МІЦНІСТЬ ТА ТРІЩИНОСТІЙКІСТЬ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ БАЛКОВИХ КОНСТРУКЦІЙ ЗА ДІЇ МАЛОЦИКЛОВИХ ЗНАКОПОСТІЙНИХ І ЗНАКОЗМІННИХ НАВАНТАЖЕНЬ ВИСОКИХ РІВНІВ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2016/96137Ключові слова:
малоциклове знакозмінне навантаження, циклічне знакопостійне навантаження, міцність, тріщиностійкість, математична модель, залізобетонна балкаАнотація
Мета. Дослідити та проаналізувати поведінку приопорних ділянок прогінних залізобетонних балкових елементів за дії малоциклових знакопостійних і знакозмінних навантажень з урахуванням конструктивних чинників та факторів зовнішньої дії задля подальшого використання отриманих результатів при вдосконаленні інженерної методики їх розрахунку. Методика. Для вивчення зазначеної проблеми виконано 3 серії експериментальних досліджень. Дослідні зразки – це залізобетонні балки прямокутного перерізу з розмірами 200´100 мм, довжиною 1975 мм, армовані двома плоскими зварними каркасами з симетрично розташованою поздовжньою нижньою та верхньою арматурою 2 Ø 14 А500С і поперечною 2 Ø 3, 4, 5 ВрI з відносними прольотами зрізу = 1, 2, 3, виготовлені з важкого бетону класів С 16/20, С 30/35, С 40/50 та випробувані короткочасним статичним, малоцикловим знакозмінним (= ±0,50; ±0,65; ±0,80) та циклічним знакопостійним (= 0…0,50; 0…0,65; 0…0,85) навантаженнями. Результати. В приведеному матеріалі розглядаються та аналізуються отримані та оброблені експериментальні дані, які розкривають вплив малоциклових знакопостійних та знакозмінних навантажень високих рівнів на основні показники тріщиностійкості та міцності похилих і нормальних перерізів приопорних ділянок прогінних залізобетонних конструкцій, ураховуючи зміну обраних при плануванні експерименту конструктивних чинників та факторів зовнішньої дії. Наукова новизна. В статті приведені систематизовані дослідні дані, які відображають нові особливості роботи залізобетонних балкових елементів за дії навантажень вказаних видів. Практична значимість. Результати досліджень за обраною тематикою впроваджуються в практику проектування та розрахунків приопорних ділянок прогінних залізобетонних елементів, які зазнають дії малоциклових навантажень, а також можуть бути використані у навчальному процесі ВНЗ технічного профілю.Посилання
REFRENCES
Babych Ye. M., Gomon P.S., Filipchuk S.V. Robota i rozrakhunok nesuchoi zdatnosti zghynalnykh zalizobetonnykh elementiv tavrovoho profiliu pry dii povtornykh navantazhen [Work and calculation of the bearing capacity of bending T-sections reinforced concrete elements under the influence of repeated loads]. Rivne, NUWMNR, 2012. 108 p.
Babych V. Ye. Osoblyvosti roboty nerozriznykh zalizobetonnykh balok pry povtornykh navantazhenniakh [Features of the work of continuous reinforced concrete beams under repeated loads]. Zbirnyk naukovykh prats "Budivelni konstruktsii" [Collection of scientific works “Building structures”], 2003, issue 58, pp. 8-13.
Boloshenko Ju. G. Raschjot prochnosti normal'nyh sechenij izgibaemyh zhelezobetonnyh jelementov, usilennyh narashhivaniem szhatoj zony, na osnove transformirovannyh diagramm deformirovanija betona [Strength calculation of vertical sections of bending reinforced concrete elements reinforced by increasing of compression area on the base of transformed diagrams of concrete deformation]. Zbirnyk III Mizhnarodnoi konferentsii “Naukovo-tekhnichne ta orhanizatsiino-ekonomichne spryiannia reformam u budivnytstvi ta zhytlovo-komunalnomu hospodarstvi” [Collection of the III International Conf. “Scientific and technical, organizational and economic assistance to the reforms in building and utilities]. Makiivka, DonNASA Publ., 2012, Part 1, pp. 16-18.
Herb P. I. Vplyv povtornykh navantazhen na mitsnist, deformatyvnist ta trishchynostiikist pidsylenykh u roztiahnutii zoni zalizobetonnykh balok iz betoniv na vidkhodakh zbahachennia zaliznykh rud [The influence of repeated loads on the strength, deformability and crack resistance of reinforced concrete beams reinforced in tensile area from concretes with wastes of iron ores enrichment]. Visnyk Kryvorizkoho tekhnichnoho universytetu [Bulletin of Technical University of Krivoy Rog], 2010, issue 25, pp. 87-92.
Homon P. S. Robota zghynalnykh zalizobetonnykh elementiv tavrovoho pererizu za dii povtornoho navantazhennia. Avtoreferat Diss. [Work of flexible T-section reinforced concrete elements under the influence of repeated loading. Author’s abstract.]. Lviv, 2013. 20 p.
Dorofeev V. S., Karpiuk V. M., Karpiuk F. R. Prochnost, treshhinostojkost i deformativnost predvaritelno naprjazhjonnyh tavrovyh zhelezobetonnyh elementov [The strength, crack resistance and deformability of prestressed T-sections reinforced concrete elements]. Odessa, Jeven Publ., 2010. 223 p.
Dorofeev V. S., Karpiuk V. M., Petrov N. N. Prochnost, deformativnost i treshhinostojkost priopornyh uchastkov vnecentrenno rastjanutyh i szhatyh zhelezobetonnyh balok [The strength, deformability and crack resistance of an areas near supports of eccentrically tensioned and eccentrically compressed reinforced concrete beams]. Odessa, Jeven Publ., 2011. 183 p.
Drobyshynets S. Ya., Babych Ye. M. Robota stalefibrobetonnykh ta stalefibrozalizobetonnykh balok pry odnorazovomu ta povtornykh malotsyk-lovykh navantazhenniakh [The work of steel fiber concrete and steel fiber reinforced concrete beams under monotonic loadings and repeated low-cycle loads]. Zb. nauk. pr. “Stalezalizobetonni konstruktsii: doslidzhennia, proektuvannia, budivnytstvo, ekspluatatsiia” [Proc. “Steel reinforced concrete structures: research, design, building, exploitation], 2004, issue 6, pp. 65-71.
Zalesov A. S., Klimov Yu. A. Prochnost zhelezobetonnyh konstrukcij pri dejstvii poperechnih sil [The strength of reinforced concrete structures under the action of shear forces]. Kiev, Budіvelnik Publ., 1989. 104 p.
Zarechanskyi O. O. Osoblyvosti roboty stysnuto-zihnutykh zalizobetonnykh elementiv pry odnorazovykh i povtornykh malotsyklovykh navantazhenniakh. Atoreferat Diss. [Features of compressed-bent reinforced concrete elements under single and repeated low-cycle loads. Author’s abstract.]. Liviv, 2008. 20 p.
Zinchuk M. S. Mitsnist ta deformatyvnist zalizobetonnykh zghynalnykh elementiv za malotsyklovykh navantazhen v umovakh pidvyshchenykh temperature. Atoreferat Diss. [The strength and deformability of reinforced concrete bent elements under low-cycle loads at elevated temperatures. Author’s abstract.]. Liviv, 2008. 18 p.
Karavan V. V. Rezultaty eksperymentalnykh doslidzhen trishchynostiikosti i deformatyvnosti zghynalnykh zalizobetonnykh elementiv pid diieiu malotsyklovykh znakozminnykh navantazhen [The results of the researches of crack resistance and deformability of bending reinforced concrete elements under the action of low-cycle alternating loadings]. Zb. nauk. pr. “Stalezalizobetonni konstruktsii: doslidzhennia, proektuvannia, budivnytstvo, ekspluatatsiia” [Proc. “Steel reinforced concrete structures: research, design, building, exploitation], 2002, issue 5, pp. 168-172.
Karapetian S. Kh. Mitsnist i stiikist pozatsentrovo stysnutykh zalizobetonnykh sterzhniv v umovakh nebahatorazovo povtornykh navantazhen. Atoreferat Diss. [The strength and fixity of eccentrically compressed bars under repeated loads. Author’s abstract.]. Kyiv, 2009. 20 p.
Karpenko N. I., Eryshev V. A., Latysheva E. V. Metodika raschjota parametrov deformirovanija betona pri razgruzke s naprjazhenij szhatija [Calculation methods of parameters of concrete deformation at reloading from compression stress]. Vestnik MGSU [Bulletin of Moscow State Building University], 2014, issue 3, pp. 168-178.
Karpiuk V. M. Rozrakhunkovi modeli prohinnykh zalizobetonnykh konstruktsii pry skladnomu napruzheno-deformovanomu stani pryopornykh dilianok. Dokt. Diss. [Calculation models of span reinforced concrete structures at complex stress-strain state of areas near supports. Dokt. Diss.]. Odesa, 2012. 365 p.
Karpiuk V. M. Rozrakhunkovi modeli sylovoho oporu prohinnykh zalizobetonnykh konstruktsii u zahalnomu vypadku napruzhenoho stanu [Calculation models of power resistance of span reinforced concrete constructions in general case of stress state]. Odesa, ODABA Publ., 2014. 352 p.
Karpiuk V. M., Albu E. I., Somina Yu. A., A. K. Kitsak Metodika eksperimentalnyh issledovanij naprjazhenno-deformirovannogo sostojanija priopornyh uchastkov zhelezobetonnyh balok pri malociklovom nagruzhenii [Methodology of research of stress-strain state of areas near support of reinforced concrete beams under low-cycle load]. Tezisy V Respubl. nauchno-tehn. konf. "Stroitelstvo - kak faktor formirovanija komfortnoj sredy zhiznedejatelnosti" [Proc. of the V Republican Scientific and Technical Conf. “Building is a factor of comfortable environment and life activity formation]. Bendery, 2013, pp. 3-10.
Kovalchyk I. Ya., Koval P. M. Doslidzhennia trishchynostiikosti poperedno napruzhenykh zalizobetonnykh balok pry dii malotsyklovykh navantazhenniakh [The research of crack resistance of prestressed reinforced concrete beams under the action of low-cycle loads]. Nauk. notatky “Naukovo-prykladni aspekty avtomobilnoi i transportno-dorozhnoi haluzei” [Scientific notations “Scientific and Practical aspects of automobile, transport and traffic branches], 2014, issue 45, p. 282-287.
Korniichuk O. I. Mitsnist ta trishchynostiikist pokhylykh pereriziv zghynalnykh zalizobetonnykh elementiv pry dii malotsyklovykh znakozminnykh navantazhen. Avtoreferat Diss. [Strength and crack resistance of inclined sections of flexible reinforced concrete elements under the influence of low-cycle alternating loads. Author’s abstract.]. Poltava, 2009. 21 p.
Luchko Y. Y., Kovalchuk V. V. Temperaturni polia ta napruzhenyi stan zalizobetonnykh balkovykh konstruktsii mostiv [Temperature fields and stress state of reinforced concrete beam structures of bridges]. Visnyk Odeskoi derzhavnoi akademii budivnytstva ta arkhitektury [Bulletin of Odessa State Academy of Building and Architecture], 2013, issue 49, p. 221-236.
Masiuk H. Kh., Korniichuk O. I. Napruzheno-deformovanyi stan pokhylykh pereriziv zghynalnykh zalizobetonnykh elementiv, shcho zaznaiut dii malotsyklovykh znakozminnykh navantazhen [Stress - strain state of incline sections of bending concrete elements that are exposed to the action of low-cycle alternating loads]. Zb. nauk. prats “Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy” [Proc. “Resource saving materials, constructions, buildings and structured], 2008, issue 17, pp. 204-211.
Mirsajapov I. T. Vynoslivost zhelezobetonnyh konstrukcij pri dejstvii poperechnyh sil. Dokt. Diss. [Endurance of reinforced concrete structures under the action of share forces. Doct. Diss.]. Kazan, 2009. 38 p.
Pecold T. M., Tur V. V. Zhelezobetonnye konstrukcii. Osnovy teorii, raschjota i konstruirovanija [Reinforced concrete structures. The basic of theory, calculations and design]. Brest, BGTU Publ., 2003. 379 p.
Aslani F., Jowkarmeimandi R.Stress-strain model for concrete under cyclic loading. Magazine of Concrete Research of Wollongong (Australia), 2012, issue 8, pp. 673-685.
Trapko W., Trapko Т. The bearing capacity of reinforced concrete elements under repeated compressive load, reinforced with carbon strips. Scientific magazine “Civil engineering and management”, Wroclaw, Poland, 2012, issue 4, pp. 590-597.
Dorofeev V., Karpyuk V., Petrov N. Their capacity steel cross-section eccentrically shrink or stretch beams. Materials of 18 Conference “Theoretical Foundations of Civil Engineering”, Polish – Ukrainian – Lithuanian Transactions – Warsaw, September, 2010, pp. 345-352.
За ГОСТ
Бабич, Є. М. Робота і розрахунок несучої здатності згинальних залізобетонних елементів таврового профілю при дії повторних навантажень [Текст] / Є. М. Бабич, П. С. Гомон, С. В. Філіпчук. – Рівне : НУВГП, – 2012. – 108 с.
Бабич, В. Є. Особливості роботи нерозрізних залізобетонних балок при повторних навантаженнях [Текст] / В. Є. Бабич // Будівельні конструкції : зб. наук. праць. – Київ : НДІБК, 2003. – Вип. 58. – С. 8-13.
Болошенко, Ю. Г. Расчёт прочности нормальных сечений изгибаемых железобетонных элементов, усиленных наращиванием сжатой зоны, на основе трансформированных диаграмм деформирования бетона [Текст] / Ю. Г. Болошенко // Науково-технічне та організаційно-економічне сприяння реформам у будівництві та житлово-комунальному господарстві : збірник ІІІ Міжнародної конференції. – Макіївка : ДонНАСА, 2012. – Ч. 1. – С. 16-18.
Герб, П. І. Вплив повторних навантажень на міцність, деформативність та тріщиностійкість підсилених у розтягнутій зоні залізобетонних балок із бетонів на відходах збагачення залізних руд [Текст] / П. І. Герб, О. І. Валовой // Вісник Криворізького технічного університету : зб. наук. пр. – Кривий Ріг : КТУ, 2010. – Вип. 25. – С. 87-92.
Гомон, П. С. Робота згинальних залізобетонних елементів таврового перерізу за дії повторного навантаження [Текст] : автореф. дис. канд. техн. наук : 05.23.01 / Гомон Петро Святославович ; НУ «Львівська політехніка». – Львів, 2013. – 20 с.
Дорофеев, В. С. Прочность, трещиностойкость и деформативность предварительно напряжён-ных тавровых железобетонных элементов [Текст] / В. С. Дорофеев, В. М. Карпюк, Ф. Р. Карпюк. – Одесса : Эвен, 2010. – 223 с. : ил. – ISBN 978-966-8169-43-4.
Дорофеев, В. С. Прочность, деформативность и трещиностойкость приопорных участков внецентренно растянутых и сжатых железобетон-ных балок [Текст] / В. С. Дорофеев, В. М. Карпюк, Н. Н. Петров. – Одесса : Эвен, 2011. – 183 с. : граф. – ISBN 978-966-8169-49-9.
Дробишинець, С. Я. Робота сталефібробетонних та сталефіброзалізобетонних балок при одноразовому та повторних малоциклових навантаженнях [Текст] / С. Я. Дробишинець, Є. М. Бабич // Сталезалізобетонні конструкції: дослідження, проектування, будівництво, експлуатація : Зб. наук. праць – Кривий Ріг : КТУ, 2004. – Вип. 6. – С. 65-71.
Залесов, А. С. Прочность железобетонных конструкций при действии поперечних сил [Текст] / А. С. Залесов, Ю. А. Климов. – Киев : Будіве-льник, 1989. – 104 с.
Заречанський, О. О. Особливості роботи стиснуто-зігнутих залізобетонних елементів при одноразових і повторних малоциклових навантаженнях [Текст] : атореф. дис. канд. техн. на-ук: 05.23.01 / Заречанський Олег Олегович ; НУ «Львівська політехніка». – Львів, 2008. – 20 с.
Зінчук, М. С. Міцність та деформативність залізобетонних згинальних елементів за малоциклових навантажень в умовах підвищених тем-ператур [Текст] : автореф. дис. канд. техн. наук : 05.23.01 / Зінчук Микола Степанович ; НУ «Львівська політехніка». – Львів, 2008. – 18 с.
Караван, В. В. Результати експериментальних досліджень тріщиностійкості і деформативності згинальних залізобетонних елементів під дією малоциклових знакозмінних навантажень [Текст] / В. В. Караван // Сталезалізобетонні конструкції: дослідження, проектування, будівництво, експлуатація : зб. наук. праць – Кривий Ріг : КТУ, 2002. – Вип. 5. – С. 168-172.
Карапетян, С. Х. Міцність і стійкість позацентрово стиснутих залізобетонних стержнів в умовах небагаторазово повторних навантажень [Текст] : автореф. дис. канд. техн. наук : 05.23.01 / Карапетян Смбат Хачатурович ; ДП НДІБК. – Київ, 2009. – 20 с.
Карпенко, Н. И. Методика расчёта параметров деформирования бетона при разгрузке с напряжений сжатия [Текст] / Н. И. Карпенко, В. А. Ерышев, Е. В. Латышева // Вестник МГСУ. – Москва, 2014. – Вып. №3. – С. 168-178.
Карпюк, В. М. Розрахункові моделі прогінних залізобетонних конструкцій при складному напружено-деформованому стані приопорних ділянок [Текст] : дис. д-ра техн. наук : 05.23.01 / Карпюк Василь Михайлович ; Одеська держ. ак. буд-ва та арх.-ри. – Одеса, 2012. – 365 с. – Бібліогр. : С. 284-326.
Карпюк, В. М. Розрахункові моделі силового опору прогінних залізобетонних конструкцій у загальному випадку напруженого стану (монографія) [Текст] / В. М. Карпюк – Одеса: ОДАБА, 2014. – 352 с. зіл. – ISBN № 978-617-7195-08-4.
Карпюк, В. М. Методика экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния приопорных участков железобетонных балок при малоцикловом нагружении [Текст] / В. М. Карпюк, Е. И. Албу, Ю. А. Сё-мина, А. К. Кицак // (28.11.2013) Сб. мат-в V Республ. научно-техн. конф. – Бендеры : Бен-дерский ПФ ГОУ «ПГУ им. Т. Г. Шевченка». – С. 3-10.
Ковальчик, І. Я. Дослідження тріщиностійкості попередньо напружених залізобетонних балок при дії малоциклових навантаженнях [Текст] / І. Я. Ковальчик, П. М. Коваль // Науково-прикладні аспекти автомобільної і транспортно-дорожньої галузей : наук. нотатки. – Луцьк, 2014. – № 45. – С. 282-287.
Корнійчук, О. І. Міцність та тріщиностійкість похилих перерізів згинальних залізобетонних елементів при дії малоциклових знакозмінних навантажень [Текст] : автореф. дис. канд. техн. наук : 05.23.01 / Корнійчук Олександр Іванович ; Полт. НТУ імені Юрія Кондратюка. – Полтава, 2009. – 21 с.
Лучко, Й. Й. Температурні поля та напружений стан залізобетонних балкових конструкцій мостів [Текст] / Й. Й. Лучко, В. В. Ковальчук // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. – Одеса, 2013. Вип. № 49. – С. 221-236.
Масюк, Г. Х. Напружено-деформований стан похилих перерізів згинальних залізобетонних елементів, що зазнають дії малоциклових знакозмінних навантажень [Текст] / Г. Х. Масюк, О. І. Корнійчук // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: зб. наук. праць. – Рівне : НУВГП, 2008. – Вип. 17. – С. 204-211.
Мирсаяпов, И. Т. Выносливость железобетонных конструкций при действии поперечных сил [Текст] : автореф. дис. канд. техн. наук : 05.23.01 / Мирсаяпов Илшлат Талгатович ; – Казань : КГАСУ, 2009. – 38 с.
Пецольд, Т. М. Железобетонные конструкции. Основы теории, расчёта и конструирования [Текст] / Т. М. Пецольд, В. В. Тур – Брест : БГТУ, 2003. – 379 с.
Aslani F. Stress-strain model for concrete under cyclic loading / F. Aslani, R. Jowkarmeimandi // Magazine of Concrete Research. – Wollongong, Australia, 2012. – Vol. 64, Issue 8. – Pp. 673-685.
Trapko W. The bearing capacity of reinforced con-crete elements under repeated compressive load, reinforced with carbon strips / W. Trapko, Т. Trap-ko // Civil engineering and management: scientific magazine. – Wroclaw, Poland, 2012. – Vol. 4. – Pp. – 590-597.
Dorofeev V. Their capacity steel cross-section ec-centrically shrink or stretch beams / V. Dorofeev, V. Karpyuk, N. Petrov // Materials of 18 Confer-ence «Theoretical Foundations of Civil Engineer-ing», Polish – Ukrainian – Lithuanian Transactions – Warsaw, September, 2010. – P. 345-352.
