Расчетная модель сопротивления железобетона в околоарматурной области

Решена актуальная задача сопротивления околоарматурной зоны бетона, как задача объемного напряженно-деформированного состояния с «замыканием» выходных интегральных параметров этой зоны на стержневую схему всего железобетонного элемента синтезирующей в себе гипотезы и зависимости механики железобетона и механики разрушения. В расчетной модели железобетонного элемента учтен эффект железобетона проф. Вл.И. Колчунова, описывающий механизм образования и развития поперечных и продольных трещин. При этом приняты обобщенные гипотезы линейных и угловых деформаций для депланациии и градиентов относительных взаимных смещений арматуры и бетона. Построены новые функционалы железобетона, которые согласуются с физическими представлениями о сопротивлении поперечных сечений стержневых элементов в околоарматурных зонах. Записаны физические уравнения для бетонной матрицы, моделирующей зоны между поперечными трещинами. Найдены составляющие перемещений для околоарматурной области применительно к ширине раскрытия трещин на границе контакта «бетон-арматура» в поперечных, продольных и радиальных трещинах, соответственно. В принятых предпосылках Использование принятых предпосылок и многоуровневой расчетной схемы для околоарматурной области заметно приближает расчетную модель к реальной оценке физических явлений. 

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

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

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

4. ACI Committee 318-14. Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary. - Farmington Hills, Mich: American Concrete Institute, 2014. - 519 p.

5. EN 1992-1-2: 2004. Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings, 2004. - 225 p.

6. CEB (Comit´e Euro-International du Beton). CEB-FIP Model Code 2010: Model Code for concrete structures. Ernst & Sohn, Wiley, Berlin, Germany, 2013. - 434 p.

7. СП 5.03.01-2020. Бетонные и железобетонные конструкции. Минск, 2020. – 236 с.

8. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения.– М.: Минстрой России, 2018. – 152 с.

9. Пособие по расчету железобетонных элементов, работающих на кручение с изгибом. – М.: Минстрой России, 2020. – 96 с.

10. Frosch R. J. Another look at cracking and crack control in reinforced concrete // ACI Structural Journal, 1999. № 96(3). Pp. 437–442.

11. Мурашев В.И. Трещиноустойчивость, жесткость и прочность железобетона. - Изд – во: Машстройиздат, 1950. С. 269.

12. Thomas F. G. Cracking in reinforced concrete // The Structural Engineer. 1936. №14. Pp. 298–320.

13. Iakovenko I., Kolchunov Vl. The development of fracture mechanics hypotheses applicable to the calculation of reinforced concrete structures for the second group of limit states. Journal of Applied Engineering Science. 2017. Vol.15(455). Pp. 366–375. http://doi.org/10.5937/jaes15-14662

14. Travush V.I., Karpenko N.I., Kolchunov Vl.I., Kaprielov S.S., Demyanov A.I., Bulkin S.A., Moskovtseva V.S. Results of experimental studies of high-strength fiber reinforced concrete beams with round crosssections under combined bending and torsion. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2020. Vol. 16(4). Pp. 290–297. http://dx.doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-4-290-297

15. Клюева Н. В., Яковенко И. А., Усенко Н. В. К расчету ширины раскрытия наклонных трещин третьего типа в составных железобетонных конструкциях // Промышленное и гражданское строительство. 2014. №1. С. 37–40

16. Dem'yanov, A.I., Yakovenko, I.A., Kolchunov, V.I. The development of universal short dual-console element for resistance of reinforced concrete structures under the action torsion with bending // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Seriya Teknologiya Tekstil'noi Promyshlennostithis. 2017. № 370(4). Pp. 246–251.

17. Травуш В.И., Кашеварова Г. Г., Мартиросян А. С., Кузьминых В. С. Изучение процесса разрушения связей сцепления при вдавливании стержня жесткой арматуры в бетонЧасть 1: Экспериментальные исследования //International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2016. Т. 12. №. 1. С. 140-146.

18. Dey A., Valiukas D., Jakubovskis R., Sokolov A., Kaklauskas G. Experimental and Numerical Investigation of Bond-Slip Behavior of High-Strength Reinforced Concrete at Service Load //Materials. 2021. Т. 15. №. 1. С. 293.

19. Bado M. F., Casas J. R., Kaklauskas G. Distributed Sensing (DOFS) in Reinforced Concrete members for reinforcement strain monitoring, crack detection and bond-slip calculation //Engineering Structures. 2021. № 226. P. 111385.

20. Kaklauskas G., Sokolov A., Sakalauskas K. Strain compliance crack model for RC beams: primary versus secondary cracks //Engineering Structures. 2023. №. 281. P. 115770.

21. Rimkus A., Cervenka V., Gribniak V., Cervenka J. Uncertainty of the smeared crack model applied to RC beams //Engineering Fracture Mechanics. 2020. Т. 233. P. 107088.

22. Колчунов Вл. И. Обобщенные гипотезы депланации линейных и угловых деформаций в железобетонных конструкциях при изгибе с кручением // Научный журнал строительства и архитектуры. 2023. № 1 (59). С. 9-26.

23. Колчунов В. И. Некоторые проблемные задачи современной теории железобетона и их решения // Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования РААСН по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2021 году. 2022. С. 130-141.

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

25. Колчунов Вл. И., Карпенко С. Н. Жесткость железобетонных конструкций при сложном сопротивлении // Научный журнал строительство и архитектуры. 2022. №1(65). С. 11–24

26. Kolchunov V. The Effect of Reinforced Concrete for Crack Resistance and Rigidity Based on Mechanics of Fracture Under Bending with Torsion //Modern Problems in Construction: Selected Papers from MPC 2021. 2022. С. 79-95.

27. Колчунов Вл.И., Никулин А.И., Обернихин Д.В. Ширина раскрытия трещин железобетонных конструкций трапециевидного поперечного сечения с учетом новых эффектов сопротивления //Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2018. № 10.С. 64-73

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