Сергей Алексеевич Зенин — кандидат технических наук, заведующий лабораторией теории железобетона и конструктивных систем
109428, г. Москва, 2-я Институтская ул., д. 6
РИНЦ AuthorID: 326794, Scopus: 6603820715, ResearcherID: LRV-1545-2024
Sergei A. Zenin — Candidate of Technical Sciences, Head of the Laboratory of Theory of Reinforced Concrete and Structural Systems
6, 2nd Institutskaya st., Moscow, 109428
RSCI AuthorID: 326794, Scopus: 6603820715, ResearcherID: LRV-1545-2024
Александр Михайлович Бударин — главный специалист отдела расчетных обоснований
125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 2
Alexander M. Budarin — chief specialist of the Department of Calculation Justifications
2 Volokolamskoe shosse, Moscow, 125993
Евгений Александрович Редикульцев — аспирант
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
Evgeny A. Redikultsev — postgraduate student
19 Mira st., Yekaterinburg, 620002
Введение. Механизм разрушения железобетонных конструкций от действия поперечной силы — объект исследования отечественных и зарубежных ученых на протяжении многих десятилетий. Повышенный интерес к этому механизму разрушения обусловлен его опасностью — разрушение конструкций от действия поперечной силы зачастую имеет хрупкий, внезапный характер. Несущая способность и характер разрушения железобетонной конструкции в рамках данного механизма зависят от множества конструктивных параметров, что значительно усложняет его изучение. В качестве основных конструктивных параметров, оказывающих влияние на несущую способность в рамках указанного механизма разрушения, можно выделить: прочность бетона, геометрические характеристики сечения, величину относительного пролета среза конструкции, содержание продольной арматуры растянутой зоны и интенсивность поперечного армирования конструкции. Также к таким параметрам можно отнести масштабный энергетический эффект, понятие которого раскрыто в работе. Методика расчета железобетонных конструкций по наклонным сечениям на действие поперечной силы, представленная в СП 63.13330.2018, только косвенно учитывает влияние содержания продольной арматуры растянутой зоны и не учитывает масштабный энергетический эффект, что оказывает влияние на ее точность. Актуальной является задача модификации расчетной методики за счет учета данных конструктивных параметров.
Материалы и методы. Для получения коэффициентов уточненной методики использовался регрессионный анализ, выполненный методом наименьших квадратов с применением алгоритма Левенберга – Марквардта.
Результаты. Представлена уточненная методика расчета железобетонных конструкций по наклонному сечению на действие поперечной силы, учитывающая влияние процента продольного армирования растянутой зоны конструкции, а также масштабного энергетического эффекта. Приведено сопоставление уточненной методики и оригинальной методики из СП 63.13330.2018 с результатами лабораторных испытаний 958 образцов. Образцы разделены на группы в соответствии с величинами конструктивных параметров.
Выводы. Уточненная методика расчета железобетонных конструкций по наклонному сечению на действие поперечной силы более точная, чем нормативная методика, представленная в СП 63.13330.2018. Применение уточненного метода расчета позволит корректно оценивать несущую способность наклонных сечений при действии поперечных сил, что в ряде случаев приведет к сокращению расхода поперечной арматуры.
Introduction. The mechanism of failure of reinforced concrete structures from the action of shear force has been the object of research of Russian and foreign scientists for many decades. This failure mechanism garners significant attention due to its danger — the shear failure is often brittle and sudden. The bearing capacity and the type of failure of reinforced concrete structure within this mechanism depends on a variety of design parameters, which greatly complicates its study. Key parameters influencing load-bearing capacity in shear failure include the strength of concrete, geometric characteristics of the cross-section, span-to-depth ratio, percentage of tensile reinforcement and the transverse reinforcement intensity. Also, to such parameters can be attributed the energetic size effect which concept is disclosed in the paper. The shear design method, presented in building code SP 63.13330.2018 only indirectly accounts percentage of tensile reinforcement. It also does not consider the energetic size effect, which impacts its accuracy. It is urgent to modify the design method by taking into account these design parameters.
Materials and methods. To obtain the coefficients of the refined design method, the regression analysis performed by the least squares method using the Levenberg – Marquardt algorithm was used.
Results. The paper presents a refined method for shear design of reinforced concrete structures which takes into account the influence of the percentage of tensile reinforcement and energetic size effect. A comparison of the refined design method and the original methodology from SP 63.13330.2018 with the results of laboratory tests of 958 specimens is presented. The specimens are divided into groups according to the values of the design parameters.
Conclusions. The refined design method for shear design of reinforced concrete structures is more accurate than the normative method presented in SP 63.13330.2018. The application of the refined calculation method will allow to correctly assess the load-bearing capacity of inclined sections under the action of shear forces, which in some cases will lead to a reduction in the consumption of transverse reinforcement.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.