Розрахунок несучої здатності залізобетонних згинальних елементів при неповному використанні міцності арматури
Анотація
У будівельній практиці подекуди застосовуються переармовані залізобетонні елементи, а також такі, в яких при ба-
гаторядному розташуванні арматури напруження не в усіх арматурних стержнях досягають межі текучості.
Розрахунок міцності таких конструкцій є складним та трудомістким процесом, оскільки інженерної методики для
такого випадку розрахунку на основі нелінійної деформаційної моделі не розроблено. Розроблення інженерної мето-
дики розрахунку несучої здатності цих залізобетонних згинальних елементів здійснено з урахуванням вимог чинних
норм, розподіл напружень в бетоні стиснутої зони здійснено відповідно до діаграми «напруження – деформації» у
вигляді дробово-раціональної залежності. Задача з розрахунку міцності в нормальному перерізі розглядається для
балки прямокутного поперечного перерізу, армованого одиночною арматурою в момент досягнення бетоном на рівні
найбільш стиснутої фібри таких значень деформацій, коли несуча здатність елемента буде максимальною.
При цьому арматура в поперечному перерізі працюватиме з неповним розрахунковим опором. Отримані аналітичні
залежності для обчислення висоти стиснутої зони бетону та значення внутрішнього згинального моменту, що
сприймається балкою в нормальному перерізі. Розрахунок несучої здатності згинального елемента зведено до обчис-
лення максимального значення згинального моменту, який може сприйняти балка при граничних значеннях дефор-
мацій найбільш стиснутої грані перерізу. Розглянуто також випадок розрахунку міцності згинальних елементів з ба-
гаторядним розташуванням розтягнутої арматури, при котрому напруження, які відповідають межі текучості, дося-
гаються не в усіх рядах арматури. Застосування дробово-раціональної залежності для описання процесу деформу-
вання бетону стиснутої зони згинальних елементів дало змогу суттєво спростити та наблизити до інженерного
розв’язку задачу з визначення несучої здатності елементів з неповним використанням міцності розтягнутої арматури.
Посилання
structures. Concrete and reinforced concrete structures.
Basic provisions. (2011). Kyiv: Minregionbuild of Ukraine.
2. SSTU B V.2.6-156:2010. (2011). Constructions of
buildings and structures. Concrete and reinforced concrete
structures of heavy-weight concrete. Design rules. Kyiv:
Minregionbuild of Ukraine.
3. Pavlikov, А.М. & Boiko, О.V. (2007). Application of
nonlinear deformation model in engineering calculations of
reinforced concrete elements strength. Economical materials,
structures, buildings and structures: coll. of scient. papers,
7, 355-363.
4. Pavlikov, А.М. (2007). Nonlinear model of deformation
mode of biaxially loaded reinforced concrete elements in the
overcritical stage: monograph. Poltava: PoltNTU.
5. Pavlikov, А.М. & Boiko, О.V. (2012). Strength calculation
of the normal cross sections of the beam elements by a
nonlinear deformation model (based on SBN B.2.6-98:2009).
Poltava: PoltNTU.
6. Pavlikov, А.М, Kochkarev, D.V. & Garkava, O.V. (2017).
Strength of reinforced of concrete in bending elements calculations.
Academic journal. Industrial Machine Building, Civil
Engineering, 1(48), 62-71.
http://znp.pntu.edu.ua/files/archive/ua/48_2017/11.pdf
7. Bambura, А.М., Dorohova, О.V., Sazonova, І.R. (2017).
Preliminary designation of the area of the tensile reinforcement
for structures of rectangular section at bending. Science
and Construction, 3(13), 32-39.
8. Mosley, W.H., Bungey, J.H. & Hulse, R. (2007).
Reinforced Concrete Design to Eurocode 2. Palgrave
Macmillan.
9. Naaman, A.E. (1995). Unified Bending Strength
Design of Concrete Members: AASHTO LRFD Code. Journal
of Structural Engineering, 121(6), 964-982
https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1995)121:6(964)
10. Ho, J.C.M., Kwan, A.K.H. & Pam, H.J. (2003).
Theoretical analysis of post‐peak flexural behaviour of
normal‐ and high‐strength concrete beams. The structural
design of tall and special buildings, 12(2), 109-125.
https://doi.org/10.1002/tal.216
11. Kwan, A.K.H., Ho, J.C.M. & Pam, H.J. (2002). Flexural
strength and ductility of reinforced concrete beams.
Proceedings of the Institution of Civil Engineers: Structures
and Buildings, 152(4), 361-369.
http://dx.doi.org/10.1680/stbu.152.4.361.40817
12. Wu, Yu-Fei (2016). Theorems for Flexural Design of
RC Members. Journal of Structural Engineering, 142(5),
174-193.
https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001454
13. Buyukozturk, O. (1977). Nonlinear analysis of reinforced
concrete structures. Computers & Structures, 7(1),
149-156.
https://doi.org/10.1016/0045-7949(77)90069-4
14. Wang, T. & Hsu, T. (2001). Nonlinear finite element
analysis of concrete structures using new constitutive
models. Computers & Structures, 79(32), 2781-2791.
https://doi.org/10.1016/S0045-7949(01)00157-2
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
