Нгок Туен Ву — кандидат технических наук, доцент кафедры фундаментального образования
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
РИНЦ AuthorID: 832264, Scopus: 57193453366, ResearcherID: AAG-4024-2020
Ngoc Tuyen Vu — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Fundamental Education
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
RSCI AuthorID: 832264, Scopus: 57193453366, ResearcherID: AAG-4024-2020
Евгения Николаевна Полякова — студентка
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Evgenia N. Polyakova — student
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Введение. Актуальность разработки аналитических моделей, описывающих нелинейное деформирование бетона в условиях сложного напряженного состояния, обусловлена их значимостью как в теоретическом, так и в прикладном аспектах. Ключевые факторы, которые должны учитываться при создании таких моделей, — неоднородность свойств бетонного материала, его структурное изменение при нагружении, возникновение трещин, а также явления, связанные с неравновесными процессами, протекающими в бетоне на протяжении длительного времени. Главная цель исследования — создание аналитической модели диаграммы деформирования бетона, позволяющей точно описывать нелинейное поведение бетона в условиях одноосного, двухосного и трехосного нагружения. Эта модель должна быть универсальной и простой в использовании. Важно, чтобы модель позволяла проводить анализ и максимально точно отражать полученные при проведении экспериментов с бетонами разных классов прочности результаты.
Материалы и методы. В процессе формирования модели, которая показывает поведение бетона с учетом одноосного напряженного состояния, решено включить в работу полиномиальную функцию четвертого порядка. Что объясняется тем, что это подходит для выполнения аппроксимации, которая имеет связь между напряжениями и относительными деформациями. После получения модели деформации бетона в условиях одноосного напряжения она была задействована в процессе формирования определяющих соотношений для объемного напряженного состояния в качестве основы.
Результаты. Сформирована аналитическая нелинейная формула, которая позволяет определить и показать наличие зависимости между напряжением и относительными деформациями бетона в условиях одноосного нагружения. Для наглядного представления данной зависимости используется непрерывная полиномиальная функция, которая описывает поведение бетона при любой степени деформирования. В ней же присутствует нисходящий участок диаграммы, который показывает, в частности, предельные деформации. Приведенная аналитическая зависимость может быть использована в качестве основной составляющей при установлении характеристик и свойств бетона в рамках составления определяющих соотношений в качестве описательного метода для указания на деформации бетона при объемном напряженном состоянии.
Выводы. Аналитическая зависимость может быть применена в виде ключевых характеристик, которые определяют и описывают свойства бетона в рамках задействования фундаментальных уравнений, представляющих поведение бетона при объемном напряженном состоянии. Данный способ является достаточно точным и станет отличным решением при осуществлении проектирования железобетонных конструкций в сфере инженерии.
Introduction. The relevance of the development of analytical models describing nonlinear deformation of concrete under conditions of complex stress state is due to their importance both in theoretical and applied aspects. The key factors that should be taken into account when creating such models are the heterogeneity of concrete material properties, its structural change under loading, the occurrence of cracks, as well as phenomena associated with non-equilibrium processes occurring in concrete over a long period of time. The main objective of the study is to create an analytical model of the deformation diagram of concrete that allows an accurate description of the nonlinear behaviour of concrete under uniaxial, biaxial and triaxial loading conditions. This model should be versatile and easy to use. It is important that the model allows analysis and reflects as accurately as possible the results obtained from experiments with concrete of different strength classes.
Materials and methods. In the process of forming a model that shows the behaviour of concrete considering uniaxial stress state, it was decided to include a fourth order polynomial function in the work. Which is because it is suitable to perform an approximation that has a relationship between stresses and relative strains. After obtaining the model of concrete deformation under uniaxial stress, it was involved in the process of forming the constitutive relations for the volumetric stress state as a basis.
Results. An analytical nonlinear formula was formed to determine and show the existence of the dependence between stress and relative deformations of concrete under uniaxial loading conditions. To visualize this dependence, a continuous polynomial function is used, which describes the behaviour of concrete at any degree of deformation. It also contains a descending section of the diagram, which shows, in particular, the ultimate deformations. The given analytical dependence can be used as a basic component in establishing the characteristics and properties of concrete within the framework of the formulation of determining relations as a descriptive method to indicate the deformations of concrete under volumetric stress state.
Conclusions. The analytical relationship can be used in the form of key characteristics that define and describe the properties of concrete within the engagement of fundamental equations representing the behaviour of concrete under volumetric stress state. This method is quite accurate and will be an excellent solution when carrying out the design of reinforced concrete structures in the field of engineering.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.