SUSTAINED FORCE DEFORMING OF STRUCTURED MATERIALS

Abstract


The Scientific-and-Research Institute of Building Physics (NIISF), Moscow, Russia **TzNIISK named after V.A. Kucherenko (AO “NITz “Stroitel’stvo””), Moscow, Russia Relationship between value of loading and mechanical characteristics of structured materials is explored. A uniform analytical description of creep for stages of stable deformation, damped at time, stable and unstable critical deforming are introduced into practice for the first time


Экспериментально установлено, что силовые деформационные характеристики структурированных конструктивных материалов зависят от уровня, режима и продолжительности нагружения, а также возраста, влажности, температуры и масштабного фактора (Описанное типично для бетона и древесины). С ростом напряжений сжатые материалы вначале уплотняются, их прочность увеличивается, деформативность уменьшается, а при дальнейшем увеличении напряжений структурные связи разрушаются, возникают трещины и изломы, а деформативность увеличивается, вплоть до неустойчивого лавинного развития. А.А. Гвоздев [5] и Н.Л. Леонтьев [8] ограничивают стадию устойчивого развития деформаций области напряжений . Соответствующие графики деформирования представлены на рис. 1 и 2 [6,7]. Рис. 2. Кривые длительных деформаций при увеличивающейся во времени нагрузке (1 - стадия нелинейного затухающего состояния, 2 - стадия устойчивого состояния, 3 - стадия лавинного деформирования) Рис. 1. Кривые длительных деформаций при постоянной нагрузке разного уровня (1-устойчивое, затухающее во времени деформирование, 2 - безразличное деформирование, 3-неустойчивое деформирование) В публикациях существует линейное постадийное аналитическое описание развития деформации ползучести, предложенное А.Р. Ржаницыным [10]: а) в интегральных соотношениях 1. первая стадия: , 2. вторая стадия: (1) 3. третья стадия: , где - постадийные функции влияния: , (2) б) в дифференциальных соотношениях: 1. первая стадия: , 2. вторая стадия: , 3. третья стадия: . (3) Границы между стадиями, устанавливаемые из условия неразрывности между первой и второй стадиями: , а между второй и третьей стадиями: (4) - некоторые эмпирические положительные постоянные. В целом задача сводится к поиску указанных постоянных и последовательных приближений, данное предложение не получило широкого применения. Интересы практического применения привели к принципиально другому решению задачи, к поиску единого выражения для всех стадий, т.е. в целом для всего процесса деформирования. Такое решение получено в [2]. Для этого применяется прием оценки относительного дефицита меры ползучести: (5) и вводится, согласованное с предложением Гольберга-Вааге, нелинейное представление связи этого дефицита со скоростью его изменения: при , (6) где - эмпирические параметры. Обработка экспериментов В.П. Селяева и К.П. Пятикрестовского привели к записям: а) для бетонов [4]: (7) где - опытные величины, зависящие от класса бетона; б) для древесины [1,9] . (8) Решение (6) приводит при в стадию нелинейно развивающихся и затухающих деформаций при в стадию устойчивого развития деформаций при в стадию неустойчивого критического состояния, в частности, иллюстративно при : (9) при m = 1: (10) при m = 0: (11) При этом заметим, что случай соответствует общеизвестной записи для меры ползучести, общепринятой для исходных работ по теории ползучести (схематично рис. 3). Таким образом, иллюстрируется связь решения уравнения (6) с уровнем действующих нагружений и показана его общность. Дальнейшее использование полученных результатов может быть осуществлено в рамках обычной теории ползучести

VITALIY MIHAILOVICH BONDARENKO

NIISF

Author for correspondence.
Email: i_mamieva@mail.ru
21, Lokomotivniy proezd, Moscow, 127238, Russian Federation

member of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences (RAACS), DSc, Professor, chief research worker of the Scientific-and-Research Institute of Building Physics. Scientific interests: structural mechanics, reinforced concrete structures. He has published 300 scientific works.

KONSTANTIN PANTELEEVICH PYATIKRESTOVSKIY

Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций имени В. А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство» (ЦНИИСК)

Email: stroymex@list.ru
6, 2-ya Institutskaya ul., Moscow, 109428, Russian Federation

DSc, senior research worker, TzNIISK named after V.A. Kucherenko (AO “NITz “Stroitel’stvo””). Scientific interests: structural mechanics, wooden structures. He has published 140 scientific works

  • Belyankin, F.P., Yatzenko, V.P. (1957) Deformativnost i Soprotivlenie Drevesiny [Deformation and Resistance of Wood]. Kiev: Izd. AN SSSR. 200 p. (In Russ.)
  • Bondarenko, V.M., Yagupov, B.A. (2006) On problem of design evaluation of creep. Akademiya. Arhitektura i Stroitel’stvo, No 3, Moscow: RAASN. 73—78. (In Russ.)
  • Bondarenko, V.M. (2016) Force Deforming, Corrosion Damages, Electric Resistance of Rein-forced Concrete. Kursk: South-West State University. 67 p. (In Russ.)
  • Bondarenko, V.M., Rimshin, V.I. (2015) Dissipative Theory of Force Resistance of Reinforced Concrete. Moscow: Izd. “Student”. 114 p. (In Russ.)
  • Gvozdev, A.A. (1955) Creeping of concrete and the ways of its research. Issledovanie Prochnosti, Plastichnosti, i Polzuchesti Stroit. Materialov, Moscow: Stroyizdat,. 126—137. (In Russ.)
  • Gvozdev, A.A. et al (1978) Prochnost, Strukturnie Izmeneniya i Deformatzii Betona [Strength, Structural Modifications, and deformations of Concrete]. Moscow: Stroyizdat. 132 p. (In Russ.)
  • Ivanov, Yu.M. (1950) The general problems of researching of creep of wood. Issledovanie Prochnosti, Plastichnosti, i Polzuchesti Stroit. Materialov, Moscow: Stroyizdat. P. 100—115. (In Russ.)
  • Leont’ev, N.L. (1957) Dlitel’noe Soprotivlenie Drevesiny. Moscow: Gosbumizdat. 131 p. (In Russ.)
  • Pyatikrestovskiy K.P. (2014) Nelineynie Metody Mehaniki v Proektirovanii Sovremennyh Derevyannyh Konstruktziy [Non-linear methods of mechanics in design of modern wooden structures]. Moscow: MGSU. 320 p. (In Russ.)
  • Rzhanitzin, A.R. (1955) Development of the basis of general theory of creep. Issledovanie prochnosti, Plastichnosti, i Polzuchesti Stroit. Materialov, Moscow: Stroyizdat. 100—116. (In Russ.)

Views

Abstract - 1042

PDF (Russian) - 36


Copyright (c) 2017 BONDARENKO V.M., PYATIKRESTOVSKIY K.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.