Нашли ошибку на сайте?Сообщите нам:
НОВОСТИ
25.03.24
08.02.24
20.12.23
13.11.23
|
| |
|
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.
|
|
|
|
|