Кумпяк О.Г.

УДК 624.072.2/.7:624.042.7.001.5

КУМПЯК ОЛЕГ ГРИГОРЬЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

ogkumpyak@yandex.ru

КОКОРИН ДЕНИС НИКОЛАЕВИЧ, инженер,

kokorindenn@yandex.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

ФИЗИЧЕСКИЕ  УРАВНЕНИЯ  ЖЕЛЕЗОБЕТОНА  С  ТРЕЩИНАМИ  ДЛЯ  ДИНАМИЧЕСКОГО  РАСЧЕТА  КОНСТРУКЦИЙ

На основе личных исследований авторов с учетом обобщения опыта отечественных и зарубежных исследований в статье на основе равновесия плосконапряженного элемента с трещинами представлена физическая модель динамического деформирования железобетона. Модель учитывает влияние таких факторов, как скорость деформирования, косвенное армирование, характер трещинообразования на прочностные свойства бетона и арматуры, сопротивление бетона по берегам трещины при её подвижке, нагельный эффект и другие факторы.

Ключевые слова: динамическое упрочнение; нелинейный расчет; физическая модель железобетона; динамическая модель железобетона с трещинами.

Библиографический список

  1. Балан, Т.А. Модель деформирования бетона при кратковременном нагружении / Т.А. Балан // Строительная механика и расчет сооружений. – 1986. – № 4. – С. 32–36.
  2. Карпенко, Н.И. Теория деформирования железобетона с трещинами / Н.И. Карпенко. – М. : Стройиздат, 1976. – 208 с.
  3. Кудашов, В.И. Расчет пространственных железобетонных конструкций с учетом физической нелинейности и трещинообразования / В.И. Кудашов, В.М. Устинов // Строительная механика и расчет сооружений. – 1981. – № 4. – С. 6–10.
  4. Кумпяк, О.Г. Совершенствование методов расчета железобетонных плоскостных конструкций при статическом и кратковременном динамическом нагружении : дис. … докт. техн. наук. – Томск, 1996. – 473 с.
  5. Кумпяк, О.Г. Прочность и деформативность железобетонных сооружений при кратковременном динамическом нагружении / О.Г. Кумпяк, Д.Г. Копаница. – Томск : STT, 2002. – 336 с.
  6. Митрофанов, В.П. Напряженно-деформированное состояние прочности и трещинообразования железобетонных элементов при поперечном изгибе : автореф. дис. … канд. техн. наук. – М., 1982. – 41 с.
  7. Мухамедиев, Т.А. Методы расчета статически неопределимых железобетонных стержневых и плоскостных конструкций с учетом нелинейных диаграмм деформирования материала : автореф. дис. … докт. техн. наук. – Москва, 1990. – 47 с.
  8. Петров, А.Н. Деформационная модель нелинейной ползучести железобетона и ее приложение к расчету плосконапряженных элементов и систем из них: дис. … докт. техн. наук. – М., 2001. – 322 с.
  9. Попов, Н.Н. Вопросы динамического расчета железобетонных конструкций / Н.Н. Попов, О.Г. Кумпяк, В.С. Плевков. – Томск : Изд-во ТГУ, 1990. – 288 с.
  10. Попов, Н.Н. Расчет железобетонных элементов на кратковременные динамические нагрузки с учетом реальных свойств материалов / Н.Н. Попов, Б.С. Расторгуев, О.Г. Кумпяк // Строительная механика и расчет сооружений. – 1979. – № 3.– С. 43–46.
  11. Смолянин, А.Г. Математическое моделирование динамического разрушения балок и оболочек из железобетона при ударе: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Москва, 1985. – 24 с.
  12. Colville J., Abbasi J. Plan stress reinforced concrete finite elements / J. Colville, J. Abbasi // J.Struct. Div. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng. – 1974. – V. 100. – №5. – P. 1067–1083.
  13. Dilger, W.H. Ductility of Plain and Confined Concrete under Different Strain Rates / W.H. Dilger, R. Koch, R. Kowalczyk // J. of the American Concrete Institute. –1984. – V. 81. – № 1. – P. 73–81.
  14. Fenwik, R.C. Discussion of the paper by J.N.J. Kani / R.C. Fenwik, T. Paulay // ACI Journal, 1964. – Proc. V. 61. – № 12.
  15. Huang, Y. Nonlinear analysis of reinforced concrete structures / Y. Huang // A Thesis Presented for the Degree of Doctor of Philosophy at the University og Hong Kong. – 1993. – Р. 275.
  16. Hyo-Gyoung Kwak. Finite element analysis of reinforced concrete structures under monotonic loads / Hyo-Gyoung Kwak, Filip C. Filippou // Report No. UCB/SEMM-90/14 Structural Engineering, Mechanics and Materials Department of Civil Engineering University of California, Berkeley. – 1990. – P. 120.
  17. Moe, J. Discussion: Shear and Diagonal Tension by ACI-ASCE Committee 426 / J. Moe // ACI Journal, 1962. – Proc. V. 59. – № 9.
  18. Stroeven, P. Some morphometric aspect of load transfer in cracked sections of sfrc / P. Stroeven // Механикаитехнологиянакомпозиционномматериале. Докл. 3 нац. конф. Варна, 1982. – С. 568–571.
  19. Walrawen, J.C. Scheurvertanding / J.C. Walrawen // Cement. – 1981. – XXXIII. – № 6. – P. 406–412. 

______________________________

OLEG G. KUMPYAK, DSc, Professor,

ogkumpyak@yandex.ru

DENIS N. KOKORIN, Engineer,

kokorindenn@yandex.ru

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

CRACKED  CONCRETE  PHYSICAL  EQUATIONS  FOR  DYNAMIC  STRUCTURAL  ANALYSIS

The paper presents the physical model of the dynamic deformation of reinforced concrete. The model is constructed on the basis of research and generalized experience of national and international research. The model considers such factors as the rate of deformation, confinement reinforcement, crack formation affecting strength properties of the reinforced concrete, concrete resistance by crack edges, driftbolt effect, and others.

Keywords: dynamic strengthening; non-linear design analysis; reinforced concrete model; dynamic model of reinforced cracked concrete.

References

  1. Balan T.A. Model deformirovaniya betona pri kratkovremennom nagruzhenii [The model of deformation of concrete in short-time loading]. Stroit. mekh. i raschet sooruzhenii. 1986. No. 4. Pp. 32–36 (rus).
  2. Karpenko N.I. Teoriya deformirovaniya zhelezobetona s treshchinami [The theory of deformation of reinforced concrete with cracks]. Moscow: Stroyizdat, 1976. 208 p. (rus).
  3. Kudashov V.I., Ustinov V.M. Raschet prostranstvennykh zhelezobetonnykh konstruktsiy s uchetom fizicheskoy nelineynosti i treshchinoobrazovaniya [Calculation of spatial reinforced concrete structures and physical nonlinearity and cracking]. Stroit. mekh. i raschet sooruzhenii. 1981. No. 4. Pp.6–10 (rus).
  4. Kumpyak O.G. Sovershenstvovanie metodov rascheta zhelezobetonnykh ploskostnykh konstruktsiy pri staticheskom i kratkovremennom dinamicheskom nagruzhenii [Improving methods of calculating concrete planar structures under static and dynamic short-time loading. DSc Thesis]. Tomsk, 1996. 473 p. (rus).
  5. Kumpyak O.G., Kopanitsa D.G. Prochnost i deformativnost zhelezobetonnykh sooruzheniy pri kratkovremennom dinamicheskom nagruzhenii [The strength and deformation of reinforced concrete structures under dynamic loading]. Tomsk: STT Publ., 2002. 336 p. (rus).
  6. Mitrofanov V.P. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie prochnosti i treshchinoobrazovaniya zhelezobetonnykh elementov pri poperechnom izgibe. Avtoref. dis. kand. tekhn. Nauk [Stress-state of strength and cracking of concrete elements under transverse bending. PhD Thesis]. Moscow, 1982. 41 p. (rus).
  7. Mukhamediev T.A. Metody rascheta staticheski neopredelimykh zhelezobetonnykh sterzhnevykh i ploskostnykh konstruktsiy s uchetom nelineynykh diagramm deformirovaniya materiala. Avtoref. dis. d-ra [Methods of analysis of statically indeterminate reinforced concrete rod and planar structures and nonlinear diagrams of material deformation. DSc Thesis]. Moscow: 1990. 47 p. (rus)
  8. Petrov A.N. Deformatsionnaya model nelineynoy polzuchesti zhelezobetona i ee prilozhenie k raschetu ploskonapryazhennykh elementov i sistem iz nikh: Diss. dok. tekhn. Nauk [Deformational nonlinear creep model and its concrete application to the calculation of plane stress elements and systems. DSc thesis]. Moscow, 2001. 322 p. (rus).
  9. Popov N.N., Kumpyak O.G., Plevkov V.S. Voprosy dinamicheskogo rascheta zhelezobetonnykh konstruktsiy [Problems of dynamic analysis of reinforced concrete structures]. Tomsk : TSU Publ., 1990. 288 p. (rus)
  10. Popov N.N., Rastorguev B.S., Kumpyak O.G. Raschet zhelezobetonnykh elementov na kratkovremennye dinamicheskie nagruzki s uchetom realnykh svoystv materialov. Stroit. mekh. i raschet sooruzhenii. 1979. № 3. Pр. 43–46. (rus).
  11. Smolyanin, A.G. Matematicheskoe modelirovanie dinamicheskogo razrusheniya balok i obolochek iz zhelezobetona pri udare: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk [Mathematical simulation of dynamic fracture of beams and concrete coverings. PhD Thesis]. Moscow, 1985. 24 p. (rus)
  12. Colville J., Abbasi J. Plan stress reinforced concrete finite elements. J. Struct. Div. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng. 1974. V. 100. No.5. Pp. 1067–1083.
  13. Dilger W.H., Koch R., Kowalczyk R. Ductility of plain and confined concrete under different strain rates. J. American Concrete Institute. 1984. V. 81. No. 1. Pp. 73–81.
  14. Fenwik R.C., Paulay T. Discussion of the paper by J.N.J. Kani. Proc.ACI Journal, 1964. V. 61. No. 12.
  15. Huang Y. Nonlinear analysis of reinforced concrete structures. DSc Thesis, University of Hong Kong. 1993. Р.275.
  16. Hyo-Gyoung Kwak, Filip C. Filippou. Finite element analysis of reinforced concrete structures under monotonic loads. Report No. UCB/SEMM-90/14 Structural Engineering, Mechanics and Materials Department of Civil Engineering University of California, Berkeley. 1990. P. 120.
  17. Moe J. Discussion: Shear and Diagonal Tension by ACI-ASCE Committee 426. Proc. ACI Journal, 1962. V. 59. No. 9.
  18. Stroeven, P. Some morphometric aspect of load transfer in cracked sections of sfrc. Proc. 3rd Nat. Conf., Varna, 1982. Pp. 568–571.
  19. Walrawen J.C. Scheurvertanding. Cement. 1981. V. XXXIII. No. 6. Pp. 406–412.

Статья | (468 Кб)