. 20.3.5790-5800
  12. Erofeev V., Rodin A.I., Karpushin S.N., Klyuev S.V., Sabitov L.S. Biological and climatic resistance of cement composites based on biocidal binders. Lecture Notes in Civil Engineering. 2023;307:168-179. https://doi.org/10.1007/978-3-031-20459-3_22
  13. Ustarkhanov O.M., Muselemov Kh.M., Ustarkhanov T.O., Gapparov Kh.M. Effect of convergence of layers of a three-layer structure on its stress-strain state. Bulletin of Mechanical Engineering. 2020;12:34-37. (In Russ.) EDN: STEQPQ
  14. Zotov A.A., Volkov A.N., Boykov A.A. Design and manufacturing of a three-layer spherical shell with discrete filler using 3d printing technology. Bulletin of Mechanical Engineering. 2020;8:41-44. (In Russ.) EDN: IBBBEF
  15. Zhu P., Lei Z.X., Liew K.M. Static and free vibration analyses of carbon nanotube-reinforced composite plates using finite element method with first order shear deformation plate theory. Composite Structures. 2012;94(4):1450-1460. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2011.11.010
  16. Syromyasov A.O., Makarov Yu.A., Erofeev V.T. Modeling the failure of an eccentrically loaded wall panel manufactured using frame technology. Journal of the Middle Volga Mathematical Society. 2024;26(3):313-325. (In Russ.) https://doi.org/10.15507/2079-6900.26.202403.313-325 EDN: OVZIIR
  17. Kujawa W., Olewnik-Kruszkowska E., Nowaczyk J. Concrete strengthening by introducing polymer-based additives into the cement matrix - A mini review. Materials. 2021;14(20):6071. https://doi.org/10.3390/ma14206071 EDN: RSGPHH
  18. Salazar B., Aghdasi P. Williams I.D. et al. Polymer lattice-reinforcement for enhancing ductility of concrete. Materials and Design. 2020;196:109184. https:/doi.org/10.1016/j.matdes.2020.109184 EDN: DOYCNX
  19. Vishwakarma V., Sudha U., Ramachandran D. et al. Enhancing antimicrobial properties of fly ash mortars specimens through nanophase modification. Materials Today Proceedings. 2016;3(6):1389-1397. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2016.04.020
  20. Senhadji Y., Escadeillas G., Mouli M. et al. Influence of natural pozzolan, silica fume and limestone fine on strength, acid resistance and microstructure of mortar. Powder Technology. 2014;254:314-323. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2014.01.046
  21. Fan Y., Zhang S., Wang Q., Shah P.S. The effects of nano-calcined kaolinite clay on cement mortar exposed to acid deposits. Construction and Building Materials. 2016;102:486-495. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.11.016
  22. Hendi A., Rahmani H., Mostofinejad D. et al. Simultaneous effects of microsilica and nanosilica on self consolidating concrete in a sulfuric acid medium. Construction and Building Materials. 2017;152:192-205. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.06.165

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).