Диаграммы деформирования арматуры при совместном действии нагрузок и повышенных температур до +500°с

Реальные нелинейные диаграммы деформирования арматуры и бетона составляют основу современного диаграммного метода расчета железобетонных конструкций. Данный метод позволяет наиболее точно учитывать физико-механические и реологические свойства железобетона при различных режимах силового нагружения конструкций. Для распространения диаграммного метода на расчет железобетонных конструкций при совместном действии нагрузок и повышенных температур необходима существенная корректировка диаграмм деформирования арматуры и бетона. В данной статье рассматривается переход от диаграмм деформирования арматуры при нормальной температуре к диаграммам деформирования при совместном действии силовых и температурных воздействий до +500°С. При этом изменяются основные физико-механические характеристики диаграмм в зависимости от значений температуры нагрева. Рассматриваются изменения этих характеристик для двух видов арматуры – без площадки текучести и с площадкой текучести. Полученные результаты представляют основу для построения метода расчета железобетонных конструкций при совместном действии нагрузок и различных режимов нагрева.

1. Корсун В.И. Развитие методов расчета железобетонных конструкций зданий и сооружений на температурно-влажностные воздействия // Современное промышленное и гражданское строительство. 2021. Т. 17. № 1. С. 29-40.

2. Корсун В.И., Кхон Кхемарак, Ха Ван Куинь. Температурные моменты в статически неопределимых балках из высокопрочного бетона при одностороннем нагреве // В сборнике: Неделя науки ИСИ. Материалы всероссийской конференции в 3-х частях. Инженерно-строительный институт Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Санкт-Петербург, 2021. C. 382- 384.

3. Rehman A., Masood A., Akhtar S., Ibrahim S.M., Shariq M. Experimental and numerical investigation into flexural bond strength of RC beams exposed to elevated temperature // Construction and Building Materials. 2021. (282). C. 122630.

4. Liu Jin, Renbo Zhang, Liang Li, Xiuli Du, Yunlong Yao. Impact behavior of SFRC beams at elevated temperatures: Experimental and analytical studies // Engineering Structures. 2019. (197). С. 109401. DOI:10.1016/j.engstruct.2019.109401.

5. Кхон Кхемарак, Корсун В.И., Ха Ван Куинь, Волков А.С. Влияние кратковременного нагрева до +90°C на деформацию и прочность высокопрочного бетона // Под ред. Б. Анатолийса, В. Николая, С. Виталия, Springer Nature Switzerland AG, 2020. C. 585-592. [Khemarak Khon, Vladimir Korsun, Quynh Ha, and Andrey Volkov. Effect of Short-Term Heating up to +90°C on Deformation and Strength 137 of High-Strength Concrete // Под ред. B. Anatolijs, V. Nikolai, S. Vitalii, Springer Nature Switzerland AG, 2020. C. 585-592]. DOI: 10.1007/978-3-030-42351-3_51.

6. Корсун В.И., Баранов А.О., Кхон Кхемарак, Ха Ван Куинь. Влияние температуры и продолжительности нагрева на свойства высокопрочного бетона, модифицированного органоминеральными компонентами // Под ред. Н. Ватина, А. Бородина, Б. Тельтаева, Чам: Springer Nature Switzerland AG, 2021. C. 515-524. [Vladimir Korsun, Aleksey Baranov, Khemarak Khon, and Quynh Ha. The Influence of Temperature and Duration of Heating on the Properties of High-Strength Concrete Modified by Organo-Mineral Components // Под ред. N. Vatin, A. Borodinecs, B. Teltayev, Cham: Springer Nature Switzerland AG, 2021. C. 515-524]. https://doi.org/10.1007/978-3-030-72404-7_50.

7. Корсун В.И., Кхон Кхемарак, Ха Ван Куинь, Баранов А.О. Прочность и деформации высокопрочного бетона при кратковременном нагреве до +90°C // Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия. 2020. (896). C. 012035. [Korsun V.I., Khon K., Ha V.Q., and Baranov A.O. Strength and deformations of highstrength concrete under short-term heating conditions up to + 90°C // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. (896). C. 012035]. DOI: 10.1088/1757-899X/896/1/012035.

8. Korsun V., Korsun A., Volkov A. Characteristics of mechanical and rheological properties of concrete under heating conditions up to 200°C // MATEC Web of Conferences. 2013. (6). C. 1-8.

9. Korsun V., Shvets G. The calculation of creep deformation of high-strength concrete in relation to the conditions of exposure to elevated temperatures // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. (896). C. 012039. DOI: 10.1088/1757-899X/896/1/012039.

10. Mustafa M.A., Yusof K.M. Mechanical properties of hardened concrete in hothumid climate // Cement and Concrete Research. 1991. № 4 (21). C. 601-613.

11. Mohd Zain M.F., Radin S.S. Physical properties of high-performance concrete with admixtures exposed to a medium temperature range 20℃ to 50℃ // Cement and Concrete Research. 2000. (30). C. 1283-1287.

12. Samir N.S. [и др.]. Effect of moisture and temperature on the mechanical properties of concrete // Construction and Building Materials. 2011. (25). C. 688-696.

13. Корсун В.И., Баранов А.О. Расчёт температурно-усадочных деформаций высокопрочных бетонов применительно к условиям воздействия повышенных температур // Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования Российской академии архитектуры и строительных наук по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2019 году: Сб. науч. тр. РААСН. М.: Издательство АСВ, 2020. С. 314- 321.

14. Кричевский А.П. Расчет железобетонных инженерных сооружений на температурные воздействия. М., Стройиздат СССР, 1984.

15. Мадатян С.А. Арматура железобетонных конструкций. ООО «Воентехмет», М., 2000.

16. Милованов А.Ф., Тупов Н.И. Ползучесть и релаксация напряжений в бетоне зрелого возраста при длительном действии повышенных температур до 90°С. // Ползучесть и усадка бетона. Материалы совещания, подготовленные НИИЖБ Госстроя СССР. ЦИНИС, М., 1969.

17. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М., Стандартинформ, 2019.

18. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона / Н.И. Карпенко. – Москва: Стройиздат, 1996. – 416 с.

19. Карпенко Н.И. Методическое пособие «Статически неопределимые железобетонные конструкции. Диаграммные методы автоматизированного расчета и проектирования» ФАУ "Федеральный центр нормирования, стандартизации и оценки соответствия в строительстве". Москва, 2017, рук. работы Н.И. Карпенко.

20. Карпенко Н.И. Методическое пособие «Автоматизированные методы расчета массивных железобетонных конструкций при объемном напряженном состоянии» ФАУ "Федеральный центр нормирования, стандартизации и оценки соответствия в строительстве". Москва, 2019, рук. работы Н.И. Карпенко, стр. 29-36.

21. СП 27.13330.2017. Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур. М., 2017.