CC BY
7ф
ЭКСПЕРТ:
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
2022. № 3 (18)
EXPERT: THEORY AND PRACTICE
Научная статья УДК 624.01
ГРНТИ: 67.09 Строительство и архитектура
ВАК: 2.1.1. Строительные конструкции, здания и сооружения; 2.1.5. Строительные материалы и изделия doi:10.51608/26867818_2022_3_39
ОПИСАНИЕ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ДИАГРАММ ДЕФОРМИРОВАНИЯ БЕТОНА ПРИ РАЗГРУЗКЕ С НАПРЯЖЕНИЙ СЖАТИЯ
© Авторы 2022 SPIN: 2492-7355 AuthorlD: 625302
ЕРЫШЕВ Валерий Алексеевич
доктор технических наук, профессор кафедры «Промышленное и гражданское строительство» Тольяттинский государственный университет (Россия, Тольятти, e-mail: gsx@tltsu.ru)
SPIN: 1277-2375 AuthorlD: 806609
ЖЕМЧУЕВ Артур Олегович
аспирант
Тольяттинский государственный университет (Россия, Тольятти, e-mail: tyrist1990@list.ru)
Аннотация. В данной статье представлено описание криволинейных диаграмм деформирования бетона при разгрузке с напряжений сжатия с учетом переменных уровнях напряжений, также представлено описание диаграммы остаточных деформаций, образующихся после снятия нагрузки (разгрузки). Также продемонстрировано описание стабилизационной диаграммы. Описание диаграмм и ветвей «разгрузки», «нагрузки» основано на энергетических законах механики деформируемого твердого тела с учетом интегральных параметров диаграмм.
Ключевые слова: криволинейная диаграмма, разгрузка, стабилизационная диаграмма, остаточные деформации, напряжение сжатия, энергетические законы, интегральные параметры, строительство
Для цитирования: Ерышев В.А., Жемчуев А.О. Описание криволинейных диаграмм деформирования бетона при разгрузке с напряжений сжатия // Эксперт: теория и практика. 2022. № 3 (18). С. 39-41. Сок10.51608/26867818_2022_3_39.
Original article
DESCRIPTION OF CURVILINEAR DIAGRAM OF CONCRETE DEFORMATION DURING UNLOADING
FROM COMPRESSION STRESS
© The Author(s) 2022 ERYSHEV Valery Alekseevich
Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Industrial
and Civil Engineering
Togliatti State University
(Russia, Togliatti, e-mail: gsx@tltsu.ru)
ZHEMCHUEV Artur Olegovich
postgraduate student
Togliatti State University
(Russia, Togliatti, e-mail: tyrist1990@list.ru)
Annotation. This article presents a description of the curvilinear diagrams of concrete deformation during unloading from compressive stresses considering variable stress levels, and a description of the diagram of residual deformations formed after unloading is presented. A description of the stabilization diagram is also shown. The description of the diagrams and branches of "unloading" is based on the energy laws of the mechanics of a deformable solid body taking into account the integral parameters of the diagrams.
Keywords: curvilinear diagram, unloading, stabilization diagram, residual deformations, compressive stress, energy laws, integral parameters
Технические науки. Строительство и архитектура
fil
For citation: Eryshev V.A., Zhemchuev A.O. Description of curvilinear diagram of concrete deformation during unloading from compression stress // Expert: theory and practice. 2022. № 3 (18). Pp. 39-41. (In Russ.). doi:10.51608/26867818_2022_3_39.
В реальных условиях эксплуатации железобетонные конструкции подвергаются воздействию не только постоянных, но и временных нагрузок (ветровые, снеговые, транспортные и т.д.), которые периодически, то возникают, то пропадают. За счет чего на элементы зданий и сооружений воздействуют периодические нагружения временными воздействиями, а затем разгрузка (циклическое приложение и снятие нагрузки) [1], что в свою очередь необходимо учитывать при расчете стержневых железобетонных элементов, как по прочности, так и по деформациям. Исходя из этого использование диаграмм деформирования бетона при разгрузке является весьма актуальным.
В исследованиях [1-4] отмечается, что для описания ветвей разгрузки и повторной нагрузки рассматривался «лучевой метод», где ветви представляются прямыми линиями (рисунок 1). Данный метод не отражает в полной мере реальную работу железобетона, а именно не учитывает нелинейность его работы.
G b
^^^ 1 S ab E OAI / <7 be
11 lilt
/ // //2 Cb
ным значением относительных деформаций £ь. Описание ветвей «разгрузки» и «нагрузки» основывается на зависимостях, которые включают в себя еь -относительные продольные деформации; аь -напряжения; Еь - начальный модуль упругости и уь -коэффициент изменения секущего модуля. Для данных диаграмм вводятся обозначения: параметры с волной (~) которые соответствуют их значениям в вершине диаграмм на каждом цикле ёь,аь,Уь.
И соответственно данные зависимости будут записаны в виде (1.1, 1.2, 1.3).
<?ь
£h = ■
Eb vb <Jb = ^b^b
Eb^b
(1.1) (1.2) (1.3)
0,S5Rt-72J5 0,7Rb-59,S
0,Ш-4:,5
Рисунок 1. Диаграмма «разгрузка» - «нагрузка»:
1 - Исходная диаграмма; 2 - Ветви «разгрузки»
и «нагрузки», описанные лучевым методом;
3 - Стабилизационная диаграмма
В данной работе для описания ветвей «разгрузки» и «нагрузки» применен метод, основанный на энергетических законах механики деформированного твердого тела, суть данного метода описана в работах [5-6]. В качестве исходной диаграммы брался участок восходящей ветви криволинейной диаграммы деформирования бетона класса В15 (рисунок 2б), который ограничивается соответственно предельным значением напряжений дь и предель-
Рисунок 2. а) остаточные деформации, б) диаграмма разгрузки:
1 - Исходная диаграмма деформирования бетона;
2 - Ветви «разгрузки» и «нагрузки», описанные с учетом нелинейных свойств деформирования бетона;
3 - Стабилизационная диаграмма; 4 - Диаграмма остаточных деформаций
Ветви «разгрузки,^» и «нагрузки, (рисунок 2б) описывались при уровнях напряжений 0/4Rb, 0,7Rb и 0,85Rb, предельный уровень напряжений или предел стабильности, при котором наступает стабилизация деформаций равный 0,85Rb=дbc принят по опытным данным Ерышева В.А., при дальнейших увеличениях значений напряжений бетон разрушается, достигая предельных значений деформаций £ь.
С целью ограничения деформаций в вершинах циклов вводится стабилизационная диаграмма (рисунок 2б) с координатами вершины аЬс и £ь. Описание стабилизационной диаграммы бетона основывается также на зависимостях, представленных в работах [1,5,6], при ее описание значение началь-
40
© INO "Institution of Forensic Construction and Technological Expertise", 2022
ЭКСПЕРТ: 2022. № 3 (18)
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
ного модуля упругости Еь заменяется на Еьс = 0,9^ь.
Также известно, что при осуществлении «разгрузки» в элементах железобетонных конструкций накапливаются остаточные деформации (рисунок 2а), в качестве предельного значения остаточных деформаций £ь,ост принято по опытным данным Еры-шева В.А. 60-10-5 % [1], на основании этого была описана диаграмма остаточных деформаций, которая также описана по условиям [1, 5, 6].
Выводы: исходя из описания ветвей «разгрузки» и «нагрузки» с учетом нелинейных свойств деформирования бетона можно сделать вывод, что в дальнейшем расчеты стержневых железобетонных элементов по данным диаграммам будут давать более точные результаты, так как они учитывают реальную работу бетона.
Библиографический список
1. Ерышев В.А. Методика расчета деформаций бетона при режимных нагружениях: монография / В.А. Ерышев. - Тольятти: Изд-во ТГУ, 2014. - 131 с.: пер.;
EXPERT: THEORY AND PRACTICE
2. Ерышев В.А. Исследование деформирования бетона повторными нагрузками сжатия при постоянных уровнях напряжений / В.А. Ерышев, Ю.С. Афанасьева // Вестник НГИЭИ. - 2015 - № 6 (49) - С. 20-24;
3. Ерышев В.А. К построению диаграмм циклического нагружения бетона при одноосном сжатии / В.А. Ерышев, Е.В. Латышева, С.В. Ключников, Н.С. Седина // Известия КГАСУ. - 2013. - № 1(23). - С. 104 -109.
4. Ерышев В.А. Расчетная модель определения остаточных деформаций изгибаемых железобетонных элементов при разгрузке / В.А. Ерышев, Д.С. Тошин, Д.И. Латышев // Известия КГАСУ. - 2009. - № 1(11). - с. 8591.
5. Ерышев В.А. Численные методы расчета прочности железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели с использованием диаграмм деформирования материалов / В.А. Ерышев / Вестник НГИЭИ. - 2018 -№ 6 (85) - С. 17-26.;
6. Ерышев В.А. Интегральные параметры диаграмм бетона в расчетах прочности железобетонных элементов по деформационной модели / Ерышев В.А., Карпенко Н.И., Жемчуев А.О. // Международный журнал по расчету гражданских и строительных конструкций. -2020. - № 16(1). - С. 25-37.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Статья поступила в редакцию 18.04.2022; одобрена после рецензирования 01.07.2022; принята к публикации 15.07.2022.
The authors declare no conflicts of interests. The authors made an equivalent contribution to the preparation of the publication. The article was submitted 18.04.2022; approved after reviewing 01.07.2022; accepted for publication 15.07.2022.
