N 5 за 2021год
Расчеты на прочность
Strength calculations
Strength calculations
УДК 692.44.47 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.2.7
Н.С. НОВОЖИЛОВА1, к.т.н., доцент, В.В. ОСТЯНКО2 , магистр, инженер‑конструктор III категории 1Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, 2ООО «СМ-Проект»; e-mail: nsn01@list.ru
УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОТИВ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ОБРУШЕНИЯ ПЕРЕКРЕСТНО-АРОЧНЫХ СИСТЕМ ПОКРЫТИЯ В СРАВНЕНИИ С ОБЫЧНЫМИ АРОЧНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ ПРИ РАСЧЕТЕ КВАЗИСТАТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ...2
Конструкция перекрестных арочных систем покрытия была рассмотрена на основании доказанной эффективности применения перекрестных балочных систем-кессонных перекрытий. Применение перекрестных арочных систем покрытия позволяет создать пространственную конструкцию, которая имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными арочными покрытиями при работе на больших пролетах при действии равномерно и неравномерно распределенных нагрузок, а также сосредоточенных нагрузок (симметричных и несимметричных). При этом в работу включаются арки обоих направлений, что приводит к уменьшению поперечных сечений и, соответственно, к экономии строительных материалов. Одним из важнейших преимуществ перекрестных арочных систем покрытия по сравнению с обычными арочными покрытиями является повышенная устойчивость против прогрессирующего обрушения. Квазистатическим методом в линейной постановке были проведены исследования работы обычных арочных и перекрестных арочных систем покрытий на квадратных планах с размерами 30,0 м, 45,0 м и 60,0 м с различными подъемами стрелы арки f = 1/4L, f = 1/6L, f = 1/8L. В результате выявлено снижение продольных сжимающих усилий: при локальных отказах угловых колонн для перекрестных систем в среднем 2,0–2,5 раза; при локальных отказах торцевых колонн в пределах 1,5–2,3 раза.
Ключевые слова: железобетонные конструкции; арочные покрытия; пространственные конструкции; перекрестные арочные системы; прогрессирующее обрушение; устойчивость против прогрессирующего обрушения; напряженно-деформированное состояние; квазистатический метод.
Н.С. НОВОЖИЛОВА1, к.т.н., доцент, В.В. ОСТЯНКО2 , магистр, инженер‑конструктор III категории 1Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, 2ООО «СМ-Проект»; e-mail: nsn01@list.ru
УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОТИВ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ОБРУШЕНИЯ ПЕРЕКРЕСТНО-АРОЧНЫХ СИСТЕМ ПОКРЫТИЯ В СРАВНЕНИИ С ОБЫЧНЫМИ АРОЧНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ ПРИ РАСЧЕТЕ КВАЗИСТАТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ...2
Конструкция перекрестных арочных систем покрытия была рассмотрена на основании доказанной эффективности применения перекрестных балочных систем-кессонных перекрытий. Применение перекрестных арочных систем покрытия позволяет создать пространственную конструкцию, которая имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными арочными покрытиями при работе на больших пролетах при действии равномерно и неравномерно распределенных нагрузок, а также сосредоточенных нагрузок (симметричных и несимметричных). При этом в работу включаются арки обоих направлений, что приводит к уменьшению поперечных сечений и, соответственно, к экономии строительных материалов. Одним из важнейших преимуществ перекрестных арочных систем покрытия по сравнению с обычными арочными покрытиями является повышенная устойчивость против прогрессирующего обрушения. Квазистатическим методом в линейной постановке были проведены исследования работы обычных арочных и перекрестных арочных систем покрытий на квадратных планах с размерами 30,0 м, 45,0 м и 60,0 м с различными подъемами стрелы арки f = 1/4L, f = 1/6L, f = 1/8L. В результате выявлено снижение продольных сжимающих усилий: при локальных отказах угловых колонн для перекрестных систем в среднем 2,0–2,5 раза; при локальных отказах торцевых колонн в пределах 1,5–2,3 раза.
Ключевые слова: железобетонные конструкции; арочные покрытия; пространственные конструкции; перекрестные арочные системы; прогрессирующее обрушение; устойчивость против прогрессирующего обрушения; напряженно-деформированное состояние; квазистатический метод.
UDC 692.44.47 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.2.7. RESISTANCE TO THE PROGRESSIVE COLLAPSE OF CROSS-ARCHED COATING SYSTEMS IN COMPARISON WITH CONVENTIONAL ARCHED COATINGS WHEN CALCULATING THE QUASISTATIC METHOD. N.S. Novozhilova1,V.V. Ostyanko2, 1Saint-Petersburg state university of architecture and civil engineering, 2ООО «SM-Proekt»; e-mail: nsn01@list.ru
Abstract. The design of cross-arched coating systems was considered on the basis of the proven effectiveness of the use of cross-beam system-caisson overlaps. The use of cross-arched coating systems allows you to create a spatial structure, which has a number of advantages compared to conventional arched coatings when working on large spans under action is uniformly and unevenly distributed loads, as well as focused loads (symmetrical and asymmetric). At the same time, the arches of both directions are included in the work, which leads to a decrease in transverse sections and, accordingly, to saving building materials. One of the most important advantages of cross-arched coating systems compared to conventional arched coatings is increased stability against progressive collapse. The quasistatic method in the linear formulation was conducted studies of the operation of conventional arched and cross-arched coating systems on square plans with dimensions of 30.0 m, 45.0 m and 60.0 m with different arrow lifts Arch F = 1 / 4L, F = 1 / 6L, F = 1 / 8L. As a result, a decrease in longitudinal compressive efforts was revealed: in with local failures of the angular columns for cross-systems, an average of 2.0-2.5 times; With local failures of the end columns in the range of 1.5-2.3 times.
Abstract. The design of cross-arched coating systems was considered on the basis of the proven effectiveness of the use of cross-beam system-caisson overlaps. The use of cross-arched coating systems allows you to create a spatial structure, which has a number of advantages compared to conventional arched coatings when working on large spans under action is uniformly and unevenly distributed loads, as well as focused loads (symmetrical and asymmetric). At the same time, the arches of both directions are included in the work, which leads to a decrease in transverse sections and, accordingly, to saving building materials. One of the most important advantages of cross-arched coating systems compared to conventional arched coatings is increased stability against progressive collapse. The quasistatic method in the linear formulation was conducted studies of the operation of conventional arched and cross-arched coating systems on square plans with dimensions of 30.0 m, 45.0 m and 60.0 m with different arrow lifts Arch F = 1 / 4L, F = 1 / 6L, F = 1 / 8L. As a result, a decrease in longitudinal compressive efforts was revealed: in with local failures of the angular columns for cross-systems, an average of 2.0-2.5 times; With local failures of the end columns in the range of 1.5-2.3 times.
Key words: reinforced concrete structures; arched coatings; spatial structures; Cross arched systems; progressive collapse; stability against progressive collapse; stress-strain state; Quasistatic method.
Численные расчеты
Numerical calculations
Numerical calculations
УДК 624.04 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.8.12
С.В. БОСАКОВ1, д.т.н., проф., Н.С. ЩЕТЬКО2, инж. 1Белорусский национальный технический университет, РУП «Институт БелНИИС», г.Минск, Республика Беларусь, 2Главный конструктор ООО «Могилевский центр строительной диагностики», г. Могилев, Республика Беларусь; e-mail: Sevibo@yahoo.com
НЕЛИНЕЙНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ОРТОТРОПНЫХ ПЛИТ С ОДНОЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ОПОРНЫХ ЗАКРЕПЛЕНИЯХ...8
В работе рассматриваются нелинейные свободные и вынужденные изгибные колебания прямоугольных ортотропных пластинок с одной степенью свободы с различными опорными закреплениями. Для определения вертикальной жесткости пластинки в месте нахождения колеблющейся массы используется теорема Гольденблата о производной потенциальной энергии деформаций нелинейно упругой пластинки по перемещению. Цилиндрические жесткости ортотропной пластинки в двух перпендикулярных направлениях находятся по зависимости «жесткость–кривизна» для железобетонных пластинок. Приводятся решения шарнирно опертой по четырем сторонам, шарнирно опертой по двум и защемленной по двум остальным сторонам, шарнирно опертой в четырех угловых точках прямоугольных ортотропных пластинок. Показано, что использование косинус-биномов Филоненко-Бородича позволяет решать подобные задачи для пластинок с другими опорными закреплениями.
Ключевые слова: прямоугольная ортотропная пластинка, изгибные нелинейные колебания, энергия деформаций изгиба, косинус-биномы Филоненко-Бородича.
С.В. БОСАКОВ1, д.т.н., проф., Н.С. ЩЕТЬКО2, инж. 1Белорусский национальный технический университет, РУП «Институт БелНИИС», г.Минск, Республика Беларусь, 2Главный конструктор ООО «Могилевский центр строительной диагностики», г. Могилев, Республика Беларусь; e-mail: Sevibo@yahoo.com
НЕЛИНЕЙНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ОРТОТРОПНЫХ ПЛИТ С ОДНОЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ОПОРНЫХ ЗАКРЕПЛЕНИЯХ...8
В работе рассматриваются нелинейные свободные и вынужденные изгибные колебания прямоугольных ортотропных пластинок с одной степенью свободы с различными опорными закреплениями. Для определения вертикальной жесткости пластинки в месте нахождения колеблющейся массы используется теорема Гольденблата о производной потенциальной энергии деформаций нелинейно упругой пластинки по перемещению. Цилиндрические жесткости ортотропной пластинки в двух перпендикулярных направлениях находятся по зависимости «жесткость–кривизна» для железобетонных пластинок. Приводятся решения шарнирно опертой по четырем сторонам, шарнирно опертой по двум и защемленной по двум остальным сторонам, шарнирно опертой в четырех угловых точках прямоугольных ортотропных пластинок. Показано, что использование косинус-биномов Филоненко-Бородича позволяет решать подобные задачи для пластинок с другими опорными закреплениями.
Ключевые слова: прямоугольная ортотропная пластинка, изгибные нелинейные колебания, энергия деформаций изгиба, косинус-биномы Филоненко-Бородича.
UDC 624.04 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.8.12. NONLINEAR OSCILLATIONS OF RECTANGULAR ORTHOTROPIC PLATES WITH ONE DEGREE OF FREEDOM AT DIFFERENT SUPPORT ANCHORS. S.V. Bosakov1, N.S. Shchetko2, 1Belarusian National Technical University, RUE “BelNIIS Institute”, Minsk, Republic of Belarus, 2Chief Designer of LLC “Mogilev Center for Construction Diagnostics”, Mogilev, Republic of Belarus; e-mail: Sevibo@yahoo.com
Abstract. The paper considers free and forced bending vibrations of rectangular orthotropic plates with one degree of freedom with different support anchors. To determine the vertical stiffness of the plate at the location of the oscillating mass, the Goldenblatt theorem on the derivative of the potential energy of deformations of a nonlinearly elastic plate with respect to displacement is used. The cylindrical stiffness of an orthotropic plate in two perpendicular directions is determined by the “stiffness-curvature” relationship for reinforced concrete plates. Solutions are given for pivotally supported on four sides, pivotally supported on two and pinched on the other two sides, pivotally supported at four corner points of rectangular orthotropic plates. It is shown that the use of Filonenko-Borodich cosine binomials makes it possible to solve similar problems for plates with other support anchors.
Key words: rectangular orthotropic plate, bending nonlinear vibrations, bending strain energy, Filonenko-Borodich cosine binomials.
Abstract. The paper considers free and forced bending vibrations of rectangular orthotropic plates with one degree of freedom with different support anchors. To determine the vertical stiffness of the plate at the location of the oscillating mass, the Goldenblatt theorem on the derivative of the potential energy of deformations of a nonlinearly elastic plate with respect to displacement is used. The cylindrical stiffness of an orthotropic plate in two perpendicular directions is determined by the “stiffness-curvature” relationship for reinforced concrete plates. Solutions are given for pivotally supported on four sides, pivotally supported on two and pinched on the other two sides, pivotally supported at four corner points of rectangular orthotropic plates. It is shown that the use of Filonenko-Borodich cosine binomials makes it possible to solve similar problems for plates with other support anchors.
Key words: rectangular orthotropic plate, bending nonlinear vibrations, bending strain energy, Filonenko-Borodich cosine binomials.
УДК 624.04+624.07+517.972.5 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.13.19
А.В. ЕРМАКОВА, к.т.н., доцент ФГАОУ ВО «Южно-Уральский государственный университет (НИУ)», г. Челябинск; e-mail: annaolga11@gmail.com
МАТРИЦЫ ЖЕСТКОСТИ ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ В МДКЭ...13
В статье рассматриваются матрицы жесткости основной и дополнительных расчетных схем, применяемые при проведении нелинейного расчета по прочности методом дополнительных конечных элементов (МДКЭ). Основная начальная матрица жесткости расчетной схемы конструкции меняется под влиянием каждого из ее нелинейных свойств. Для численного моделирования этой операции МДКЭ использует матрицы жесткости дополнительных расчетных схем. Математические характеристики элементов этих матриц отвечают требованиям расчета систем с несколькими нелинейными свойствами, поскольку все эти свойства полностью проявляются при работе конструкции в области, близкой к предельному состоянию.
Ключевые слова: метод дополнительных конечных элементов, метод конечных элементов, дополнительная расчетная схема, матрица жесткости дополнительной расчетной схемы.
А.В. ЕРМАКОВА, к.т.н., доцент ФГАОУ ВО «Южно-Уральский государственный университет (НИУ)», г. Челябинск; e-mail: annaolga11@gmail.com
МАТРИЦЫ ЖЕСТКОСТИ ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ В МДКЭ...13
В статье рассматриваются матрицы жесткости основной и дополнительных расчетных схем, применяемые при проведении нелинейного расчета по прочности методом дополнительных конечных элементов (МДКЭ). Основная начальная матрица жесткости расчетной схемы конструкции меняется под влиянием каждого из ее нелинейных свойств. Для численного моделирования этой операции МДКЭ использует матрицы жесткости дополнительных расчетных схем. Математические характеристики элементов этих матриц отвечают требованиям расчета систем с несколькими нелинейными свойствами, поскольку все эти свойства полностью проявляются при работе конструкции в области, близкой к предельному состоянию.
Ключевые слова: метод дополнительных конечных элементов, метод конечных элементов, дополнительная расчетная схема, матрица жесткости дополнительной расчетной схемы.
UDC 624.04+624.07+517.972.5 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.13.19. STIFFNESS METRICES OF MAIN AND ADDITIONAL DESIGN DIAGRAMS IN AFEM. A.V. Ermakova, South Ural state University (NRU), Chelyabinsk; e-mail: annaolga11@gmail.com.
Abstract. The paper considers the stiffness matrices of main and additional design diagrams when Additional Finite Element Method (AFEM) is applied to nonlinear strength analysis. Main initial stiffness matrix of structure design diagram changes due to every nonlinear property. AFEM uses stiffness matrices of additional design diagram for numerical modeling of this procedure. Mathematical characteristics of these matrix elements correspond to requirements of analysis for systems with several nonlinear properties due to all these properties are appeared for behavior of structure at close to limit state range.
Key words: additional finite element method, finite element method, additional design diagram, stiffness matrix of additional design diagram.
Abstract. The paper considers the stiffness matrices of main and additional design diagrams when Additional Finite Element Method (AFEM) is applied to nonlinear strength analysis. Main initial stiffness matrix of structure design diagram changes due to every nonlinear property. AFEM uses stiffness matrices of additional design diagram for numerical modeling of this procedure. Mathematical characteristics of these matrix elements correspond to requirements of analysis for systems with several nonlinear properties due to all these properties are appeared for behavior of structure at close to limit state range.
Key words: additional finite element method, finite element method, additional design diagram, stiffness matrix of additional design diagram.
УДК 691.421:666.72:691:620. DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.20.25
В.И. ОБОЗОВ, д.т.н., проф. ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко (АО «НИЦ «Строительство»), г. Москва; e-mail: obozov@yandex.ru
К ОБЪЯСНЕНИЮ ЭФФЕКТА БАУШИНГЕРА В СЛУЧАЯХ МЕСТНОЙ НАГРУЗКИ НА СТЕНЫ...20
Исследовано напряженно-деформированное состояние фрагментов стен с использованием трехмерных конечно-элементных моделей при местных нагрузках. Исследованы случаи сосредоточенных и распределенных на локальных участках нагрузок. Рассмотрены стены с кладкой из полнотелого кирпича, а также из пустотелых керамических камней с большим процентом пустотности. На основе анализа вариантных расчетов, отличающихся расположением местной нагрузки, установлено, что эффект Баушингера состоит не в упрочнении кладки при приложении местной нагрузки, а в перераспределении напряжений между нагруженным участком и остальной частью конструкции, благодаря чему напряжения непосредственно под нагружаемым участком снижаются по сравнению с напряжениями при приложении такой же нагрузки, но по всей площади конструкции. Дана оценка рекомендациям по расчету кладки на местные нагрузки в действующих нормах, а также рекомендации по расчету на местные нагрузки стен с использованием трехмерных конечно-элементных моделей.
Ключевые слова: эффект Баушингера, стена, кирпич, крупноформатный керамический пустотелый камень, трехмерная конечно-элементная модель, местная нагрузка, расчет, напряженно-деформированное состояние.
В.И. ОБОЗОВ, д.т.н., проф. ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко (АО «НИЦ «Строительство»), г. Москва; e-mail: obozov@yandex.ru
К ОБЪЯСНЕНИЮ ЭФФЕКТА БАУШИНГЕРА В СЛУЧАЯХ МЕСТНОЙ НАГРУЗКИ НА СТЕНЫ...20
Исследовано напряженно-деформированное состояние фрагментов стен с использованием трехмерных конечно-элементных моделей при местных нагрузках. Исследованы случаи сосредоточенных и распределенных на локальных участках нагрузок. Рассмотрены стены с кладкой из полнотелого кирпича, а также из пустотелых керамических камней с большим процентом пустотности. На основе анализа вариантных расчетов, отличающихся расположением местной нагрузки, установлено, что эффект Баушингера состоит не в упрочнении кладки при приложении местной нагрузки, а в перераспределении напряжений между нагруженным участком и остальной частью конструкции, благодаря чему напряжения непосредственно под нагружаемым участком снижаются по сравнению с напряжениями при приложении такой же нагрузки, но по всей площади конструкции. Дана оценка рекомендациям по расчету кладки на местные нагрузки в действующих нормах, а также рекомендации по расчету на местные нагрузки стен с использованием трехмерных конечно-элементных моделей.
Ключевые слова: эффект Баушингера, стена, кирпич, крупноформатный керамический пустотелый камень, трехмерная конечно-элементная модель, местная нагрузка, расчет, напряженно-деформированное состояние.
UDC 691.421:666.72:691:620. DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.20.25. TO EXPLAIN THE BAUSCHINGER EFFECT IN CASES OF LOCAL LOAD ON WALLS. V.I. Obozov, TSNIISK named after V.A. Kucherenko (JSC “SIC “Construction”), Moscow; e-mail: obozov@yandex.ru
Abstract. The stress-strain state of wall fragments is investigated using three-dimensional finite element models under local loads. The cases of concentrated and distributed loads in local areas are investigated. The walls with a full-bodied brick masonry, as well as hollow ceramic stones with a large percentage of voidness, are considered. Based on the analysis of variant calculations differing in the location of the local load, it was found that the Bauschinger effect does not consist in strengthening the masonry when applying a local load, but in redistributing stresses between the loaded section and the rest of the structure, so that the stresses directly under the loaded section are reduced compared to stresses when applying the same load but over the entire area of the structure. The recommendations for calculating masonry for local loads in the current norms are evaluated, as well as recommendations for calculating local loads of walls using three-dimensional finite element models.
Key words: Bauschinger effect, wall, brick, large-format ceramic hollow stone, three-dimensional finite element model, local load, calculation, stress-strain state.
Abstract. The stress-strain state of wall fragments is investigated using three-dimensional finite element models under local loads. The cases of concentrated and distributed loads in local areas are investigated. The walls with a full-bodied brick masonry, as well as hollow ceramic stones with a large percentage of voidness, are considered. Based on the analysis of variant calculations differing in the location of the local load, it was found that the Bauschinger effect does not consist in strengthening the masonry when applying a local load, but in redistributing stresses between the loaded section and the rest of the structure, so that the stresses directly under the loaded section are reduced compared to stresses when applying the same load but over the entire area of the structure. The recommendations for calculating masonry for local loads in the current norms are evaluated, as well as recommendations for calculating local loads of walls using three-dimensional finite element models.
Key words: Bauschinger effect, wall, brick, large-format ceramic hollow stone, three-dimensional finite element model, local load, calculation, stress-strain state.
Нелинейные расчеты
Nonlinear calculations
Nonlinear calculations
УДК 519.633 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.25.34
С.В. БАКУШЕВ, д.т.н., проф. Пензенский государственный университет архитектуры и строительства; e-mail: bakuchsv@mail.ru
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ ИДЕАЛЬНО УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЙ СПЛОШНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОСИММЕТРИЧНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПРИ АППРОКСИМАЦИИ ДИАГРАММ ОБЪEМНОГО И СДВИГОВОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ БИКВАДРАТИЧНЫМИ ФУНКЦИЯМИ...25
Рассматриваются вопросы построения дифференциальных уравнений равновесия геометрически и физически нелинейной идеально упругопластической сплошной среды, находящейся в условиях центрально-симметричного деформирования, при аппроксимации диаграмм объeмного и сдвигового деформирования биквадратичными функциями. Построение физических зависимостей основано на вычислении секущих модулей объeмного и сдвигового деформирования. При аппроксимации графиков диаграмм объeмного и сдвигового деформирования при помощи двух отрезков парабол секущий модуль сдвига на первом участке является линейной функцией интенсивности деформаций сдвига; секущий модуль объeмного расширения-сжатия является линейной функцией первого инварианта тензора деформаций. На втором участке диаграмм и объeмного, и сдвигового деформирования секущий модуль сдвига является дробной (рациональной) функцией интенсивности деформаций сдвига; секущий модуль объeмного расширения-сжатия является дробной (рациональной) функцией первого инварианта тензора деформации. Исходя из предположения о независимости, вообще говоря, друг от друга диаграмм объeмного и сдвигового деформирования, рассмотрены пять основных случаев физических зависимостей, зависящих от взаимного расположения точек излома графиков диаграмм объeмного и сдвигового деформирования. На основе полученных физических уравнений выводятся дифференциальные уравнения равновесия в перемещениях для идеально упругопластической сплошной среды, находящейся в условиях центрально-симметричного деформирования. Построенные в статье дифференциальные уравнения равновесия в перемещениях могут найти применение при определении напряжeнного и деформированного состояния идеально упругопластической сплошной среды, находящейся в условиях центрально-симметричного деформирования, замыкающие уравнения физических соотношений для которых, построенные на основе экспериментальных данных, аппроксимированы биквадратичными функциями.
Ключевые слова: сплошная среда, центрально-симметричная деформация, аппроксимация, квадратичные функции, дифференциальные уравнения равновесия, геометрическая линейность, геометрическая нелинейность.
С.В. БАКУШЕВ, д.т.н., проф. Пензенский государственный университет архитектуры и строительства; e-mail: bakuchsv@mail.ru
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ ИДЕАЛЬНО УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЙ СПЛОШНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОСИММЕТРИЧНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПРИ АППРОКСИМАЦИИ ДИАГРАММ ОБЪEМНОГО И СДВИГОВОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ БИКВАДРАТИЧНЫМИ ФУНКЦИЯМИ...25
Рассматриваются вопросы построения дифференциальных уравнений равновесия геометрически и физически нелинейной идеально упругопластической сплошной среды, находящейся в условиях центрально-симметричного деформирования, при аппроксимации диаграмм объeмного и сдвигового деформирования биквадратичными функциями. Построение физических зависимостей основано на вычислении секущих модулей объeмного и сдвигового деформирования. При аппроксимации графиков диаграмм объeмного и сдвигового деформирования при помощи двух отрезков парабол секущий модуль сдвига на первом участке является линейной функцией интенсивности деформаций сдвига; секущий модуль объeмного расширения-сжатия является линейной функцией первого инварианта тензора деформаций. На втором участке диаграмм и объeмного, и сдвигового деформирования секущий модуль сдвига является дробной (рациональной) функцией интенсивности деформаций сдвига; секущий модуль объeмного расширения-сжатия является дробной (рациональной) функцией первого инварианта тензора деформации. Исходя из предположения о независимости, вообще говоря, друг от друга диаграмм объeмного и сдвигового деформирования, рассмотрены пять основных случаев физических зависимостей, зависящих от взаимного расположения точек излома графиков диаграмм объeмного и сдвигового деформирования. На основе полученных физических уравнений выводятся дифференциальные уравнения равновесия в перемещениях для идеально упругопластической сплошной среды, находящейся в условиях центрально-симметричного деформирования. Построенные в статье дифференциальные уравнения равновесия в перемещениях могут найти применение при определении напряжeнного и деформированного состояния идеально упругопластической сплошной среды, находящейся в условиях центрально-симметричного деформирования, замыкающие уравнения физических соотношений для которых, построенные на основе экспериментальных данных, аппроксимированы биквадратичными функциями.
Ключевые слова: сплошная среда, центрально-симметричная деформация, аппроксимация, квадратичные функции, дифференциальные уравнения равновесия, геометрическая линейность, геометрическая нелинейность.
UDC 519.633 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.25.34. DIFFERENTIAL EQUATIONS OF EQUILIBRIUM OF IDEALLY ELASTOPLASTIC CONTINUOUS MEDIUM FOR CENTRALLY SYMMETRIC DEFORMATION WHEN THE DIAGRAMS OF VOLUMETRIC AND SHEAR DEFORMATION ARE APPROXIMATED BY BIQUADRATIC FUNCTION. S.V. Bakushev, The Penza state university of architecture and construction; e-mail: bakuchsv@mail.ru
Abstract. The present article considers construction of differential equations of equilibrium of geometrically and physically nonlinear ideally elastoplastic continuous medium under conditions of centrally symmetric deformation, when the diagrams of volumetric and shear deformation are approximated by biquadratic functions. The construction of physical dependencies is based on calculating the secant moduli of volumetric and shear deformation. When approximating the graphs of the volumetric and shear deformation diagrams using two segments of parabolas, the secant shear modulus in the first segment is a linear function of the intensity of shear deformations; the secant modulus of volumetric expansion-contraction is a linear function of the first invariant of the strain tensor. In the second section of the diagrams of both volumetric and shear deformation, the secant shear modulus is a fractional (rational) function of the shear strain intensity; the secant modulus of volumetric expansion-compression is a fractional (rational) function of the first invariant of the strain tensor. Based on the assumption of independence, generally speaking, from each other of the volumetric and shear deformation diagrams, five main cases of physical dependences are considered, depending on the relative position of the break points of the graphs of the diagrams volumetric and shear deformation. On the basis of obtained physical equations, differential equations of equilibrium in displacements are derived for an ideally elastoplastic continuous medium under conditions of centrally symmetric deformation. The differential equations of equilibrium in displacements constructed in the present article can be applied in determining the stress and strain state of ideally elastoplastic continuous medium under conditions of centrally symmetric deformation, the closing equations of physical relations for which, based on experimental data, are approximated by biquadratic functions.
Key words: continuous medium, centrally symmetric deformation, approximation’s, quadratic functions, differential equations of equilibrium in displacements, geometric linearity, geometric nonlinearity.
Abstract. The present article considers construction of differential equations of equilibrium of geometrically and physically nonlinear ideally elastoplastic continuous medium under conditions of centrally symmetric deformation, when the diagrams of volumetric and shear deformation are approximated by biquadratic functions. The construction of physical dependencies is based on calculating the secant moduli of volumetric and shear deformation. When approximating the graphs of the volumetric and shear deformation diagrams using two segments of parabolas, the secant shear modulus in the first segment is a linear function of the intensity of shear deformations; the secant modulus of volumetric expansion-contraction is a linear function of the first invariant of the strain tensor. In the second section of the diagrams of both volumetric and shear deformation, the secant shear modulus is a fractional (rational) function of the shear strain intensity; the secant modulus of volumetric expansion-compression is a fractional (rational) function of the first invariant of the strain tensor. Based on the assumption of independence, generally speaking, from each other of the volumetric and shear deformation diagrams, five main cases of physical dependences are considered, depending on the relative position of the break points of the graphs of the diagrams volumetric and shear deformation. On the basis of obtained physical equations, differential equations of equilibrium in displacements are derived for an ideally elastoplastic continuous medium under conditions of centrally symmetric deformation. The differential equations of equilibrium in displacements constructed in the present article can be applied in determining the stress and strain state of ideally elastoplastic continuous medium under conditions of centrally symmetric deformation, the closing equations of physical relations for which, based on experimental data, are approximated by biquadratic functions.
Key words: continuous medium, centrally symmetric deformation, approximation’s, quadratic functions, differential equations of equilibrium in displacements, geometric linearity, geometric nonlinearity.
В помощь проектировщику
To help the designer
УДК 624.014 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.35.40
И.И. ВЕДЯКОВ1, д.т.н., проф., М.И. ФАРФЕЛЬ1,2, к.т.н., М.И. ГУКОВА1, к.т.н. 1ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (АО «НИЦ «Строительство»), г. Москва, 2НИУ МГСУ, г. Москва; e-mail: vedykov@gmail.com
О ДОПОЛНЕНИИ В СП 16.13330.2017 ТРЕБОВАНИЙ ПО УСТАНОВКЕ СВЯЗЕЙ...35
В помощь проектировщикам приведены и обоснованы вносимые Изменения в СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции». В состав Изменений входят 11 разделов и Приложения В и Г. Наиболее значимыми являются изменения, вносимые в раздел 15 к требованиям по проектированию конструкций зданий и сооружений, включающие требования к элементам каркасов зданий, таких как фермы, балки и рамные конструкции, а также к установке связей в различных зданиях. Здесь отражены вопросы специалистов в области расчета и проектирования стальных конструкций, поступающие к разработчикам норм, которые должны вносить нормативные требования, соответствующие современной практике проектирования и строительства. Так, в Приложения по материалам строительных конструкций внесены уточнения в части использования новых сталей. В статье приведены новые требования по проектированию связей, устанавливаемые на основании поступивших вопросов и предложений проектировщиков, сталкивающихся с трудностями и неоднозначностью решения таких задач в своей практической работе.
Ключевые слова: стальные, строительные конструкции, несущая способность, жесткость, каркасы, производственные здания, фермы, тяжи, связи.
И.И. ВЕДЯКОВ1, д.т.н., проф., М.И. ФАРФЕЛЬ1,2, к.т.н., М.И. ГУКОВА1, к.т.н. 1ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (АО «НИЦ «Строительство»), г. Москва, 2НИУ МГСУ, г. Москва; e-mail: vedykov@gmail.com
О ДОПОЛНЕНИИ В СП 16.13330.2017 ТРЕБОВАНИЙ ПО УСТАНОВКЕ СВЯЗЕЙ...35
В помощь проектировщикам приведены и обоснованы вносимые Изменения в СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции». В состав Изменений входят 11 разделов и Приложения В и Г. Наиболее значимыми являются изменения, вносимые в раздел 15 к требованиям по проектированию конструкций зданий и сооружений, включающие требования к элементам каркасов зданий, таких как фермы, балки и рамные конструкции, а также к установке связей в различных зданиях. Здесь отражены вопросы специалистов в области расчета и проектирования стальных конструкций, поступающие к разработчикам норм, которые должны вносить нормативные требования, соответствующие современной практике проектирования и строительства. Так, в Приложения по материалам строительных конструкций внесены уточнения в части использования новых сталей. В статье приведены новые требования по проектированию связей, устанавливаемые на основании поступивших вопросов и предложений проектировщиков, сталкивающихся с трудностями и неоднозначностью решения таких задач в своей практической работе.
Ключевые слова: стальные, строительные конструкции, несущая способность, жесткость, каркасы, производственные здания, фермы, тяжи, связи.
UDC 624.014 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.35.40. ABOUT THE ADDITION TO THE JOINT VENTURE 16.13330.2017 OF THE REQUIREMENTS FOR ESTABLISHING LINKS. I.I. Vedyakov 1, M.I. Farfel 1, 2, M.I. Gukova 1, 1 TSNIISK named after V.A. Kucherenko, JSC “NITS “Stroitelstvo” Research Center of Construction, Moscow, 2 NRU MGSU, Moscow; e-mail: vedykov@gmail.com.
Abstract. To help the designers, the Amendments to the Joint Venture 16.13330.2017 “Steel Structures” introduced are presented and justified. Amendments include 11 sections and Appendices B and Г. The most significant are the changes made to section 15 to the requirements for the design of structures of buildings and structures, including requirements for elements of building frames such as trusses, beams and frame structures, as well as for the installation of connections in various buildings. It reflects the questions of specialists in the field of calculation and design of steel structures that come to the developers of standards, who must make regulatory requirements that correspond to modern design and construction practice. So, in the Appendices on the materials of building structures, clarifications have been made regarding the use of new steels. The article presents new requirements for the design of ties, established on the basis of received questions and suggestions of designers, who face difficulties and ambiguity in solving such problems in their practical work.
Key words: steel, building structures, load-bearing capacity, rigidity, frames, industrial buildings, trusses, strands, ties.
Abstract. To help the designers, the Amendments to the Joint Venture 16.13330.2017 “Steel Structures” introduced are presented and justified. Amendments include 11 sections and Appendices B and Г. The most significant are the changes made to section 15 to the requirements for the design of structures of buildings and structures, including requirements for elements of building frames such as trusses, beams and frame structures, as well as for the installation of connections in various buildings. It reflects the questions of specialists in the field of calculation and design of steel structures that come to the developers of standards, who must make regulatory requirements that correspond to modern design and construction practice. So, in the Appendices on the materials of building structures, clarifications have been made regarding the use of new steels. The article presents new requirements for the design of ties, established on the basis of received questions and suggestions of designers, who face difficulties and ambiguity in solving such problems in their practical work.
Key words: steel, building structures, load-bearing capacity, rigidity, frames, industrial buildings, trusses, strands, ties.
УДК 693.22 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.41.46
В.Н. ДЕРКАЧ, д.т.н. Филиал РУП «Институт БелНИИС» – «Научно-технический центр», г. Брест, Республика Беларусь; e-mail: v-derkatch@yandex.ru
АСПЕКТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТЕН КАРКАСНО-КАМЕННЫХ ЗДАНИЙ С ОПЕРЕЖАЮЩИМ ВОЗВЕДЕНИЕМ КАМЕННОГО ЗАПОЛНЕНИЯ...41
Приведены требования Еврокода 6 к проектированию конструктивных систем каркасных зданий с опережающим возведением каменного заполнения. Показаны преимущества рассмотренной конструктивной системы по сравнению с конструктивной системой зданий, в которых каменное заполнение выполняется после возведения каркаса. Выполнен анализ методики расчета сопротивления сжатию, сдвигу и изгибу каменных стен c железобетонным обрамлением и даны предложения по ее совершенствованию.
Ключевые слова: каркасно-каменные здания, каменное заполнение, железобетонное обрамление, сопротивление, сжатие, сдвиг, изгиб.
В.Н. ДЕРКАЧ, д.т.н. Филиал РУП «Институт БелНИИС» – «Научно-технический центр», г. Брест, Республика Беларусь; e-mail: v-derkatch@yandex.ru
АСПЕКТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТЕН КАРКАСНО-КАМЕННЫХ ЗДАНИЙ С ОПЕРЕЖАЮЩИМ ВОЗВЕДЕНИЕМ КАМЕННОГО ЗАПОЛНЕНИЯ...41
Приведены требования Еврокода 6 к проектированию конструктивных систем каркасных зданий с опережающим возведением каменного заполнения. Показаны преимущества рассмотренной конструктивной системы по сравнению с конструктивной системой зданий, в которых каменное заполнение выполняется после возведения каркаса. Выполнен анализ методики расчета сопротивления сжатию, сдвигу и изгибу каменных стен c железобетонным обрамлением и даны предложения по ее совершенствованию.
Ключевые слова: каркасно-каменные здания, каменное заполнение, железобетонное обрамление, сопротивление, сжатие, сдвиг, изгиб.
UDC 693.22 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.41.46. DESIGN FEATURES OF THE WALLS IN FRAME-MASONRY BUILDINGS WITH ADVANCED BUILDING OF MASONRY FILLING. V.N. Derkach, Filial RUE "Institut Belniis" – "Juln-Technical Center", Brest, Republic of Belarus; e-mail: v-derkatch@yandex.ru
Abstract. The requirements of Eurocode 6 for the design of structural systems of frame buildings with advanced building of masonry filling have been presented. The advantages of the considered structural system are shown in comparison with the structural system of buildings in which masonry filling is performed after the building of the frame. The analysis of the methodology for calculating the compression, shear and bending strength of masonry walls with reinforced concrete framing have been presented and proposals for its improvement are given.
Key words: frame-masonry buildings, masonry filling, reinforced concrete framing, strength, compression, shear, bending.
Abstract. The requirements of Eurocode 6 for the design of structural systems of frame buildings with advanced building of masonry filling have been presented. The advantages of the considered structural system are shown in comparison with the structural system of buildings in which masonry filling is performed after the building of the frame. The analysis of the methodology for calculating the compression, shear and bending strength of masonry walls with reinforced concrete framing have been presented and proposals for its improvement are given.
Key words: frame-masonry buildings, masonry filling, reinforced concrete framing, strength, compression, shear, bending.
Экспериментальные исследования
Experimental studies
УДК 69.001.5 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.47.53
М.А. МУХИН1, инж., А.С. ВЕТКОВ1, инж., С.И. СМИРНОЙ2, инж., 1ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко (АО «НИЦ «Строительство») 2ООО «Винербергер Кирпич» г. Москва; e-mail: mukhin@myrambler.ru
ОЦЕНОЧНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ КЛАДКИ ИЗ КАМНЕЙ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ ПУСТОТАМИ «FORATI»...47
Проведены оценочные испытания по определению прочностных и деформационных показателей кладки из камней с горизонтальными пустотами «Forati», производства ООО «Винербергер Кирпич». В ходе подготовки к испытаниям и испытаний для определения прочностных и деформационных показателей прочности камней с горизонтальными пустотами «Forati» использовались стандартизированные методы. Испытания крупных кладочных образцов проведены в соответствии с методикой, установленной ГОСТ 32047-2012. На основе полученных данных в ходе работы были подготовлены рекомендации для возведения в опытно-экспериментальном порядке стеновых конструкций из камней «Forati» при строительстве зданий и сооружений.
Ключевые слова: кладка, испытания, керамическое кладочное изделие, камень с горизонтальными пустотами, шлифованное изделие, прочность.
М.А. МУХИН1, инж., А.С. ВЕТКОВ1, инж., С.И. СМИРНОЙ2, инж., 1ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко (АО «НИЦ «Строительство») 2ООО «Винербергер Кирпич» г. Москва; e-mail: mukhin@myrambler.ru
ОЦЕНОЧНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ КЛАДКИ ИЗ КАМНЕЙ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ ПУСТОТАМИ «FORATI»...47
Проведены оценочные испытания по определению прочностных и деформационных показателей кладки из камней с горизонтальными пустотами «Forati», производства ООО «Винербергер Кирпич». В ходе подготовки к испытаниям и испытаний для определения прочностных и деформационных показателей прочности камней с горизонтальными пустотами «Forati» использовались стандартизированные методы. Испытания крупных кладочных образцов проведены в соответствии с методикой, установленной ГОСТ 32047-2012. На основе полученных данных в ходе работы были подготовлены рекомендации для возведения в опытно-экспериментальном порядке стеновых конструкций из камней «Forati» при строительстве зданий и сооружений.
Ключевые слова: кладка, испытания, керамическое кладочное изделие, камень с горизонтальными пустотами, шлифованное изделие, прочность.
UDC 69.001.5 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.47.53. EVALUATION STUDY OF THE STRENGTH OF STONE MASONRY WITH HORIZONTAL VOIDS "FORATI". M.A. Muhin 1, A.S. Vetkov 1, S.I. Smirnov 2, 1 CNIISK im. V.A. Kucherenko JSC "Research Center" Construction, Moscow, 2 LLC "Wienerberger Brick", Moscow; e-mail: mukhin@myrambler.ru
Abstract. Evaluation tests were carried out to determine the strength and deformation parameters of stone masonry with horizontal voids "Forati", produced by LLC "Venerberger Kirpich". In preparation for testing and testing, standardized methods were used to determine the strength and deformation indicators of the strength of stones with horizontal voids "Forati". Testing of large masonry samples was carried out in accordance with the methodology established by GOST 32047-2012. On the basis of the data obtained in the course of the work, recommendations were prepared for the construction of wall structures made of Forati stones in an experimental and experimental manner during the construction of buildings and structures.
Key words: masonry, testing, ceramic masonry product, stone with horizontal voids, polished product, strength.
Abstract. Evaluation tests were carried out to determine the strength and deformation parameters of stone masonry with horizontal voids "Forati", produced by LLC "Venerberger Kirpich". In preparation for testing and testing, standardized methods were used to determine the strength and deformation indicators of the strength of stones with horizontal voids "Forati". Testing of large masonry samples was carried out in accordance with the methodology established by GOST 32047-2012. On the basis of the data obtained in the course of the work, recommendations were prepared for the construction of wall structures made of Forati stones in an experimental and experimental manner during the construction of buildings and structures.
Key words: masonry, testing, ceramic masonry product, stone with horizontal voids, polished product, strength.
УДК 692.232.2 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.54.63
М.О. ПАВЛОВА, к.т.н., В.А. ЗАХАРОВ, инж., С.В. КУШНИР, инж., М.Н. ПАВЛЕНКО, инж. ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко ( АО «НИЦ «Строительство»); e-mail: 1747302@mail.ru
НАДЕЖНОСТЬ КРУПНОРАЗМЕРНЫХ ФАСАДНЫХ ПАНЕЛЕЙ ИЗ СТЕКЛОФИБРОБЕТОНА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ...54
Проведены лабораторные испытания устройства фасадов зданий с применением крупноразмерных облицовочных элементов, в частности из стеклофибробетона. Новые фасадные конструкции и технические решения требуют комплексного подхода при проведении расчетно-теоретического и экспериментального обоснования. По результатам испытаний специалистами определены перемещения (деформации) при прогибах стеклофибробетонных панелей под действием прикладываемой нагрузки, а также установлены нагрузки трещинообразования облицовочных элементов, что может быть выполнено только экспериментальным способом. Проведение испытаний позволяет определить критерии и условия надежности и безопасной эксплуатации фасадных конструкций.
Ключевые слова: фасад здания, крупноразмерная облицовка, стеклофибробетонные панели, ограждающие конструкции, фасадные конструкции, испытания фасадов, эксплуатационная надежность.
М.О. ПАВЛОВА, к.т.н., В.А. ЗАХАРОВ, инж., С.В. КУШНИР, инж., М.Н. ПАВЛЕНКО, инж. ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко ( АО «НИЦ «Строительство»); e-mail: 1747302@mail.ru
НАДЕЖНОСТЬ КРУПНОРАЗМЕРНЫХ ФАСАДНЫХ ПАНЕЛЕЙ ИЗ СТЕКЛОФИБРОБЕТОНА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ...54
Проведены лабораторные испытания устройства фасадов зданий с применением крупноразмерных облицовочных элементов, в частности из стеклофибробетона. Новые фасадные конструкции и технические решения требуют комплексного подхода при проведении расчетно-теоретического и экспериментального обоснования. По результатам испытаний специалистами определены перемещения (деформации) при прогибах стеклофибробетонных панелей под действием прикладываемой нагрузки, а также установлены нагрузки трещинообразования облицовочных элементов, что может быть выполнено только экспериментальным способом. Проведение испытаний позволяет определить критерии и условия надежности и безопасной эксплуатации фасадных конструкций.
Ключевые слова: фасад здания, крупноразмерная облицовка, стеклофибробетонные панели, ограждающие конструкции, фасадные конструкции, испытания фасадов, эксплуатационная надежность.
UDC 692.232.2 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.54.63. RELIABILITY OF LARGE-SIZED FACADE FACADE PANELS DURING OPERATION. M.O. Pavlova, V.A. Zakharov, S.V. Kushnir, M.N. Pavlenko, TSNIISK named after V.A. Kucherenko, JSC “NITS “Stroitelstvo” Research Center of Construction, Moscow; e-mail: 1747302@mail.ru.
Abstract. Laboratory tests of building facades with the use of large-size facing elements, in particular, made of glass-fiber-reinforced concrete, have been carried out. New facade structures and technical solutions require an integrated approach when carrying out theoretical and experimental justification. According to the test results, the specialists determined the displacements (deformations) during deflections of glass-fiber-reinforced concrete panels under the action of the applied load, and also established the cracking loads of the facing elements, which can only be performed experimentally. Testing allows you to determine the criteria and conditions for the reliability and safe operation of facade structures.
Key words: building facade, large-size cladding, fiberglass concrete panels, enclosing structures, facade structures, facade testing, operational reliability.
Abstract. Laboratory tests of building facades with the use of large-size facing elements, in particular, made of glass-fiber-reinforced concrete, have been carried out. New facade structures and technical solutions require an integrated approach when carrying out theoretical and experimental justification. According to the test results, the specialists determined the displacements (deformations) during deflections of glass-fiber-reinforced concrete panels under the action of the applied load, and also established the cracking loads of the facing elements, which can only be performed experimentally. Testing allows you to determine the criteria and conditions for the reliability and safe operation of facade structures.
Key words: building facade, large-size cladding, fiberglass concrete panels, enclosing structures, facade structures, facade testing, operational reliability.
В порядке обсуждения
In order to discuss
УДК 620.172.242.001.57 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.64.73
Х.К. СЕЙФУЛЛАЕВ, д.т.н., проф. Азербайджанский НИИ Строительства и Архитектуры; e-mail: xanlar.seyfullayev@mail.ru
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ НЕЛИНЕЙНОЙ ДЕФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ МЕХАНИКИ ДЕФОРМИРУЕМЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ...64
Разработана новая методика расчета железобетонных элементов, которая основана на точном и строгом приложении нелинейной деформационной модели механики деформированных твердых тел к задачам упруго-пластического изгиба теории железобетона, на основании которой осуществляется проектирование железобетонных конструкций. Суть методики заключается в том, что в условиях прочности железобетонных элементов, выраженных через предельные деформации бетона сжатой зоны b,ult ε и растянутой арматуры s,ult ε , на основании новых понятий о предельных состояниях были выведены новые условия относительно высоты сжатой зоны бетона изгибаемых элементов. Методика расчета полностью отвечает правилам, принципам и требованиям Еврокода-2. Согласно предложенной методике учтены основные характеристики материалов: ползучесть, длительная прочность бетона, нарастание прочности арматуры после предела текучести. Результаты численных примеров показывают, что учет основных деформационных характеристик бетона и арматуры приводит к изменению результатов по обычной методике порядка 15-20%.
Ключевые слова: нелинейная деформационная модель, ползучесть бетона, длительная прочность бетона, нарастание прочности арматуры, условия прочности, Еврокод-2.
Х.К. СЕЙФУЛЛАЕВ, д.т.н., проф. Азербайджанский НИИ Строительства и Архитектуры; e-mail: xanlar.seyfullayev@mail.ru
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ НЕЛИНЕЙНОЙ ДЕФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ МЕХАНИКИ ДЕФОРМИРУЕМЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ...64
Разработана новая методика расчета железобетонных элементов, которая основана на точном и строгом приложении нелинейной деформационной модели механики деформированных твердых тел к задачам упруго-пластического изгиба теории железобетона, на основании которой осуществляется проектирование железобетонных конструкций. Суть методики заключается в том, что в условиях прочности железобетонных элементов, выраженных через предельные деформации бетона сжатой зоны b,ult ε и растянутой арматуры s,ult ε , на основании новых понятий о предельных состояниях были выведены новые условия относительно высоты сжатой зоны бетона изгибаемых элементов. Методика расчета полностью отвечает правилам, принципам и требованиям Еврокода-2. Согласно предложенной методике учтены основные характеристики материалов: ползучесть, длительная прочность бетона, нарастание прочности арматуры после предела текучести. Результаты численных примеров показывают, что учет основных деформационных характеристик бетона и арматуры приводит к изменению результатов по обычной методике порядка 15-20%.
Ключевые слова: нелинейная деформационная модель, ползучесть бетона, длительная прочность бетона, нарастание прочности арматуры, условия прочности, Еврокод-2.
UDC 620.172.242.001.57 DOI: 10.37538/0039-2383.2021.5.64.73. THE METHOD FOR CALCULATING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS BASED ON A NONLINEAR DEFORMATION MODEL OF MECHANICS OF DEFORMABLE SOLIDS. H.K. Seifullaev, Azerbaijan Research Institute of Construction and Architecture; e-mail: xanlar.seyfullayev@mail.ru
Abstract. A new method for calculating reinforced concrete elements has been developed. It is based on the precise and strict application of the nonlinear deformation model of mechanics of deformed solids to the problems of elastic-plastic bending of the theory of reinforced concrete. The design of reinforced concrete structures is carried out based on it. The conditions of strength of reinforced concrete elements expressed in terms of the ultimate deformations of concrete of the compressed zone and stretched reinforcement are transformed to the new conditions derived on the basis of new concepts about the limiting states with respect to the height of the compressed zone of concrete of the bent elements. The calculation method fully complies with the rules, principles and requirements of Eurocode-2. According to the proposed methodology, the main characteristics of materials are taken into account: creep, long-term strength of concrete, the increase in the strength of reinforcement after the yield point. The results
of numerical examples show that taking into account the main deformation characteristics of concrete and reinforcement leads to a change in the results by usual method of about 15-20%.
Key words: nonlinear deformation model, concrete creep, long-term concrete strength, reinforcement strength increase, strength conditions, Eurocode-2.
Abstract. A new method for calculating reinforced concrete elements has been developed. It is based on the precise and strict application of the nonlinear deformation model of mechanics of deformed solids to the problems of elastic-plastic bending of the theory of reinforced concrete. The design of reinforced concrete structures is carried out based on it. The conditions of strength of reinforced concrete elements expressed in terms of the ultimate deformations of concrete of the compressed zone and stretched reinforcement are transformed to the new conditions derived on the basis of new concepts about the limiting states with respect to the height of the compressed zone of concrete of the bent elements. The calculation method fully complies with the rules, principles and requirements of Eurocode-2. According to the proposed methodology, the main characteristics of materials are taken into account: creep, long-term strength of concrete, the increase in the strength of reinforcement after the yield point. The results
of numerical examples show that taking into account the main deformation characteristics of concrete and reinforcement leads to a change in the results by usual method of about 15-20%.
Key words: nonlinear deformation model, concrete creep, long-term concrete strength, reinforcement strength increase, strength conditions, Eurocode-2.
Памяти ученого ...................................................74
Memories of the scientist ......................................74