К оценке прочности железобетонных изгибаемых элементов при кручении от кратковременных динамических нагрузок

Представлены результаты экспериментально-теоретических исследований железобетонных конструкций, подверженных изгибу с кручением при кратковременном динамическом нагружении. Актуальность выполнения данных исследований обоснована отсутствием экспериментально-теоретической базы и нормативной методики расчета рассматриваемых конструкций. Приведена методология проведения экспериментальных исследований, и разработаны способы определения параметров, характеризующих изгиб с кручением. Представлены новые данные о работе железобетонных конструкций при кратковременном динамическом нагружении. Съемка высокоскоростной камерой позволила отследить процесс образования пространственного сечения и характер трещинообразования железобетонных конструкций на всем времени действия динамической нагрузки. Анализ результатов экспериментальных исследований показал, что разрушение образцов произошло с образованием пространственного сечения при достижении продольной арматурой состояния текучести. С учетом определенных особенностей работы железобетонных конструкций предложен метод расчета на изгиб с кручением при кратковременном динамическом нагружении, основанный на определении эквивалентных напряжений в рабочей арматуре и сравнении их с предельными величинами напряжений, соответствующими развитию пластических деформаций в арматурной стали. Результаты расчета экспериментальных образцов по предложенной методике согласуются с результатами физического эксперимента.

железобетонные конструкции, изгиб с кручением, кратковременная динамическая нагрузка, экспериментальные исследования, reinforced concrete structures, bending under torsion, dynamic load, experimental research

1. Бурлаченко, П.И. Экспериметальное исследование влияния сопротивления бетона сжатию на прочность железобетонных балок, работающих на изгиб с кручением : автореф. дис. … канд. техн. наук. - М., 1959. - 20 с.

2. Дюрменова, С.С. Прочность железобетонных балок со сквозными отверстиями при интенсивном кручении : дис. … канд. техн. наук. - Черкесск, 2006. - 127 с.

3. Карпенко, Н.И. Деформации железобетонных трубчатых элементов с трещинами при изгибе с кручением / Н.И. Карпенко, Э.Г. Елагин // Прочность и жесткость железобетонных конструкций. - М. : НИИЖБ Госстроя СССР, 1971. - С. 29-48.

4. Колчунов, В.И. Сложное сопротивление железобетонных конструкций на кручение с изгибом / В.И. Колчунов, Г.А. Сафонов, Н.В. Клюева // Вестник центрального регионального отделения РААСН. - Вып. 4. - Воронеж; Иваново, 2005. - С. 113-124.

5. Сальников, А.С. Расчетная модель образования пространственных трещин первого вида при кручении с изгибом / А.С. Сальников, В.И. Колчунов, И.А. Яковенко // Промышленное и гражданское строительство. - 2015. - № 3. - С. 35-40.

6. Морозов, В.И. К расчету фиброжелезобетонных конструкций, подверженных совместному воздействию кручения с изгибом / В.И. Морозов, И.В. Бахотский //Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 5. - Условия доступа : http://www.science-education.ru/111-10408

7. Пат. 2570231. Российская Федерация. МПК G01M 7/08 (2006.01), G01N 3/30 (2006.01). Стенд для испытания железобетонных элементов на совместное кратковременное динамическое воздействие изгибающего и крутящего моментов / В.В. Родевич, Г.И. Однокопылов, С.А. Арзамасцев ; опубл. 10.12.2015, Бюл. № 34. - 5 с.

8. Кумпяк, О.Г. Экспериментально-теоретические исследования железобетонных балок на податливых опорах по наклонным сечениям при сейсмических и других динамических нагружениях / О.Г. Кумпяк, З.Р. Галяутдинов, Д.Н. Кокорин // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2013. - № 1. - С. 40-45.

9. Плевков, В.С. Исследование работы стыков железобетонных колонн, усиленных металлическими элементами, при статическом и кратковременном динамическом нагружениях / В.С. Плевков, М.Е. Гончаров // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2013. - № 2. - С. 154-165.

10. Прочность и деформативность стыка колонн каркаса конструктивной системы «КУПАСС» на действие поперечной динамической нагрузки / Д.Г. Копаница, А.И. Данильсон, С.Л. Капарулин, А.М. Устинов, Э.С. Усеинов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2015. - № 5 (52). - С. 51-56.

11. Пат. 2578662. Российская Федерация. МПК G01M 7/00 (2006.01), G01N 3/303 (2006.01), G01N 3/307 (2006.01). Способ испытания строительных конструкций на изгиб с кручением при статическом и кратковременном динамическом воздействии / Г.И. Однокопылов, В.В. Родевич, С.А. Арзамасцев ; опубл. 27.03.2016, Бюл. № 9. - 5 с.

12. Туров, А.И. Перемещения железобетонных стержней сплошного и пустотелого прямоугольного сечения с учетом предварительного напряжения при изгибе с кручением : дис. … канд. техн. наук. - М., 1988. - 244 с

13. Чиненков, Ю.В. Исследование работы железобетонных элементов при совместном действии изгиба и кручения / Ю.В. Чиненков // Исследование прочности элементов железобетонных конструкций. - М. : Госстройиздат, 1959. - Вып. 5.

14. Попов, Н.Н. Расчет конструкций на динамические специальные нагрузки / Н.Н. Попов, Б.С. Расторгуев, А.В. Забегаев. - М. : Высшая школа, 1992. - 319 с.

15. Байков, В.Н. Исследование железобетонных элементов, подверженных изгибу и кручению с учетом снижения предела текучести сложнонапряженной арматуры / В.Н. Байков // Известия вузов. Строительство и архитектура. - 1975. - № 1. - C. 11-17.

16. Тихонов, И.Н. Проектирование армирования железобетона / И.Н. Тихонов, В.З. Мешков, Б.С. Расторгуев. - М., 2015. - 276 с.

17. Experimental analysis and modeling of two-way reinforced concrete slabs over different kinds of yielding supports under short-term dynamic loading / B. Chiaia, O.G. Kumpyak, L. Placidi, V.B. Maksimov // Engineering Structures. - 2015. - V. 96. - P. 88-99.