Трансформаційний елемент, що пов’язує залежності механіки руйнування з теорією залізобетону

І.А. Iakovenko

doi:10.33644/scienceandconstruction.v18i4.54

І.А. Iakovenko Канд. технічних наук, доц., Національний авіаційний університет, м. Київ, Україна https://orcid.org/0000-0003-4256-9855

DOI: https://doi.org/10.33644/scienceandconstruction.v18i4.54

Ключові слова: трансформаційний елемент, механіка руйнування, залізобетонні конструкції, двоконсольний елемент, утворення тріщин, зчеплення, ефект порушення суцільності

Анотація

Розвинені гіпотези механіки руйнування стосовно врахування ефекту порушення суцільності залізобетонних конструкцій при різних силових впливах зі спрощенням її енергетичного функціонала. Розглянуто специфіку побудови двоконсольного елементу у зонах, безпосередньо прилеглих до тріщин. Отримано нову аналітичну залежність, яка пов'язує дотичне зусилля, що виникає в безпосередній близькості від тріщини з довжиною її розвитку через питомою енергією утворення нових поверхонь тріщини.
Після утворення тріщин у залізобетонних конструкціях суцільність бетону порушується і його деформування вже не підкоряється законам суцільного тіла. У зонах, прилеглих до тріщин, виникає концентрація деформацій, що перенасичує потреби «системи», що складається з бетонних блоків і арматури. Як показали проведені експериментальні дослідження, причиною обурення напружено-деформованого стану у зонах, прилеглих до тріщин, є додатковий деформаційний вплив в тріщині, що необхідно враховувати в розрахунку. При цьому виявлено зв'язок складових напружено-деформованого стану у зоні обурення з питомою енергією утворення нових поверхонь тріщини, що звільняється в зоні передруйнування.
Отримав подальшого розвитку функціонал механіки руйнування стосовно до розрахунку залізобетонних конструкцій. Розроблено трансформаційний елемент, що пов'язує залежності механіки руйнування стосовно розрахунку залізобетонних конструкцій за граничними станами другої групи. Описані особливості вирізання двоконсольного елемента, що включає тріщину для побудови ефективного інструментарію розрахунку залізобетону з урахуванням фізичної нелінійності, процесів тріщиноутворення, зчеплення арматури з бетоном і ефекту порушення суцільності. Наведено результати розробки двоконсольних елементів механіки руйнування при різних силових впливах: згині, позацентровому стиску, центральному розтязі, а також у зоні похилих тріщин.

Завантаження

Данные скачивания пока не доступны.

Посилання

ACI Committee 446, Fracture Mechanics (1992). Bazant, Z.P. (Ed.). Fracture mechanics of concrete structures: State-of-Art Report (Part I, pp.1–140). London and New York: Elsevier Applied Science.

Zaytsev, Yu. V. (1991). Fracture Mechanics for builders. Moscow: Vysshaya Shkola Publishers.

Golishev, A. B., & Kolchunov, V. I. (2009). The resistance of reinforced concrete. Kyiv: Osnova.

Morozov,N., & Nikishkov, G.P. (2010). Finite element method in fracture mechanics. Moscow: Editorial URSS.

Veruzhsky, Yu. V., & Kolchunov, V.I. (2005). Methods of reinforced concrete mechanics. Kyiv: NAU.

Kolchunov,I., & Yakovenko, I.A. (2009). The development of a two-cantilever element of the fracture mechanics for calculation the width of cracks opening in reinforced concrete structures. Bull. of Civil Engineers. SPbGASU, 4 (21), 160–163.

Klueva, N. V., Kolchunov, V.I., & Yakovenko, I.A. (2014). The problem tasks of the fracture mechanics hypotheses development applied to the calculation of reinforced concrete structures. News of the Kazan State University of Architecture and Engineering, 3(29), 41–45.

Kolchunov, V.I., &Yakovenko, I.A. (2016). On the account of the disruption of continuity effect in reinforced concrete during the reconstruction of textile industry enterprises. Journal of the Russian Universities: Technology of textile industry, 3 (363), 258–263.

Barenblatt,I., & Herrmann, G. (Ed.). (1993). Some general aspects of fracture mechanics. In Modelling of Defects and Fracture Mechanics. Vienna, New York: Springer-Verlag.

Sih,C. (1973). Some basic problems in fracture mechanics and new concepts. Engineering Fracture Mechanics, 5, 365–377.

Hillerborg,, Modeer, M., & Petersson, P.E. (1976). Analysis of crack formation and crack growth in concrete by means of fracture mechanics and finite elements. Cement and Concrete Research, 6, 773–782.

Bazant, Z.P., & Oh, B.H. (1981). Concrete fracture via stress-strain relations (81–10/665). Evanston, Ill.: Northwestern Univ., Center for Concrete and Geomaterials.

Bambura, A.M., Pavlikov, A.M., Kolchunov, V.I, Kochkarev, D.V., & Yakovenko, I.A. (2017). Manual for the calculation of reinforced concrete structures in accordance with the current norms of Ukraine (DBN B 2.6 -98:2009) and new deformation models developed for their replacement. Kyiv: Toloka.