Міцність фібробетону (бетону) при місцевому стисненні за даними теорії пластичності й експериментальних досліджень
Анотація
Прикладом місцевого стиснення бетону слугує вузол обпирання залізобетонних колон багатоповерхових будинків на бетонні елементи, які входять до складу цокольної або підвальної їх частин. Для підвищення точності розрахунку при зминанні запропонований варіаційний метод у теорії пластичності бетону, розроблений у Національному університеті «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка». Випробувані стандартні куби із бетону (фібробетону на базальтовій фібрі) при односторонньому місцевому стисненні, в котрих ділянка навантаження змінювалася від квадрату до смуги. Характер руйнування дослідних зразків підтвердив кінематично можливі схеми руйнування, прийняті в теоретичних розрахунках залежно від форми площадки завантаження (квадрат, прямокутник, смуга). Визначено вплив на міцність співвідношення ширини ділянки завантаження до ширини і висоти дослідного зразка. Введення базальтової фібри в склад бетону не змінює характер руйнування, але збільшує міцносні характеристики бетону при стискові і розтягу, та як результат міцність при місцевому стисненні. Для забезпечення достовірності запропонованої методики розрахунку виконано порівняння теоретичної міцності, підрахованої за варіаційним методом у теорії пластичності, з експериментальною для 78 дослідних зразків, у тому числі й авторських. За широкого інтервалу варіювання параметрів експериментальних зразків теоретична міцність добре сходиться із дослідною: середнє значення відношення її теоретичного значення до дослідного складає m=1,02 з коефіцієнтом варіації ν=13,16%. Отримані результати дозволяють рекомендувати варіаційний метод у теорії пластичності бетону у якості теоретичної основи для розрахунку бетонних елементів при місцевому стисненні, як такий що базується на розгляді стадії руйнування та враховує вплив повної сукупності визначальних факторів міцності.
Посилання
2. Kuznietsova I., Dovzhenko O., Pohribnyi V. (2021). Strength of concrete under local compression taking into account the relationship of the element height to the size of the loading area. Ukrainian Journal of Civil Engineering and Architecture, 5(005), 61-67.
doi.org/10.30838/J.Bpsacea.2312.261021.61.802
3. Chen W.F., Carson J.L. (1974). Bearing capacity of fiber reinforced concrete. ACI Special Publication, SP–44, 209-220
4. Kameswara Rao C.V.S. (1974). Bearing strength of steel fibre reinforced concrete. Building Science, 9(4), 263-268
5. Al-Taan S.A. (2005). Bearing capacity of steel fibrous concrete. Al-Rafidain Engineering, 14(1), 1-11
6. Breitenbücher R. (2014). Experimental and numerical study on the load-bearing behavior of steel fiber reinforced concrete for precast tunnel lining segments under concentrated loads. Proceedings of Joint ACI-fib International Workshop: Fibre Reinforced Concrete: from Design to Structural Applications, 431-443
7. Keras V., Augonis M., Adamukaitis N., Vaitekūnaitė E. (2015). Research of local compression concrete reinforced by steel fibres. Journal of Sustainable Architecture and Civil Engineering, 2(No. 11, 72-78.
doi.org/10.5755/j01.sace.11.2.12568
8. Song F. (2017). Steel fiber reinforced concrete under concentrated load. Dissertation for the degree Doctor of Engineering (Dr.-Ing.). Ruhr University, Bochum
9. Novitsky A.G. (2010). Aspects of the use of basalt fiber for concrete reinforcement. Scientific and technical collection "Construction materials, products and sanitary equipment" Kyiv, Vol. 36, 22-26
10. Kuznietsova I. (2022). Strength of fiber concrete elements under local compression. Findings of modern engineering research and developments: Scientific monograph. Riga, Latvia: «Baltija Publishing», 214-232
doi.org/10.30525/978-9934-26-207-4-8
11. Gladyshev B.M. (1987). Mechanical interaction of structural elements and concrete strength. High school
12. Piradov A.B. (1973). Structural properties of lightweight concrete and reinforced concrete. Stroyizdat
13. Dovzhenko O. (1993). Strength of concrete and reinforced concrete elements under local application of a compressive load: dissertation of candidate of technical sciences: spec. 05.23.01. Poltava: PSTU
14. Ince R. (2004). Size effect in bearing strength of concrete cubes. Construction and Building Materials, 18, 603-609
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2004.04.002
15. Au T. (1960). Bearing capacity of concrete blocks. Journal of the America Concrete Institute, 56, 869-880
16. Cao H. (2017). Experimental investigation on the static and impact behaviors of basalt fiber-reinforced concrete. The Open Civil Engineering Journal, 11(1), 64-71
doi.org/10.2174/1874149501711010014
17. SNiP 2.03.01–84. (1989). Concrete and reinforced concrete structures. CITP Gosstroy of the USSR
18. DSTU B 2.6-156:2010 (2011). Concrete and reinforced concrete structures made of heavy concrete. Design rules. Kyiv, Ministry of Regional Construction of Ukraine, State enterprise "Ukrakhbudinform"
19. NS 3473:1994. (1994). Concrete structures. Design and detailing rules
20. DIN 4219-2: 1979. Leichtbeton und Stahlleichtbeton mit geschlossenem. Gefuge; Bemessung und Ausfuhrung
21. ACI 318-02. (2002). Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary (318-02R). American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich
22. NZ 3101.1:2004. (2004). Concrete Structures Standard: (draft)
23. Kvasha V.G. (1966). Calculation of the strength of reinforced concrete elements under local compression. Issues of modern construction: Bulletin of the Lviv Polytechnic Institute, 11, 5-14
24. Niyogi S.K. (1975). Concrete beaming strength-support, nix, size effect. Proc. of Amer. Soc. of Civil Eng. Journ. of the Structural Division, 100, 1685-1702
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
