Жесткость железобетонных конструкций при изгибе с учетом поперечной и продольной сил (часть 2)

Приведены физическая и расчётная модель для определения параметров предельных состояний железобетонных конструкций при сложном напряжённом состоянии - изгибе с продольной и поперечными силами. На основе принятой схемы дискретизации поперечного сечения и теоремы А.Р. Ржаницына о двойственности между силовыми и деформационными параметрами построены прямой и обратный переход для определения коэффициентов матрицы жёсткости железобетонных стержневых конструкций с наклонными и нормальными трещинами. Определение жёсткости конструкций в зоне наклонных трещин выполнено на основе модели составных полосок, на которые разбивается зона с наклонными трещинами. При этом принята гипотеза о характере распределения деформаций в сложнонапряжённом железобетонном элементе с наклонными трещинами. Для этой модели получен условный модуль сдвига, позволяющий определять средние относительные линейные и угловые деформации бетоны и арматуры в точке, прилегающей к шву сдвига между наклонными трещинами. На основе этой модели и с использованием экспериментально полученного значения относительного сдвига в наклонной трещине определены нагельные усилия в арматурном стержне, пересекаемом наклонной трещиной. Использование полученных аналитических зависимостей в практике проектирования железобетонных конструкций позволяет не только существенно уточнить определение перемещений и ширины раскрытия наклонных и нормальных трещин, но и максимально сблизить расчётную и физическую модель, базирующуюся на экспериментальных данных.

1. Arzamastsev S.A., Rodevich V.V. To the calculation of reinforced concrete elements for bending with torsion // Proceedings of higher educational institutions, Building. 2015. vol. 681. no. 9, Pp. 99-109.

2. Ilker Kalkan, Saruhan Kartal. Torsional Rigidities of Reinforced Concrete Beams Subjected to Elastic Lateral Torsional Buckling // International Journal of Civil and Environmental Engineering. 2017. Vol. 11. No.7. Pp. 969–972.

3. Klein G., Lucier G., Rizkalla S., Zia P., Gleich H. Torsion simplified: a failure plane model for desigh of spandrel beams // ACI Concrete International Journal, February 2012. Pp.1-19

4. Lin W. Experimental investigation on composite beams under combined negative bending and torsional moments // Advances in Structural Engineering. 2021. 24(6). Pp. 1456–1465. https://doi.org/10.1177/1369433220981660.

5. Залесов А.С., Мухамедиев Т.А., Чистяков Е.А. Расчет трещиностойкости железобетонных конструкций по новым нормативным документам // Бетон и железобетон. 2002. №5. С. 15–18.

6. Кодыш Э.Н., Никитин И.К., Трекин Н.Н. Расчет железобетонных конструкций из тяжелого бетона по прочности, трещиностойкости и деформациям. М.: Изд. АСВ, 2010. 352 c.

7. Крылов С.Б. Построение точного общего решения уравнения изгиба железобетонного стержня с учетом ползучести и трещинообразования // Бетон и железобетон в Украине. 2002. №4(14). С. 2–4.

8. Травуш В.И., Карпенко Н.И., Колчунов Вл. И., Каприелов С.С., Демьянов А.И., Конорев А.В. Основные результаты экспериментальных исследований железобетонных конструкций из высокопрочного бетона В100 круглого и кольцевого сечений при кручении с изгибом // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2019. №15(1). С.51-61.

9. Демьянов А.И., Сальников А.С., Колчунов Вл. И. Экспериментальные исследования железобетонных конструкций при кручении с изгибом и анализ их результатов // Строительство и реконструкция. 2017. №4(72). С. 17–26.

10. Колчунов В.И., О.И. Аль-Хашими, Протченко М.В. Жесткость железобетонных конструкций при изгибе с поперечной и продольной силами // Строительство и реконструкция. 2021. №6. С. 5-19.

11. 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.

12. Kolchunov Vl. I., Dem'yanov A. I. The modeling method of discrete cracks and rigidity in reinforced concrete // Magazine of Civil Engineering, 2019. vol. 88. no. 4. Pp. 60-69, DOI: 10.18720/MCE.88.6.

13. Karpenko N. I., Kolchunov Vl. I., Travush V. I. Calculation model of a complex stress reinforced concrete element of a boxed section during torsion with bending // Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2021. vol. 51. no. 3. Pp. 7-26, DOI: 10.36622/VSTU.2021.51.3.001.

14. Горностаев И. С., Клюева Н. В., Колчунов Вл. И., Яковенко И. А. Деформативность железобетонных составных конструкций с наклонными трещинами // Строительная механика и расчет сооружений. – 2014. – № 5(256). – С. 60-66.

15. Гусев Б.В., Звездов А.И. Теоретические и экспериментальные исследования статистических вопросов прочности бетонов // Строительные материалы. 2017. № 11. С. 18–21.

16. Бондаренко В.М., Колчунов Вл. И. Расчетные модели силового сопротивления железобетона. М.: Изд-во АСВ, 2004. 471 с.

17. Верюжский Ю.В., Колчунов Вл.И. Методы механики железобетона. Учебное пособие. - К.: Книжное издательство НАУ, 2005. 653 с.

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

19. Голышев А.Б., Колчунов Вл. И. Сопротивление железобетонных конструкций, возводимых в сложных инженерно-геологических условиях (монография). Киев: Основа. 2010. 286 с.

20. Емельянов C. Г., Немчинов Ю. И., Колчунов Вл.И., Марьенков Н. Г., Яковенко И. А. Особенности расчета сейсмостойкости крупнопанельных зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2013. №12. С. 64–71.

21. Kim C., Kim S., Kim K.-H., Shin D., Haroon M., Lee J.-Y. Torsional Behavior of Reinforced Concrete Beams with High-Strength Steel Bars // ACI Structural Journal. 2019. – 116. Pp. 251-233.

22. Велюжский Ю.В., Голышев А.Б., Колчунов Вл.И., Клюева Н.В., Лисицин Б.М., Машков И.Л., Яковенко И.А. Справочное пособие по строительной механике. В двух томах. Том II: Учебное пособие. – М.: Изд-во АСВ, 2014.432 с.

23. Баширов Х. З., Колчунов Вл. И., Федоров В. С., Яковенко И. А. Железобетонные составные конструкции зданий и сооружений. Москва: Издательство АСВ, 2017. 248 с.

24. Карпенко Н.И. Теория деформирования железобетона с трещинами, М: Стройиздат. 1976. 204 с.

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

26. Карпенко, С. Н. Об общем подходе к построению теории прочности железобетонных элементов при действии поперечных сил // Бетон и железобетон. 2007. №2. С. 21-27.

27. Колчунов В.И., Крылов С.Б., Федоров С.С. Жесткость железобетонных конструкций при изгибе с учётом поперечной и продольной сил (часть 1) // Строительство и реконструкция. 2023. № 6. С. 25-40. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2023-110-6-25-40