Hajiyev, M., & Damirov, M.
(2023).
Stress-strain state and bearing capacity of compressed reinforced concrete elements of annular section.
Architectural Studies,
9(2),
35-46.
https://doi.org/10.56318/as/2.2023.35
Стаття
Напружено-деформований стан і несуча здатність стиснутих залізобетонних елементів кільцевого перерізу
Анотація
Дослідження напружено-деформованого стану та несучої здатності стиснутих залізобетонних елементів кільцевого перерізу є актуальним з огляду на постійно зростаючу потребу в удосконаленні та оптимізації об’єктів інфраструктури, таких як мости та опори, для забезпечення їх надійності та безпеки. Метою даної роботи є дослідження та аналіз напружено-деформованого стану стиснутих залізобетонних елементів кільцевого перерізу для визначення їх несучої здатності та підвищення ефективності проектування і будівництва об’єктів інфраструктури. Слід виділити аналітичний метод, класифікацію, функціональний, статистичний, синтез та інші методи, що були використані в роботі. Стиснуті залізобетонні елементи кільцевого перерізу широко застосовуються в різних галузях машинобудування та будівництва. Однак з 90-х років 20 ст. спостерігається помітний розвиток нелінійної теорії деформування для розрахунку залізобетонних конструкцій, що ускладнює аналіз через специфічні особливості круглих і кільцевих перерізів і призводить до відсутності простих аналітичних методів. У цій роботі представлено ефективну чисельну методику дослідження напружено-деформованого стану та несучої здатності нецентрально стиснутих елементів, яка використовує лінійну дробову залежність для бетону при стисненні, затверджену в Єврокоді, та симетричну дволінійну діаграму деформування арматури. Важливо підкреслити, що ця методика дозволяє уникнути необхідності класифікувати елементи на короткі та довгі, а також окремо враховувати малі та великі ексцентриситети, оскільки ці аспекти автоматично враховуються в розрахунках. Підтвердження ефективності цієї методики отримано за допомогою результатів чисельних експериментів. Практичне значення роботи полягає в розробці більш точних і надійних методів розрахунку та проектування стиснутих залізобетонних елементів кільцевого перерізу, що сприяє підвищенню безпеки і довговічності об’єктів інфраструктури та зменшенню ризику їх руйнування
Ключові слова
арматура; ексцентриситет; діаграма «навантаження-прогин»; інфраструктурні об’єкти; чисельна методика
Отримано 17.08.2023, Доопрацьовано 11.10.2023, Прийнято 15.12.2023
Взято з Том 9, № 2, 2023
ЦИТУВАТИ
https://doi.org/10.56318/as/2.2023.35
Сторінки 35-46
Використані джерела
[1] Azizov, T. (2021). Determination of displacements of a reinforced concrete element in a normal crack. Sciences of Europe, 62, 34-38. doi: 10.24412/3162-2364-2021-62-1-34-38.
[2] Baghirzade, N. (2022). Calculation of wooden elements based on the nonlinear deformation model. In V. Onyshchenko, G. Mammadova, S. Sivitska, & A. Gasimov (Eds.), Proceedings of the 3rd international conference on building innovations (pp. 43-48). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-030-85043-2_5.
[3] Chovnyuk, Y., Diachenko, L., Ivanov, Y., Dichek, N., & Orel, O. (2022). Optimisation of dynamic loads of rope systems of lifting mechanisms of bridge cranes during cargo handling. Scientific Herald of Uzhhorod University. Series “Physics”, 51, 59-73. doi: 10.54919/2415-8038.2022.51.59-73.
[4] Fan, Y., Luo, C., Zhou, Y., Yang, L., Li, X., & Liao, J. (2023). Evolution law of concrete interface stress of rigid-frame arch under construction and its impact on ultimate load-bearing capacity. Sensors, 23(15), 6868. doi: 10.3390/s23156868.
[5] Feng, P., Cheng, S., Bai, Y., & Ye, L. (2015). Mechanical behavior of concrete-filled square steel tube with FRP-confined concrete core subjected to axial compression. Composite Structures, 123, 312-324. doi: 10.1016/j.compstruct.2014.12.053.
[6] Huang, T., Zhang, D., Yang, J., Lin, Y., & Huang, Y. (2021). Compressive bearing capacity and failure mechanism of CFRP-aluminum laminate column with single-channel cross section. Science and Engineering of Composite Materials, 28(1), 48-63. doi: 10.1515/secm-2021-0004.
[7] Indriūnas, S., Kliukas, R., & Juozapaitis, A. (2023). Behavioral analysis of a mast with a combined prestressed stayed columns system and core of a spun concrete circular cross-section. Buildings, 13(9), 2175. doi: 10.3390/buildings13092175.
[8] Janahmadov, A., Volchenko, A., Nasirova, M., Volchenko, N., Vitvitskiy, V., & Fedotov, E. (2021). Research on hydrodynamic parameters of wet friction pairs of disc-shoe brake of vehicle. Herald of the Azerbaijan Engineering Academy, 13(1), 32-42. doi: 10.52171/2076-0515_2021_13_01_32_42.
[9] Jian, B., Weng, X., Lin, Y., & Li, P. (2023). Study on the seismic performance of prestressed steel-concrete vierendeel truss transfer story frame. Structures, 57, 105123. doi: 10.1016/j.istruc.2023.105123.
[10] Kliukas, R., Lukoševičienė, O., Jaras, A., & Jonaitis, B. (2020). The mechanical properties of centrifuged concrete in reinforced concrete structures. Applied Sciences, 10(10), 3570. doi: 10.3390/app10103570.
[11] Kosior-Kazberuk, M., Kochkarev, D., Azizov, T., & Galinska, T. (2022). Approximation model of the method of design resistance of reinforced concrete for bending elements. In V. Onyshchenko, G. Mammadova, S. Sivitska, & A. Gasimov (Eds.), Proceedings of the 3rd international conference on building innovations (pp. 245-254). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-030-85043-2_23.
[12] Kraus, J.A., & Rimoli, J.J. (2023). An elastica theory for compressible imperfect beams with application to mechanical metamaterials. Mechanics Research Communications, 131, 104147. doi: 10.1016/j.mechrescom.2023.104147.
[13] Pavlikov, A., Kochkarev, D., & Harkava, O. (2020). Analysis of eccentrically loaded members of circular cross section by nonlinear deformation model. In V. Onyshchenko, G. Mammadova, S. Sivitska, & A. Gasimov (Eds.), Proceedings of the 2nd international conference on building innovations (pp. 171-181). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-030-42939-3_19.
[14] Ruiz, G., De La Rosa, Á., Poveda, E., Zanon, R., Schäfer, M., & Wolf, S. (2023). Compressive behavior of steel-fiber reinforced concrete in Annex L of new Eurocode 2. Hormigón y Acero, 74(299-300), 187-198. doi: 10.33586/hya.2022.3092.
[15] Sadeghian, F., Haddad, A., Jahandari, S., Rasekh, H., & Ozbakkaloglu, T. (2021). Effects of electrokinetic phenomena on the load-bearing capacity of different steel and concrete piles: A small-scale experimental study. Canadian Geotechnical Journal, 58(5), 741-746. doi: 10.1139/cgj-2019-0650.
[16] Seyfullaev, Kh., & Garaev, A. (2018). Application of a nonlinear deformation model to the calculation of bendable reinforced concrete elements. Sciences of Europe, 33, 51-60. Retrieved from https://cyberleninka.ru/article/n/prilozhenie-nelineynoy-deformatsionnoy-modeli-k-raschetuizgibaemyh-zhelezobetonnyh-elementov.
[17] Spirande, K., Shemet, R., Iakymenko, M., & Shemet, K. (2023). Analysis of influence of design parameters on the operation of composite steel and concrete modified I-beams. AIP Conference Proceedings, 2684, 030041. doi: 10.1063/5.0120406.
[18] Wang, Q.-L., Gao, G.-R., & Ren, Q.-X. (2008). Analysis on load-deformation curves of the concentrically compressed concrete filled circular CFRP-steel tubular stub columns. Key Engineering Materials, 400-402, 507-512. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.400-402.507.
[19] Wang, X., Liu, J., & Zhang, S. (2015). Behavior of short circular tubed-reinforced-concrete columns subjected to eccentric compression. Engineering Structures, 105, 77-86. doi: 10.1016/j.engstruct.2015.10.001.
[20] Zhang, Q., Wei, Z.-Y., Gu, X.-L., Yang, Q.-C., Li, S.-Y., & Zhao, Y.-S. (2022). Confinement behavior and stress-strain response of square concrete columns strengthened with carbon textile reinforced concrete (CTRC) composites. Engineering Structures, 266, 114592. doi: 10.1016/j.engstruct.2022.114592.