Визначення нагельних сил в повздовжній арматурі і жорсткості при крученні залізобетонних елементів з нормальними тріщинами

Автор(и)

  • Taliat Azizov Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини, Ukraine https://orcid.org/0000-0001-9621-9805
  • Dmуtro Kochkarev Національний університет водного господарства та природокористування, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-4525-7315
  • Olena Nahaichuk Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.32347/2522-4182.7.2020.23-31

Ключові слова:

залізобетонний елемент, крутильна жорсткість, нормальна тріщина, нагельна сила, кручення.

Анотація

Анотація. У статті приведена методика визначення нагельних сил у поздовжній арматурі та жорсткості при крученні залізобетонного елемента з нормальними тріщинами. Для визначення взаємного переміщення берегів нормальної тріщини розглядається плоский поворот перерізу відносно центру кручення. При визначенні центру  кручення врахована деформація поздовжньої арматури від зминання бетону під її поверхнею. Показано, що зовнішній крутний момент сприймається за рахунок чистого кручення, а також за рахунок зсуву в поздовжній арматурі та бетоні (стиснутої від згину зоні). Частина зовнішнього крутного моменту, що сприймається бетоном зони без тріщин, горизонтальною і вертикальною складовими нагельних сил у поздовжній арматурі, пропорційні їх зсувним і крутильним жорсткостям. Після визначення нагельних сил у поздовжній арматурі визначається повне переміщення в тріщині, а потім і крутильна жорсткість елементів. Приведений повний алгоритм визначення крутильної жорсткості елементів із нормальними тріщинами.

Використання запропонованої методики дозволяє дослідити вплив великої кількості факторів на напружено-деформований стан при крученні залізобетонних елементів із нормальними тріщинами, що при використанні складних обчислювальних програмних комплексів представляє великі труднощі, так як. при цьому вимагається моделювання з використанням об'ємних скінчених елементів. У цьому є перевага запропонованого методу. Для прикладу представлені графіки залежності нагельних сил у поздовжній арматурі, а також моменту, який сприймається частиною бетону без тріщин, від висоти нормальної тріщини. Отримання таких залежностей при моделюванні в програмних комплексах потребує великих трудовитрат та використання не завжди доступних програмних комплексів.

Представлений підхід не складно розповсюдити на елементи не прямокутного перерізу. При цьому слід також розглянути плоский поворот відносно центру кручення з повною аналогією всіх міркувань, наведених у цій статті.

Біографії авторів

Taliat Azizov, Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини

завідувач кафедри техніко-технологічних дисциплін, охорони праці та безпеки життєдіяльності

Dmуtro Kochkarev, Національний університет водного господарства та природокористування

професор кафедри міського будівництва та господарства

Olena Nahaichuk, Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини

доцент кафедри техніко-технологічних дисциплін, охорони праці та безпеки життєдіяльності

Посилання

Ulitskiy B.E., Potapkin A.A, Rudenko V.I., Saharova I.D., Egorushkin Yu.M. Prostranstvennyie raschotyi mostov. Moskva:

Transport, 1967. 404 s. (in Russian).

Drozdov P.F. Konstruirovanie i raschot nesuschih sistem mnogoetazhnyih zdaniy i ih elementov. Moskva: Stroyizdat, 1977. 223 s. (in Russian).

Gornov V.N. Issledovanie prochnosti i zhyostkosti sbornyih zhelezobetonnyih perekryitiy iz lotkovyih nastilov. Materialyi i konstruktsii v sovremennoy arhitekture. Moskva: Stroyizdat, 1950. (in Russian).

Elagin E.G. Raschet peremescheniy zhelezobetonnyih sterzhney pryamougolnogo secheniya na stadiyah rabotyi s treschinami prisovmestnom kratkovremennom deystvii momentov i prodolnoy silyi. Stroitelnaya mehanika i raschet sooruzheniy. 1991. (№ 4). S. 26-31. (in Russian).

Karpenko N.I. Obschie modeli mehaniki zhelezobetona. Moskva: Stroyizdat, 1996. 416 s. (in Russian).

Karpenko N.I. Teoriya deformirovaniya zhelezobetona s treschinami. Moskva: Stroyizdat, 1976. 208 s. (in Russian).

Kouen G.Dzh. Kruchenie v obyichnom i predvaritelno napryazhennom zhelezobetone: Per. s angl. Moskva: Izd-vo literaturyi postroitelstvu, 1972. 104 s. (in Russian).

Meyyada Y. Alabdulhady, Lesley H. Sneed,Christian Carloni. Torsional behavior of RC beams strengthened with PBO-FRCM composite – An experimental study. Engineering Structures. (136). 2017. P. 393-405.

Mohammed Sirage Ibrahim, Esayas Gebreyouhannes, Abdulkerim Muhdin, Abrham Gebre. Effect of concrete cover on

the pure torsional behavior of reinforced concrete beams. Engineering Structures. (216). 2020. P. 2-12.

Kongjian Shen, Shui Wan, Y.L. Mo, Zhengwen Jiang. Theoretical analysis on full torsional behavior of RC beams strengthened with FRP materials. Composite Structures.

(183). 2018. P. 347-357.

Jikai Zhou , Wei Shen, Shifu Wang Experimental study on torsional behavior of FRC and ECC beams reinforced with GFRP bars. Construction and Building Materials. (152). 2017. P. 74-81.

Luis F.A. Bernardo, Jorge M.A. Andrade. A unified softened truss model for RC and PC beams under torsion. Journal of Building Engineering. (32). 2020. P. 2-13.

Ilker Kalkan, Saruhan Kartal. Torsional Rigidities of Reinforced Concrete Beams Subjected to Elastic Lateral Torsional Buckling.

World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Civil and Environmental Engineering. Vol. 11, (№7), 2017. P. 969-972.

Luis F.A. Bernardo, Catia S.B. Taborda and Jorge M.A. Andrade. Generalized Softened Variable Angle Truss Model for PC Beams under Torsion. International Journal of Concrete Structures and Materials. 2018.

https://doi.org/10.1186/s40069-018-0285-0

Cowan H.J. and Armstrong S. Experiments on the Strength of Reinforced and Prestressed Concrete Beams and of Concrete-Encased Steel Joints in Combined Bending and Torsion.Magazine of Concrete Research. Vol. 6, (№.19). U.K.: London, 1955. P. 3-20.

Hsu T.T.C. Torsion of Structural Concrete A Summary on Pure Torsion. Symposium on Torsion, SP (№18), AC I, 1968. SP-18, 165-178.

Azizov T.N., Melnik A.V, Paramonov D.Yu. NDS Prochnost zhelezobetonnyih balok s normalnyimi treschinami pri kruchenii. Zb. nauk. prats. Seriya «Galuzeve mashinobuduvannya, budIvnitstvo», vip. 3 (25). Tom 3. Poltava: PoltNTU, 2009. S. 9-13. (in Ukrainian).

Azizov T.N., Orlova O.M. Zhorstkist i mitsnist pry kruchenni zalizobetonnykh dvotavrovykh elementiv z normalnymy trishchynamy. Vcheni zapysky Tavriiskoho natsionalnoho universytetu imeni V.I. Vernadskoho. Seriia: Tekhnichni nauky Tom 31 (70). (№ 3). 2020. Chastyna 2. S.124-129. (in Ukrainian).

Sribniak N.M. Krutylna zhorstkist zalizobetonnykh elementiv perekryttiv z normalnymy trishchynamy: avtoref. dys. …. kand. tekhn. nauk 05.23.01. Odesa., 2009. 23 s. (in Ukrainian).

Melnyk O.V. Zhorstkist ta mitsnist korobchastykh zalizobetonnykh elementiv za dii deformatsii kruchennia. Uman, 2016. 116 s.

Melnyk O.S. Kruchennia v zalizobetonnykh elementakh porozhnystoho trykutnoho profiliu z normalnymy trishchynamy. Uman, 2013. 109 s. (in Ukrainian).

Stadnyk V.I. Zhorskist i mitsnist pry kruchenni zalizobetonnykh tavrovykh elementiv z normalnymy trishchynamy. avtoref. dys.

…kand. tekhn. nauk. Odesa, 2011. 21 s. (in Ukrainian).

Azizov T., Kochkarev D. Calculation Model of Equivalent Cross-Section for Determining Displacement During Totsion of a Reinforced Concrete Element With Normal Cracks. Sciences of Europe. 2020. Vol. 1, (№54). 2020. P. 15-18.

Rekomendatsii po proektirovaniyu stalnyih zakladnyih detaley dlya zhelezobetonnyih konstruktsiy. [razrab. NIIZhB Gosstroya SSSR]. Moskva: Stroyizdat, 1984. 87 s. (in Russian).

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-17