N 2 за 2025 год
УДК 539.3 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.17.32
Численные расчеты
Numerical calculations
УДК 69.04 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.2.8
В.П. АГАПОВ1 , д.т.н., А.С. МАРКОВИЧ1,2, д.т.н., Е.А. ЛАРИОНОВ1 , д.т.н. 1Российский университет дружбы народов им.Патриса Лумумбы, 2Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет; e-mail: markovich-as@rudn.ru
Методика расчета армирования железобетонных плит методом конечных элементов с анализом фактической прочности...2
В статье описана методика подбора армирования и расчета несущей способности железобетонных плит, реализованная в программе ПРИНС. Расчет осуществляется в соответствии с нормативными документами по предельным состояниям первой и второй группы в два этапа. На первом этапе проводится линейный статический расчет конструкции без учета армирования, в ходе которого определяются внутренние усилия и требуемая площадь арматуры. На втором этапе выполняется нелинейный статический расчет с заданными параметрами армирования, в ходе которого производится оценка принятого на первом этапе количества арматуры в элементах конструкции по критериям прочности и деформативности и при необходимости осуществляется ее коррекция. Приведенные в нормативных документах формулы для определения требуемого количества арматуры в железобетонных конструкциях являются приблизительными, но за счет использования приведенных прочностных характеристик материалов и различных эмпирических поправочных коэффициентов последние обеспечивают достаточный запас прочности. Однако фактический коэффициент запаса прочности конструкции остается неопределенным. Тем самым в некоторых случаях полученная по рекомендациям строительных норм площадь армирования может быть недостаточной, а в других случаях – избыточной. Методика расчета армирования железобетонных конструкций, изложенная в данной статье, посвящена устранению этого недостатка. В работе приводится методика расчета армирования железобетонных плит по рекомендациям строительных норм с последующим определением реального запаса прочности конструкции и коррекцией количества арматуры (при необходимости). Приведен тестовый пример подбора армирования и расчета несущей способности железобетонной плиты по предлагаемому методу. Вычислительный комплекс ПРИНС может быть эффективно использован инженерами проектных и научных организаций для решения инженерных задач, связанных с расчетом железобетонных конструкций.
В.П. АГАПОВ1 , д.т.н., А.С. МАРКОВИЧ1,2, д.т.н., Е.А. ЛАРИОНОВ1 , д.т.н. 1Российский университет дружбы народов им.Патриса Лумумбы, 2Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет; e-mail: markovich-as@rudn.ru
Методика расчета армирования железобетонных плит методом конечных элементов с анализом фактической прочности...2
В статье описана методика подбора армирования и расчета несущей способности железобетонных плит, реализованная в программе ПРИНС. Расчет осуществляется в соответствии с нормативными документами по предельным состояниям первой и второй группы в два этапа. На первом этапе проводится линейный статический расчет конструкции без учета армирования, в ходе которого определяются внутренние усилия и требуемая площадь арматуры. На втором этапе выполняется нелинейный статический расчет с заданными параметрами армирования, в ходе которого производится оценка принятого на первом этапе количества арматуры в элементах конструкции по критериям прочности и деформативности и при необходимости осуществляется ее коррекция. Приведенные в нормативных документах формулы для определения требуемого количества арматуры в железобетонных конструкциях являются приблизительными, но за счет использования приведенных прочностных характеристик материалов и различных эмпирических поправочных коэффициентов последние обеспечивают достаточный запас прочности. Однако фактический коэффициент запаса прочности конструкции остается неопределенным. Тем самым в некоторых случаях полученная по рекомендациям строительных норм площадь армирования может быть недостаточной, а в других случаях – избыточной. Методика расчета армирования железобетонных конструкций, изложенная в данной статье, посвящена устранению этого недостатка. В работе приводится методика расчета армирования железобетонных плит по рекомендациям строительных норм с последующим определением реального запаса прочности конструкции и коррекцией количества арматуры (при необходимости). Приведен тестовый пример подбора армирования и расчета несущей способности железобетонной плиты по предлагаемому методу. Вычислительный комплекс ПРИНС может быть эффективно использован инженерами проектных и научных организаций для решения инженерных задач, связанных с расчетом железобетонных конструкций.
Ключевые слова: метод конечных элементов, вычислительный комплекс ПРИНС, строительные конструкции, железобетонные плиты, физическая нелинейность, прочность, механика деформируемых тел.
UDC 69.04 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.2.8. Methodology for calculating the reinforcement of reinforced concrete slabs using the finite element method with fracture analysis. V.P. Agapov1 , A.S. Markovich1,2, E.A. Larionov1 , 1Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University), 2National Research Moscow State University of Civil Engineering; e-mail: markovich-as@rudn.ru.
Abstract. The article describes a methodology for selecting reinforcement and calculating the load-bearing capacity of reinforced concrete slabs, implemented in the PRINS computing complex. The calculation is carried out in accordance with the Russian standard for limit states of the first and second groups in two stages. At the first stage, a linear static calculation of the structure without reinforcement is carried out, during which the internal forces and the required reinforcement area are determined. At the second stage, a nonlinear static calculation is performed with given reinforcement parameters, during which the accepted amount of reinforcement in structural elements is analyzed according to the criteria of strength and deformability. If necessary, it is corrected. Relevance. The formulas given in the reinforced concrete standards for determining the required amount of reinforcement in reinforced concrete structures are approximate, but through the use of the given strength characteristics of the materials and various correction factors, they provide a sufficient margin of safety. However, the actual safety factor of the structure remains uncertain. Target. The article provides a method for calculating the reinforcement of reinforced concrete slabs according to the recommendations of concrete standards, determining the real safety margin of the structure and adjusting the amount of reinforcement (if necessary). Results. A test example is given for calculating reinforcement and analyzing the bearing capacity of a reinforced concrete slab using the proposed method. Conclusions. The PRINS computing complex can be effectively used by engineers of design and scientific organizations to solve engineering problems related to the calculation of reinforced concrete structures
Abstract. The article describes a methodology for selecting reinforcement and calculating the load-bearing capacity of reinforced concrete slabs, implemented in the PRINS computing complex. The calculation is carried out in accordance with the Russian standard for limit states of the first and second groups in two stages. At the first stage, a linear static calculation of the structure without reinforcement is carried out, during which the internal forces and the required reinforcement area are determined. At the second stage, a nonlinear static calculation is performed with given reinforcement parameters, during which the accepted amount of reinforcement in structural elements is analyzed according to the criteria of strength and deformability. If necessary, it is corrected. Relevance. The formulas given in the reinforced concrete standards for determining the required amount of reinforcement in reinforced concrete structures are approximate, but through the use of the given strength characteristics of the materials and various correction factors, they provide a sufficient margin of safety. However, the actual safety factor of the structure remains uncertain. Target. The article provides a method for calculating the reinforcement of reinforced concrete slabs according to the recommendations of concrete standards, determining the real safety margin of the structure and adjusting the amount of reinforcement (if necessary). Results. A test example is given for calculating reinforcement and analyzing the bearing capacity of a reinforced concrete slab using the proposed method. Conclusions. The PRINS computing complex can be effectively used by engineers of design and scientific organizations to solve engineering problems related to the calculation of reinforced concrete structures
Keywords: finite element method, PRINS computing complex, building structures, reinforced concrete slabs, physical nonlinearity, strength, mechanics of deformable bodies.
Нелинейные расчеты
Nonlinear calculations
УДК 517.972.5+624.04+624.07 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.9.16
ЕРМАКОВА А.В., к.т.н., доцент ФГАОУ ВО «Южно-Уральский государственный университет (НИУ)»; e-mail: annaolga11@gmail.com
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ КРИТЕРИЙ СХОДИМОСТИ ИТЕРАЦИОННОГО ПРОЦЕССА МЕТОДА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ...9
В статье предложен вспомогательный критерий сходимости итерационного процесса, применяемого для решения основной системы уравнений метода дополнительных конечных элементов (МДКЭ). Этот вариант метода конечных элементов (МКЭ) был разработан для расчета N-нелинейных систем, работающих в условиях постепенного роста прилагаемой нагрузки и числа проявляемых физически нелинейных свойств по мере достижения предельного состояния. Итерационный процесс МДКЭ наряду с традиционным критерием сходимости нуждается и во вспомогательном критерии. Необходимость этого обусловлена введением таких особенностей математического алгоритма МДКЭ, как дополнительный конечный элемент (ДКЭ), дополнительная расчетная схема (ДРС) и идеальная модель разрушения (ИМР). Вспомогательный критерий сходимости уменьшает возможность появления расходящегося итерационного процесса при решении ключевой системы линейных алгебраических уравнений.
Ключевые слова: вспомогательный критерий сходимости, система уравнений, метод дополнительных конечных элементов, метод конечных элементов, дополнительный конечный элемент, дополнительная расчетная схема, идеальная модель разрушения, предельное состояние.
UDC 517.972.5+624.04+624.07 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.9.16. SUBSIDIARY CONVERGENCE CRITERION FOR ITERATIVE PROCESS OF ADDITIONAL FINITE ELEMENT ME. A.V. Ermakova, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “South Ural State University (national research university)”; e-mail: annaolga11@gmail.com.
Abstract. The paper presents the subsidiary convergence criterion for iterative process of Additional Finite Element Method (AFEM). This variant of Finite Element Method (FEM) was created for analysis of N-nonlinear systems when applied load and number of their physical nonlinear properties are increased due to way to limit state. AFEM iterative process needs not only traditional but also subsidiary convergence criterion. The necessity is stipulated such singularities of AFEM mathematical algorithm as additional finite element (AFE), additional design diagram (ADD) and ideal failure model (IFM). The subsidiary convergence criterion decreases the possibility of appearance of non convergence iterative process for solving the key set of linear algebraic equations.
Keywords: subsidiary convergence criterion, set of equations, additional finite element method, finite element method, additional finite element, additional design diagram, ideal failure model, limit state.
Расчеты на устойчивость
Stability calculations
И.Е. МАЛЫГИНА, к.т. н., Г.А. МАНУЙЛОВ, к.т.н., доцент РУТ (МИИТ); e-mail: malygina_i.e@mail.ru
КЛАССИФИКАЦИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧИ УСТОЙЧИВОСТИ ПОДКРЕПЛЕННЫХ ПЛАСТИН С УЧЕТОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВУХ ФОРМ ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ И ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНЫХ НЕСОВЕРШЕНСТВ (ЧАСТЬ ВТОРАЯ)...17
В настоящей статье разработан алгоритм решения нелинейных уравнений равновесия и выведены выражения для определения нагрузок и перемещений в точках бифуркации и предельных точках. Впервые представлены подробные диаграммы равновесных состояний для задач устойчивости подкрепленных пластин, включая пластины с двукратными критическими нагрузками.
Ключевые слова: подкрепленная пластина, диаграмма равновесных состояний, точка бифуркации, предельная точка, устойчивость равновесия, матрица Гессе.
UDC 539.3 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.17.32. CLASSIFICATION OF NONLINEAR SOLUTIONS OF THE STABILITY PROBLEM OF STIFFENED PLATES TA KING INTO ACCOUNT THE INTERACTION OF TWO FORMS OF STABILITY LOSS AND THE INFLUENCE OF INITIAL IMPERFECTIONS (PART TWO). I.E. Malygina, G.A. Manuilov, Russian university of transport (MIIT); e-mail: malygina_i.e@mail.ru.
Abstract. This paper develops an algorithm for solving nonlinear equilibrium equations and derives expressions for determining loads and displacements at bifurcation and limit points. For the first time, detailed equilibrium diagrams for stability problems of reinforced plates, including plates with twofold critical loads, are presented.
Keywords: stiffened plate, equilibrium state diagram, bifurcation point, limit point, equilibrium stability, Hesse matrix.
Динамические расчеты
Dynamic calculations
УДК 624.072.2/7:624.042.7.001.5 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.33.42
О.Г. КУМПЯК, д.т.н., З.Р. ГАЛЯУТДИНОВ, д.т.н., Д.Р. ГАЛЯУТДИНОВ, к.т.н. Томский государственный архитектурно-строительный университет; e-mail: DaudG@yandex.ru
Оценка влияния распора в пластически деформируемых железобетонных балках на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении...33
Проектирование несущих конструкций защитных сооружений гражданской обороны осуществляется с возможностью деформирования в пластической стадии при интенсивном динамическом нагружении. Одним из способов активной защиты является применение податливых опор, позволяющих в существенной степени снизить коэффициент динамичности, в частности, усилия и перемещения несущих элементов при кратковременном динамическом нагружении. Однако при динамическом деформировании, вследствие ограничения горизонтального смещения конструкций, возникает распор, который приводит к значительному увеличению несущей способности изгибаемых элементов. В работе рассмотрено наличие реакции распора на изменение коэффициента динамичности упругопластических железобетонных балок на податливых опорах. Влияние распора на работу конструкций с вертикальной податливостью при кратковременном динамическом нагружении анализировалось на основании численно-теоретических исследований. По результатам теоретических исследований разработан алгоритм динамического расчета железобетонных балок с распором на податливых опорах, на основании которого выполнена численная оценка упругопластических конструкций с распором при различных условиях деформирования податливых опор. Расчетами показано, что учет реакции распора для балок на податливых опорах вне зависимости от стадии деформирования последних при кратковременном динамическом нагружении позволяет снизить коэффициент динамичности конструкции, а также расширить область, в пределах которой наблюдается снижение коэффициента динамичности конструкции относительно конструкций без распора. Работа выполнена при поддержке госзадания Министерства науки и высшего образования РФ FEMN-2022-0004.
Ключевые слова: кратковременная динамическая нагрузка, уравнение движения, коэффициент динамичности, податливая опора, распор, функция динамичности, железобетонная упругопластическая балка.
UDC 624.072.2/7:624.042.7.001.5 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.33.42. Assessment of the influence of thrust in plastically deformable reinforced concrete beams on yielding supports under short-term dynamic loading. O.G. Kumpyak, Z.R. Galyautdinov, D.R. Galyautdinov, Tomsk State University of Architecture and Building; e-mail: DaudG@yandex.ru.
Abstract. The design of load-bearing structures of civil defense protective structures is carried out with the possibility of deformation in the plastic stage under intense dynamic loading. One of the methods of active protection is the use of pliable supports, which make it possible to significantly reduce the coefficient of dynamism, in particular the force and movement of load-bearing elements under short-term dynamic loading. However, during dynamic deformation, due to the limitation of horizontal displacement of structures, thrust occurs, which leads to a significant increase in the load-bearing capacity of the bending elements. The work examines the presence of a thrust response to a change in the dynamism coefficient of elastoplastic reinforced concrete beams on yielding supports. The influence of thrust on the performance of structures with vertical compliance under short-term dynamic loading was analyzed on the basis of numerical and theoretical studies. Based on the results of theoretical studies, an algorithm was developed for the dynamic calculation of reinforced concrete beams with thrust on yielding supports, on the basis of which a numerical assessment of elastoplastic structures with thrust was carried out under various conditions of deformation of yielding supports. Calculations have shown that taking into account the thrust reaction for beams on yielding supports, regardless of the stage of deformation of the latter under short-term dynamic loading, makes it possible to reduce the dynamic coefficient of the structure, as well as expand the area within which a decrease in the dynamic coefficient of the structure is observed relative to structures without thrust.
Keywords: short-term dynamic load, equation motion, dynamic coefficient, yielding support, thrust, dynamic function, elastic-plastic reinforced concrete beam.
Нормирование
Standardization
УДК 691-417.2 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.43.47
И.И. ВЕДЯКОВ1 , д.т.н., профессор, О.Е. НОВОГРУДСКИЙ2 , к.т.н. 1ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко НИЦ «Строительство», 2ООО «Модуль-Проект»; e-mail: onovogrudskiy@mail.ru
ДОПУСТИМАЯ НАГРУЗКА НА ДВУХПРОЛЕТНЫЙ СТАЛЬНОЙ ПРОФЛИСТ ПО ПРЕДЫДУЩИМ И ДЕЙСТВУЮЩИМ НОРМАМ...43
В статье рассматривается допустимая нагрузка по предыдущим и действующим нормам на двухпролетные профлисты, которые широко применяются в беспрогонных покрытиях зданий. При этом учитывается факт, заключающийся в положительном опыте применения двухпролетных профлистов с допустимой нагрузкой по предыдущим нормам. Установлено, что допустимая нагрузка на двухпролетные профлисты по действующим нормам всегда будет меньше, чем по предыдущим нормам. Это обстоятельство приведет к неоправданному увеличению толщины двухпролетных профлистов при проектировании по действующим нормам и вызовет дополнительный неоправданный расход стали на беспрогонные покрытия зданий. Сделан вывод о необходимости выполнения работ по уточнению допустимой нагрузки на двухпролетные профлисты с последующей корректировкой действующих норм.
Ключевые слова: допустимая нагрузка, двухпролетный профлист, предыдущие нормы, действующие нормы.
UDC 691-417.2 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.43.47. PERMISSIBLE LOAD ON A TWO-SPAN STEEL TRAPEZOIDAL SHEET ACCORDING TO PREVIOUS AND CURRENT STANDARDS. I.I. Vedyakov1 , O.E. Novogrudsky2 , 1,TSNIISK named after V.A. Koucherenko JSC Research Center of Construction, 2Modul-Project LLC; e-mail: onovogrudskiy@mail.ru.
Abstract. The article discusses the permissible load according to previous and current standards on two-span trapezoidal sheets, which are widely used in non-slip coatings of buildings. This takes into account the fact that there is a positive experience in using two-span trapezoidal sheets with a permissible load according to previous standards. It has been established that the permissible load on double-span trapezoidal sheets according to current standards will always be less than according to previous standards. This circumstance will lead to an unjustified increase in the thickness of double-span trapezoidal sheets when designing according to current standards and will cause additional unjustified consumption of steel for non-slip coatings of buildings. It is concluded that it is necessary to carry out work to clarify the permissible load on two-span trapezoidal sheets, followed by an adjustment of the current standards.
Keywords: permissible load, two-span trapezoidal sheet, previous standards, current standards.
УДК 69.001.5 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.48.53
М.О. ПАВЛОВА1 , к.т.н., Ю.Ф. ПАНЧЕНКО2,3, к.т.н., доцент, А.А. БАРАНОВСКИЙ4 , А.Ю. ДОЗОРОВА1 ,1ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко АО «НИЦ «Строительство»; e-mail: mp1552@mail.ru, 2ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет», 3ООО «ВЗКГ» 4 ООО «Браерстрой»
ЗАВИСИМОСТЬ ПРОЧНОСТИ КЛАДОЧНЫХ СТЕНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ОТ ВЫСОТЫ, ПУСТОТНОСТИ И ПЛОЩАДЕЙ НАГРУЖАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИСПЫТЫВАЕМЫХ ОБРАЗЦОВ...48
В данной статье рассмотрен фактор влияния геометрических размеров (ширина, длина, высота) на прочность испытываемых образцов кладочных стеновых изделий. Отмечается необходимость корректировки таблицы коэффициентов формы, приведенной в EN 772-1. Требуется учет размеров испытываемых образцов при определении их прочности, а также пустотности кладочных изделий и материала, из которого они изготовлены. Проведены экспериментальные исследования и сравнительный анализ российских и зарубежных норм. По результатам проведенных исследований снижен повышающий коэффициент при определении прочности утолщенного кирпича, а в СП 15.13330 введен повышающий коэффициент при определении прочности кладки. Отмечается, что использование коэффициентов формы, приведенных в таблице EN 772-1, необоснованно. Требуется разработать специальные таблицы учета формы, пустотности и материла кладочного изделия.
Ключевые слова: кладочное изделие, коэффициент формы, геометрические параметры, пустотность.
UDC 69.001.5 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.48.53. THE DEPENDENCE OF THE STRENGTH OF MASONRY WALL PRODUCTS ON THE HEIGHT, VOIDNESS AND AREAS OF THE LOADED SURFACES OF THE TESTED SAMPLES. M.O. Pavlova1 , Yu.F. Panchenko2,3, A.A. Baranovsky4 , A.Y. Dozorova1 , 1TSNIISK named after V.A.Koucherenko JSC Research Center of Construction, 2Industrial University of Tyumen, 3VZKG LLC, 4Braerstroy LLC; e-mail: mp1552@mail.ru.
This article considers the influence of geometric dimensions (width, length, height) on the strength of the tested samples of masonry wall products. It is noted that it is necessary to adjust the coefficient table of the form given in EN 772-1. It is necessary to take into account the dimensions of the tested samples when determining their strength, as well as the voidness of masonry products and the material from which they are made. Experimental studies and comparative analysis of Russian and foreign standards have been conducted. According to the results of the conducted research, the increasing coefficient has been reduced in determining the strength of thickened bricks, and in SP 15.13330, an increasing coefficient has been introduced in determining the strength of masonry. It is noted that the use of the shape coefficients given in the EN 772-1 table is unjustified. It is required to develop special tables for accounting for the shape, voidness and material of the masonry product.
Keywords: masonry product, shape coefficient, geometric parameters, voidness.
Экспериментальные исследования
Experimental studies
УДК 624.016 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.54.63
А.Л. ФЕОКТИСТОВ ПАО «Северсталь»; e-mail: al.feoktistov@severstal.com
А.Л. ФЕОКТИСТОВ ПАО «Северсталь»; e-mail: al.feoktistov@severstal.com
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МЕЖДУНАРОДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СТЕРЖНЕЙ УПОРОВ ИЗ АРМАТУРЫ В КОМБИНИРОВАННЫХ БАЛКАХ...54
В статье дана краткая классификация комбинированных балок, применяемых в «перекрытиях малой высоты». В качестве объекта исследования выбраны балки со стержнями-упорами из арматуры, пропущенной через стенки стальных профилей. Дано описание механики работы противосдвигового соединения, которую определяют: трехосное сжатие бетона внутри отверстия, работа арматуры как нагеля и трение, возникающее по контакту сталь-бетон. Изучен опыт испытаний образцов на сдвиг в Люксембурге, Китае, Великобритании. Продемонстрированы три формулы, соответствующие каждому исследованию. В результате сопоставительного сравнения результатов расчетов по предложенным формулам найдена корреляция методик из Китая и Великобритании. Областью применения соединения могут служить перекрытия жилых, общественных и производственных зданий. В качестве примера продемонстрированы материалы из проекта жилого здания с использованием комбинированных балок с новым видом упоров. В заключении проведенного анализа сформированы предложения по продолжению исследований комбинированных балок со стержнями-упорами из арматуры путем изучения их работы при наличии совместного действия продольных сил и изгибающих моментов, а также при наличии вибрационного воздействия от технологического оборудования.
Ключевые слова: сталежелезобетон, комбинированные балки, упоры, арматура, шпонка, нагель, узел, испытания.
UDC 624.016 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.1.54.63. ANALYSIS OF INTERNATIONAL TESTING EXPERIENCE OF REINFORCED CONCRETE DOWELS IN COMPOSITE BEAMS. А.L. Feoktistov, Severstal PJSC; e-mail: al.feoktistov@severstal.com.
Abstract. The article shows a brief review of composite beams used in slim-floors systems. The object of the research are composite beams with reinforced concrete dowels. The article describes of the dowel action behaviour as a shear connector, which consists of the triaxial compression of the concrete inside the web hole, the rebar component as a dowel, and the friction between the concrete and steel element. The experience of push-out tests in Luxembourg, China, UK has been studied. According to the results of the tests, the authors proposed a methodology for calculating the design resistance of a reinforced concrete dowel. As a result of comparing calculations using the proposed equations, a correlation between the methodologies from China and the UK is found. Universality has been defined for the reinforced concrete dowels: the scope of application be able to slim-floors systems for residential, public and industrial buildings. As an example, the author of the article demonstrates the project characteristics of the residential building. The conclusion of the analysis is а proposal to continue the research of composite beams with reinforced concrete dowels by studying their operation in cases of combined axial forces and flexure, as well as in the presence of vibration effects from the equipment.
Keywords: composite members, composite beams, shear connectors, dowel action, reinforcement, connection, push-out tests.
В помощь проектировщику
To help the designer
УДК 624.07 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.64.70
М.В. АЛЕКСАНДРОВСКИЙ, к.т.н., С.А. МАРТЮШЕВА, С.В. МЕРКУЛОВА НИУ МГСУ; e-mail: uta1s@yandex.ru
ШЕСТИПРОЛЕТНАЯ БАЛКА С ОДИНАКОВОЙ ПРОЧНОСТЬЮ...64
В работе исследуется многопролетная равнопрочная балка, используемая в современном строительстве для создания устойчивых и эффективных конструкций. Рассмотрены основные характеристики равнопрочных балок, их преимущества и области применения. Выполнен расчет максимального напряжения. В статье подчеркивается важность применения современных методов оптимизации в проектировании равнопрочных многопролетных конструкций, что способствует повышению их надежности и долговечности.
Ключевые слова: многопролетная балка, равномерно-распределенная нагрузка, метод оптимизации, нормальное напряжение, касательное напряжение, расчетное напряжение, нагрузка, пролет балки, напряжение.
UDC 624.07 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.1.64.70. A MULTI-SPAN BEAM WITH THE SAME STRENGTH. M.V. Alexandrovsky, S.A. Martyusheva, S.V. Merkulova, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University); e-mail: uta1s@yandex.ru.
Abstract. The paper examines a six-span equal-strength beam used in modern construction to create stable, more reliable and efficient building structures. The main characteristics of equal-strength multi-span beams, their advantages and applications are considered. A numerical calculation of the maximum design voltage in the Python programming language has been performed. Graphs of the dependences of normal and tangential stresses on the height of the span section of an equally strong multi-span beam are constructed. The dependence of stresses in the cross section of an equal-strength six-span beam on the height of the cross section of its span is established.
Keywords: multi-span beam, evenly distributed load, optimization method, normal stress, tangential stress, design stress, load, beam span, stress.
УДК 624.072.2.014 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.71.78
А.С. МАРУТЯН, к.т.н., доцент Пятигорский институт Северо-Кавказского федерального университета; e-mail: al_marut@mail.ru
ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРЕПРОФИЛИРОВАНИЯ КРУГЛЫХ ТРУБ В ШЕСТИУГОЛЬНЫЕ РАВНОКАТЕТНЫЕ БАЛОЧНОЙ МОДИФИКАЦИ...71
Представлен способ перепрофилирования круглых труб в шестиугольные равнокатетные с отношением габаритов ширины и высоты 1/6,792 по средней линии расчетного сечения, что максимально повышает их несущую способность силового сопротивления изгибу. Его оригинальность подтверждена патентной экспертизой. Трубчатые профили отличаются шестиугольной формой, состоящей из равновысоких стенок и равнокатетных граней. Приведен расчет оптимальных параметров тонкостенных сечений такой формы по приближенной методике, протестированной на квадратном профиле с вертикальной и горизонтальной диагоналями. Показана вся диаграмма изменений расчетных параметров шестиугольных труб при трансформации их поперечных сечений от вертикальных конфигураций к горизонтальным, включая переход через модификацию с равными габаритами ширины и высоты, очертания которой имеют квадратную форму. Выявлена востребованность шестиугольных равнокатетных профильных труб не только в металлических, но и в трубобетонных конструкциях, включая их модификации, развернутые на 45º и 90º. Выполнен сравнительный анализ расчетных параметров оптимизированных сечений профильных труб балочной модификации овальных, плоскоовальных, полуплоскоовальных, прямоугольных, восьмиугольных, шестиугольных очертаний, перепрофилированных из круглых или спрофилированных без стадии формовки круглых.
Ключевые слова: перепрофилирование круглых труб, трубчатые профили, профильные трубы, замкнутые гнутосварные профили, овал, плоскоовал, полуплоскоовал, прямоугольник, восьмиугольник, шестиугольник, оптимизация сечений, расчет оптимальных параметров, балочные конструкции, трубобетон.
UDC 624.072.2.014 DOI: 10.37538/0039-2383.2025.2.71.78. OPTIMIZATION OF THE CONVERSION OF ROUND PIPES INTO HEXAGONAL EQUAL-ROLLED GIRDER MODIFICATIONS. A.S. Marutyan, North-Caucasus federal university, e-mail: al_marut@mail.ru.
Abstract. A method is presented for converting round pipes into hexagonal equal-rolled pipes with a ratio of width and height of 1/6.792 along the median line of the design section, which maximizes their bearing capacity of bending strength. Its originality has been confirmed by a patent examination. Tubular profiles are distinguished by a hexagonal shape consisting of equally high walls and equally rolled faces. The optimal parameters of thinwalled sections of this shape are calculated using an approximate method tested on a square profile with vertical and horizontal diagonals. The entire diagram of changes in the design parameters of hexagonal pipes during the transformation of their cross-sections from vertical to horizontal configurations is shown, including the transition through a modification with equal dimensions of width and height, the outlines of which have a square shape. The demand for hexagonal equal-rolled profile pipes has been revealed not only in metal, but also in pipe-concrete structures, including their modifications deployed at 45° and 90°. A comparative analysis of the design parameters of optimized sections of profile pipes of the beam modification of oval, planar, semi-planar, rectangular, octagonal, hexagonal shapes, repurposed from round or profiled without the forming stage of round is performed.
Keywords: reprofiling of round pipes, tubular profiles, profile pipes, closed bent-welded profiles, oval, planar, semi-planar, rectangle, octagon, hexagon, optimization of sections, calculation of optimal parameters, girder structures, pipe concrete.