vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2022-24-1-164-174vestniktgasu-1158Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONОпределение несущей способности армированного контактного шва на основании двучленного закона трения ДерягинаOpredelenie nesushchei sposobnosti armirovannogo kontaktnogo shva na osnovanii dvuchlennogo zakona treniya Deryagina [Deryagin binomial law of friction for bearing capacity identification of reinforced joint]КоянкинА. А.KoyankinA. A.

Коянкин Александр Александрович, канд. техн. наук, доцент

660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79

 

Aleksandr A. Koyankin, PhD, A/Professor

79, SvobodnyI Ave., 660041

 

KoyankinAA@mail.ruМитасовВ. М.MitasovV. M.

Митасов Валерий Михайлович, докт. техн. наук, профессор

630008, г. Новосибирск, ул. Ленинградская, 113

Valery M. Mitasov, DSc, Professor

113, Leningradskaya Str., 630008, Novosibirsk

 

MitassovV@mail.ruСибирский федеральный университетРоссияSiberian Federal UniversityRussian FederationНовосибирский государственный архитектурно-строительный университетРоссияNovosibirsk State University of Architecture and Civil EngineeringRussian Federation202222022022241164174Copyright © Коянкин А.А., Митасов В.М., 20222022Коянкин А.А., Митасов В.М.Koyankin A.A., Mitasov V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1158

В процессе проектирования сборно-монолитных конструкций необходимо учитывать возможное разрушение по контактному шву сопряжения монолитного и сборного бетонов.Причём, как показывают исследования различных авторов, качество устройства шва существенно влияет на его прочностные показатели. Кроме того, напряжённо-деформированное состояние контактного шва можно разделить на «классические» 3 стадии.Рассмотрев конструктивные особенности формирования напряжённо-деформированного состояния сборно-монолитной конструкции в процессе воздействия сдвигающего усилия, авторы статьи отметили, что прослеживается линейная зависимость между предельными сдвигающими напряжениями, усилиями вертикального обжатия шва и степенью армирования поперечной арматурой. В связи с тем, что процесс деформирования контактного шва напрямую связан с вопросами трения и адгезии, в качестве основополагающей расчётной методики принят двучленный закон трения, предложенный проф. Б.В. Дерягиным.В данной методике расчёта в качестве критерия исчерпания несущей способности принимается достижение предельных напряжений на сдвиг и основывается на коэффициенте истинного трения, напряжений обжатия и достижении предела текучести в поперечной арматуре.Сопоставление результатов расчёта с данными экспериментальных исследований имеет удовлетворительную сходимость.

Cast-in-place and precast construction must consider a possible fracture of concrete along the reinforced joint. Moreover, the joint quality significantly affects its strength properties. The stress-strain state of the joint can be divided into three classical stages.It is shown that the stress-strain state of cast-in-place and precast construction under a shear load, is characterized by the linear dependence between the maximum shear stress, vertical compression of the joint, and transverse reinforcement. Since the joint deformation relates to friction and adhesion, the Deryagin binomial law of friction is used to determine the bearing capacity identification of the reinforced joint.The proposed calculation method implies the ultimate shear stress as an exhaustion criterion for the bearing capacity, which based on the true friction coefficient, compression stress and yield strength in the transverse reinforcement. It is shown that the obtained results are in good agreement with the experimental data.

сборно-монолитные конструкцииконтактный шовнесущая способностьтрениедвучленный закон трениясборный бетонмонолитный бетонprefabricated monolithic structurescontact seambearing capacityfrictionbinomial law of frictionprecast concretemonolithic concreteReferencesКоянкин А.А., Митасов В.М. Испытания сборно-монолитного перекрытия на строящемся жилом доме // Бетон и железобетон. 2016. № 3. С. 20–22.Koyankin A.A., Mitasov V.M. Ispytaniya sborno-monolitnogo perekrytiya na stroyashchemsya zhilom dome [Cast-in-place floor test in residential building under construction]. Beton i zhelezobeton. 2016. No. 3. Pp. 20–22. (rus)Medvedev V.N., Semeniuk S.D. Durability and deformability of braced bending elements with external sheet reinforcement // Magazine of Civil Engineering. 2016. № 3(63). P. 3–15.Medvedev V.N., Semeniuk S.D. Durability and deformability of braced bending elements with external sheet reinforcement. Magazine of Civil Engineering. 2016. No. 3 (63). Pp. 3–15.Nedviga E., Beresneva N., Gravit M., Blagodatskaya A. Fire Resistance of Prefabricated Monolithic Reinforced Concrete Slabs of «Marko» Technology // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2018. 692. P. 739–749.Nedviga E., Beresneva N., Gravit M., Blagodatskaya A. Fire resistance of prefabricated monolithic reinforced concrete slabs of Marko technology. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2018. V. 692. Pp. 739–749.Yan J.B., Wang J.Y., Liew J.Y.R., Qian X.D., Zhang W. Reinforced ultra-lightweight cement composite flat slabs: Experiments and analysis // Materials and Design. 2016. № 95. P. 148–158.Yan J.B., Wang J.Y., Liew J.Y.R., Qian X.D., Zhang W. Reinforced ultra-lightweight cement composite flat slabs: Experiments and analysis. Materials and Design. 2016. No. 95. Pp. 148–158.Breccolotti M., Gentile S., Tommasini M., Materazzi A.L., Bonfigli M.F., Pasqualini B., Colone V., Gianesini M. Beam-column joints in continuous RC frames: Comparison between castin-situ and precast solutions // Engineering Structures. 2016. V. 127. P. 129–144.Breccolotti M., Gentile S., Tommasini M., Materazzi A.L., Bonfigli M.F., Pasqualini B., Colone V., Gianesini M. Beam-column joints in continuous RC frames: Comparison between castin-situ and precast solutions. Engineering Structures. 2016. V. 127. Pp. 129–144.Olmati P., Sagaseta J., Cormie D., Jones A.E.K. Simplified reliability analysis of punching in reinforced concrete flat slabbuildings under accidental actions // Engineering Structures. 2017. V. 130. P. 83–98.Olmati P., Sagaseta J., Cormie D., Jones A.E.K. Simplified reliability analysis of punching in reinforced concrete flat slabbuildings under accidental actions. Engineering Structures. 2017. V. 130. Pp. 83–98.Koyankin A.A., Mitasov V.M. Stress-strain state of precast and cast-in place building // Magazine of Civil Engineering. 2017. V. 6 (74). P. 175–184.Koyankin A.A., Mitasov V.M. Stress-strain state of precast and cast-in place building. Magazine of Civil Engineering. 2017. V. 6 (74). Pp. 175–184.Chepurnenko A.S. Stress-strain state of three-layered shallow shells under conditions of nonlinear creep // Magazine of Civil Engineering. 2017. V. 8(74). P. 156–168.Chepurnenko A.S. Stress-strain state of three-layered shallow shells under conditions of nonlinear creep. Magazine of Civil Engineering. 2017. V. 8 (74). Pp. 156–168.Терновский И.А., Карякин А.А., Сонин С.А., Мордич Г.А., Лозакович О.В., Мордич А.И. Сопоставление затрат на возведение монолитных и сборно-монолитных несущих конструкций многоэтажных зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 1. С. 12–20.Ternovskii I.A., Karyakin A.A., Sonin S.A,, Mordich G.A., Lozakovich O.V., Mordich A.I. Sopostavlenie zatrat na vozvedenie monolitnykh i sborno-monolitnykh nesushchikh konstruktsii mnogoetazhnykh zdanii [Cost comparison of cast-in-place and precast load-bearing structures in multi-floor buildings]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2020. No. 1. Pp. 12–20. (rus)Шембаков В.А. Возможности использования российской технологии сборно-монолитного каркаса для строительства в России качественного доступного жилья // Строительные материалы. 2017. № 3. С. 9–15.Shembakov V.A. Vozmozhnosti ispol'zovaniya rossiiskoi tekhnologii sborno-monolitnogo karkasa dlya stroitel'stva v Rossii kachestvennogo dostupnogo zhil'ya [Opportunities of using cast-in-place technology in quality affordable housing in Russia]. Stroitel'nye materialy. 2017. No. 3. Pp. 9–15. (rus)Шилов А.В., Петров К.С., Бобин А.А. Метод сокращения сроков строительства производственного предприятия путём использования новых сборно-монолитных конструкций // Инженерный вестник Дона. 2017. № 4 (47).Shilov A.V., Petrov K.S., Bobin A.A. Metod sokrashcheniya srokov stroitel'stva proizvodstvennogo predpriyatiya putem ispol'zovaniya novykh sborno-monolitnykh konstruktsii [Reduction of construction deadlines of production plant based on cast-in-place technology]. Inzhenernyi vestnik Dona. 2017. No. 4 (47). (rus)Koyankin A.A., Mitasov V.M. Stress-strain state of the precast monolithic bent element = Напряжённо-деформированное состояние сборно-монолитного изгибаемого элемента // Magazine of Civil Engineering. 2020. № 97 (5).Koyankin A.A., Mitasov V.M. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie sborno-monolitnogo izgibaemogo elementa [Stress-strain state of the precast monolithic bent element]. Magazine of Civil Engineering. 2020. No. 97 (5).Гвоздев А.А. Изучение сцепления нового бетона со старым. Москва : Онти. Глав. ред. строит. лит-ры, 1936. 54 с.Gvozdev A.A. Izuchenie stsepleniya novogo betona so starym [Bond between new and old concrete]. Moscow, 1936. 54 p. (rus)Koyankin A.A., Mitasov V.M., Tskhay T.A. Compatibility of precast heavy and monolithic lightweight concretes deforming = Совместность деформирования сборного тяжёлого и монолитного лёгкого бетонов // Magazine of Civil Engineering. 2018. № 8 (84). P. 162–172.Koyankin A.A., Mitasov V.M., Tskhay T.A. Sovmestnost' deformirovaniya sbornogo tyazhelogo i monolitnogo legkogo betonov [Compatibility of precast heavy and monolithic lightweight concretes deforming]. Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 8 (84). Pp. 162–172. (rus)Евстифеев В.Г. Экспериментально-теоретические исследования соединений сборных оболочек : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ленинград, 1967. 23 с.Evstifeev V.G. Eksperimental'no-teoreticheskie issledovaniya soedinenii sbornykh obolochek: avtoreferat dissertatsii na soiskanie uchenoi stepeni kandidata tekhnicheskikh nauk [Experimental and theoretical studies of cast-in situ shell connections. PhD Abstract]. Leningrad, 1967. 23 p. (rus)Кремнева Е.Г., Хаменок Е.В. Контактные швы в железобетонных составных конструкциях // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. Строительные конструкции. 2011. № 8. С. 48–53.Kremneva E.G., Khamenok E.V. Kontaktnye shvy v zhelezobetonnykh sostavnykh konstruktsiyakh [Joints in reinforced concrete composite structures]. Vestnik Polotskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya F. Stroitel'stvo. Prikladnye nauki. Stroitel'nye konstruktsii. 2011. No. 8. Pp. 48–53. (rus)Карпенко Н.И. Теория деформирования железобетона с трещинами. Москва : Стройиздат, 1976. 205 с.Karpenko N.I. Teoriya deformirovaniya zhelezobetona s treshchinami [The theory of deformation of cracked reinforced concrete]. Moscow: Stroiizdat, 1976. 205 p. (rus)Коянкин А.А., Митасов В.М. О применимости двучленного закона трения Дерягина к вопросам совместного деформирования разновозрастных бетонов в сборно- монолитных конструкциях // Инженерный вестник Дона : электронный научный журнал. 2021. № 9.Koyankin A.A., Mitasov V.M. O primenimosti dvuchlennogo zakona treniya Deryagina k voprosam sovmestnogo deformirovaniya raznovozrastnykh betonov v sborno-monolitnykh konstruktsiyakh [Deryagin binomial law of friction in joint deformation of different-aged concrete in cast-in place structures]. Inzhenernyi vestnik Dona. 2021. No. 9. (rus)Тур В.В., Кондратчик А.А. Расчёт железобетонных конструкций при действии перерезывающих сил. Брест : Изд-во БГТУ, 2000. 400 с.Tur V.V., Kondratchik A.A. Raschet zhelezobetonnykh konstruktsii pri deistvii pererezyvayushchikh sil [Strength analysis of reinforced concrete structures under shear load]. Brest: BGTU, 2000. 400 p. (rus)Ашкинадзе Г.Н., Соколов М.Е., Мартынова Л.Д., Лишак В.И., Тассиос Ф., Цукантас С., Плайпис Н., Скарнас А. Железобетонные стены сейсмостойких зданий: Исследования и основы проектирования. Москва : Стройиздат, 1988. 499 с.Ashkinadze G.N., Sokolov M.E., Martynova L.D., Lishak V.I., Tassios F., Tsukantas S., Plaipis N., Skarnas A. Zhelezobetonnye steny seismostoikikh zdanii: Issledovaniya i osnovy proektirovaniya [Reinforced concrete walls of earthquake-resistant buildings: Research and design fundamentals]. Moscow: Stroiizdat, 1988. 499 p. (rus)Скворцов А.Г. Сопротивление контактных швов железобетонных конструкций при действии сдвигающих сил : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук : 05.23.01. Москва, 2000. 137 с.Skvortsov A.G. Soprotivlenie kontaktnykh shvov zhelezobetonnykh konstruktsii pri deistvii sdvigayushchikh sil: dissertatsiya na soiskanie uchenoi stepeni kandidata tekhnicheskikh nauk [Resistance of contact joints in reinforced concrete structures under shear load]. Moscow, 2000. 137 p. (rus)Холмянский М.М. Бетон и железобетон: Деформативность и прочность. Москва : Стройиздат, 1997. 576 с.Kholmyanskii M.M. Beton i zhelezobeton: Deformativnost' i prochnost' [Concrete and reinforced concrete: Deformability and strength]. Moscow: Stroiizdat, 1997. 576 p. (rus)Сунгатуллин Я.Г. Экспериментально-теоретические основы расчёта сопротивляемости сдвигу армированного и неармированного контактов сборно-монолитных конструкций // Сборные и сборно-монолитные конструкции : сб. научных трудов. Казань. С. 90–146.Sungatullin Ya.G. Eksperimental'no-teoreticheskie osnovy rascheta soprotivlyaemosti sdvigu armirovannogo i nearmirovannogo kontaktov sborno-monolitnykh konstruktsii [Experimental and theoretical basis for shear resistance analysis of reinforced and unreinforced contacts of cast-in place structures]. In: Sbornye i sborno-monolitnye konstruktsii: sb. nauchnykh trudov (Coll. Papers ‘Composite and Cast-in-Place and Precast Constructions’). Kazan'. Pp. 90–146. (rus)Городецкий Б.Л. Экспериментально-теоретические исследования прочности контакта в сборно-монолитных предварительно напряжённых железобетонных конструкциях : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук : 05.23.01, Свердловск, 1969. 29 с.Gorodetskii B.L. Eksperimental'no-teoreticheskie issledovaniya prochnosti kontakta v sbornomonolitnykh predvaritel'no napryazhennykh zhelezobetonnykh konstruktsiyakh: avtoreferat dissertatsii na soiskanie uchenoi stepeni kandidata tekhnicheskikh nauk [Experimental and theoretical investigations of contact strength in reinforced concrete cast-in-place and precast constructions]. Sverdlovsk, 1969. 29 p. (rus)Дерягин Б.В. Что такое трение? Москва : Изд-во академии наук СССР, 1963. 234 с.Deryagin B.V. Chto takoe trenie? [What is friction?]. Moscow, 1963. 234 p. (rus)Зимон А.Д. Что такое адгезия. Москва : Наука, 1983. 176 с.Zimon A.D. Chto takoe adgeziya [What is adhesion?]. Moscow: Nauka, 1983. 176 p. (rus)Бондаренко В.М., Колчунов В.И. Расчётные модели силового сопротивления железобетона. Москва : Изд-во АСВ, 2004. 472 с.Bondarenko V.M., Kolchunov V.I. Raschetnye modeli silovogo soprotivleniya zhelezobetona [Calculation models of strength resistance of concrete]. Moscow: ASV, 2004. 472 p. (rus)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.