constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2025-121-5-3-26construction-964Research ArticleТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИTHEORY OF ENGINEERING STRUCTURES. BUILDING UNITSЭкспериментальные исследования прочности на продавливание монолитных железобетонных плит большой толщиныExperimental studies on the punching shear strength of thick reinforced concrete slabsКабанцевО. В.KabantsevO. V.

Кабанцев Олег Васильевич, д-р техн. наук, директор научно-технических проектов, профессор кафедры железобетонных и каменных конструкций 

г. Москва 

Kabantsev Oleg V., Dr. Sci. (Engineering), Director of Scientific and Technical Projects, Professor of the Department of Reinforced Concrete and Stone Structures 

Moscow 

ovk531@gmail.comКрыловС. Б.KrylovS. B.

Крылов Сергей Борисович, д-р техн. наук, академик РААСН, заведующий лабораторией механики железобетона 

г. Москва 

Krylov Sergey B., Dr. Sci. (Engineering), Academician of the RAACS, Head of the Laboratory of Reinforced Concrete Mechanics 

Moscow 

niizhb_lab8@mail.ruТрофимовС. В.TrofimovS. V.

Трофимов Сергей Владиславович, аспирант кафедры Железобетонные и каменные конструкций; научный сотрудник лаборатории механики железобетона 

г. Москва 

Trofimov Sergey V., Postgraduate Student of the Department of Reinforced Concrete and Stone Structures; Researcher at the Laboratory of Reinforced Concrete Mechanics 

Moscow 

niizhb_lab8@mail.ruФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ)Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «Moscow State University of Civil Engineering»Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева АО «Научно-исследовательский центр «Строительство»Research Institute of Concrete and Reinforced Concrete (NIIZHB) named after A.A. Gvozdev JSC Research Center "Construction"ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ); Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева АО «Научно-исследовательский центр «Строительство»National Research Moscow State University of Civil Engineering (NRU MGSU); A.A. Gvozdev Research, Design and Technological Institute of Concrete and Reinforced Concrete, JSC Research Center "Construction"20252610202505326Copyright © Кабанцев О.В., Крылов С.Б., Трофимов С.В., 20252025Кабанцев О.В., Крылов С.Б., Трофимов С.В.Kabantsev O.V., Krylov S.B., Trofimov S.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/964

В статье представлены результаты экспериментальных исследований прочности на продавливание монолитных железобетонных плит большой толщины (600 мм) без поперечного армирования. Исследовано влияние коэффициента продольного растянутого армирования (μs = 0,56% и 1,12%) на несущую способность и характер разрушения. Установлено, что увеличение процента армирования в 2 раза приводит к росту прочности на продавливание лишь на 10,8%, что свидетельствует о снижении влияния этого фактора для «толстых» плит по сравнению с «тонкими». Проанализировано сложное напряженно-деформированное состояние бетона в приопорной зоне и распределение напряжений в арматуре. Проведен сравнительный анализ экспериментальных данных с расчетами по нормативным документам (СП 63.13330, EC2, ACI 318, MC2020), который показал значительную переоценку несущей способности по методике СП 63.13330, особенно для плит с малым процентом армирования. Сделан вывод о необходимости учета продольного армирования в расчетных моделях.

This paper presents the results of experimental studies on the punching shear strength of thick reinforced concrete slabs (600 mm) without shear reinforcement. The influence of the tensile reinforcement ratio (μs = 0,56% and 1,12%) on the load-bearing capacity and failure mode was investigated. It was found that a two-fold increase in the reinforcement ratio leads to an increase in punching shear strength of only 10,8%, indicating a reduced influence of this factor for "thick" slabs compared to "thin" ones. The complex stress-strain state of concrete in the support zone and the stress distribution in the reinforcement were analyzed. A comparative analysis of the experimental data with calculations based on regulatory documents (SP 63.13330, EC2, ACI 318, MC2020) was carried out, which showed a significant overestimation of the load-bearing capacity according to the SP 63.13330 methodology, especially for slabs with a low reinforcement ratio. It is concluded that it is necessary to account for the longitudinal reinforcement in the design models.

железобетонные плиты большой толщиныпродавливаниенапряженно-деформированное состояниеэкспериментальные исследованияthick reinforced concrete slabspunching shearstress-strain stateexperimental studiesДанная работа была реализована в рамках Программы развития НИУ МГСУ на 2025- 2036 годы в рамках реализации Программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».ReferencesКабанцев О.В., Крылов С.Б., Трофимов С.В. Методика экспериментальных исследований прочности толстых железобетонных плит при действии продавливливающей нагрузки // Строительство и реконструкция. 2025. №4. С. 22-40. DOI: 10.33979/2073-7416-2025-120-4-22-38Kabanchev O.V., Krylov S.B., Trofimov S.V. Experimental research methodology for punching shear strength of thick reinforced concrete slabs. Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. 2025;(4):22-40. DOI: 10.33979/2073-7416-2025-120-4-22-38. (rus)Muttoni A., Fernández Ruiz M. Size effect on punching shear strength: Differences and analogies with shear in one-way slabs // fib Bulletin. Punching shear of structural concrete slabs. 2017. №81. Pp. 59-72. DOI: 10.35789/fib.BULL.0081.Ch04Muttoni A., Fernández Ruiz M. Size effect on punching shear strength: Differences and analogies with shear in one-way slabs. fib Bulletin. Punching shear of structural concrete slabs. 2017;(81):59-72. DOI: 10.35789/fib.BULL.0081.Ch04.Bažant Z.P., Dönmez A. Size Effect on Punching Strength of Reinforced Concrete Slabs with and without Shear Reinforcement // ACI Structural Journal. 2017. Vol. 114 №4. Pp. 875-886. DOI: 10.14359/51689719.Bažant Z.P., Dönmez A. Size effect on punching strength of reinforced concrete slabs with and without shear reinforcement. ACI Structural Journal. 2017;114(4):875-886. DOI: 10.14359/51689719.СП 63.13330.2018 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения». Москва: Минстрой России, 2018. 143 с.*SP 63.13330.2018 "SNiP 52-01-2003 Concrete and reinforced concrete structures. Main provisions"*. Moscow: Minstroy Rossii, 2018. 143 p. (rus)EN 1992-1-1:2004 Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings. Brussels: CEN, 2004.*EN 1992-1-1:2004 Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings*. Brussels: CEN, 2004.ACI Committee 318. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-19) and Commentary (ACI 318R-19). American Concrete Institute: Farmington Hills, MI, 2019. 624 pp.ACI Committee 318. *Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-19) and Commentary (ACI 318R-19)*. Farmington Hills, MI: American Concrete Institute, 2019. 624 p.fib Model Code for Concrete Structures 2020. fib Lausanne: Ernst&Sohn, 2020.fib Model Code for Concrete Structures 2020. Lausanne: Ernst&Sohn, 2020.Коровин Н.Н., Голубев А.Ю. Продавливание толстых железобетонных плит // Бетон и железобетон. 1989. №11. С. 20-23.Korovin N.N., Golubev A.Yu. Punching of thick reinforced concrete slabs. Beton i zhelezobeton. 1989;(11):20-23. (rus)Cervenka, V. ATENA Program Documentation. Part 1. Theory / V. Cervenka, L. Jendele, J. Cervenka // Prague. Cervenka Consulting, 2020. – p. 344.Cervenka V., Jendele L., Cervenka J. ATENA Program Documentation. Part 1. Theory. Prague: Cervenka Consulting, 2020. 344 p.Трофимов С.В. Определение фактического угла наклона боковых граней пирамиды продавливания для плит большой толщины по результатам экспериментальных исследований // Инженерный вестник Дона. 2025. №7. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n7y2025/10242.Trofimov S.V. Determination of the actual angle of inclination of the side faces of the punching pyramid for slabs of great thickness based on the results of experimental research. Inzhenernyy vestnik Dona. 2025;(7). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n7y2025/10242. (rus)Guandalini S., Burdet O.L., Muttoni A. Punching tests of slabs with low reinforcement ratios // ACI Structural Journal. 2009. Vol. 106. №. 1. Pp. 87-95.Guandalini S., Burdet O.L., Muttoni A. Punching tests of slabs with low reinforcement ratios. ACI Structural Journal. 2009;106(1):87-95.Li K.K.L. Influence of Size on Punching Shear Strength of Concrete Slabs: MEng dissertation. Montreal: McGill University, 2000. 92 pp.Li K.K.L. Influence of Size on Punching Shear Strength of Concrete Slabs. MEng dissertation. Montreal: McGill University, 2000. 92 p.Lips S., Fernández Ruiz M., Muttoni A. Experimental Investigation on Punching Strength and Deformation Capacity of Shear-Reinforced Slabs // ACI Structural Journal. 2012. Vol. 109 pp. 889-900.Lips S., Fernández Ruiz M., Muttoni A. Experimental Investigation on Punching Strength and Deformation Capacity of Shear-Reinforced Slabs. ACI Structural Journal. 2012;109:889-900.Einpaul J. Punching strength of continuous flat slabs: PhD thesis. Lausanne: EPFL, 2016. 211 pp.Einpaul J. Punching strength of continuous flat slabs. PhD thesis. Lausanne: EPFL, 2016. 211 p.Birkle G. Punching of Fat Slabs: The Influence of Slab Thickness and Stud Layouts: PhD dissertation. Calgary: UCalgary, 2004. 217 pp.Birkle G. Punching of Fat Slabs: The Influence of Slab Thickness and Stud Layouts. PhD dissertation. Calgary: UCalgary, 2004. 217 p.Kang S.M., NA S.J., Hwang H.J. Two-way shear strength of reinforced concrete transfer slab-column connections // Engineering Structures. 2021. № 231. Pp. 1-11.Kang S.M., Na S.J., Hwang H.J. Two-way shear strength of reinforced concrete transfer slab-column connections. Engineering Structures. 2021;(231):1-11.Muttoni A., Ruiz M.F., Bentz E., Foster S.J. Background to the Model Code 2010 Shear Provisions - Part II Punching Shear // Structural Concrete. 2013. Vol. 14. №. 3. Pp. 195-203.Muttoni A., Ruiz M.F., Bentz E., Foster S.J. Background to the Model Code 2010 Shear Provisions - Part II Punching Shear. Structural Concrete. 2013;14(3):195-203.

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