Relaxation of stress in elements of reinforced concrete structures

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The calculation and prediction of the long-term safety of building structures is associated with the dynamics of the stress state of their composite elements and leads to relaxation problems for assessing the redistribution of stresses between the components that make up the structural element. In this study, reinforced concrete elements and the redistribution of stress from concrete to reinforcement are considered. To solve the corresponding relaxation problem an approach based on the concept of the strength structure of materials is proposed, which considers them as a union of their fractions (layers, fibers) with statistically distributed strengths. The loss of the ability of force resistance caused by loading by part of the fractions of the element entails a redistribution of stresses to its entire fractions. As a result of this, a nonlinear dependence of deformations on the design stresses arises, calculated under the assumption of equal strength of all fractions. For a material isotropic in strength, the relaxation problem is reduced to solving a linear integral equation conjugated with its linear rheological equation. The linear integral equation relatively structural stresses is reduced. After solving it, the desired stress is determined as the root of the algebraic equation connecting the structural and design stresses. The proposed approach significantly simplifies the obtaining of necessary for the long-term safety prediction of structures stress estimates in the components of structural elements.

About the authors

Evgeny A. Larionov

Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: evgenylarionov39@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4906-5919

Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Construction, Academy of Engineering

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Vitaly G. Nazarenko

Research Center “Construction”, JSC

Email: kilativnazarenko@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9035-9214

Doctor of Technical Sciences, Professor

6 2-ya Institutskaya St, Moscow, 109428, Russian Federation

Marina I. Rynkovskaya

Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: rynkovskaya-mi@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0003-2206-2563

PhD, Docent, Director of the Department of Civil Engineering, Academy of Engineering

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Elena A. Grinko

Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)

Author for correspondence.
Email: grinko-ea@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-0459-8359

Head of the Materials Resistance Laboratory, Department of Mechanical Engineering Technologies, Academy of Engineering

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

References

  1. Boltzmann L.E. Zur Theorie der Elastischen Nachwirkung. Sitzungsberichte Kaiserliche Akademie Wissenhaft Wien Mathematische-Naturwissenhaft. 1874;70:275-306.
  2. Rabotnov Yu.N. Creep of construction elements. Moscow: Nauka Publ.; 1966. (In Russ.)
  3. Galustov K.Z. Nonlinear theory of concrete creep and calculation of reinforced concrete structures. Moscow: Fizmatlit Publ.; 2006. (In Russ.)
  4. Aleksandrovskii S.V., Solomonov V.V. Dependence of creep deformations of concrete on the initial level of stress. Intersectoral Issues of Construction. Domestic Experience: an Abstract Collection. 1972;(6):6-12. (In Russ.)
  5. Nazarenko V.G. Development of the fundamentals of the theory of calculation of reinforced concrete structures taking into account the peculiarities of regime loading (Doctor of Technical Sciences dissertation). Moscow; 1988. (In Russ.)
  6. Prokopovich I.Е. Influence of long processes on the intense and deformed conditions of constructions. Мoscow: Gosstrojizdat Publ.; 1963. (In Russ.)
  7. Arutyunyan N.Kh. Creep of aging materials. Inzhenernyy Zhurnal. Mekhanika Tverdogo Tela. 1967;(6):200. (In Russ.)
  8. Aleksandrovskii S.V. Calculation of concrete and reinforced concrete structures for temperature stability taking into account creep. Мoscow; 1973. (In Russ.)
  9. Bondarenko V.M., Bondarenko S.V. Engineering methods of the nonlinear theory of reinforced concrete. Moscow: Stroyizdat Pupl.; 1982. (In Russ.)
  10. Sanjarovsky R., Manchenko M. Errors in the theory of creep of reinforced concrete and modern norms. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2016;(3):25-32. (In Russ.)
  11. Sanzharovsky R.S., Ter-Emmanuilyan T.N., Manchenko M.M. Superposition principle as the fundamental error of the creep theory and standards of the reinforced concrete. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2018;14(2):92-103. (In Russ.) http://doi.org/10.22363/1815-5235-2018-14-2-92-104
  12. Bondarenko V.M., Larionov E.A. Strains superposition principle when construction elements have structural damages. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2011;(2):16-22. (In Russ.)
  13. Larionov E.A., Larionov A.E. Nonlinear creep theory. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2015;(2):58-65. (In Russ.)
  14. Larionov E.A., Larionov A.E. The theory of nonlinear creep of materials. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2017;(4):35-39. (In Russ.)
  15. Vasilyev P.I. On the question of choosing a phenomenological theory of concrete creep. Polzuchest Stroitelnykh Materialov. Moscow; 1964. p. 106-114. (In Russ.)
  16. Gvozdev A.A. Remark on the nonlinear theory of concrete creep under uniaxial compression. Izvestiya Akademii Nauk SSSR. Mehanika Tverdogo Tela. 1972;(5):33. (In Russ.)
  17. Sanzarovsky R.S., Manchenko M.M. The creep of concrete and its instantaneous nonlinearity of deformation in the structural calculations. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2015;(2):33-40. (In Russ.)
  18. Larionov E.A., Rynkovskaya M.I., Grinko E.A. Rheological equations of concrete state and relaxation of stress. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022;18(1):22-34. (In Russ.) https://doi.org/10.22363/1815-5235-2022-18-1-22-34
  19. Vasilkova N.T., Bashcatova M.E., Larionov E.A. Stress relaxation of reinforced concrete beam under axial load. Structural Mechanics of Engineering Construction and Buildings. 2012;(1):24-29.
  20. Larionov E., Zveryaev E. Stress relaxation of construction elements. MATEC. Web of Conferences. 2017;117:00101. http://doi.org/10.1051/matecconf/201711700102

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».