vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2025-27-5-145-159PVGYZJvestniktgasu-2221Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONУсловно упругие железобетонные балки с распором на податливых опорах при кратковременном динамическом нагруженииFlexible Steel Concrete Beams with Thrust on Yielding Supports under Dynamic LoadКумпякО. Г.KumpyakO. G.

Кумпяк Олег Григорьевич, докт. техн. наук, профессор

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Oleg G. Kumpyak, DSc, Professor

2,Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

OGKumpyak@yandex.ruГаляутдиновЗ. Р.GalyautdinovZ. R.

Галяутдинов Заур Рашидович, докт. техн. наук, доцент

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Zaur R. Galyautdinov, DSc, A/Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

GazR@yandex.ruГаляутдиновД. Р.GalyautdinovD. R.

Галяутдинов Дауд Рашидович, канд. техн. наук, доцент

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Daud R. Galyautdinov, PhD, A/Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

DaudG@yandex.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation202529102025275145159Copyright © Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р., Галяутдинов Д.Р., 20252025Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р., Галяутдинов Д.Р.Kumpyak O.G., Galyautdinov Z.R., 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/2221Актуальность

Актуальность. Конструирование и расчет железобетонных балочных конструкций на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении требуют учета возникновения и развития реакции распора. Наличие распора может привести к значительному увеличению несущей способности и трещиностойкости балок в совокупности с применением податливых опор, которые позволяют снизить интенсивность динамического нагружения.

Цель работы представляет собой анализ положительной результативности установки податливых опор в распорных условно упругих изгибаемых конструкциях при интенсивном динамическом нагружении.

В работе представлен метод расчета железобетонных балочных конструкций в условно упругой стадии деформирования с распором на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении, а также полученные на основании данного метода численные результаты и их анализ.

Выводы

Выводы. Подтверждено, что прочность упругих железобетонных конструкций с распором непосредственно зависит от податливости в вертикальном направлении. Данные, полученные в работе, показывают результативность использования податливых опор в изгибаемых железобетонных конструкциях с распором при кратковременном динамическом нагружении.

Design and calculation of steel concrete beams on yielding supports under dynamic loading requires considering the development of the thrust reaction that can lead to a significant increase in the bearing capacity and crack resistance of beams with yielding supports, which reduce the intensity of dynamic loading. 

Purpose

Purpose: The aim of the work is to analyze the positive effectiveness of installing yielding supports in thrust conditionally flexible beams under intense dynamic loading. 

Methodology

Methodology: The strength analysis of steel concrete beams at conditionally elastic deformation with thrust on yielding supports under the dynamic load. Numerical results are based on this method. 

Research findings

Research findings: It is confirmed that the strength of flexible steel concrete beams with thrust directly depends on flexibility in the vertical direction. 

Value

Value: The effectiveness is shown for yielding supports in flexible steel concrete structures with thrust under short-term dynamic loading.

коэффициент динамичностидинамикараспорподатливая опорабалкаdynamic loadthrustyielding supportflexible steel concrete beamdynamic coefficientReferencesБирбраер А.Н., Роледер А.Ю. Экстремальные воздействия на сооружения. Санкт-Петербург : Изд-во Политехнического университета, 2009. 594 с.Birbrayer A.N., Roleder A.Yu. Extreme Impacts on Structures. Saint-Petersburg, 2009. 594 p. (In Russian).СП 88.13330.2014. Защитные сооружения гражданской обороны. Актуализированная редакция СНиП II-11–77*. Москва : Минстрой России, ФАУ «ФЦС», 2014. 152 с.SP 88.13330.2014. The protective shelters of civil defense. Updated edition of SNiP II-11–77*. Moscow, 2014. 152 p. (In Russian)Галяутдинов З.Р., Галяутдинов Д.Р., Гандзий М.В. Численно-экспериментальные исследования податливых опор при кратковременном динамическом нагружении // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. № 4. С. 103–110. DOI: 10.31675/1607-1859-2018-20-4-103-110Galyautdinov Z.R., Galyautdinov D.R., Gandziy M.V. Numerical and Experimental Research of Yielding Supports in Dynamic Loading. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturnostroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2018; 20 (4): 103–110. DOI: 10.31675/1607-1859-2018-20-4-103-110 (In Russian)Галяутдинов З.Р. Прочность и деформативность железобетонных балочных и плитных конструкций на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении : специальность 05.23.01 «Строительные конструкции, здания и сооружения» : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Галяутдинов Заур Рашидович. Томск, 2021. 48 с.Galyautdinov Z.R. “Strength and deformability of reinforced concrete beam and slab structures on yielding supports under dynamic loading”. DSc Abstract. Tomsk, 2021. 48 p. (In Russian)Elfetori F.A. Experimental Testing of Composite Tubes with Different Corrugation Profile Subjected to Lateral Compression Load World Academy of Science, Engineering and Technology In-ternational Journal of Mechanical // Industrial Science and Engineering. 2013. V. 7. № 2. P. 183–186.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, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering. 2013; 7 (2): 183–186.Chiaia B., Kumpyak O., Placidi L., Maksimov V. Experimental analysis and modeling of twoway 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; (96): 88–99.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. № 14. P. 442–449.Fan Z., Shen J., Lu G. Investigation of Lateral Crushing of Sandwich Tubes. In: Proc. 12th East Asia-Pacific Conf. on Structural Engineering and Construction. Procedia Engineering. 2011; (14): 442–449.Kellas S. Design, Fabrication and Testing of a Crushable Energy Absorber for a Passive Earth Entry Vehicle // NASA/CR-2002-211425. 2002. 49 p.Kellas S., Corliss J. Design, Fabrication and Testing of a Crushable Energy Absorber for a Passive Earth Entry Vehicle. Engineering, Environmental Science, 2002.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. P. 95–104.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; 4 (3): 95–104.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. № 4. P. 873–882.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; 51 (4): 873–882.Somya P., Chawalit T., Umphisak T. An Analysis of Collapse Mechanism of Thin-Walled Circular Tubes. Subjected to Bending World Academy of Science // Engineering and Technology. 2007. V. 36. P. 329–334.Somya P., Chawalit T., and Umphisak T. An Analysis of Collapse Mechanism of Thin-Walled Circular Tubes. Subjected to Bending World Academy of Science. Engineering and Technology. 2007; 36: 329–334.Younes M.M. Finite Element Modeling of Crushing Behaviour of Thin Tubes with Various Cross-Sections // 13th International Conference on Aerospace Science, Aviation Technology, ASAT – 13. 2009. URL: https://www.researchgate.net/publication/267254384_Finite_Element_Modeling_of_Crushing_Behaviour_of_Thin_Tubes_with_Various_Cross-Sections?_tp=eyJjb250ZXh0Ijp7ImZpcnN0UGFnZSI6InB1YmxpY2F0aW9uIiwicGFnZSI6InByb2ZpbGUifX0 (дата обращения: 20.01.2025).Younes M.M. Finite Element Modeling of Crushing Behaviour of Thin Tubes with Various CrossSections. In: Proc. 13th Int. Conf. ‘Aerospace Science, Aviation Technology’, May 26–28. 2009.Галяутдинов З.Р., Кумпяк О.Г. Расчет железобетонных балок на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении // Строительная механика и расчет сооружений. 2022. № 5. С. 33–41.Galyautdinov Z.R., Kumpyak O.G. Strength Analysis of Reinforced Concrete Beams on Yielding Supports under Dynamic Loading. Stroitel'naya mekhanika i raschet sooruzhenii. 2022; (5): 33–41. (In Russian).Галяутдинов З.Р., Кумпяк О.Г., Галяутдинов Д.Р., Шипилова Е.В. Динамический расчет железобетонных балок на податливых опорах за пределами упругости // Строительная механика и расчет сооружений. 2019. № 4. С. 63–70.Galyautdinov Z.R., Kumpyak O.G., Galyautdinov D.R., Shipilova E.V. Dynamic Calculation of Reinforced Concrete Beams on Yielding Supports beyond Limits of Elasticity. Stroitel'naya mekhanika i raschet sooruzhenii. 2019; (4): 63–70. (In Russian)Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р., Кокорин Д.Н. Прочность и деформативность железобетонных конструкций на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении. Томск : Изд-во ТГАСУ, 2016. 270 с.Kumpyak O.G., Galyautdinov Z.R., Kokorin D.N. Strength and Deformability of Reinforced Concrete Structures on Yielding Supports under Dynamic Loading. Tomsk: TSUAB, 2016. 270 p. (In Russian)Однокопылов Г.И., Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р., Галяутдинов Д.Р. Определение параметров живучести защищенных ответственных строительных конструкций при ударноволновом нагружении // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330. № 4. С. 110–125. DOI: 10.18799/24131830/2019/4/231Odnokopylov G.I., Kumpyak O.G., Galyautdinov Z.R., Galyautdinov Z.R. Determination of Survivability Parameters of Protected Critical Building Structures under Shock-Wave Loading. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov. 2019; 330 (4): 110–125. (In Russian)Расторгуев Б.С. Обеспечение живучести зданий при особых динамических воздействиях // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2003. № 4. С. 45–48.Rastorguev B.S. Ensuring Survivability of Buildings under Special Dynamic Effects. Bezopasnost' sooruzhenii. 2003; (4): 45–48. (In Russian)Расторгуев Б.С. Прочность железобетонных конструкций зданий взрывоопасных производств и специальных сооружений, подверженных кратковременным динамическим воздействиям : специальность 05.23.01 «Строительные конструкции, здания и сооружения» : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Расторгуев Борис Сергеевич. Москва, 1987. 37 с.Rastorguev B.S. “Strength of reinforced concrete building structures in explosive industries and special structures subject to dynamic load”. DSc Abstract. 1987. 37 p. (In Russian)Саид А.-Р.А. Повышение несущей способности железобетонных конструкций при взрывных воздействиях : специальность 05.23.01 «Строительные конструкции, здания и сооружения» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Абдуль Рахман Абдуллах Саид. Москва, 1995. 207 с.Said A.-R.A. “Increasing the bearing capacity of reinforced concrete structures under explosive effects”. DSc Thesis. 1995. 207 p. (In Russian)Виноградова Т.Н. Влияние распора на работу железобетонных балочных конструкций при кратковременных динамических воздействиях : специальность 05.23.01 «Строительные конструкции, здания и сооружения» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Виноградова Тамара Николаевна. Москва, 1977. 155 с.Vinogradova T.N. “Thrust effect on reinforced concrete beam under dynamic load”. PhD Thesis, 1977. 155 p. (In Russian)Галяутдинов Д.Р. Прочность и деформативность железобетонных балок с распором при кратковременном динамическом нагружении на податливых опорах : специальность 2.1.1. «Строительные конструкции, здания и сооружения» : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Галяутдинов Дауд Рашидович. Томск, 2023. 24 с.Galyautdinov D.R. “Strength and deformability of reinforced concrete beam with thrust on yielding supports under dynamic loading”. PhD Abstract 2023. 24 p. (In Russian)Галяутдинов Д.Р. Прочность и деформативность железобетонных балок с распором при кратковременном динамическом нагружении на податливых опорах : специальность 2.1.1. «Строительные конструкции, здания и сооружения» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Галяутдинов Дауд Рашидович. Томск, 2023. 221 с.Galyautdinov D.R. “Strength and deformability of reinforced concrete beam with thrust on yielding supports under dynamic loading”. PhD Abstract, 2023. 24 p. (In Russian)Гвоздев А.А., Дмитриев С.А., Крылов С.М. Новое о прочности железобетона. Москва : Стройиздат, 1976. 272 с.Gvozdev A.A., Dmitriev S.A., Krylov S.M. New about Steel Concrete Strength. Moscow: Stroyizdat, 1976. 272 p. (In Russian)Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р., Галяутдинов Д.Р. Влияние распора на прочность железобетонных балок на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении // Известия вузов. Строительство. 2023. № 1. С. 5–16. EDN: JCUIVAKumpyak O.G., Galyautdinov Z.R., Galyautdinov D.R. Thrust Effect on Strength of Reinforced Concrete Beams on Yielding Supports under Dynamic Loading. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. 2023; (1): 5–16. (In Russian)Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р. Экспериментальные исследования опертых по контуру железобетонных плит с распором // Вестник Томского государственного архитектурностроительного университета. 2015. № 3. С. 113–120.Kumpyak O.G., Galyautdinov Z.R. Experimental Research of Reinforced Concrete Edge Supported Slabs with Spacers. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2015; (3): 113–120. (In Russian)Попов Н.Н., Расторгуев Б.С. Расчет железобетонных конструкций на действие кратковременных динамических нагрузок. Москва : Стройиздат, 1964. 151 с.Popov N.N., Rastorguev B.S. Calculation of Reinforced Concrete Structures for the Action of Short-Term Dynamic Loads. Moscow: Stroyizdat, 1964. 151 p. (In Russian)Кумпяк О.Г., Галяутдинов Д.Р. Метод расчета железобетонных балок с распором на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2022. № 5. С. 81–97. DOI: 10.31675/1607-1859-2022-24-5-81-97Kumpyak O.G., Galyautdinov В.R. Numerical Calculation of Reinforced Concrete Beams with Spacing on Compliant Supports under Dynamic Load. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2022; 24 (5): 81–97. DOI: 10.31675/1607-1859-2022-24-5-81-97 (In Russian)

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