vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2024-26-6-82-98GJPNKQvestniktgasu-1919Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONУстойчивость сталежелезобетонных стержней с сердечником в виде двутавраStability of Steel Reinforced Rods with I-Beam CoreКонинД. В.KoninD. V.

Конин Денис Владимирович, канд. техн. наук, заместитель директора по научной работе, заведующий лабораторией высотных зданий и сооружений отдела металлических конструкций Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций (ЦНИИСК) им. В.А. Кучеренко

109428, г. Москва, 2-я Институтская ул., 6

Denis V. Konin, PhD, Director Deputy for Research, Head of Laboratory

6, 2nd Institutskaya Str., 109428, Moscow

konden@inbox.ruАО «НИЦ "Строительство"»РоссияKoucherenko Central Research Institute of Civil StructuresRussian Federation2024020120252668298Copyright © Конин Д.В., 20252025Конин Д.В.Konin D.V.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/1919

Актуальность. Рассмотрены исследования учета продольного изгиба в сжатых железобетонных и сталежелезобетонных стержнях. Установлено, что значительная часть исследований связана с испытаниями железобетонных конструкций с низким процентом армирования. Кроме того, испытания конструкций на устойчивость не выполнялись для новых высокопрочных бетонов. Цель работы – установить действительные значения коэффициента продольного изгиба для сталежелезобетонных стержней различной гибкости из современных бетонов.Методы. Запроектированы и испытаны стойки различной гибкости с процентом армирования около 10 %. Созданы конечно-элементные модели конструкций, подобные испытанным.Результаты. По результатам испытаний установлено, что коэффициенты продольного изгиба в нормах существенно завышены и не дают запас при инженерном расчете конструкций, что подтверждается и конечно-элементными моделями конструкций. Разброс по большим гибкостям сталежелезобетонных конструкций может достигать 38 %.Выводы. Предложена новая кривая коэффициента продольного изгиба для конструкций на всем диапазоне гибкостей от 𝑙0⁄ℎ = 6 до 𝑙0⁄ℎ = 20 при кратковременном действии нагрузки. Предложенная кривая имеет нелинейный характер, что соответствует теоретическим предпосылкам.Научная новизна. Проведены систематизированные исследования устойчивости сталежелезобетонных стержней на широком диапазоне гибкостей.

Purpose: The purpose of the work is to determine the longitudinal bending coefficient for steel reinforced rods of various flexibility.Methodology: Design and testing of rods with various flexibility with about 10 % reinforcement. Creation of FE models of structures similar to the tested ones.Research findings: Test results show that coefficients of longitudinal bending in rods are significantly overestimated and do not provide a margin for the structural analysis, which is confirmed by the FE models. The value spread in can reach 38 %.Value: The dependence of longitudinal bending coefficient is suggested for structures over the entire range of flexibility from 0 l h/ = 6 to 0 l h/ =20 under the dynamic load. The proposed non-linear curve corresponds to theoretical calculations. Systematic studies concern the stability of steel reinforced rods in a wide range of flexibility.

бетонвысокопрочный бетонстальсталежелезобетонная конструкцияжесткая арматуравнецентренное сжатиеустойчивостькоэффициент продольного изгибаconcretehigh-strength concretesteelcomposite structurerigid reinforcementeccentrically compressedstabilitylongitudinal bending coefficientReferencesВасильев А.П. Железобетон с жесткой арматурой. Москва : Государственное изд-во строительной литературы, 1941. 123 с.Vasiliev A.P. Rigid Steel Reinforced Concrete. Moscow, 1941. 123 p. (In Russian)Житницкая Э.Л. Исследование внецентренно сжатых железобетонных колонн с несущей профильной арматурой при малых эксцентриситетах : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 1958. 350 с.Zhitnitskaya E.L. Eccentrically Compressed Reinforced Concrete Columns with Load-Bearing Reinforcement. PhD Thesis. Moscow, 1957 (In Russian)Егоров Н.А. Исследование прочности и деформативности железобетонных колонн с жесткой арматурой из низколегированных сталей : специальность 05.23.01 : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 1975. 142 с.Egorov N.A. Strength and Deformability of Rigid Reinforced Concrete Columns Made of LowAlloy Steel. PhD Thesis. Moscow, 1975. 142 p. (In Russian)Каюмов Р.Х. Устойчивость гибких железобетонных стержней из высокопрочных бетонов : специальность 05.23.01 : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Киев, 1972. 201 с.Kajumov R.H. Stability of Flexible Reinforced Concrete Rods Made of High-Strength Concrete. PhD Thesis. Kiev, 1972. 201 p. (In Russian)Бамбура А.Н. Исследование кратковременной устойчивости сжатых железобетонных элементов при нешарнирном закреплении на концах : специальность 05.23.01 : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Киев, 1978. 199 с.Bambura A.N. Short-Term Stability of Compressed Reinforced Concrete Elements with NonHinged Fastening at Ends. PhD Thesis. Kiev, 1978. 199 p. (In Russian)Гичко В.В. Расчет устойчивости гибких железобетонных стоек по деформационному методу : специальность 05.23.01 : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Киев, 2015. 137 с.Gichko V.V. Stability Analysis of Flexible Reinforced Concrete Struts using the Deformation Method. PhD Thesis. Kiev, 2015. 137 p. (In Russian)Ханджи В.В. Расчет многоэтажных зданий со связевым каркасом. Москва : Стройиздат, 1977. 189 с.Handzhi V.V. Calculation of Multi-Storey Buildings with Connection Frame. Moscow: Stroiizdat, 1977. 189 p. (In Russian)Руководство по проектированию железобетонных конструкций с жесткой арматурой. Москва : Стройиздат, 1978. 55 с.Guidelines for Reinforced Concrete Structure Design with Rigid Reinforcement. Moscow: Stroiizdat, 1978. 55 p. (In Russian)Беглов А.Д., Санжаровский Р.С. Теория расчета железобетонных конструкций на прочность и устойчивость. Современные нормы и Евростандарты. Санкт-Петербург ; Москва : Изд-во АСВ, 2006. 221 с.Beglov A.D., Sanzharovsky R.S. Strength and Stability Analysis of Reinforced Concrete Structures. Modern European Standards. Saint-Petersburg – Moscow: АСВ, 2006. 221 p. (In Russian)Санжаровский Р.С. К теории устойчивости сжатых стержней, в частности трубобетонных, при статическом и динамическом загружениях с учетом ползучести // Механика стержневых систем и сплошных сред. Труды ЛИСИ. 1970. № 63. С. 216–243.Sanzharovsky R.S. On the Theory of Stability of Compressed Concrete Pipe Rods under Static and Dynamic Loads at Creep. Mekhanika sterzhnevykh sistem i sploshnykh sred. Trudy LISI. 1970; 63: 216–243. (In Russian)Санжаровский Р.С. Исследования устойчивости сжато-изогнутых стержней в условиях нелинейной ползучести материала // Исследования по расчету и проектированию сооружений. Ленинград : ЛИСИ, 1975. С. 164–171.Sanzharovsky R.S. Stability of Compressed Curved Rods at Nonlinear Material Creep. In: Calculation and Design of Structures. Leningrad, 1975. Pp. 164–171. (In Russian)Санжаровский Р.С. К вопросу расчета устойчивости сжато-изогнутых элементов с использованием приближенного выражения для кривизны // Исследования по строительным конструкциям и испытанию сооружений. Ленинград : ЛИСИ, 1968. С. 23–27.Sanzharovsky R.S. Toward Stability Analysis of Compressed Curved Elements Using Approximate Curvature Expression. In: Research in Structure Building and Testing. Leningrad, 1968. Pp. 23–27. (In Russian)Санжаровский Р.С. Железобетон: актуализированный норматив // Строительная газета. 2015. № 21.Sanzharovsky R.S. Reinforced Concrete: Updated Standard. Stroitel'naya gazeta. Moscow, 2015; No. 21. (In Russian)Чистяков Е.А. Основы теории, методы расчета и экспериментальные исследования несущей способности сжатых железобетонных элементов при статическом нагружении : специальность 05.23.01 : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва, 1988. 498 с.Chistjakov E.A. Theoretical Fundamentals, Calculation Methods and Experimental Studies of Bearing Capacity of Compressed Reinforced Concrete Elements under Static Loading. DSc Thesis. Moscow, 1988. 498 p. (In Russian)Травуш В.И., Конин Д.В., Рожкова Л.С., Крылов А.С. и др. Экспериментальные исследования сталежелезобетонных конструкций, работающих на внецентренное сжатие // Academia. Архитектура и строительство. 2016. № 3. С. 127–135. EDN: WWOFVZTravush V.I., Konin D.V., Rozhkova L.S., Krylov A.S. Composite Structures at Eccentric Compression. Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo, 2016; 3: 127–135. EDN: WWOFVZ (In Russian)Арленинов П.Д. Деформирование и устойчивость сжатых и внецентренно сжатых стержневых железобетонных элементов с учетом ползучести и трещинообразования : специальность 05.23.01 : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Арленинов Петр Дмитриевич. Москва, 2016. 24 с.Arleninov P.D. Deformation and Stability of Compressed and Eccentrically Compressed Reinforced Concrete Elements at Creep and Cracking. PhD Thesis. Moscow, 2016. 143 p. (In Russian)Крылов С.Б., Арленинов П.Д. Критическая сила для железобетонных стержневых элементов // Academia. Архитектура и строительство. 2012. № 2. С. 136–138. EDN: PYDVFVKrylov S.B., Arleninov P.D. Critical Force of Reinforced Concrete Core Elements. Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo. 2012; 2: 136–138. EDN: PYDVFV (In Russian)

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