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 2 (66), 2022


Численные исследования несущей способности по наклонным сечениям двухслойного таврового элемента с высокопрочным бетоном в сжатой зоне без поперечной арматуры


Рогатнев Ю. Ф., Панфилов Д. В., Соколов О. О.

 

Рогатнев Ю. Ф., канд. техн. наук, доц. кафедры строительных конструкций оснований и фундаментов им. проф. Ю. М. Борисова, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)271-53-84, e-mail: yrogatnev@yandex.ru

Панфилов Д. В., канд. техн. наук, доц., зав. кафедрой строительных конструкций оснований и фундаментов им. проф. Ю. М. Борисова, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)271-53-84, e-mail: panfilov_dv@vgsu.vrn.ru

Соколов О. О., ассистент кафедры строительных конструкций оснований и фундаментов им. проф. Ю. М. Борисова, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)271-53-84, e-mail: osokolov@vgasu.vrn.ru

 
 
Постановка задачи. Рассмотрен вопрос определения несущей способности по наклонным сечениям двухслойных изгибаемых элементов таврового сечения с высокопрочным бетоном в сжатой зоне. Нормативная документация по расчету и проектированию железобетонных конструкций не учитывает свесы полок таврового сечения при определении несущей способности. В связи с этим поставлена задача определить влияние механических характеристик бетона свесов полки на несущую способность элементов. Рассмотрены элементы без поперечного армирования и с различными классами бетона в полке.
Результаты. По результатам численного моделирования установлены характерные картины напряженно-деформированного состояния при исчерпании несущей способности элементов. Приведены зависимости несущей способности от пролета среза и класса бетона полки на сжатие. Получены значения несущей способности элементов без учета свесов полки по СП 63.13330.2018 и EN 1992-1-1.
Выводы. Установлено, что вопреки логике нормативной документации СП 63.13330.2018 и EN 1992-1-1 свесы полки балки таврового сечения влияют на несущую способность элемента по наклонному сечению. При этом повышение физико-механических свойств бетона отдельно полки двухслойного элемента образует еще большие запасы несущей способности.
 
Ключевые слова: несущая способность, наклонное сечение, СП 63.13330.2018, EN 1992-1-1, железобетонные конструкции, класс бетона.


DOI: 10.36622/VSTU.2022.66.2.002


Финансирование: исследования, изложенные в данной работе, проводились с использованием оборудования ЦКП им. проф. Ю. М. Борисова ВГТУ, при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ, проект № 075-15-2021-662

 

Библиографический список

1. Гениев, Г. А. Теория пластичности бетона и железобетона / Г. А. Гениев, В. Н. Кисюк, Г. А. Тюпин. — М.: Стройиздат, 1974. — 316 c.
2. Поликутин, А. Э. Исследование прочности наклонных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов при изменении величины относительного пролета среза / А. Э. Поликутин, И. А. Константинов, З. Ф. Нгуен, З. Х. Чыонг // Строительная механика и конструкции. — 2014. — № 1 (8). — C. 104—116.
3. Потапов, Ю. Б. Экспериментальные исследования несущей способности нормальных сечений железобетонных изгибаемых элементов с арматурой класса А600 / Ю. Б. Потапов, Ю. Ф. Рогатнев, Д. В. Панфилов, М. М. Джавид // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2015. — № 2 (38). — C. 16—24.
4. Потапов, Ю. Б. Расчет прогибов железобетонных изгибаемых элементов с верхним слоем из высококачественного бетона / Ю. Б. Потапов, Д. Е. Барабаш, Ю. Ф. Рогатнев, Д. В. Панфилов, М. М. Джавид // Вестник МГСУ. — 2016. — № 3. — C. 26—36.
5. Рогатнев, Ю. Ф. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния элемента таврового сечения с высокопрочным бетоном в сжатой зоне при кратковременной нагрузке / Ю. Ф. Рогатнев, Ю. В. Иванов, О. О. Соколов // Известия вузов. Строительство. — 2020. — № 9 (741). — C. 36—47.
6. Старишко, И. Н. Экспериментальные исследования влияния свесов сжатых полок на несущую способность по наклонным сечениям в изгибаемых железобетонных балках таврового профиля при действии поперечных сил / И. Н. Старишко // Academia. Архитектура и строительство. — 2016. — № 1. — C. 139—144.
7. Chu, L. Normal Section Bearing Capacity of Partial Steel Fiber Reinforced High Strength Concrete Shear Wall / L. Chu, J. Liu, J. Zhao // Yingyong Jichu yu Gongcheng Kexue Xuebao = Journal of Basic Science and Engineering. — 2021. — № 1 (29). — P. 147—160.
8. Lapko, A. Studies of RC beams made of recycling aggregate concrete strengthened with the HSC-HPC inclusions / A. Lapko, R. Grygo // Procedia Engineering. — 2013, № 57. — P. 678—686.
9. Paladin, N. Cost-effective design of long cylindrical shells of high-strength sand concrete / N. Paladin, A. Dulmieva // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2020. — № 1 (890). — https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/890/1/012078/pdf.
10. Sun, M. D. Experimental Study of Flexural Behavior of Reactive Powder Concrete Beams Reinforced with High-Strength Steel Bars / M. D. Sun, R. Gao, M. C Gao, Y. T. Chen // Bridge Construction. — 2017. — № 2 (47). — P. 25—30.
11. Wang, J. Shear strengthening of RC beams using ultra-high-strength fibre-reinforced concrete panels / J. Wang, H. Morikawa, T. Kawaguchi // Magazine of Concrete Research. — 2015. — № 67. — P. 1—12.
12. Willam, K. J. Constitutive model for the triaxial behavior of concrete / K. J. Willam, E. P. Warnke // Proceedings, international association for bridge and structural engineering. — 1975. — № 19. — P. 1—30.
13. Ye, X. Experimental study on shear behavior of high strength concrete and HRBF500 steel beams without web reinforcement / X. Ye, T. Lei, X. Chong, J. Huang // International Conference on Advances in Experimental Structural Engineering. — 2013. — P. 829—834. 

 
 

Ссылка для цитирования

Рогатнев, Ю. Ф.  Численные исследования несущей способности по наклонным сечениям двухслойного таврового элемента с высокопрочным бетоном в сжатой зоне без поперечной арматуры / Ю. Ф. Рогатнев, Д. В. Панфилов, О. О. Соколов // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2022. - № 2 (66). - С. 29-37. - DOI: 10.36622/VSTU.2022.66.2.002.
 
 
 
 

English version 

 

Numerical Studies of the Load-Bearing Capacity by Bending Sections of a Two-Layer Facing Element with High-Strength Concrete in the Compressed Zone with Transverse Reinforcement

Rogatnev Yu. F., Panfilov D. V., Sokolov O. O.
 
 

Rogatnev Yu. F., PhD in Engineering, Assoc.Prof.of the Dept.of Construction of Foundations Named after Prof. Yu.M. Borisov, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: (473)271-53-84, email: yrogatnev@yandex.ru

Panfilov D. V., PhD in Engineering, Assoc.Prof.of the Dept.of Building Constructions and Foundations Named after Prof.Yu.M. Borisov, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: (473)271-53-84, email: panfilov_dv@vgsu.vrn.ru

Sokolov O. O., Lecturer of the Dept.of Construction of Foundations Named after Prof. Yu.M.Borisov, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: (473)271-53-84, e-mail: osokolov@vgasu.vrn.ru

 
Statement of the problem. An issue of identifying the load-carrying capacity by bending sections of a facing section with high-strength concrete in the compressed zone is investigated. Normative documentation for calculating and designing ferroconcrete structures does not account for curvatures on shelves of a facing section while identifying the load-carrying capacity. Therefore we must determine the impact of mechanical characteristics of concrete in curvatures on the load-carrying capacity of the elements. Elements without a transverse section and using various concrete types in a shelf are considered.
Results. According to the results of numerical modelling, typical patterns of the stress-strain as the load-carrying capacity diminishes are identified. Dependencies of the load-carrying capacity on the span of a curvature and concrete type in compression are presented. The load-carrying capacity of the elements with no account of curvatures in a shelf are obtained in compliance with SP 63.13330.2018 and EN 1992-1-1.
Conclusions. It was found that in contrast to the normative documentation SP 63.13330.2018 and EN 1992-1-1 curvatures on a shelf of a girder of a facing section affects the load-carrying capacity of an element by a bending section. An increase in the physical and mechanical properties of concrete in relation to a shelf of a two-layer element generates extra load-carrying capacity.
 
Keywords: load-carrying capacity, bending section, SP 63.13330.2018, EN 1992-1-1, ferroconcrete structures, concrete type. 


DOI: 10.36622/VSTU.2022.66.2.002

References

1. Geniev, G. A. Teoriya plastichnosti betona i zhelezobetona / G. A. Geniev, V. N. Kisyuk, G. A. Tyupin. — M.: Stroiizdat, 1974. — 316 s.
2. Polikutin, A. E. Issledovanie prochnosti naklonnykh sechenii dvukhsloinykh kautono-betonnykh izgibaemykh elementov pri izmenenii velichiny otnositel'nogo proleta sreza / A. E. Polikutin, I. A. Konstantinov, Z. F. Nguen, Z. Kh. Chyong // Stroitel'naya mekhanika i konstruktsii. — 2014. — № 1 (8). — S. 104—116.
3. Potapov, Yu. B. Eksperimental'nye issledovaniya nesushchei sposobnosti normal'nykh sechenii zhelezobetonnykh izgibaemykh elementov s armaturoi klassa A600 / Yu. B. Potapov, Yu. F. Rogatnev, D. V. Panfilov, M. M. Dzhavid // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2015. — № 2 (38). — S. 16—24.
4. Potapov, Yu. B. Raschet progibov zhelezobetonnykh izgibaemykh elementov s verkhnim sloem iz vysokokachestvennogo betona / Yu. B. Potapov, D. E. Barabash, Yu. F. Rogatnev, D. V. Panfilov, M. M. Dzhavid // Vestnik MGSU. — 2016. — № 3. — S. 26—36.
5. Rogatnev, Yu. F. Chislennoe modelirovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya elementa tavrovogo secheniya s vysokoprochnym betonom v szhatoi zone pri kratkovremennoi nagruzke / Yu. F. Rogatnev, Yu. V. Ivanov, O. O. Sokolov // Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. — 2020. — № 9 (741). — S. 36—47.
6. Starishko, I. N. Eksperimental'nye issledovaniya vliyaniya svesov szhatykh polok na nesushchuyu sposobnost' po naklonnym secheniyam v izgibaemykh zhelezobetonnykh balkakh tavrovogo profilya pri deistvii poperechnykh sil / I. N. Starishko // Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo. — 2016. — № 1. — S. 139—144.
7. Chu, L. Normal Section Bearing Capacity of Partial Steel Fiber Reinforced High Strength Concrete Shear Wall / L. Chu, J. Liu, J. Zhao // Yingyong Jichu yu Gongcheng Kexue Xuebao = Journal of Basic Science and Engineering. — 2021. — № 1 (29). — P. 147—160.
8. Lapko, A. Studies of RC beams made of recycling aggregate concrete strengthened with the HSC-HPC inclusions / A. Lapko, R. Grygo // Procedia Engineering. — 2013, № 57. — P. 678—686.
9. Paladin, N. Cost-effective design of long cylindrical shells of high-strength sand concrete / N. Paladin, A. Dulmieva // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2020. — № 1 (890). — https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/890/1/012078/pdf.
10. Sun, M. D. Experimental Study of Flexural Behavior of Reactive Powder Concrete Beams Reinforced with High-Strength Steel Bars / M. D. Sun, R. Gao, M. C Gao, Y. T. Chen // Bridge Construction. — 2017. — № 2 (47). — P. 25—30.
11. Wang, J. Shear strengthening of RC beams using ultra-high-strength fibre-reinforced concrete panels / J. Wang, H. Morikawa, T. Kawaguchi // Magazine of Concrete Research. — 2015. — № 67. — P. 1—12.
12. Willam, K. J. Constitutive model for the triaxial behavior of concrete / K. J. Willam, E. P. Warnke // Proceedings, international association for bridge and structural engineering. — 1975. — № 19. — P. 1—30.
13. Ye, X. Experimental study on shear behavior of high strength concrete and HRBF500 steel beams without web reinforcement / X. Ye, T. Lei, X. Chong, J. Huang // International Conference on Advances in Experimental Structural Engineering. — 2013. — P. 829—834.

 


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