ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    
 


Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 








Нашли ошибку на сайте?

Сообщите нам:   







 

Архив выпусков

Выпуск 1 (65), 2022


Жесткость железобетонных конструкций при сложном сопротивлении


Колчунов Вл. И., Карпенко С. Н.

 

Колчунов Вл. И., д-р техн. наук, проф., проф. кафедры уникальных зданий и сооружений, чл.-корр. РААСН, Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук, Россия, г. Москва; Юго-Западный государственный университет, Россия, г. Курск, e-mail: vlik52@mail.ru

Карпенко С. Н., д-р техн. наук, проф., советник РААСН, академик РАССН, Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук, Россия, г. Москва

 
 
Постановка задачи. В статье выполнена аппроксимация прямоугольных поперечных сечений с помощью малых квадратов в элементах apq матрицы.
Результаты. От жесткостных характеристик получены прямой (для внутренних усилия) и обратный переходы — известные кривизна, угол закручивая, линейные деформации и перемещение от поперечной силы (в том числе в упругопластическом сжатом бетоне, ширины раскрытия трещин и сдвигов). Определены стадии железобетона при образовании пространственных трещин в работах из экспериментальных исследований, сближение физических явлений и моделей теории железобетона. При этом в полосах, разделяемых трещиной, для сдвигов одного берега относительно другого получена их погонная жесткость по всей длине трещины — «зацепление» силы, или новый эффект железобетона (в работах Вл. И. Колчунова). Исходя из анализа горизонтальных — нормальных (Us) — и вертикальных — касательных (Vs) — перемещений получены усилия в продольной растянутой арматуре (в работах Н. И. Карпенко), параметры расстояния между трещинами lcrc и коэффициент ψs В. И. Мурашева, учитывающий влияние сцепления арматуры с бетоном на ее деформации для податливости Bs. При этом определены «нагельное» усилие для отношения нормальных напряжений (и площади) арматуры к экспериментальным коэффициентам ητ.
Выводы. Получены жесткостные физические характеристики в системе уравнений, где элементы матрицы жесткости D11–D44 разработаны для свернутых и развернутых физических характеристик сжатой области бетона и рабочей арматуры из уравнений — статические (равновесия), геометрические (деформации) и физические.
 
Ключевые слова: жесткость, кручение, матрицы, кривизна, угол закручивая, линейные деформации, поперечные перемещения, раскрытие трещин, сдвиги, «зацепление», эффект железобетона, податливость, «нагельные» усилия, экспериментальные коэффициенты, уравнения статические, геометрические, физические.


DOI: 10.36622/VSTU.2022.65.1.001

 

Библиографический список

1. Арзамасцев, С. А. К расчету железобетонных элементов на изгиб с кручением / С. А. Арзамасцев, В. В. Родевич // Известия вузов. Строительство. — 2015. — № 9. — С. 99—109.
2. Бондаренко, В. М. Расчетные модели силового сопротивления железобетона / В. М. Бондаренко, Вл. И. Колчунов. — М.: АСВ, 2004. — 471 с.
3. Боришанский, М. С. Расчет железобетонных элементов при действии поперечных сил / М. С. Боришанский // Расчет и конструирование элементов железобетонных конструкций: сб. ст. / под ред. А. А. Гвоздева. — М.: Стройиздат, 1964. — С. 122—143.
4. Верюжский, Ю. В. Методы механики железобетона / Ю. В. Верюжский, Вл. И. Колчунов. — К.: Книжное издательство НАУ, 2005. — 653 с.
5. Голышев, А. Б. Сопротивление железобетона / А. Б. Голышев, Вл. И. Колчунов. — К.: Основа, 2009. — 432 с.
6. Демьянов, А. И. Экспериментальные исследования железобетонных конструкций при кручении с изгибом и анализ их результатов / А. И. Демьянов, А. С. Сальников, Вл. И. Колчунов // Строительство и реконструкция. — 2017. — № 4 (72). — С. 17—26.
7. Залесов, А. С. Прочность железобетонных элементов при кручении и изгибе / А. С. Залесов, Б. П. Хозяинов // Известия вузов. Строительство и архитектура. — 1991. — № 1. — С. 1—4.
8. Карпенко, Н. И. К определению деформаций стержневых железобетонных коробчатых элементов с трещинами при кручении / Н. И. Карпенко // Реферативный сб. ЦИНИСА: межотраслевые вопросы строительства. «Отечественный опыт». — 1970. — № 10. — С. 39—42.
9. Карпенко, Н. И. К расчету деформаций железобетонных стержней с трещинами при изгибе с кручением / Н. И. Карпенко // Теория железобетона: сб. ст. НИИЖБ, посвященный 75-летию со дня рождения А. А. Гвоздева. — М: Стройиздат, 1972. — С. 50—59.
10. Карпенко, Н. И. Общие модели механики железобетона / Н. И. Карпенко. — М.: Стройиздат, 1996. — 410 с.
11. Карпенко, Н. И. Теория деформирования железобетона с трещинами / Н. И. Карпенко. — М: Стройиздат, 1976. — 204 с.
12. Карпенко, С. Н. Об общем подходе к построению теории прочности железобетонных элементов при действии поперечных сил / С. Н. Карпенко // Бетон и железобетон. — 2007. — № 2. — С. 21—27.
13. Колчунов, В. И. Деформационные модели железобетона при особых воздействиях / В. И. Колчунов, Вл. И. Колчунов, Н. В. Федорова // Промышленное и гражданское строительство. — 2018. — № 8. — С. 54—60.
14. Колчунов, Вл. И. Моменты в железобетонных конструкциях при изгибе с кручением / Вл. И. Колчунов, А. И. Демьянов, М. В. Протченко // Строительство и реконструкция. — 2021. — № 3 (95). — С. 25—44.
15. Колчунов, Вл. И. Понятийная иерархия моделей в теории сопротивления строительных конструкций / Вл. И. Колчунов, В. С. Федоров // Промышленное и гражданское строительство. — 2020. — № 8. — С. 16—23. — DOI: 10.33622/0869-7019.2020.08.16-23.
16. Лессинг, Н. Н. Общие принципы расчета прочности железобетонных стержней на изгиб с кручением / Н. Н. Лессинг, Л. К. Руллэ // Теория железобетона: сб. ст. НИИЖБ, посвященный 75-летию со дня рождения А. А. Гвоздева. — М: Стройиздат, 1972. — С. 43—49.
17. Справочное пособие по строительной механике: в 2 т. Т. II / Ю. В. Верюжский, А. Б. Голышев, Вл. И. Колчунов [и др.]. — М.: АСВ, 2014. — 432 с.
18. Травуш, В. И. Основные результаты экспериментальных исследований железобетонных конструкций из высокопрочного бетона В100 круглого и кольцевого сечений при кручении с изгибом / В. И. Травуш, Н. И. Карпенко, Вл. И. Колчунов [и др.] // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. — 2019. — Т. 15, № 1. — С. 51—61.
19. Травуш, В. И. Результаты экспериментальных исследований конструкций квадратного и коробчатого сечений из высокопрочного бетона при кручении с изгибом / В. И. Травуш, Н. И. Карпенко, Вл. И. Колчунов [и др.] // Строительство и реконструкция. — 2018. — № 6 (80). — С. 32—43.
20. Ilker,Kalkan. Torsional Rigidities of Reinforced Concrete Beams Subjected to Elastic Lateral Torsional Buckling / IlkerKalkan, SaruhanKartal // International Journal of Civil and Environmental Engineering. — 2017. — Vol. 11, № 7. — P. 969—972.
21. Karpenko, N. I. Calculation model of a complex stress reinforced concrete element of a boxed section during torsion with bending / N. I. Karpenko, Vl. I. Kolchunov, V. I. Travush // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2021. — Vol. 51, № 3. — Р. 7—26. — DOI: 10.36622/VSTU.2021.51.3.001.
22. Klein, G. Torsion simplified: a failure plane model for desigh of spandrel beams / G. Klein, G. Lucier, S. Rizkalla, P. Zia, H. Gleich // ACI Concrete International Journal. — 2012. — February. — P.1—19.
23. Kolchunov, V. I. The modeling method of discrete cracks and rigidity in reinforced concrete / V. I. Kolchunov, A. I. Dem'yanov // Magazine of Civil Engineering. — 2019. — Vol. 88, № 4. — Р. 60—69. — DOI: 10.18720/MCE.88.6.
24. Lin, W. Experimental investigation on composite beams under combined negative bending and torsional moments / W. Lin // Advances in Structural Engineering. — 2021. — № 24 (6). — Р. 1456—1465. — https://doi.org/10.1177/1369433220981660.

 
 

Ссылка для цитирования

Колчунов, Вл. И. Жесткость железобетонных конструкций при сложном сопротивлении / Вл. И. Колчунов, С. Н. Карпенко // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2022. - № 1 (65). - С. 11-24. - DOI: 10.36622/VSTU.2022.65.1.001.

 
 
 
 

English version 

 

Rigidity of Reinforced Concrete Structures under Complex Resistance

Kolchunov V. I., Karpenko S. N.
 
 

Kolchunov V. I., D. Sc. in Engineering, Prof., Prof. of the Dept. of Unique Buildings and Structures, RAASN Academician, Research Institute of Structural Physics (NIISF), Russia, Moscow; Southwestern State University (SWU), Russia, Kursk, e-mail: vlik52@mail.ru

Karpenko S. N., D. Sc. in Engineering, Prof., RAASN advisor, RAASN Academician, Research Institute of Structural Physics (NIISF), Russia, Moscow


 
Statement of the problem. The article provides an approximation of rectangular cross-sections using small squares in the elements apq of the matrix.
Results. Using the rigidity characteristics, forward (for internal forces) and reverse transition the known curvature, twisting angle, linear deformations and displacement from shear force, including in elastoplastic compressed concrete, crack opening widths and shears have been obtained. The stages of reinforced concrete during the formation of spatial cracks in works from experimental studies have been determined. The authors have obtained the convergence of physical phenomena and models of the theory of reinforced concrete. In the strips between the cracks, for the shear of the crack edges for their linear rigidity along the entire length of the crack, there is force «meshing» or a new effect of reinforced concrete in the works of Vl. I. Kolchunov. The forces in the longitudinal stretched reinforcement in the works of N. I. Karpenko, the parameters of the distance between the cracks lcrc and the coefficient ψs of V. I. Murashev, taking into account the effect of the coupling of reinforcement with concrete on its deformation on pliability have been obtained based on the analysis of horizontal — normal (Us) and vertical — tangential (Vs) displacements. The «dowel» force was determined for the ratio of normal stresses (and area) of reinforcement to experimental coefficients.
Conclusions. The rigidity physical characteristics have been obtained in the system of equations, where the elements of the rigidity matrix have been developed for the compressed area of concrete and working reinforcement from the equations (static, geometric and physical).
 
Keywords: rigidity, torsion, matrices, curvature, twisting angle, linear deformations, transverse displacements, crack opening, shears, the effect of reinforced concrete, pliability, «dowel» forces, experimental coefficients. 


DOI: 10.36622/VSTU.2022.65.1.001

References

1. Arzamastsev, S. A. K raschetu zhelezobetonnykh elementov na izgib s krucheniem / S. A. Arzamastsev, V. V. Rodevich // Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. — 2015. — № 9. — S. 99—109.
2. Bondarenko, V. M. Raschetnye modeli silovogo soprotivleniya zhelezobetona / V. M. Bondarenko, Vl. I. Kolchunov. — M.: ASV, 2004. — 471 s.
3. Borishanskii, M. S. Raschet zhelezobetonnykh elementov pri deistvii poperechnykh sil / M. S. Borishanskii // Raschet i konstruirovanie elementov zhelezobetonnykh konstruktsii: sb. st. / pod red. A. A. Gvozdeva. — M.: Stroiizdat, 1964. — S. 122—143.
4. Veryuzhskii, Yu. V. Metody mekhaniki zhelezobetona / Yu. V. Veryuzhskii, Vl. I. Kolchunov. — K.: Knizhnoe izdatel'stvo NAU, 2005. — 653 s.
5. Golyshev, A. B. Soprotivlenie zhelezobetona / A. B. Golyshev, Vl. I. Kolchunov. — K.: Osnova, 2009. — 432 s.
6. Dem'yanov, A. I. Eksperimental'nye issledovaniya zhelezobetonnykh konstruktsii pri kruchenii s izgibom i analiz ikh rezul'tatov / A. I. Dem'yanov, A. S. Sal'nikov, Vl. I. Kolchunov // Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. — 2017. — № 4 (72). — S. 17—26.
7. Zalesov, A. S. Prochnost' zhelezobetonnykh elementov pri kruchenii i izgibe / A. S. Zalesov, B. P. Khozyainov // Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 1991. — № 1. — S. 1—4.
8. Karpenko, N. I. K opredeleniyu deformatsii sterzhnevykh zhelezobetonnykh korobchatykh elementov s treshchinami pri kruchenii / N. I. Karpenko // Referativnyi sb. TsINISA: mezhotraslevye voprosy stroitel'stva. «Otechestvennyi opyt». — 1970. — № 10. — S. 39—42.
9. Karpenko, N. I. K raschetu deformatsii zhelezobetonnykh sterzhnei s treshchinami pri izgibe s krucheniem / N. I. Karpenko // Teoriya zhelezobetona: sb. st. NIIZhB, posvyashchennyi 75-letiyu so dnya rozhdeniya A. A. Gvozdeva. — M: Stroiizdat, 1972. — S. 50—59.
10. Karpenko, N. I. Obshchie modeli mekhaniki zhelezobetona / N. I. Karpenko. — M.: Stroiizdat, 1996. — 410 s.
11. Karpenko, N. I. Teoriya deformirovaniya zhelezobetona s treshchinami / N. I. Karpenko. — M: Stroiizdat, 1976. — 204 s.
12. Karpenko, S. N. Ob obshchem podkhode k postroeniyu teorii prochnosti zhelezobetonnykh elementov pri deistvii poperechnykh sil / S. N. Karpenko // Beton i zhelezobeton. — 2007. — № 2. — S. 21—27.
13. Kolchunov, V. I. Deformatsionnye modeli zhelezobetona pri osobykh vozdeistviyakh / V. I. Kolchunov, Vl. I. Kolchunov, N. V. Fedorova // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. — 2018. — № 8. — S. 54—60.
14. Kolchunov, Vl. I. Momenty v zhelezobetonnykh konstruktsiyakh pri izgibe s krucheniem / Vl. I. Kolchunov, A. I. Dem'yanov, M. V. Protchenko // Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. — 2021. — № 3 (95). — S. 25—44.
15. Kolchunov, Vl. I. Ponyatiinaya ierarkhiya modelei v teorii soprotivleniya stroitel'nykh konstruktsii / Vl. I. Kolchunov, V. S. Fedorov // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. — 2020. — № 8. — S. 16—23. — DOI: 10.33622/0869-7019.2020.08.16-23.
16. Lessing, N. N. Obshchie printsipy rascheta prochnosti zhelezobetonnykh sterzhnei na izgib s krucheniem / N. N. Lessing, L. K. Rulle // Teoriya zhelezobetona: sb. st. NIIZhB, posvyashchennyi 75-letiyu so dnya rozhdeniya A. A. Gvozdeva. — M: Stroiizdat, 1972. — S. 43—49.
17. Spravochnoe posobie po stroitel'noi mekhanike: v 2 t. T. II / Yu. V. Veryuzhskii, A. B. Golyshev, Vl. I. Kolchunov [i dr.]. — M.: ASV, 2014. — 432 s.
18. Travush, V. I. Osnovnye rezul'taty eksperimental'nykh issledovanii zhelezobetonnykh konstruktsii iz vysokoprochnogo betona V100 kruglogo i kol'tsevogo sechenii pri kruchenii s izgibom / V. I. Travush, N. I. Karpenko, Vl. I. Kolchunov [i dr.] // Stroitel'naya mekhanika inzhenernykh konstruktsii i sooruzhenii. — 2019. — T. 15, № 1. — S. 51—61.
19. Travush, V. I. Rezul'taty eksperimental'nykh issledovanii konstruktsii kvadratnogo i korobchatogo sechenii iz vysokoprochnogo betona pri kruchenii s izgibom / V. I. Travush, N. I. Karpenko, Vl. I. Kolchunov [i dr.] // Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. — 2018. — № 6 (80). — S. 32—43.
25. Ilker,Kalkan. Torsional Rigidities of Reinforced Concrete Beams Subjected to Elastic Lateral Torsional Buckling / IlkerKalkan, SaruhanKartal // International Journal of Civil and Environmental Engineering. — 2017. — Vol. 11, № 7. — P. 969—972.
26. Karpenko, N. I. Calculation model of a complex stress reinforced concrete element of a boxed section during torsion with bending / N. I. Karpenko, Vl. I. Kolchunov, V. I. Travush // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2021. — Vol. 51, № 3. — Р. 7—26. — DOI: 10.36622/VSTU.2021.51.3.001.
27. Klein, G. Torsion simplified: a failure plane model for desigh of spandrel beams / G. Klein, G. Lucier, S. Rizkalla, P. Zia, H. Gleich // ACI Concrete International Journal. — 2012. — February. — P.1—19.
28. Kolchunov, V. I. The modeling method of discrete cracks and rigidity in reinforced concrete / V. I. Kolchunov, A. I. Dem'yanov // Magazine of Civil Engineering. — 2019. — Vol. 88, № 4. — Р. 60—69. — DOI: 10.18720/MCE.88.6.
29. Lin, W. Experimental investigation on composite beams under combined negative bending and torsional moments / W. Lin // Advances in Structural Engineering. — 2021. — № 24 (6). — Р. 1456—1465. — https://doi.org/10.1177/1369433220981660.

 


 
Контакты · Поиск · Карта сайта
Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура, все права защищены.
Работает на: Amiro CMS