CRACK RESISTANCE OF PRESTRESSED REINFORCED CONCRETE FRAME STRUCTURE SYSTEMS UNDER SPECIAL IMPACT
https://doi.org/10.33979/2073-7416-2021-95-3-15-26
Abstract
A variant of the crack resistance criterion and the strength criterion of plane-stressed structures made of high-strength fiber-reinforced concrete, fiber-reinforced concrete is proposed. The criteria are based on the theory of plasticity of concrete and reinforced concrete G.A. Genieva. In general, the condition for crack resistance of a plane-stressed fiber-reinforced concrete element is presented in the form of an ellipse with jumps on the coordinate axes of the main reduced stresses. The strength condition of a fiber-reinforced concrete element is described by a complex figure that takes into account cracking in the element under a plane stress state. The characteristic points on the coordinate axes are calculated from the physical and mechanical characteristics of concrete strength, obtained as a result of testing high-strength fiber-reinforced concrete for uniaxial compression and uniaxial tension with “dissolved” fiber in the concrete body and reinforcement reduced to concrete. The results of a comparative analysis of the criteria for crack resistance and strength of high-strength concrete and high-strength fiber-reinforced concrete are given, depending on the percentage of fiber in the concrete body and the type of fiber used. The proposed analytical dependences can be used to analyze the crack resistance and strength of plane-stressed reinforced concrete beams-walls reinforced with fiber, corner zones of shallow shells and other plane-stressed structures made of high-strength fiber-reinforced concrete and fiber-reinforced concrete.
About the Authors
Vitaliy Iv. Kolchunov
South-West State University; National Research Moscow State University of Civil Engineering
Russian Federation
Russian Federation
Karina Yu. Kuznetsova
National Research Moscow State University of Civil Engineering
Russian Federation
Russian Federation
Sergey S. Fedorov
National Research Moscow State University of Civil Engineering
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Карпенко Н. И. Теория деформирования железобетона с трещинами. М.: Стройиздат, 1976. 202 с
2. Тесля В.А. Анализ напряженно-деформированного состояния балок-стенок//Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2003. № 5 (36). С. 105-109
3. Narayanan R., Darwish I. Y. S. Fiber Concrete Deep Beams in Shear // ACI Structural Journal. V.85. No. 2. Mar.-Apr. 1988. Pp. 141-149
4. Smith K.N., Vantsiotis A.S. Shear Strength of Deep Beams // ACI Structural Journal. 1982. Vol.79. No.22. Pp. 201-213
5. Yousef A.M., Agag Y.I.Y. Shear Behavior of High-Strength Fiber Reinforced Concrete Deep Beams.(Dept.C) // MEJ. Mansoura Engineering Journal. Article 3. Volume 26. Issue 2. Spring 2001. P. 28-42
6. Карпенко Н.И., Каприелов С.С., Петров А.Н., Безгодов И.М., Моисеенко Г.А., Степанов М.В., Чилин И.А. Исследование физико-механических и реологических свойств высокопрочных сталефибробетонов из самоуплотняющихся смесей // В сборнике: Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования РААСН по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2017 году. Сборник научных трудов Российской академии архитектуры и строительных наук. Москва, 2018. С. 237-246
7. Карпенко Н.И., Травуш В.И., Каприелов С.С., Мишина А.В., Андрианов А.А., Безгодов И.М. Исследование физико-механических и реологических свойств высокопрочного сталефибробетона// Academia. Архитектура и строительство. №1. 2013. 148 с
8. Карпенко Н.И., Карпенко С.Н., Петров А.Н. Совершенствование методов расчета плоскостных железобетонных конструкций с учетом действительных свойств высокопрочных бетонов // Международный журнал по расчету гражданских и строительных конструкций. 2018. Т. 14. № 2. С. 78-89
9. Dere Y., Koroglu M.A. Nonlinear FE modeling of reinforced concrete //International Journal of Structural and Civil Engineering Research. 2017. Т. 6. №. 1. С. 71-74
10. Kamonna H. H. H. Nonlinear analysis of steel fiber reinforced concrete deep beams by ANSYS // Kufa Journal of Engineering. 2010. Т. 2. №. 1
11. Каприелов С.С., Чилин И.А. Сверхвысокопрочный самоуплотняющийся фибробетон для монолитных конструкций // Строительные материалы. 2013. № 7. С. 28-30
12. Степанов М.В., Моисеенко Г.А. Диаграммы деформирования мелкозернистого высокопрочного бетона и высокопрочного сталефибробетона при сжатии//Теория инженерных сооружений. Строительные конструкции. 2019. №3(83). С.11-21
13. Хегай А.О., Кирилин Н.М., Хегай Т.С. Экспериментальные исследования деформативных свойств сталефибробетона повышенных классов // Вестник гражданских инженеров. 2020. №6 (83). С. 77-82
14. Antonie E. Naaman. Fiber Reinforced Cement and Concrete Composites. Sarasota, Techno Press 3000; 1st edition, 2018. 765 p
15. Iqbal S., Ali A., Holschemacher K., Bier T.A. Effect of change in micro steel fiber content on properties of High strength Steel fiber reinforced Lightweight Self-Compacting Concrete (HSLSCC) // Procedia Eng., 122. 2015. Pp. 88-94
16. Korsun V., Vatin N., Franchi A., Korsun A., Crespi P.,Mashtaler S. The Strength and Strain of High-Strength Concrete Elements with Confinementand Steel Fiber Reinforcement including the Conditions of the Effect of Elevated Temperatures. // International Scientific Conference Urban Civil Engineering and Municipal Facilities, SPbUCEME, 2015. ProcediaEngineering, 2015. No. 117. P. 975 - 984
17. Sivakumar V. et al. Experimental investigation on strength properties of hybrid fibre reinforced high strength concrete // Materials Today: Proceedings. 2021
18. Wafa A.L. Fibre Reinforced Cement Composites // Cement Based Materials. 2018. Pp. 31-48
19. Колчунов В.И., Колчунов Вл.И., Федорова Н.В. Деформационные модели железобетона при особых воздействиях // Промышленное и гражданское строительство. 2018. №8. С. 54-60
20. Колчунов Вл.И., Федоров В.С. Понятийная иерархия моделей в теории сопротивления строительных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 8. С. 16-23. DOI: 10.33622/0869-7019.2020.08.16-23
21. Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона. М.: Стройиздат, 1974. 316 с
22. Колчунов Вл.И., Заздравных Э.И. Расчетная модель «нагельного эффекта» // Известия вузов. Строительство. 1996. Nо 10. С. 18-25
23. Шапиро Г.И., Шапиро А.Г. Расчет прочности платформенных стыков панельных зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2008. № 1. С. 55-57
24. Байков В.Н., Сигалов Э. Е. "Железобетонные конструкции. Общий курс." Учебник для вузов. -5-е изд., перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1991. 767 с
25. Дворкин Л.И., Житковский В.В., Степасюк Ю.А., Ковальчук Т.В. Проектирование составов фибробетона с использованием экспериментально-статистических моделей // Технологии бетонов. 2016. № 11-12 (124-125). С. 29-35
Review
For citations:
Kolchunov V.I., Kuznetsova K.Yu., Fedorov S.S. CRACK RESISTANCE OF PRESTRESSED REINFORCED CONCRETE FRAME STRUCTURE SYSTEMS UNDER SPECIAL IMPACT. Building and Reconstruction. 2021;(3):15-26. (In Russ.) https://doi.org/10.33979/2073-7416-2021-95-3-15-26
Views:
179
Email this article 