Расчет по образованию нормальных трещин в железобетонном элементе на основе деформационной теории пластичности бетона Г.А. Гениева

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлена уточненная методика определения момента трещинообразования в железобетонных стержневых конструкциях с использованием диаграммы деформирования бетона, построенной на основе деформационной теории пластичности Г.А. Гениева, в которой инварианты напряженного и деформированного состояния бетона связаны между собой нелинейными зависимостями. В полученных определяющих уравнениях использованы гипотеза плоских сечений, а также предпосылка о достижении на растянутых волокнах поперечного сечения предельных значений деформаций бетона. Напряжения в бетоне определяются через значения деформаций в соответствии с нелинейной диаграммой деформирования бетона. На основе принятых предпосылок получены аналитические зависимости для определения момента трещинообразования в сечениях изгибаемых элементов с вариантами одиночного и двойного армирования. Полученные формулы применялись при анализе влияния различных факторов на трещиностойкость изгибаемых железобетонных элементов. Установлено, что при изменении процента армирования продольной растянутой или сжатой арматуры момент образования трещин практически не меняется. Наиболее эффективным методом повышения трещиностойкости является увеличение прочности бетона. Предложенная методика верифицирована сравнением с экспериментальными результатами на железобетонных опытных образцах. Сделан вывод о том, что использование диаграммы нелинейного деформирования бетона на основе теории пластичности Г.А. Гениева позволяет более строго оценить трещиностойкость железобетонных стержневых элементов.

Об авторах

Нгок Туен Ву

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: ngoctuyennd91@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5755-8345
SPIN-код: 5948-4496

кандидат технических наук, старший преподаватель, кафедра фундаментального образования

Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Наталия Витальевна Федорова

Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук

Email: fedorovanv@mgsu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5392-9150
SPIN-код: 3365-8320

доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, отдел № 40 «Перспективные приоритетные направления в строительной технике»

Российская Федерация, 127238, Москва, Локомотивный пр-д, д. 21

Список литературы

  1. Al-Fakih A., Hisbany Mohd Hashim M., Alyousef R., Mutafi A., Hussein Abo Sabah S., Tafsirojjaman T. Cracking behavior of sea sand RC beam bonded externally with CFRP plate. Structures. 2021;33:1578-1589. http://doi.org/10.1016/J.ISTRUC.2021.05.042
  2. Nasser H., Vandewalle L., Verstrynge E. Effect of pre-existing longitudinal and transverse corrosion cracks on the flexural behaviour of corroded RC beams. Construction and Building Materials. 2022;319:126141. http://doi.org/10.1016/J.CONBUILDMAT.2021.126141
  3. Jebasingh Daniel J. Experimental and numerical study on the cracking behavior and flexural strength of RC shallow beams with rectangular opening and varying length. Structures. 2022;40:460-468. http://doi.org/10.1016/J.ISTRUC.2022.04.040
  4. Nayak C.B., Narule G.N., Surwase H.R. Structural and cracking behaviour of RC T-beams strengthened with BFRP sheets by experimental and analytical investigation. Journal of King Saud University - Engineering Sciences. 2022;34(6):398-405. http://doi.org/10.1016/J.JKSUES.2021.01.001
  5. Murashev V.I. Crack resistance, stiffness and strength of reinforced concrete. Moscow: Mashstroyizdat Publ.; 1950. (In Russ.)
  6. Gvozdev A.A., Borishansky M.S. To the question of the calculation of bending elements according to the stage of destruction. Project and Standard. 1934;(8):7-12. (In Russ.)
  7. Zalesov A.S., Mukhamediev T.A., Chistyakov E.A. Calculation of crack resistance of reinforced concrete structures according to new regulatory documents. Beton i Zhelezobeton [Concrete and Reinforced Concrete]. 2002;(5):15-19. (In Russ.)
  8. Baikov V.N., Sigalov E.E. Reinforced concrete structures. General course. Moscow: Stroyizdat Publ.; 1991. (In Russ.)
  9. Karpenko N.I., Radaikin O.V. On the improvement of concrete deformation diagrams for determining the moment of cracking and breaking moment in bending reinforced concrete elements. Construction and Reconstruction. 2012;41(3):10-16. (In Russ.)
  10. Trekin N.N., Kodysh E.N., Trekin D.N. Improvement of the method for assessing the crack resistance of bent reinforced concrete elements. Beton i Zhelezobeton [Concrete and Reinforced Concrete]. 2020;601(1):61-64. (In Russ.)
  11. Trekin N.N., Kodysh E.N., Trekin D.N. Calculation of the formation of normal cracks based on the deformation model. Industrial and Civil Construction. 2016;(7):74-78. (In Russ.)
  12. Yeryshev V.A., Kazakov M.Yu. To the method of determining the moment of cracking of bent reinforced concrete elements by a nonlinear deformation model. Bulletin NGIEI. 2017;79(12):32-42. (In Russ.)
  13. Mukhamediev T.A. Taking into account the inelastic properties of concrete when calculating reinforced concrete structures for the formation of cracks. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2018;280(5):24-29. (In Russ.)
  14. Kolchunov Vl.I. Numerical-analytical method in reinforced concrete mechanics. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022;18(6):525-533. (In Russ.) http://doi.org/10.22363/1815-5235-2022-18-6-525-533
  15. Tamrazyan A.G., Chernik V.I., Matseevich T.A., Manaenkov I.K. Analytical model of deformation of reinforced concrete columns based on fracture mechanics. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022;18(6):573-583. http://doi.org/10.22363/1815-5235-2022-18-6-573-583
  16. Li Z., Zhu H., Du C., Gao D., Yuan J., Wen C. Experimental study on cracking behavior of steel fiber-reinforced concrete beams with BFRP bars under repeated loading. Composite Structures. 2021;267:113878. http://doi.org/10.1016/J.COMPSTRUCT.2021.113878
  17. Wei C., Zhang Q., Yang Z., Li M., Cheng Z., Bao Y. Flexural cracking behavior of reinforced UHPC overlay in composite bridge deck with orthotropic steel deck under static and fatigue loads. Engineering Structures. 2022;265:114537. http://doi.org/10.1016/J.ENGSTRUCT.2022.114537
  18. Cui S., Xu X., Chen Z., Zeng G., Ouyang Q., Li G. Effect of different sizing agent-treated basalt fibers on bending and cracking performance of reinforced BFRC beams. Construction and Building Materials. 2023;365:130037. http://doi.org/10.1016/J.CONBUILDMAT.2022.130037
  19. Zhao M., Li C., Su J., Shang P., Zhao S. Experimental study and theoretical prediction of flexural behaviors of reinforced SFRELC beams. Construction and Building Materials. 2019;208:454-463. http://doi.org/10.1016/J.CONBUILDMAT.2019.03.037
  20. Luo J., Shao X., Fan W., Cao J., Deng S. Flexural cracking behavior and crack width predictions of composite (steel + UHPC) lightweight deck system. Engineering Structures. 2019;194:120-137. http://doi.org/10.1016/J.ENGSTRUCT.2019.05.018
  21. Głodkowska W., Ziarkiewicz M. Cracking behavior of steel fiber reinforced waste sand concrete beams in flexure - experimental investigation and theoretical analysis. Engineering Structures. 2018;176:1-10. http://doi.org/10.1016/J.ENGSTRUCT.2018.08.097
  22. Ismail M.K., Hassan A.A.A., AbdelAleem B.H., El-Dakhakhni W. Flexural behavior and cracking of lightweight RC beams containing coarse and fine slag aggregates. Structures. 2023;47:1005-1019. http://doi.org/10.1016/J.ISTRUC.2022.11.065
  23. 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 complex-stressed beams of circular cross-section made of high-strength fibro-reinforced concrete. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2020;16(4):290-297. http://doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-4-290-297
  24. Korsun V.I., Karpenko S.N., Makarenko S.Yu., Nedorezov A.V. Modern strength criteria for concrete under volumetric stress conditions. Construction and Reconstruction. 2021;97(5):16-30. (In Russ.)
  25. Fedorova N.V., Vu N.T., Medyankin M.D., Phan D.Q. Determination of the Viscosity modulus of concrete under static-dynamic loading regimes. International Scientific Siberian Transport Forum. 2022;403(1):1294-1302.
  26. Yuan P., Xiao L., Wang X., Xu G. Failure mechanism of corroded RC beams strengthened at shear and bending positions. Engineering Structures. 2021;240:112382. http://doi.org/10.1016/J.ENGSTRUCT.2021.112382
  27. Yu X.Y., Jiang C., Zhang W.P. Failure mode-based calculation method for bending bearing capacities of corroded RC beams strengthened with CFRP sheets. Engineering Structures. 2022;271:114946. http://doi.org/10.1016/J.ENGSTRUCT.2022.114946
  28. Zinoviev V.N. Dilatation effect and state diagram of concrete under uniaxial and triaxial compression. Part 2. Beton i Zhelezobeton [Concrete and Reinforced Concrete].2015;(2):27-31. (In Russ.)
  29. Zinoviev V.N., Smolyagov O.O., Grigoriev A.A. Methods for studying microcrack formation in concrete under uniaxial compression. Beton i Zhelezobeton [Concrete and Reinforced Concrete]. 2014;(1):27-31. (In Russ.)
  30. Zinoviev V.N. Combined state diagram and parametric levels of microcracking in concrete. Part 3. Beton i Zhelezobeton [Concrete and reinforced Concrete]. 2015;(3):28-31. (In Russ.)
  31. Kolchunov V.I., Yakovenko I.A. On the use of the hypothesis of flat sections in reinforced concrete. Construction and Reconstruction. 2011;38(6):16-23. (In Russ.)
  32. Geniev G.A. Variant of the deformation theory of plasticity of concrete. Beton i Zhelezobeton [Concrete and Reinforced Concrete]. 1969;(2):18-19. (In Russ.)
  33. Geniev G.A., Kissyuk V.N., Tyupin G.A. Theory of plasticity of concrete and reinforced concrete. Moscow: Stroyizdat Publ.; 1974. (In Russ.)
  34. Kolchunov V.I., Al-Hashimi O.I., Protchenko M.V. Rigidity of reinforced concrete structures in bending with transverse and longitudinal forces. Construction and Reconstruction. 2021;(6):5-19. (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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».