ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Экспериментальное исследование изменчивости деформационных характеристик бетона при сжатии

  • Плюснин Михаил Геннадиевич - Костромская государственная сельскохозяйственная академия (КГСХА)
  • Цыбакин Сергей Валерьевич - Костромская государственная сельскохозяйственная академия (КГСХА)
DOI: 10.22227/1997-0935.2020.10.1390-1398
Страницы: 1390-1398
Введение. Проведены экспериментальное исследование изменчивости деформационных характеристик бетона и оценка ее влияния на несущую способность внецентренно сжатых железобетонных элементов. Основным методом расчета железобетонных конструкций по прочности по нормальным сечениям в соответствии с действующими нормативными документами является нелинейная деформационная модель. Представляет интерес и использование этого метода в вероятностных расчетах. Аналитические функции, аппроксимирующие фактическую диаграмму σ–ε бетона, используют в качестве параметров значения прочностных и деформационных характеристик бетона. При этом изменчивость деформационных характеристик бетона исследована пока недостаточно, хотя их значения могут оказывать существенное влияние на результаты расчета. Материалы и методы. Для решения поставленной цели получены полные диаграммы σ–ε бетона при одноосном сжатии. С использованием этих диаграмм численно проведена оценка влияния изменчивости деформационных характеристик бетона на несущую способность внецентренно сжатого железобетонного элемента по нормальному сечению. Несущая способность определялась с помощью нелинейной деформационной модели. Результаты. Эксперимент показал, что в пределах одного класса по прочности форма диаграммы имеет существенную изменчивость. В результате расчета прочности внецентренно сжатого железобетонного элемента с использованием экспериментальных диаграмм σ–ε бетона при одноосном сжатии показано влияние величины предельных деформаций бетона εb0 на несущую способность по нормальному сечению. Выводы. Анализ полученных результатов показал, что значение предельных деформаций бетона при одноосном сжатии влияет на несущую способность внецентренно сжатых железобетонных элементов. Степень влияния зависит от прочности бетона, процента армирования и эксцентриситета продольной силы.
  • нелинейная деформационная модель;
  • деформационные характеристики бетона;
  • надежность железобетонных конструкций;
  • внецентренно сжатый железобетонный элемент;
  • коэффициент вариации;
  • изменчивость характеристик;
Литература
  1. Райзер В.Д. К оценке риска при проектировании с учетом износа несущих элементов // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2016. № 1. С. 33–36.
  2. Мкртычев О.В., Райзер В.Д. Теория надежности в проектировании строительных конструкций. М. : Изд-во АСВ, 2016. 906 с.
  3. Тамразян А.Г., Филимонова Е.А. Оптимизация железобетонной плиты перекрытия по критерию минимальной стоимости с учетом анализа риска // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 9. С. 19–22.
  4. Verma S.K., Bhadauria S.S., Akhtar S. Probabilistic evaluation of service life for reinforced concrete structures // Chinese Journal of Engineering. 2014. Vol. 2014. Pp. 1–8. DOI: 10.1155/2014/648438
  5. Holický M. Assessment of existing civil engineering structures // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 365. P. 052001. DOI: 10.1088/1757-899x/365/5/052001
  6. Jafari F., Akbari J. Reliability-based design of reinforced concrete beams for simultaneous bending, shear, and torsion loadings // Frattura ed Integrita Strutturale. 2019. Vol. 14. Issue 51. Pp. 136–150. DOI: 10.3221/IGF-ESIS.51.11
  7. Селяев В.П., Селяев П.В., Сорокин Е.В. Оценка надежности железобетонных внецентренно сжатых колонн // Региональная архитектура и строительство. 2012. № 1. С. 61–65.
  8. Шупиков Е.А. Анализ надежности железобетонных колонн одноэтажного промышленного здания // Молодая мысль: наука, технологии, инновации : мат. VII (XIII) Всеросс. науч.-техн. конф. студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. Братск, 2015. С. 62–65.
  9. Bastidas-Arteaga E. Reliability of Reinforced Concrete Structures Subjected to Corrosion-Fatigue and Climate Change // International Journal of Concrete Structures and Materials. 2018. Vol. 12. Issue 1. DOI: 10.1186/s40069-018-0235-x
  10. Berlinov M., Berlinova M., Grigorjan A. Operational durability of reinforced concrete structures // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 91. P. 02012. DOI: 10.1051/e3sconf/20199102012
  11. Rastayesh S., Mankar A., Sørensen J.D., Bahrebar S. Development of stochastic fatigue model of reinforcement for reliability of concrete structures // Applied Sciences. 2020. Vol. 10. Issue 2. P. 604. DOI: 10.3390/app10020604
  12. Skrzypczak I., Słowik M., Buda-Ożóg L. The application of reliability analysis in engineering practice — reinforced concrete foundation // Procedia Engineering. 2017. Vol. 193. Pp. 144–151. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.06.197
  13. Słowik M., Skrzypczak I., Kotynia R., Kaszubska M. The application of a probabilistic method to the reliability analysis of longitudinally reinforced concrete beams // Procedia Engineering. 2017. Vol. 193. Pp. 273–280. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.06.214
  14. Yan X., Ren X., Li J. Experimental study of full process variability of concrete under uniaxial compression // Tongji Daxue Xuebao/Journal of Tongji University. 2016. Vol. 44. Issue 5. Pp. 664–670. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2016.05.002
  15. Пинус Б.И., Пинус Ж.Н., Хомякова И.В. Изменение конструктивных свойств бетонов при охлаждении и замораживании // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015. № 2 (97). С. 111–116.
  16. Свиридов Н.В., Хирнов В.В. Особенности нормирования показателей качества бетонов высокой прочности // Технологии бетонов. 2015. № 7–8 (108–109). С. 54–61.
  17. Li X., Shan Z., Yu Z., Gao J., Mao J. Stochastic constitutive relationship of self-compacting concrete under uniaxial compression // Advances in Civil Engineering. 2018. Vol. 2018. Pp. 1–14. DOI: 10.1155/2018/3157414
  18. Xiao J., Zhang K., Akbarnezhad A. Variability of stress-strain relationship for recycled aggregate concrete under uniaxial compression loading // Journal of Cleaner Production. 2018. Vol. 181. Pp. 753–771. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.01.247
  19. Chen P., Liu C., Wang Y. Size effect on peak axial strain and stress-strain behavior of concrete subjected to axial compression // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 188. Pp 645–655. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.08.072
  20. Жарницкий В.И., Беликов А.А. Квазистатические испытания бетонных и армированных призм с целью изучения полных диаграмм сопротивления // Бетон и железобетон — взгляд в будущее : науч. тр. III Всеросс. (II Междунар.) конф. по бетону и железобетону : в 7-ми т. Москва, 2014. С. 39–48.
  21. Безгодов И.М., Дмитренко Е.Н., Начарова А.Н. Регулирование деформационных свойств бетона // Технологии бетонов. 2018. № 11–12 (148–149). С. 50–52.
  22. Попов В.М., Герфанова О.А., Морозов В.И. Долговечность железобетонных конструкций // Бетон и железобетон — взгляд в будущее : науч. тр. III Всеросс. (II Междунар.) конф. по бетону и железобетону: в 7-ми т. М., 2014. С. 356–366.
  23. Попов В.М., Плюснин М.Г. Влияние деформационных характеристик бетона на несущую способность внецентренно сжатых железобетонных элементов // Вестник гражданских инженеров. 2016. № 3 (56). С. 83–88.
  24. Плюснин М.Г., Морозов В.И., Попов В.М., Савин С.Н., Смирнова Е.Э. Оценка влияния эксцентриситета продольной силы на обеспеченность несущей способности сжатых железобетонных элементов // Промышленное и гражданское строительство. 2019. № 6. С. 29–34. DOI: 10.33622/0869-7019.2019.06.29-34
  25. Рахманов В.А., Сафонов А.А. Разработка экспериментальных методов оценки диаграмм деформирования бетона при сжатии // Academia. Архитектура и строительство. 2017. № 3. С. 120–125.
СКАЧАТЬ (RUS)