vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2019-21-2-175-184vestniktgasu-595Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONЧИСЛЕННЫЕ РАСЧЕТЫ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК С УЧЕТОМ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СТАЛЬНОГО СЕРДЕЧНИКА С БЕТОНОМNUMERICAL CALCULATION OF STEEL-CONCRETE COMPOSITE BEAMSКрыловА. С.KrylovA. S.

Крылов Алексей Сергеевич, научный сотрудник

109428, г. Москва, 2-я Институтская ул., 6127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21

Aleksei S. Krylov, Research Assistant

6, 2-ya Institutskaya Str., 109428, Moscow21, Lokomotivnyi Ave., 127238, Moscow

kryl07@mail.ruЦентральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко; Научно-исследовательский институт строительной физики РААСНРоссияKucherenko Central Research Institute for Structural Construction; Research Institute of Building Physics RAACSRussian Federation20192904201902175184Copyright © Крылов А.С., 20192019Крылов А.С.Krylov A.S.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/595

Выполнен краткий обзор экспериментов по испытанию моделей сталежелезобетонных балок из высокопрочных бетонов. Дана характеристика моделей и особенностей примененных материалов. Обоснован выбор расчетного комплекса. Выполнены численное моделирование и расчеты сталежелезобетонных балок. Моделирование выполнено в двух вариантах – без учета контактного взаимодействия стального сердечника с бетоном и с учетом контактного взаимодействия. Приведены результаты расчетов в числовом и графическом виде: нагрузки, соответствующие предельной несущей способности, вертикальные перемещения, ширина раскрытия трещин, высота сжатой зоны сечения. По всем параметрам проведены оценка и сравнение с экспериментальными данными. Выполнено сравнение характера разрушения численной и экспериментальных моделей. Дана оценка точности моделирования и правильности полученных результатов.

The paper presents a brief review of test experiments with models of steel-concrete beams made of high-strength concretes. The description is given to models and features of the applied materials. Numerical modeling and calculations are performed for steel-concrete beams. The modeling is performed in two versions: with and without the steel-concrete contact interaction. The calculation results are given numerically and graphically, and loads corresponding to the limiting bearing capacity, vertical displacements, crack opening width, height of the selected compressed zone are obtained. All parameters are evaluated and compared with the experimental data. Numerical and experimental models of destruction are compared. The obtained simulation and numerical results are compared.

бетонстальжелезобетонсталежелезобетонная конструкциячисленные расчетыконтактsteel-concrete interactionreinforced concretecomposite steelconcrete structurenumerical simulationReferencesТравуш В.И., Конин Д.В., Крылов А.С., Каприелов С.С., Чилин И.А. Экспериментальные исследования сталежелезобетонных конструкций, работающих на изгиб // Строительство и реконструкция. 2017. No 4 (72). С. 63–71.Travush V.I., Konin D.V., Krylov A.S., Kaprielov S.S., Chilin I.A. Eksperimentalnyye issledovaniya stalezhelezobetonnykh konstruktsiy, rabotayushchikh na izgib [Experimental study of composite structures for bending elements]. Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. 2017. No. 4 (72). Pp. 63–71. (rus)Travush V.I., Konin D.V., Krylov A.S. Strength of composite steel and concrete beams of highperformance concrete // Magazine of Civil Engineering. 2018. No 3 (79). P. 36–44.Travush V.I., Konin D.V., Krylov A.S. Strength of composite steel and concrete beams of highperformance concrete. Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 3 (79). Pp. 36–44.Travush V.I., Konin D.V., Krylov A.S. Strength of reinforced concrete beams of highperformance concrete and fiber reinforced concrete // Magazine of Civil Engineering. 2018. No 1 (77). P. 90–100.Travush V.I., Konin D.V., Krylov A.S. Strength of reinforced concrete beams of highperformance concrete and fiber reinforced concrete. Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 1 (77). Pp. 90–100.Каприелов С.С., Травуш В.И., Шейнфельд А.В., Карпенко Н.И., Кардумян Г.С., Киселева Ю.А., Пригоженко О.В. Модифицированные бетоны нового поколения в сооружениях ММДЦ «Москва-Сити» // Строительные материалы. 2006. No 10. С. 8–12.Kaprielov S.S., Travush V.I., Sheinfel'd A.V., Karpenko N.I., Kardumyan G.S., Kiseleva Yu.A., Prigozhenko O.V. Modifitsirovannye betony novogo pokoleniya v sooruzheniyakh MMDTs “Moskva-Siti” [Modified concretes of a new generation in Moscow-City buildings]. Stroitel'nye materialy. 2006. No. 10. Pp. 8–12. (rus)Kashevarova G.G., Martirosyan A.S. Computational and experimental research of the contact debonding process when rigid reinforcement is pressed into concrete // PNRPU Mechanics Bulletin. 2016. No 3. P. 62–75.Kashevarova G.G., Martirosyan A.S. Computational and experimental research the contact debonding process when rigid reinforcement is pressed into concrete. PNRPU Mechanics Bulletin. 2016. No. 3. Pр. 62–75.Torre-Casanova A., Jason L., Davenne L., Pinelli X. Confinement effects on the steel-concrete bond strength and pull-out failure // Engineering Fracture Mechanics. 2013. V. 97. P. 92–104.Torre-Casanova A., Jason L., Davenne L., Pinelli X. Confinement effects on the steel-concrete bond strength and pull-out failure. Engineering Fracture Mechanics. 2013. V. 97. Pp. 92–104.Shima Н., Chou L.-L., Okamura Н. Micro and Macro models for bond in reinforced concrete // Journal of the Faculty of Engineering: University of Tokyo. 1987. V. XXXIX. No 2. P. 133–194.Shima Н., Chou L.-L., Okamura Н. Micro and Macro models for bond in reinforced concrete. Journal of the Faculty of Engineering: University of Tokyo. 1987. V. XXXIX. No. 2. Pp. 133–194.Smith F., Brown R. The Shearing Strength of Concrete // Bull. Univ. of Washington. 2001. No 106. 205 p.Smith F., Brown R. The shearing strength of concrete. Bull. University of Washington. 2001. No. 106. 205 p.Balazs. G.L. Connecting Reinforcement to Concrete by Bond // Betonund Stahlbetonbau. 2007. No 102. Р. 46–50.Balazs G.L. Connecting reinforcement to concrete by bond. Betonund Stahlbetonbau. 2007. No. 102. Рр. 46–50.Brisotto. D.E., Bittencourt V. Simulating bond failure in reinforced concrete by a plasticity model // Computers and Structures. 2012. V. 106–107. P. 81–90.Brisotto. D.E., Bittencourt V. Simulating bond failure in reinforced concrete by a plasticity model. Computers and Structures. 2012. V. 106–107. Pp. 81–90.Sajedi S., Grassemzaden F., Shekarchi M., Faraji F., Solemani M. Numerical investigation on the effect of concrete-FRP bond on the flexural behavior of RC beams // Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting III: 3rd International Conference on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting ICCRRR-3. Cape Town, South Africa, Sept. 3–5, 2012. P. 417–418.Sajedi S., Grassemzaden F., Shekarchi M., Faraji F., Solemani M. Numerical investigation on the effect of concrete-FRP bond on the flexural behavior of RC beams. Proc. 3rd Int. Conf. on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting. Cape Town, South Africa, 2012. Pp. 417–418.Travush V.I., Krylov S.B., Konin D.V., Krylov A.S. Ultimate state of the support zone of reinforced concrete beams // Magazine of Civil Engineering. 2018. No 7 (83). P. 165–174.Travush V.I., Krylov S.B., Konin D.V., Krylov A.S. Ultimate state of the support zone of reinforced concrete beams. Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 7 (83). Pp. 165–174.Krylov S.B., Travush V.I., Krylov A.S., Konin D.V. Contact technologies in design of reinforced concrete beams with cracks // VII International Symposium Actual Problems of Computational Simulation in Civil Engineering 1–8 July 2018, Novosibirsk, Russian Federation. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 456 (2018) 012004 IOP Publishing. DOI:10.1088/1757-899X/456/1/012004.Krylov S.B., Travush V.I., Krylov A.S., Konin D.V. Contact technologies in design of reinforced concrete beams with cracks. Proc. 7th Int. Symp. „Actual Problems of Computational Simulation in Civil Engineering‟. 2018, Novosibirsk, Russian Federation. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018. 456. P. 012004 IOP Publishing. doi:10.1088/1757899X/456/1/012004.Травуш В.И., Каприелов С.С., Конин Д.В., Крылов А.С., Кашеварова Г.Г., Чилин И.А. Определение несущей способности на сдвиг контактной поверхности «сталь-бетон» всталежелезобетонных конструкциях для бетонов различной прочности на сжатие и фибробетона // Строительство и реконструкция. 2016. No 4 (66). С. 45–55.Travush V.I., Kapriyelov S.S., Konin D.V., Krylov A.S., Kashevarova G.G., Chilin I.A. Opredeleniye nesushchey sposobnosti na sdvig kontaktnoy poverkhnosti «stal-beton» v stalezhelezobetonnykh konstruktsiyakh dlya betonov razlichnoy prochnosti na szhatiye i fibrobetona [Bearing capacity in shear on steel-concrete contact surface at different compressive strength and fiber reinforced concrete]. Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. 2016. No. 4 (66). Pp. 45–55. (rus)Мартиросян А.С. Экспериментальные исследования и эффективные методы расчета несущей способности высокопрочных сталежелезобетонных колонн с жесткой арматурой : дис. ... канд. техн. наук: 05.23.01. М., 2017. 164 с.Martirosyan A.S. Experimental studies and effective methods for calculating the bearing capacity of high-performance composite steel and concrete columns. PhD Thesis. Moscow, 2017. 164 p. (rus)

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