constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2025-118-2-33-43construction-880Research ArticleТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИTHEORY OF ENGINEERING STRUCTURES. BUILDING UNITSГеометрическая гипотеза для нормальных сечений изгибаемых и внецентренно сжатых железобетонных элементовGeometric Hypothesis for Normal Sections of Flexural and Eccentrically Compressed Reinforced Concrete MembersКурнавинаС. О.KurmavinaS. O.

Курнавина Софья Олеговна - к.т.н., доц., доц. кафедры Железобетонных и каменных конструкций.

Москва

Kurnavina Sofyia O. - candidate in tech. sc., docent, associated prof. of the dep. of reinforced concrete and stone structures.

Moscow

sofyK@yandex.ruЦацулинИ. В.TsatsulinI. V.

Цацулин Илья Владимирович - к.т.н, руководитель группы.

Москва

Tsatsulin Ilya V. - Moscow Russia candidate in tech. sc, team leader.

Moscow

ilya.vladimirovich.t@mail.ruНациональный исследовательский Московский государственный строительный университетMoscow State University of Civil EngineeringООО «Институт «Мосинжпроект»Moscow State University of Civil Engineering202513052025023343Copyright © Курнавина С.О., Цацулин И.В., 20252025Курнавина С.О., Цацулин И.В.Kurmavina S.O., Tsatsulin I.V.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/880

Проведены экспериментальные и численные исследования влияния пластических деформаций арматуры на напряженно-деформированное состояние нормальных сечений изгибаемых железобетонных элементов. Результаты исследований показали, что имеет место излом на эпюре деформаций в зоне нейтральной оси. Предлагается билинейная аппроксимация распределения деформаций по высоте сечения. По результатам расчетов конечно- элементных моделей проведена оценка параметра, характеризующего соотношение деформаций сжатия и растяжения. Проведено сравнение с аналогичной экспериментальной зависимостью, показавшее их удовлетворительное совпадение. Для оценки распределения деформаций по высоте сечения в упругой и пластической стадии работы арматуры при одновременном действии изгибающего момента и продольной силы проведен ряд численных расчетов внецентренно сжатых железобетонных элементов с теми же характеристиками. Анализ результатов расчетов показал близкий характер распределения деформаций по высоте сечения в изгибаемых и внецентренно сжатых элементах для случая больших эксцентриситетов.

Experimental and numerical studies of the influence of plastic deformations of reinforcement on the stress-strain state of normal sections of bent reinforced concrete elements have been carried out. The results of investigations have shown that there is a fracture in the strain diagram in the zone of the neutral axis. A bilinear approximation of strain distribution along the section height is proposed. Based on the results of finite element model calculations, the parameter characterizing the ratio of compression and tension strains is estimated. Comparison with the analogous experimental dependence has been carried out, that showed their satisfactory coincidence. To estimate the distribution of deformations along the section height in the elastic and plastic stages of reinforcement operation under one-temporal action of bending moment and longitudinal force, a number of numerical calculations of off-center compressed reinforced concrete elements with the same characteristics were performed. The analysis of the calculation results showed a close character of deformation distribution along the section height in bending and eccentrically compressed elements for the case of large eccentricities.

пластические деформациипродольные силыгеометрическая гипотезаособые воздействияplastic deformationslongitudinal forcesgeometric hypothesisspecial influencesReferencesАбаканов М.С. Малоцикловая прочность железобетонных конструкций каркасных зданий при действии нагрузок типа сейсмических. Алмаата. АО "КазНИИСА". 2016. 132 с.Abakanov M.S. Malotsiklovaya prochnost zhelezobetonnykh konstruktsiy karkasnykh zdaniy pri deystvii nagruzok tipa seismicheskikh [Low-cycle strength of reinforced concrete frame structures under seismic-type loads]. Alma-Ata: AO «KazNIISA», 2016. 132 p. (rus).Акбиев Р.Т., Абаканов М.С. Оперативная оценка последствий разрушительного землетрясения в Турции (по официальным опубликованным данным СМИ и глобальной сети) [Электронный ресурс] / Р.Т. Акбиев, М.С. Абаканов // Геология и окружающая среда. 2023. Т. 3, № 1. С. 35–51.Akbiyev R.T., Abakanov M.S. Operativnaya otsenka posledstviy razrushitelnogo zemletryaseniya v Turtsii (po ofitsialnym dannym SMI i globalnoy seti) [Operational assessment of the consequences of the destructive earthquake in Turkey (based on official media and global network data)]. Geologiya i okruzhayushchaya sreda. 2023. Vol. 3. No. 1. Pp. 35–51. (rus).Мкртычев О.В., Решетов А.А. Обеспечение сейсмостойкости железобетонных зданий // Железобетонные конструкции – 2024 № 1(5) – с. 57-67Mkrtychev O.V., Reshetov A.A. Obespecheniye seismostoykosti zhelezobetonnykh zdaniy [Ensuring seismic resistance of reinforced concrete buildings]. Zhelezobetonnye konstruktsii. 2024. No. 1(5). Pp. 57–67. (rus).Мкртычев О.В., Дорожинский В.Б., Сидоров Д.С. Исследование сейсмостойкости железобетонных зданий различных конструктивных схем //Вестник МГСУ. 2015. № 12. С. 66-75.Mkrtychev O.V., Dorozhinskiy V.B., Sidorov D.S. Issledovaniye seismostoykosti zhelezobetonnykh zdaniy razlichnykh konstruktivnykh skhem [Study of seismic resistance of reinforced concrete buildings with different structural schemes]. Vestnik MGSU. 2015. No. 12. Pp. 66–75. (rus).Ружич В.В., Бержинская Л.П., Левина Е.А., Пономарева Е.И. О причинах возникновения и последствиях двух разрушительных землетрясений в Турции// Геология и окружающая среда. 2023. Т. 3. № 1. С. 22-34.Ruzgich V.V., Berzginskaya L.P., Levina E.A., Ponomareva E.I. O prichinakh vozniknoveniya i posledstviyakh dvukh razrushitelnykh zemletryaseniy v Turtsii [On the causes and consequences of two destructive earthquakes in Turkey]. Geologiya i okruzhayushchaya sreda. 2023. Vol. 3. No. 1. Pp. 22–34. (rus).Areen Aljaafreh, Yazan Alzubi, Eslam Al-Kharabsheh, Bilal Yasin Seismic Performance of Reinforced Concrete Structures with Concrete Deficiency Caused by In-situ Quality Management Issues// Civil Engineering Journal.2023. Vol. 9. No. 08. pp 1957-1970.Areen Aljaafreh, Yazan Alzubi, Eslam Al-Kharabsheh, Bilal Yasin. Seismic Performance of Reinforced Concrete Structures with Concrete Deficiency Caused by In-situ Quality Management Issues. Civil Engineering Journal. 2023. Vol. 9. No. 8. Pp. 1957–1970.Garnitstky V.I., Golda Yu.L., Kurnavina S.О. Damage development process in reinforced concrete frame under the action of seismic loads //Рroceedings of the III All Russian (II International) Conference on concrete and reinforced concrete «Concrete and reinforced concreted – glance at future»). Moscow. 2014. Volume II. pp.57-67.Garnitsky V.I., Golda Yu.L., Kurnavina S.O. Damage development process in reinforced concrete frame under the action of seismic loads. Proceedings of the III All-Russian (II International) Conference on Concrete and Reinforced Concrete «Concrete and Reinforced Concrete — Glance at Future». Moscow, 2014. Vol. II. Pp. 57–67.Бедов А.И., Николенко И.И. Обеспечение эксплуатационных характеристик железобетонных элементов каркасов зданий, подвергшихся сейсмическим воздействиям //Строительство и реконструкция. 2021/ № 1 (93). C. 3-15. DOI: 10.33979/2073-7416-2021-93-1-3-15.Bedov A.I., Nikolenko I.I. Obespecheniye ekspluatatsionnykh kharakteristik zhelezobetonnykh elementov karkasov zdaniy, podvergshikhsya seismicheskim vozdeystviyam [Ensuring operational characteristics of reinforced concrete frame elements of buildings subjected to seismic impacts]. Stroitelstvo i rekonstruktsiya. 2021. No. 1(93). Pp. 3–15. DOI: 10.33979/2073-7416-2021-93-1-3-15. (rus).Алексейцев А.В. Анализ устойчивости железобетонной колонны при горизонтальных ударных воздействиях// Железобетонные конструкции. 2023. № 2(2). с. 3-12. DOI: 10.22227/2949-1622.2023.2.3-12.Alekseytsev A.V. Analiz ustoychivosti zhelezobetonnoy kolonny pri gorizontalnykh udarnykh vozdeystviyakh [Stability analysis of a reinforced concrete column under horizontal shock impacts]. Zhelezobetonnye konstruktsii. 2023. No. 2(2). Pp. 3–12. DOI: 10.22227/2949-1622.2023.2.3-12. (rus).Кабанцев О.В., Усеинов Э.С., Шарипов Ш. О методике определения коэффициента допускаемых повреждений сейсмостойких конструкций // Вестник ТГАСУ. 2016. № 2. С. 117-129.Kabanzev O.V., Sharipov S., Useinov E.S. O metodike opredeleniya koeffitsienta dopustimykh povrezhdeniy seismostoykikh konstruktsiy [Determination of allowable damage factor of antiseismic structures]. Vestnik TGASU. 2016. No. 2. Pp. 117–126. (rus).Тамразян А. Г., Черник В. И. Жесткость поврежденной пожаром железобетонной колонны при разгрузке после высокоинтенсивного горизонтального воздействия// Вестник МГСУ. 2023. Том 18. Выпуск 9. С. 1369-1382.Tamrazyan A.G., Chernik V.I. Zhestkost povrezhdennoy pozharom zhelezobetonnoy kolonny pri razgruzke posle vysokointensivnogo vozdeystviya [Stiffness of a fire-damaged reinforced concrete column during unloading after high-intensity impact]. Vestnik MGSU. 2023. Vol. 18. No. 9. Pp. 1369–1382. (rus).Шульгин В.Н., Ларионов В.И. Динамический расчет изгибаемых конструкций защитных сооружений в пластической стадии// Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2007. № 4. С. 31-34.Shulgin V.N., Larionov V.I. Dinamicheskiy raschet izgibaemykh konstruktsiy zashchitnykh sooruzheniy v plasticheskoy stadii [Dynamic analysis of flexural structures of protective facilities in the plastic stage]. Stroitelnaya mekhanika inzhenernykh konstruktsiy i sooruzheniy. 2007. No. 4. Pp. 31–34. (rus).Tamrazyan A.G., Kudryavtsev M.V Influence of Damage Level on Dynamic Characteristics of Reinforced ConcreteStructures when Assessing their Seismic Resistance // Structural mechanics of engineering constructions and buildings. 2024 . 20(3). pp. 255-264. DOI 10.22363/1815-5235-2024-20-3-255-264.Tamrazyan Ashot G., Kudryavtsev Maksim V. Influence of Damage Level on Dynamic Characteristics of Reinforced Concrete Structures when Assessing their Seismic Resistance. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2024. Vol. 20. No. 3. Pp. 255–264. DOI: 10.22363/1815-5235-2024-20-3-255-264.Перельмутер А.В., Кабанцев О.В. О концептуальных положениях норм проектирования сейсмостойкого строительства// Вестник МГСУ. 2010. № 4. С. 238-241.Perelmuter A.V., Kabanzev O.V. O kontseptualnykh polozheniyakh norm proektirovaniya seismostoykogo stroitelstva [On conceptual provisions of seismic design standards]. Vestnik MGSU. 2010. No. 4. Pp. 238–241. (rus).Курнавина С. О., И. В. Цацулин Напряженно-деформированное состояние железобетонных балок при смене знака усилия // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 2. С. 44-52. DOI 10.33622/0869- 7019.2023.02.44-52.Kurnavina S.O., Tsatsulin I.V. Napryazhenno-deformirovannoye sostoyaniye zhelezobetonnykh balok pri smene znaka usiliya [Stress-strain state of reinforced concrete beams under sign-changing loads]. Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitelstvo. 2023. No. 2. Pp. 44–52. DOI: 10.33622/0869-7019.2023.02.44-52. (rus).Курнавина С. О., Цацулин И. В. Особенности деформирования сечений изгибаемых железобетонных элементов при действии нагрузок большой интенсивности // Строительство и реконструкция. 2023. № 3(107). С. 3-16. DOI 10.33979/2073-7416-2023-107-3-3-16.Kurnavina S.O., Tsatsulin I.V. Osobennosti deformirovaniya izgibaemykh zhelezobetonnykh elementov pri deystvii nagruzok bolshoy intensivnosti [Features of deformation of flexural reinforced concrete elements under high- intensity loads]. Stroitelstvo i rekonstruktsiya. 2023. No. 3(107). Pp. 3–16. DOI: 10.33979/2073-7416-2023-107-3-3-16. (rus).Попов Д.С. Экспериментальные исследования динамических свойств коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов// Строительство и реконструкция. 2022. № 2. C. 55-64. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2022-100-2-55-64.Popov D.S. Eksperimentalnyye issledovaniya dinamicheskikh svoystv korrozionno povrezhdennykh szhatykh zhelezobetonnykh elementov [Experimental study of dynamic properties of corrosion-damaged compressed reinforced concrete elements]. Stroitelstvo i rekonstruktsiya. 2022. No. 2. Pp. 55–64. DOI: 10.33979/2073-7416-2022-100-2-55-64. (rus).Курнавина С. О., Цацулин И. В., Манаенков И. К. Влияние пластических деформаций на работу железобетонных изгибаемых элементов при смене знака усилия // Строительство и реконструкция. 2021 № 6(98). С. 50-62. DOI 10.33979/2073-7416-2021-98-6-50-62.Kurnavina S.O., Tsatsulin I.V., Manaenkov I.K. Vliyaniye plasticheskikh deformatsiy na rabotu zhelezobetonnykh izgibaemykh elementov pri smene znaka usiliya [Influence of plastic deformations on the behavior of reinforced concrete flexural elements under sign-changing loads]. Stroitelstvo i rekonstruktsiya. 2021. No. 6(98). Pp. 50– 62. DOI: 10.33979/2073-7416-2021-98-6-50-62. (rus).Жарницкий В. И. Прочность железобетонных конструкций по сечениям, совпадающим с фактическим полем направлений трещин (теория и эксперимент) // «Бетон и железобетон – взгляд в будущее» научные труды III Всероссийской (II Международной) конференции по бетону и железобетону: в 7 томах. 2014. Том 1. С. 27-38.Garnitsky V.I. Prochnost zhelezobetonnykh konstruktsiy po secheniyam, sovpadayushchim s fakticheskim polem napravleniy treshchin (teoriya i eksperiment) [Strength of reinforced concrete structures in sections coinciding with the actual crack direction field (theory and experiment)]. Proceedings of the III All-Russian (II International) Conference on Concrete and Reinforced Concrete «Concrete and Reinforced Concrete — Glance at Future». 2014. Vol. 1. Pp. 27–38. (rus).СП 63.13330.2018 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения». № 2 (118) 2025SP 63.13330.2018 «SNiP 52-01-2003 Betonnye i zhelezobetonnye konstruktsii. Osnovnyye polozheniya» [Concrete and reinforced concrete structures. Basic provisions]. Moscow, 2018.

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