ВАРИАНТ ТЕОРИИ ПЛАСТИЧНОСТИ БЕТОНА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СТАТИКО-ДИНАМИЧЕСКОМУ РЕЖИМУ ДЕФОРМИРОВАНИЯ

Представлено обоснование режимов статико-динамического нагружения эксплуатируемых железобетонных каркасов многоэтажных зданий при запроектном воздействии в виде внезапного удаления отдельных несущих элементов. На основе теории пластичности бетона и железобетона Г.А. Гениева построены аналитические зависимости для определения параметров диаграммы статико-динамического деформирования бетона при различных режимах статического нагружения и последовательном динамическом догружении. Преимущество полученного уточненного варианта деформирования бетона состоит в том, что он содержит два важных параметра, учитывающих влияния скорости нагружения и уровня статического нагружения на сложное напряженно-деформированное состояние бетона. Численными исследованиями показано, что предельная статико-динамическая прочность бетона при динамическом догружении зависит от уровня начального напряженного состояния при статическом нагружении бетона, с которого производится динамическое догружение до предельного состояния. Проведенным с использованием рассматриваемой модели численным анализом подтверждены также результаты экспериментальных исследований о том, что микротрещинообразование в бетоне при статическом нагружении начинается не с некоторого уровнего значения напряжений, а практически с момента начала нагружения бетона. Полученные результаты представляют интерес для решения прикладных задач, связанных с проблемой живучести, защиты зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения, в частности при определении критериев прочности бетона при особом напряженном состоянии.

железобетон, живучесть, внезапная структурная перестройка, прогрессирующее обрушение, теория пластичности бетона, статико-динамическое нагружение, динамическая прочность, диаграмма деформирования бетона

1. Белостоцкий А.М., Карпенко Н.И., Акимов П.А., Сидоров В.Н., Карпенко С.Н., Петров А.Н., Кайтуков Т.Б., Харитонов В.А. О методах расчета напряженно-деформированного состояния и на устойчивость к прогрессирующему обрушению пространственных плитнооболочечных железобетонных конструкций с учетом физической нелинейности, трещинообразования и приобретаемой анизотропии // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2018. № 14(2). С. 30-47. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2018-14-2-30-47

2. Kabantsev O., Mitrovic B. Deformation and power characteristics monolithic reinforced concrete bearing systems in the mode of progressive collapse // MATEC Web of Conferences. 2018. No. 251. doi:10.1051/MATECCONF/201825102047

3. Серпик И.Н., Курченко Н.С., Алексейцев А.В., Лагутина А.А. Анализ в геометрически, физически и конструктивно нелинейной постановке динамического поведения плоских рам при запроектных воздействиях // Промышленное и гражданское строительство. 2012. № 10. С. 49-51

4. Tamrazyan A.G., Fedorov V.S., Kharun M. The effect of increased deformability of columns on the resistance to progressive collapse of buildings // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 675. No. 1

5. Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона. М.: Стройиздат, 1974. 316 с

6. Scalerandi M., Bentahar M., Mechri C. Conditioning and elastic nonlinearity in concrete: Separation of damping and phase contributions // Construction and Building Materials. 2018. No. 161. Pp. 208-220. doi:10.1016/J.CONBUILDMAT.2017.11.035

7. Kayondo M., Combrinck R., Boshoff W.P. State-of-the-art review on plastic cracking of concrete // Construction and Building Materials. 2019. No. 225. Pp. 886 - 899. doi:10.1016/J.CONBUILDMAT.2019.07.197

8. Tošić N., Aidarov S., de la Fuente A. Systematic Review on the Creep of Fiber-Reinforced Concrete. Materials. 2020. Vol. 13 (22). P. 5098. doi:10.3390/MA13225098. URL:https://www.mdpi.com/1996-1944/13/22/5098/htm(date of application: 3.07.2022)

9. Hung C.C., Hu F.Y. Behavior of high-strength concrete slender columns strengthened with steel fibers under concentric axial loading // Construction and Building Materials. 2018. No. 175. Pp. 422-433. doi:10.1016/J.CONBUILDMAT.2018.04.201

10. Филоненко-Бородич М.М. Об условиях прочности материалов, обладающих различным сопротивлением растяжению и сжатию // Инж. сборник. 1954. № 19. C. 36-48

11. Баландин П.П. К вопросу о гипотезах прочности // Вестник инженеров и техников. 1937. № 1

12. Гвоздев А.А., Карпенко Н.И. Работа железобетона с трещинами при плоском напряженном состоянии // Строительная механика и расчет сооружений. 1965. № 2

13. Карпенко Н.И., Ярмаковский В.Н., Карпенко С.Н., Кадиев Д.З. О построении диаграммного метода расчета стержневых железобетонных конструкций в условиях действия низких отрицательных температур // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2018. Т. 714. № 6. С. 5-17

14. Feng W., Liu F., Yang F., Li L., Jing L. Experimental study on dynamic split tensile properties of rubber concrete // Construction and Building Materials. 2018. No. 165. Pp. 675-687. doi:10.1016/J.CONBUILDMAT.2018.01.073

15. Zhang H., Wang B., Xie A., Qi Y. Experimental study on dynamic mechanical properties and constitutive model of basalt fiber reinforced concrete // Construction and Building Materials. 2017. No. 152. Pp.154-167. doi:10.1016/J.CONBUILDMAT.2017.06.177

16. Lu D., Wang G., Du X., Wang Y. A nonlinear dynamic uniaxial strength criterion that considers the ultimate dynamic strength of concrete // International Journal of Impact Engineering. 2017. No. 103. Pp. 124-137. doi:10.1016/J.IJIMPENG.2017.01.011

17. Ren J., Dang F., Wang H., Xue Y., Fang J. Enhancement Mechanism of the Dynamic Strength of Concrete Based on the Energy Principle // Materials. 2018. No. 11. doi:10.3390/MA11081274. URL:https://www.mdpi.com/1996-1944/11/8/1274/htm(date of application: 3.07.2022)

18. Fu Q., Xu W., He J., Su L., Song H., Niu D. Dynamic strength criteria for basalt fibre-reinforced coral aggregate concrete // Composites Communications. 2021. No. 28. doi:10.1016/J.COCO.2021.100983

19. Федорова Н.В., Медянкин М.Д., Бушова О.Б. Экспериментальное определение параметров статико-динамического деформирования бетона при режимном нагружении // Строительство и реконструкция. 2020. № 3. С. 72-81

20. Федорова Н.В., Медянкин М.Д., Бушова О.Б. Определение параметров статико-динамического деформирования бетона // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 1. С. 4-11

21. Fedorova N.V., Medyankin M.D., Bushova O.B. Experimental determination of the parameters of the static-dynamic deformation of concrete under loading modal // Building and reconstruction. 2020. No. 89(3). Pp. 72-81. doi:10.33979/2073-7416-2020-89-3-72-81. URL:https://construction.elpub.ru/jour/article/view/286(date of application:3.04.2021)

22. Гениев Г.А. Метод определения динамических пределов прочности бетона // Бетон и железобетон. 1998. № 1. С. 18-19

23. Федорова Н.В., Колчунов В.И., Чемодуров В.Т., Кореньков П.А. Определение параметров динамического догружения в арматуре растянутого железобетонного элемента // Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 2017. № 4 (370). С. 235-241

24. Колчунов В.И., Клюева Н.В., Андросова Н.Б., Бухтиярова А.С. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях. М.: АСВ, 2014. 208 с

25. Fedorova N.V., Vu N.T., Iliushchenko T.A. Dynamic additional loading of the frame of a multi-story building after the failure of one of the structures. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. No. 896(1). doi:10.1088/1757-899X/896/1/012040. URL:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/896/1/012040(date of application: 8.12.2020)