vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2022-24-5-81-97vestniktgasu-1312Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONМетод расчета железобетонных балок с распором на податливых опорах при кратковременном динамическом нагруженииNumerical calculation of reinforced concrete beams with spacing on compliant supports under dynamic loadКумпякО. Г.KumpyakO. G.

Олег Григорьевич Кумпяк, докт. техн. наук, профессор

634003

пл. Соляная, 2

Томск

Oleg G. Kumpyak, DSc, Professor

634003

2, Solyanaya Sq.

Tomsk

ogkumpyak@yandex.ruГаляутдиновД. Р.GalyautdinovD. R.

Дауд Рашидович Галяутдинов, ассистент

634003

пл. Соляная, 2

Томск

Daud R. Galyautdinov, Assistant Lecturer

634003

2, Solyanaya Sq.

Tomsk

gazr@yandex.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation2022261020222458197Copyright © Кумпяк О.Г., Галяутдинов Д.Р., 20222022Кумпяк О.Г., Галяутдинов Д.Р.Kumpyak O.G., Galyautdinov D.R.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/1312

   При проектировании железобетонных балок на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении в сооружении необходимо учитывать возникновение реакции распора. Наличие распора приводит к значительному увеличению прочности и снижению деформативности конструкций, как и при применении податливых опор за счет их энергоемкости.

   Целью теоретического исследования является разработка метода расчета и изучение целесообразности применения податливых опор в распорных динамически нагруженных конструкциях.   В работе представлены результаты численного расчета железобетонных балочных конструкций с распором на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении на основе разработанного метода расчета. Рассмотрено совместное влияниеподатливых опор и распора на коэффициент динамичности железобетонных конструкций. Результаты теоретических исследований свидетельствуют о положительном эффекте применения податливых опор и учета реакции распора в динамически нагруженных конструкциях.

   In design of reinforced concrete beams on yielding supports under the dynamic load in a structure, it is necessary to consider the thrust reaction. The presence of a spacing leads to a significant increase in strength and a decrease in the structural deformability, as in the case with yielding supports due to their energy intensity.

   The purpose of this paper is to develop the calculation method and study the feasibility of using yielding supports in the structure under the dynamic load.

   The paper presents the results of a numerical calculation of reinforced concrete beams with spacing on yielding supports under the dynamic load. The joint influence is considered for yielding supports and thrust on the dynamism of reinforced concrete structures. The theoretical results confirm the positive effect of using yielding supports with regard to the expansion effect in dynamically loaded structures.

метод расчетаусловно-упругая стадияупруго-пластическая стадияжелезобетонная балкакоэффициент динамичностиподатливая опорараспоркратковременная динамическая нагрузкаnumerical calculationelastic stageelastoplastic stagereinforced concrete beamdynamic coefficientyielding supportthrustdynamic loadИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-31-90097. Работа выполнена при поддержке госзадания Министерства науки и высшего образования РФ FEMN-2022-0004The research was carried out with the financial support of the RFBR as part of a scientific project № 19-31-90097. The work was carried out with the support of the state task of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation FEMN-2022-0004ReferencesАбдуль-Рахман А. С. Повышение несущей способности железобетонных конструкций при взрывных воздействиях : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / А. С. Абдуль-Рахман. – Москва, 1995. – 207 с.Abdul'-Rakhman A. S. Povysheniye nesushchey sposobnosti zhelezobetonnykh konstruktsiy pri vzryvnykh vozdeystviyakh: Dissertatsiya na soiskaniye uchenoy stepeni kandidata tekhnicheskikh nauk [Bearing capacity improvement of reinforced concrete structures under explosive impacts. PhD Thesis]. Moscow, 1995. 207 p. (rus)Галяутдинов З. Р. Расчет железобетонных балок на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении / З. Р. Галяутдинов, О. Г. Кумпяк // Строительная механика и расчет сооружений. – 2019. – № 4. – С. 63–70.Galyautdinov Z. R., Kumpyak O. G. Raschet zhelezobetonnykh balok na podatlivykh oporakh pri kratkovremennom dinamicheskom nagruzhenii [Numerical calculation of reinforced concrete beams on compliant supports under dynamic loading]. Stroitel'naya mekhanika i raschet sooruzheniy. 2019. No. 4. Pp. 63–70. (rus)Виноградова Т. Н. Влияние распора на работу железобетонных балочных конструкций при кратковременных динамических воздействиях : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Т. Н. Виноградова. – Москва, 1977. – 155 с.Vinogradova T. N. Vliyaniye raspora na rabotu zhelezobetonnykh balochnykh konstruktsiy pri kratkovremennykh dinamicheskikh vozdeystviyakh: Dissertatsiya na soiskaniye uchenoy stepeni kandidata tekhnicheskikh nauk [Influence of spacing on the performance of reinforced concrete beam structures under dynamic load. PhD Thesis]. Moscow, 1977. 155 p. (rus)Гвоздев А. А. Новое о прочности железобетона / А. А. Гвоздев, С. А. Дмитриев, С. М. Крылов. – Москва: Стройиздат, 1976. – 272 с.Gvozdev A. A. Dmitriyev S. A., Krylov S. M. Novoye o prochnosti zhelezobetona [New about reinforced concrete strength]. Moscow: Stroyizdat, 1976. 272 p. (rus)Кумпяк О. Г. Экспериментальные исследования опертых по контуру железобетонных плит с распором / О. Г. Кумпяк, З. Р. Галяутдинов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2015. – № 3. – С. 113–120.Kumpyak O. G., Galyautdinov Z. R. Eksperimental'nye issledovaniya opertykh po konturu zhelezobetonnykh plit s rasporom [Experimental research of reinforced concrete edge supported slabs with spacers]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2015. No. 3. Pp. 113−120. (rus)Попов Н. Н. Расчет железобетонных конструкций на действие кратковременных динамических нагрузок / Н. Н. Попов, Б. С. Расторгуев. – Москва : Стройиздат, 1964. – 151 с.Popov N. N., Rastorguyev B.S. Raschet zhelezobetonnykh konstruktsiy na deystviye kratkovremennykh dinamicheskikh nagruzok [Dynamic load analysis of reinforced concrete structures]. Moscow: Stroyizdat, 1964. 151 p. (rus)Тихонов И. Н. Принципы расчета прочности и конструирования армирования балок перекрытий зданий из монолитного железобетона для предотвращения прогрессирующего разрушения / И. Н. Тихонов // Жилищное строительство : научно-технический и производственный журнал. – 2013. – № 2. – С. 40–45.Tikhonov I. N. Printsipy rascheta prochnosti i konstruirovaniya armirovaniya balok perekrytiy zdaniy iz monolitnogo zhelezobetona dlya predotvrashcheniya progressiruyushchego razrusheniya [Strength analysis and design of building slab beam reinforcement made of monolithic reinforced concrete to prevent progressive fracture]. Zhilishchnoe stroitel'stvo. 2013. No. 2. Pp. 40–45. (rus)Кумпяк О. Г. Экспериментальные исследования железобетонных балок с распором на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении / О. Г. Кумпяк, Д. Р. Галяутдинов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2021. – Т. 23. – № 6. – С. 143−156. URL: https://doi.org/10.31675/1607-1859-2021-23-6-143-156Kumpyak O. G., Galyautdinov D. R. Eksperimental'nye issledovaniya zhelezobetonnykh balok s rasporom na podatlivykh oporakh pri kratkovremennom dinamicheskom nagruzhenii [Reinforced concrete beams on yielding supports with thrust under dynamic load]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2021. V. 23. No. 6. Pp. 143−156. (rus) URL: https://doi.org/10.31675/1607-1859-2021-23-6-143-156Кумпяк О. Г. Прочность и деформативность железобетонных конструкций на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении / О. Г. Кумпяк, З. Р. Галяутдинов, Д. Н. Кокорин. – Томск : Изд-во ТГАСУ, 2016. – 270 с.Kumpyak O. G., Galyautdinov Z. R., Kokorin D. N. Prochnost' i deformativnost' zhelezobetonnyh konstrukcij na podatlivyh oporah pri kratkovremennom dinamicheskom nagruzhenii [Strength and deformability of reinforced concrete structures on yielding supports under dynamic load]. Tomsk: TSUAB, 2016. 270 p. (rus)Кумпяк О. Г. Динамическая прочность и деформативность наклонных сечений сжато-изгибаемых железобетонных конструкций на податливых опорах / О. Г. Кумпяк, Н. В. Мещеулов, Я. С. Люлевич // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2016. – № 6. – С. 150–159.Kumpyak O. G., Meshcheulov N. V., Lyulevich Y. S. Dinamicheskaya prochnost' i deformativnost' naklonnykh sechenii szhato-izgibaemykh zhelezobetonnykh konstruktsii na podatlivykh oporakh [Dynamic strength and deformability of oblique planes in compressed and bended yielding supports]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2016. No. 6. Pp. 150−159. (rus)Kumpyak O. G., Galyautdinov Z. R., Galyautdinov D. R. Experimental study of beams on yielding supports with thrust // MATEC Web of Conferences. 2018. V. 143. DOI: 10.1051/matecconf/201714301016Kumpyak O. G., Galyautdinov Z. R., Galyautdinov D. R. Experimental study of beams on yielding supports with thrust. MATEC Web of Conferences. 2018. V. 143. DOI: 10.1051/matecconf/201714301016Chiaia B., Kumpyak O., Placidi L., Maksimov V. Experimental analysis and modeling of two-way reinforced concrete slabs over different kinds of yielding supports under short-term dynamic loading // Engineering Structures. 2015. № 96. P. 88–99.Chiaia B., Kumpyak O., Placidi L., Maksimov V. Experimental analysis and modeling of two-way reinforced concrete slabs over different kinds of yielding supports under short-term dynamic loading. Engineering Structures. 2015. No. 96. Pp. 88–99.Кумпяк О. Г. Численное моделирование податливых опор в виде труб кольцевого сечения при статическом и кратковременном динамическом нагружении / О. Г. Кумпяк, Н. В. Мещеулов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2017. – № 5. – С. 121–134.Kumpyak O. G., Meshcheulov N. V. Chislennoye modelirovaniye podatlivykh opor v vide trub kol'tsevogo secheniya pri staticheskom i kratkovremennom dinamicheskom nagruzhenii [Numerical simulation of yielding supports in the form of annular tubes under static and dynamic loads]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2017. No. 5. Pp. 121−134. (rus)Kezmane A., Chiaia B., Kumpyak O., Maksimov V., Placidi L. 3D modelling of reinforced concrete slab with yielding supports subject to impact load // European Journal of Environmental and Civil engineering. 2016. V. 21. P. 988–1025. DOI: 10.1080/19648189.2016.1194330Kezmane A., Chiaia B., Kumpyak O., Maksimov V., Placidi L. 3D modelling of reinforced concrete slab with yielding supports subject to impact load. European Journal of Environmental and Civil Engineering. 2016. V. 21. Pp. 988–1025. DOI: 10.1080/19648189.2016.1194330Kumpyak O. G., Mesheulov N. V. Numerical simulation of yielding supports the shape of annular tubes under static and short-term dynamic loadings // International Journal for computational Civil and Structural Engineering. 2017. V. 13. № 4. P. 103–113.Kumpyak O. G., Mesheulov N. V. Numerical simulation of yielding supports the shape of annular tubes under static and short-term dynamic loadings. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2017. V. 13. No. 4. Pp. 103–113.Elfetori F. A. Experimental Testing of Composite Tubes with Different Corrugation Profile Subjected to Lateral Compression Load // World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Mechanical, Industrial Science and Engineering. 2013. V. 7. № 2.Elfetori F. A. Experimental testing of composite tubes with different corrugation profile subjected to lateral compression load. World Academy of Science, Engineering and Technology. International Journal of Mechanical, Industrial Science and Engineering. 2013. V. 7. No. 2.Fan Z., Shen J., Lu G. Investigation of Lateral Crushing of Sandwich Tubes // The Twelfth East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction Procedia Engineering. 2011. V. 14. P. 442–449.Fan Z., Shen J., Lu G. Investigation of lateral crushing of sandwich tubes. In: Proc. 12th East Asia-Pacific Conf. ‘Structural Engineering and Construction Procedia Engineering’. 2011. V. 14. Pp. 442–449.Lion K. H., Amir R. A. G., Prasetyo E., Khairi Y. Impact Energy Absorption of Concentric Circular Tubes // Wseas transactions on applied and theoretical mechanics. 2009. V. 4. № 3.Lion K. H., Amir R. A. G., Prasetyo E., Khairi Y. Impact energy absorption of concentric circular tubes. WSEAS Transactions on Applied and Theoretical Mechanics. 2009. V. 4. No. 3.Lipa S., Kotełko M. Lateral impact of tubular structure – theoretical and experimental analysis. Part 1 – Investigation of single tube // Journal of theoretical and applied machanics. 2013. V. 51.Lipa S., Kotełko M. Lateral impact of tubular structure – theoretical and experimental analysis. Part 1 – Investigation of single tube. Journal of Theoretical and Applied Mechanics. 2013. V. 51. No. 4. Pp. 873–882.

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