constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2024-114-4-3-13construction-770Research ArticleТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИTHEORY OF ENGINEERING STRUCTURES. BUILDING UNITSДиаграммы деформирования арматуры при совместном действии нагрузок и повышенных температур до +500°сDiagrams of reinforcement deformation under the combined action of loads and elevated temperatures up to +500 °СКарпенкоН. И.KarpenkoN. Iv.

Карпенко Николай Иванович, Академик РААСН, д-р техн. наук, проф., главный научный сотрудник лаборатории «Проблемы прочности и качества в строительстве»

Москва

Karpenko Nikolay Iv., Full member of RAACS, doctor in tech. sc., Prof., Chief Researcher of the Laboratory "Problems of Strength and Quality in Construction"

Moscow

niisf_lab9n@mail.ruКарпенкоС. Н.KarpenkoS. N.

Карпенко Сергей Николаевич, д-р техн. наук

Москва

Karpenko Sergey N., doctor in tech. sc.

Moscow

niisf_lab9n@mail.ruМоисеенкоГ. А.MoiseenkoG. A.

Моисеенко Георгий Александрович, канд. техн. наук, научный сотрудник лаборатории «Проблемы прочности и качества в строительстве» 

Москва

Moiseenko Georgy A., candidate in tech. sc., research fellow at the laboratory "Problems of Strength and Quality in Construction" 

Moscow

gecklock@yandex.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук»Federal State Budgetary Institution "Research Institute of Construction Physics of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences"20243108202404313Copyright © Карпенко Н.И., Карпенко С.Н., Моисеенко Г.А., 20242024Карпенко Н.И., Карпенко С.Н., Моисеенко Г.А.Karpenko N.I., Karpenko S.N., Moiseenko G.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://construction.elpub.ru/jour/article/view/770

Реальные нелинейные диаграммы деформирования арматуры и бетона составляют основу современного диаграммного метода расчета железобетонных конструкций. Данный метод позволяет наиболее точно учитывать физико-механические и реологические свойства железобетона при различных режимах силового нагружения конструкций. Для распространения диаграммного метода на расчет железобетонных конструкций при совместном действии нагрузок и повышенных температур необходима существенная корректировка диаграмм деформирования арматуры и бетона. В данной статье рассматривается переход от диаграмм деформирования арматуры при нормальной температуре к диаграммам деформирования при совместном действии силовых и температурных воздействий до +500°С. При этом изменяются основные физико-механические характеристики диаграмм в зависимости от значений температуры нагрева. Рассматриваются изменения этих характеристик для двух видов арматуры – без площадки текучести и с площадкой текучести. Полученные результаты представляют основу для построения метода расчета железобетонных конструкций при совместном действии нагрузок и различных режимов нагрева.

Real nonlinear diagrams of reinforcement and concrete deformation form the basis of the modern diagrammatic method for calculating reinforced concrete structures. This method allows for the most accurate consideration of the physico-mechanical and rheological properties of reinforced concrete under various modes of force loading of constructions. To extend the diagrammatic method to the calculation of reinforced concrete structures under the combined action of loads and elevated temperatures, a significant adjustment of the deformation diagrams of reinforcement and concrete is necessary. This article discusses the transition from reinforcement deformation diagrams at normal temperature to deformation diagrams under the combined action of force and temperature influences up to +500°C. At the same time, the basic physical and mechanical characteristics of the diagrams change depending on the values of the heating temperature. Changes in these characteristics are considered for two types of reinforcement – without yield point and with yield point. The results obtained provide the basis for constructing a method for calculating reinforced concrete structures under the combined action of loads and various heating modes.

арматуратемпературные воздействиядиаграммы деформирования арматурыарматура без площадки текучестиарматура с площадкой текучестидиаграммный метод расчета конструкцийreinforcementtemperature effectsreinforcement deformation diagramsreinforcement without yield pointreinforcement with yield pointa diagrammatic method for calculating constructionsReferencesКорсун В.И. Развитие методов расчета железобетонных конструкций зданий и сооружений на температурно-влажностные воздействия // Современное промышленное и гражданское строительство. 2021. Т. 17. № 1. С. 29-40.Korsun V.I. Development of methods for calculating reinforced concrete structures of buildings and structures for temperature and humidity effects. Modern industrial and civil engineering. 2021. Vol. 17. No. 1. Pp. 29- 40.Корсун В.И., Кхон Кхемарак, Ха Ван Куинь. Температурные моменты в статически неопределимых балках из высокопрочного бетона при одностороннем нагреве // В сборнике: Неделя науки ИСИ. Материалы всероссийской конференции в 3-х частях. Инженерно-строительный институт Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Санкт-Петербург, 2021. C. 382- 384.Korsun V.I., Khon Khemarak, Ha Van Quynh. Temperature moments in statically indeterminate beams made of high-strength concrete with one-sided heating. [In the collection: Science Week of ISI. Proceedings of the All-Russian Conference in 3 parts.] Civil Engineering Institute of Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University. Saint Petersburg, 2021. P. 382-384.Rehman A., Masood A., Akhtar S., Ibrahim S.M., Shariq M. Experimental and numerical investigation into flexural bond strength of RC beams exposed to elevated temperature // Construction and Building Materials. 2021. (282). C. 122630.Rehman A., Masood A., Akhtar S., Ibrahim S.M., Shariq M. Experimental and numerical investigation into flexural bond strength of RC beams exposed to elevated temperature. Construction and Building Materials. 2021. (282). C. 122630.Liu Jin, Renbo Zhang, Liang Li, Xiuli Du, Yunlong Yao. Impact behavior of SFRC beams at elevated temperatures: Experimental and analytical studies // Engineering Structures. 2019. (197). С. 109401. DOI:10.1016/j.engstruct.2019.109401.Liu Jin, Renbo Zhang, Liang Li, Xiuli Du, Yunlong Yao. Impact behavior of SFRC beams at elevated temperatures: Experimental and analytical studies. Engineering Structures. 2019. (197). P. 109401. DOI: 10.1016/j.engstruct.2019.109401.Кхон Кхемарак, Корсун В.И., Ха Ван Куинь, Волков А.С. Влияние кратковременного нагрева до +90°C на деформацию и прочность высокопрочного бетона // Под ред. Б. Анатолийса, В. Николая, С. Виталия, Springer Nature Switzerland AG, 2020. C. 585-592. [Khemarak Khon, Vladimir Korsun, Quynh Ha, and Andrey Volkov. Effect of Short-Term Heating up to +90°C on Deformation and Strength 137 of High-Strength Concrete // Под ред. B. Anatolijs, V. Nikolai, S. Vitalii, Springer Nature Switzerland AG, 2020. C. 585-592]. DOI: 10.1007/978-3-030-42351-3_51.Khon Khemarak, Korsun V.I., Ha Van Quynh, Volkov A.S. Effect of Short-Term Heating up to +90°C on Deformation and Strength 137 of High-Strength Concrete. Ed. B. Anatolijs, V. Nikolai, S. Vitalii, Springer Nature Switzerland AG, 2020. P. 585-592. DOI: 10.1007/978-3-030-42351-3_51Корсун В.И., Баранов А.О., Кхон Кхемарак, Ха Ван Куинь. Влияние температуры и продолжительности нагрева на свойства высокопрочного бетона, модифицированного органоминеральными компонентами // Под ред. Н. Ватина, А. Бородина, Б. Тельтаева, Чам: Springer Nature Switzerland AG, 2021. C. 515-524. [Vladimir Korsun, Aleksey Baranov, Khemarak Khon, and Quynh Ha. The Influence of Temperature and Duration of Heating on the Properties of High-Strength Concrete Modified by Organo-Mineral Components // Под ред. N. Vatin, A. Borodinecs, B. Teltayev, Cham: Springer Nature Switzerland AG, 2021. C. 515-524]. https://doi.org/10.1007/978-3-030-72404-7_50.Korsun V.I., Baranov A.O., Khon Khemarak, Ha Van Quynh. [Vladimir Korsun, Aleksey Baranov, Khemarak Khon, and Quynh Ha. The Influence of Temperature and Duration of Heating on the Properties of High-Strength Concrete Modified by Organo-Mineral Components .Ed. N. Vatin, A. Borodinecs, B. Teltayev, Cham: Springer Nature Switzerland AG, 2021. P. 515-524. https://doi.org/10.1007/978-3-030-72404-7_50Корсун В.И., Кхон Кхемарак, Ха Ван Куинь, Баранов А.О. Прочность и деформации высокопрочного бетона при кратковременном нагреве до +90°C // Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия. 2020. (896). C. 012035. [Korsun V.I., Khon K., Ha V.Q., and Baranov A.O. Strength and deformations of highstrength concrete under short-term heating conditions up to + 90°C // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. (896). C. 012035]. DOI: 10.1088/1757-899X/896/1/012035.Korsun V.I., Khon Khemarak, Ha Van Quynh, Baranov A.O. Strength and deformations of highstrength concrete under short-term heating conditions up to + 90°C. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. (896). P. 012035. DOI: 10.1088/1757-899X/896/1/012035Korsun V., Korsun A., Volkov A. Characteristics of mechanical and rheological properties of concrete under heating conditions up to 200°C // MATEC Web of Conferences. 2013. (6). C. 1-8.Korsun V., Korsun A., Volkov A. Characteristics of mechanical and rheological properties of concrete under heating conditions up to 200°C. MATEC Web of Conferences. 2013. (6). P. 1-8.Korsun V., Shvets G. The calculation of creep deformation of high-strength concrete in relation to the conditions of exposure to elevated temperatures // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. (896). C. 012039. DOI: 10.1088/1757-899X/896/1/012039.Korsun V., Shvets G. The calculation of creep deformation of high-strength concrete in relation to the conditions of exposure to elevated temperatures. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. (896). C. 012039. DOI: 10.1088/1757-899X/896/1/012039Mustafa M.A., Yusof K.M. Mechanical properties of hardened concrete in hothumid climate // Cement and Concrete Research. 1991. № 4 (21). C. 601-613.Mustafa M.A., Yusof K.M. Mechanical properties of hardened concrete in hot humid climate. Cement and Concrete Research. 1991. No. 4 (21). C. 601-613.Mohd Zain M.F., Radin S.S. Physical properties of high-performance concrete with admixtures exposed to a medium temperature range 20℃ to 50℃ // Cement and Concrete Research. 2000. (30). C. 1283-1287.Mohd Zain M.F., Radin S.S. Physical properties of high-performance concrete with admixtures exposed to a medium temperature range of 20℃ to 50℃. Cement and Concrete Research. 2000. (30). C. 1283-1287.Samir N.S. [и др.]. Effect of moisture and temperature on the mechanical properties of concrete // Construction and Building Materials. 2011. (25). C. 688-696.Samir N.S. [and etc.]. Effect of moisture and temperature on the mechanical properties of concrete. Construction and Building Materials. 2011. (25). C. 688-696.Корсун В.И., Баранов А.О. Расчёт температурно-усадочных деформаций высокопрочных бетонов применительно к условиям воздействия повышенных температур // Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования Российской академии архитектуры и строительных наук по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2019 году: Сб. науч. тр. РААСН. М.: Издательство АСВ, 2020. С. 314- 321.Korsun V.I., Baranov A.O. Calculation of temperature-shrinkage deformations of high-strength concretes in relation to conditions of exposure to elevated temperatures [Fundamental, exploratory and applied research of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences on scientific support for the development of architecture, urban planning and the construction industry of the Russian Federation in 2019: Coll. scientific. tr. RAASN. Moscow]: ASV Publishing House, 2020. Pp. 314-321.Кричевский А.П. Расчет железобетонных инженерных сооружений на температурные воздействия. М., Стройиздат СССР, 1984.Krichevsky A.P. Calculation of reinforced concrete engineering structures for temperature effects. Moscow, Stroyizdat USSR, 1984.Мадатян С.А. Арматура железобетонных конструкций. ООО «Воентехмет», М., 2000.Madatyan S.A. Reinforcement of reinforced concrete structures. OOO Voentekhmet, Moscow, 2000.Милованов А.Ф., Тупов Н.И. Ползучесть и релаксация напряжений в бетоне зрелого возраста при длительном действии повышенных температур до 90°С. // Ползучесть и усадка бетона. Материалы совещания, подготовленные НИИЖБ Госстроя СССР. ЦИНИС, М., 1969.Milovanov A.F., Tupov N.I. Creep and stress relaxation in mature concrete under long-term exposure to elevated temperatures up to 90 °C. Creep and shrinkage of concrete. Proceedings of the meeting prepared by the Research Institute of Reinforced Concrete of the USSR Gosstroy. TSINIS, Moscow, 1969.СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М., Стандартинформ, 2019..SP 63.13330.2018. Concrete and reinforced concrete structures. Basic provisions. Moscow, Standartinform, 2019.Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона / Н.И. Карпенко. – Москва: Стройиздат, 1996. – 416 с.Karpenko N.I. General models of reinforced concrete mechanics / N.I. Karpenko. - Moscow: Stroyizdat, 1996. - 416 p.Карпенко Н.И. Методическое пособие «Статически неопределимые железобетонные конструкции. Диаграммные методы автоматизированного расчета и проектирования» ФАУ "Федеральный центр нормирования, стандартизации и оценки соответствия в строительстве". Москва, 2017, рук. работы Н.И. Карпенко.Karpenko N.I. Methodological manual "Statically indeterminate reinforced concrete structures. Diagrammatic methods of automated calculation and design" FAU "Federal Center for Normation, Standardization and Conformity Assessment in Construction". Moscow, 2017, supervised by N.I. Karpenko.Карпенко Н.И. Методическое пособие «Автоматизированные методы расчета массивных железобетонных конструкций при объемном напряженном состоянии» ФАУ "Федеральный центр нормирования, стандартизации и оценки соответствия в строительстве". Москва, 2019, рук. работы Н.И. Карпенко, стр. 29-36.Karpenko N.I. Methodological manual "Automated methods for calculating massive reinforced concrete structures under volumetric stress state" FAU "Federal Center for Normation, Standardization and Conformity Assessment in Construction". Moscow, 2019, supervised by N.I. Karpenko, pp. 29-36.СП 27.13330.2017. Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур. М., 2017.SP 27.13330.2017. Concrete and reinforced concrete structures designed to work under conditions of elevated and high temperatures. M., 2017.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.