Методика экспериментальных исследований прочности толстых железобетонных плит при действии продавливливающей нагрузки

 В статье рассматриваются вопросы методики выполнения экспериментальных исследований особенностей силового сопротивления железобетонных плит увеличенной толщины («толстых» плит) без устройства поперечного армирования с различными характеристиками армирования растянутой зоны бетона. Проведен критический анализ нормативных методов (СП 63.13330, Eurocode 2, ACI 318, Model Code 2020), выявивший их расхождение с экспериментальными результатами при отношении пролета среза к рабочей высоте сечения ≤2,0. На основе результатов сопоставительного анализа практики отечественных и зарубежных исследований и выполненных численных расчетов представлено обоснование характеристик экспериментальных образцов для выполнения исследований прочности, трещинообразования и механизмов разрушения железобетонных плит при продавливании. Разработана методика нагружения экспериментальных образцов, обеспечивающая создание продавливающего эффекта в опорной зоне. Разработаны методы контроля напряженно-деформированного состояния образцов при поэтапном нагружении.

1. Коровин Н.Н., Голубев А.Ю. Продавливание толстых железобетонных плит // Бетон и железобетон. 1989. №11. С. 20-23.

2. Kang S.M., Na S.J., Hwang H.J. Two-way shear strength of reinforced concrete transfer slab-column connections. Engineering Structures. 2021. Vol. 231. Pp. 1-11. DOI:10.1016/j.engstruct.2020.111693.

3. Трекин Н.Н., Крылов В.В., Трофимов С.В., Евстафьева Е.Б., Саркисов Д.Ю. Экспериментально-теоретическое исследование прочности плит на продавливание // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. №8. С. 1006-1014. DOI: 10.22227/0869-7493.2021.16.08.1006-1014.

4. Трекин Н.Н., Саркисов Д.Ю., Крылов В.В., Евстафьева Е.Б., Андрян К.Р. Несущая способность монолитных железобетонных плит на продавливание при статическом и динамическом нагружении // Строительство и реконструкция. 2022. №5. С. 67-79. DOI: 10.33979/2073-7416-2022-103-5-67-79.

5. Алексейцев А.В., Антонов М.Д. Сопротивляемость прогрессирующему разрушению монолитных каркасов зданий при локальных повреждениях узлов от продавливания // Вестник МГСУ. 2024. Т. 19. №9. С. 1454-1468.

6. Зенин А.С., Болгов А.Н., Сокуров А.З., Кудинов О.В. Прочность на продавливание плоских плит перекрытий в зонах опирания на торцы стен // Бетон и железобетон. 2022. №2 (610). С. 35-40.

7. Болгов А.Н., Иванов С.И., Сокуров А.З., Невский А.В. О расчете прочности узлов сопряжения железобетонных колонн и плит в монолитно-каркасных высотных зданиях // Бетон и железобетон. 2021. №4 (606). С. 39-44.

8. Кабанцев О.В., Песин К.О., Карлин А.В. Анализ напряженно-деформированного состояния плитных конструкций в приопорных зонах // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2017. Т. 13. №1. С. 55-62.

9. Тамразян А.Г., Манаенков И.К. К расчету плоских железобетонных перекрытий при локальном приложении нагрузки // Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения. 2017. №1. С. 156-161.

10. Манаенков И.К. Определение граничных значений толщины плоских железобетонных перекрытий из условия продавливания // Инженерный вестник Дона. 2025. №6. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n6y2025/10162.

11. Коровин Н.Н., Ступкин А.В. Продавливание железобетонных плит колонной // Бетон и железобетон. 1978. №7. С. 36-38.

12. Руф Л.В., Викман Э.А. Преднапряжение в железобетонных перекрытиях, сооружаемых методом подъема // Бетон и железобетон. 1977. №5. С. 18-19.

13. Rizk E., Marzouk H., Hussein A. Effect of reinforcement ratio on punching capacity of RC plates // Canadian Journal of Civil Engineering. 2011. Vol. 38. No. 7. Pp. 729-740. DOI: 10.1139/l11-053.

14. Guandalini S., Burdet O.L., Muttoni A. Punching tests of slabs with low reinforcement ratios // ACI Structural Journal. 2009. Vol. 106. №. 1. Pp. 87-95.

15. Истомин А.Д. Экспериментальные исследования продавливания монолитных плит колоннами прямоугольного сечения // Актуальные проблемы строительной отрасли и образования: Сборник докладов Первой Национальной конференции. Москва, 2020. С. 69-74.

16. Филатов В.Б., Галяутдинов З.Ш. Экспериментальное исследование и методика расчета прочности железобетонных плит при продавливании // Градостроительство и архитектура. 2021. Т. 11. №4 (45). С. 53-65.

17. Muttoni A., Fernández Ruiz M. Size effect on punching shear strength: Differences and analogies with shear in one-way slabs // fib Bulletin. Punching shear of structural concrete slabs. 2017. №81. Pp. 59-72. DOI: 10.35789/fib.BULL.0081.Ch04.

18. Bažant Z.P., Dönmez A. Size Effect on Punching Strength of Reinforced Concrete Slabs with and without Shear Reinforcement // ACI Structural Journal. 2017. Vol. 114 №4. Pp. 875-886. DOI: 10.14359/51689719.

19. Li K.K.L. Influence of Size on Punching Shear Strength of Concrete Slabs: MEng dissertation. Montreal: McGill University, 2000. 92 pp.

20. Lips S., Fernández Ruiz M., Muttoni A. Experimental Investigation on Punching Strength and Deformation Capacity of Shear-Reinforced Slabs // ACI Structural Journal. 2012. Vol. 109 pp. 889-900.

21. Einpaul J. Punching strength of continuous flat slabs: PhD thesis. Lausanne: EPFL, 2016. 211 pp.

22. Birkle G. Punching of Fat Slabs: The Influence of Slab Thickness and Stud Layouts: PhD dissertation. Calgary: UCalgary, 2004. 217 pp.

23. СП 63.13330.2018 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения». Москва: Минстрой России, 2018. 143 с.

24. EN 1992-1-1:2004 Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings. Brussels: CEN, 2004.

25. ACI Committee 318. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-19) and Commentary (ACI 318R-19). American Concrete Institute: Farmington Hills, MI, 2019. 624 pp.

26. fib Model Code for Concrete Structures 2020. fib Lausanne: Ernst&Sohn, 2020.

27. Muttoni A., Coronelli D., Martinelli L. Testing of a full-scale flat slab building for gravity and lateral loads. Engineering Structures. 2021. No. 243. Pp. 1–17. DOI:10.1016/j.engstruct.2021.112551.

28. Ladner M., Schaeidt W., Gut S. Experimentelle Untersuchungen an Stahlbeton-Flachdecken. EMPA Bericht. 1977. №. 205. 96 pp.

29. Болгов А.Н. Работа узлов сопряжения колонн из высокопрочного бетона с перекрытием в монолитных зданиях с рамно-связевой системой: дис. ... канд. тех. наук: 05.23.01. Москва, 2005. 152 с.

30. EAD 160057-00-0301 L- or Z-shaped metal sheets for the increase of punching shear resistance of flat slabs or footings and ground slabs. EOTA. 2021.