Представительный объем характерных зон напряженного состояния в механике железобетона

В статье представлен инструментарий создания расчетных моделей сопротивления железобетона, основанный на понятиях «представительный объем» и «характерная зона». В основу инструментария положена идея моделирования характерных по виду напряженного состояния зон конструкции в виде составной полоски-призмы, которые описываются представительным для рассматриваемого вида напряженного состояния объемом, в том числе при изменяемых в процессе нагружения силовых потоках из-за раскрытия-закрытия трещин, сдвигов берегов трещин, а также изменения расстояний между магистральными трещинами и, соответственно, изменения жесткостей представительного объема по трем направлениям координатных осей. Предлагаемая модель позволяет определять сопротивление железобетонной конструкции с различными видами напряженного состояния в характерных зонах деформируемого пространства с учетом вида бетона, классов арматуры и удельных весов их площадей, а также с учетом установленного автором деформационного эффекта при раскрытии трещин на основе функционала механики разрушения с использованием двухконсольного элемента (ДКЭ).

1. Колчунов Вл.И., Федоров В.С. Понятийная иерархия моделей в теории сопротивления строительных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 8. С. 16-23.

2. Бондаренко В.М., Колчунов Вл.И. Расчетные модели силового сопротивления железобетона. М.: Изд-во АСВ, 2004. 472 с.

3. Голышев А.Б., Колчунов Вл.И. Сопротивление железобетона. К.: Основа, 2009. 432 с.

4. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. М.: Стройиздат, 1996. 410 с.

5. Карпенко С.Н. О построении общего расчета железобетонных плоских конструкций в конечных приращениях // Бетон и железобетон. 2005. № 3. С. 22-26.

6. Баширов Х.З., Колчунов В.И., Федоров В.С., Яковенко И.А. Железобетонные составные конструкции зданий и сооружений. М.: Изд-во АСВ, 2017. 247 с. ISBN 978-5-4323-02007.

7. Тур В.В., Кондратчик А.А. Расчет железобетонных конструкций при действии перерезывающих сил. 2000. 400 с.

8. Кабанцев 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: 10.33979/2073-7416-2025-120-4-22-38.

9. Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р., Галяутдинов Д.Р. Влияние распора на прочность железобетонных балок на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2023. № 1(769). С. 5-16. DOI: 10.32683/0536-1052-2023-769-1-5-16.

10. Крылов С.Б., Арленинов П.Д. Достоинства и недостатки нелинейной деформационной модели при расчёте прочности железобетонных конструкций // Известия КГАСУ. 2025. № 2(72). С. 124-132. DOI: 10.48612/NewsKSUAE/72.11. EDN: GWHFAZ.

11. Савин С.Ю. Уровни напряженно-деформированного состояния конструкций железобетонных рам при аварийных воздействиях // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2025. № 6. С. 5-21. DOI: 10.32683/0536-1052-2025-798-6-5-21.

12. Khaldoun Rahal. Combined Torsion and Bending in Reinforced and Prestressed Concrete beams Using Simplified Method for Combined Stress-Resultants // ACI Structural Journal. 2007. Vol. 104. No. 4. Pp. 402–411.

13. Rahal K.N. A unified approach to shear and torsion in reinforced concrete // Structural Engineering and Mechanics. 2021. Vol. 77. No. 5. Pp. 691-703. DOI: 10.12989/sem.2021.77.5.691.

14. Faron A., Rombach G.A. Simulation of crack growth in reinforced concrete beams using extended finite element method // Engineering Failure Analysis. 2020. Vol. 116. 104698.

15. Колчунов Вл.И. Метод расчетных моделей сопротивления для железобетона // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2023. Т. 19. № 3. С. 261-275.

16. Kolchunov V.I., Fedorova N.V., Savin S.Y., Moskovtseva V.S. Analytical Model of Crack Opening in Reinforced Concrete Structures Based on DCE // Buildings. 2025. Vol. 15. 2096. DOI: 10.3390/buildings15122096.

17. Колчунов В.И., Яковенко И.А., Усенко Н.В., Приймак А.А. Методика экспериментальных исследований железобетонных составных конструкций по наклонным сечениям // Будівельні конструкції: міжвідом. наук.-техн. зб. наук. праць (будівництво). К.: ДП НДІБК, 2013. Вип. 78. Кн. 1. С. 422–433.

18. Колчунов В.И. «Представительный объем» в механике железобетона // Строительство и реконструкция. 2025. № 6. С. 14-24. DOI: 10.33979/2073-7416-2025-122-6-14-24.

19. Колчунов В.И., Яковенко И.А., Клюева Н.В. Метод физических моделей сопротивления железобетона // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 12. С. 51–55.

20. Колчунов В.И. Проблема раскрытия трещин в железобетоне // Строительство и реконструкция. 2024. № 1. С. 14-29. DOI: 10.33979/2073-7416-2024-111-1-14-29.

21. Колчунов В.И., Яковенко И.А. Разработка двухконсольного элемента механики разрушения для расчета ширины раскрытия трещин железобетонных конструкций // Вестник гражданских инженеров. СПб.: СПбГАСУ, 2009. № 4(21). С. 160–163.

22. Колчунов Вл.И., Федоров С.С. Проблема нормирования параметров предельных состояний второй группы для конструкций из высокопрочного железобетона // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2024. Vol. 20. No. 3. Pp. 145–158.