Илшат Талгатович Мирсаяпов — доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой железобетонных и каменных конструкций
420043, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1
РИНЦ AuthorID: 621651, Scopus: 57218826227, ResearcherID: G-7228-2019
Ilshat T. Mirsayapov — Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Reinforced Concrete and Stone Structures
1 Zelenaya st., Kazan, 420043
RSCI AuthorID: 621651, Scopus: 57218826227, ResearcherID: G-7228-2019
Георгий Татеозович Апхадзе — аспирант кафедры железобетонных и каменных конструкций
420043, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1
РИНЦ AuthorID: 1216362
Georgiy T. Apkhadze — postgraduate student of the Department of Reinforced Concrete and Stone Structures
1 Zelenaya st., Kazan, 420043
RSCI AuthorID: 1216362
Введение. Несущая способность при расчете по методу предельных усилий нормальных сечений внецентренно сжатых железобетонных конструкций при малых эксцентриситетах, согласно действующим нормативным документам, определяется с учетом линейной аппроксимации нелинейной зависимости напряжений в растянутой арматуре от высоты сжатой зоны. Данный подход является в значительной степени упрощенным и приводит в некоторых случаях к необоснованному завышению несущей способности элементов. Цель исследования — аналитическим путем получить наиболее универсальную и точную зависимость для определения высоты сжатой зоны бетона, напряжений в растянутой арматуре и, как следствие, уточнить величину предельной несущей способности нормального сечения внецентренно сжатых элементов при разрушении по бетону сжатой зоны. Задачи исследования: аналитическое получение зависимости для высоты сжатой зоны бетона в сечении в предельном состоянии; сравнение получаемой несущей способности с учетом полученной зависимости с наиболее простой зависимостью, принятой в нормативных документах, а также с результатами расчетов по нелинейной деформационной модели; установление степени необоснованного завышения несущей способности внецентренно сжатых железобетонных конструкций с малыми эксцентриситетами в действующих нормативных документах.
Материалы и методы. Приняты основные методики, применяемые в современной теории прочности бетона и железобетона.
Результаты. Аналитическое выражение для высоты сжатой зоны получено на основании упрощенной трехлинейной диаграммы деформирования бетона при сжатии. Обоснованное уточнение высоты сжатой зоны позволяет достичь максимальной сходимости с результатами расчетов по нелинейной деформационной модели без применения итерационных подходов в решении задачи.
Выводы. Предлагаемые аналитические зависимости дают возможность определить фактическое напряженно-деформированное состояние в нормальных сечениях внецентренно сжатых железобетонных элементов при действии малых эксцентриситетов приложения продольного сжимающего усилия в предельном состоянии.
Introduction. The load-bearing capacity of normal sections of eccentrically compressed reinforced concrete structures at small eccentricities, according to current regulatory documents, is determined taking into account the linear approximation of the nonlinear dependence of stresses in tensile reinforcement on the height of the compressed zone. This approach is largely simplified and in some cases leads to an unreasonable overestimation of the bearing capacity of elements. The aim of the study is to obtain analytically the most universal and accurate dependence for determining the height of the compressed zone of concrete, the stresses in tensile reinforcement and, as a result, to clarify the value of the maximum bearing capacity of the normal section of eccentrically compressed elements during destruction of the compressed zone in concrete. Objectives of the research: analytical obtaining the dependence for the height of the compressed zone of concrete in the section in the limit state; comparison of the obtained load-bearing capacity, taking into account the obtained dependence, with the simplest dependence adopted in regulatory documents, as well as with the results of calculations using a nonlinear deformation model; determination of the degree of unreasonable overestimation of the bearing capacity of eccentrically compressed reinforced concrete structures with small eccentricities in current regulatory documents.
Materials and methods. The main methods used in the modern theory of concrete and reinforced concrete strength were adopted.
Results. The analytical expression for the height of the compressed zone is obtained based on the simplified three-linear diagram of the deformation of concrete under compression. Reasonable refinement of the height of the compressed zone makes it possible to achieve maximum convergence with the results of calculations using a nonlinear deformation model without the use of iterative approaches to solving the problem.
Conclusions. The proposed dependencies make it possible to determine the actual stress-strain state in normal sections of eccentrically compressed reinforced concrete elements under the action of small eccentricities of application of the longitudinal compressive force in the limit state.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.