Structural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsStructural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsСтроительная механика инженерных конструкций и сооружений1815-52352587-8700Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)3354610.22363/1815-5235-2022-18-6-503-514Analysis and design of building structuresРасчет и проектирование строительных конструкцийResearch ArticleInvestigation of the properties of high-strength steel fiber concrete with a minimum effective fiber content under loads of various durationsСвойства высокопрочного сталефибробетона с минимальным эффективным содержанием фибры при нагружениях различной длительностиhttps://orcid.org/0000-0001-9307-7952KarpenkoNikolay I.КарпенкоНиколай Иванович

Academician Secretary of the RAACS, Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Research Officer of the laboratory “Problems of Strength and Quality in Construction”

академик-секретарь РААСН, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории «Проблемы прочности и качества в строительстве»

niisf_lab9@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5080-116XMoiseenkoGennady A.МоисеенкоГеоргий Александрович

leading engineer, Laboratory “Problems of Strength and Quality in Construction”

ведущий инженер, лаборатория «Проблемы прочности и качества в строительстве»

gecklock@yandex.ruResearch Institute of Building Physics of the RAACSНаучно-исследовательский институт строительной физики РААСН15122022186Scientific Legacy of Academician Vitaly Mikhailovich BondarenkoНаучное наследие академика Виталия Михайловича Бондаренко50351410022023Copyright ©; 2022, Karpenko N.I., Moiseenko G.A.Copyright ©; 2022, Карпенко Н.И., Моисеенко Г.А.2022Karpenko N.I., Moiseenko G.A.Карпенко Н.И., Моисеенко Г.А.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/33546

The authors review the results of complex theoretical studies of the physico-mechanical and rheological properties of high-strength steel-fiber concrete in comparison with non-reinforced fine-grained high-strength concrete made of self-compacting mixtures under short-term and long-term load exposure. Based on the data of extensive experimental studies, methods of Mathematical description of concrete properties depending on the key factors of influence have been selected and developed. A steel fiber concrete with a minimum content of the selected type of fiber is studied, at which the positive effect of fiber reinforcement begins to manifest itself. The theoretical approach of V.M. Bondarenko to the description of creep measures of steel fiber concrete has been developed. The developed methods can be used to calculate structures made of high-strength steel-fiber concrete using the modern diagram method.

Проводится обзор результатов комплексных теоретических исследований физико-механических и реологических свойств высокопрочного сталефибробетона в сравнении с неармированным мелкозернистым высокопрочным бетоном из самоуплотняющихся смесей при кратковременном и длительном воздействии нагрузки. На основании данных обширных экспериментальных исследований подобраны и разработаны методики математического описания свойств бетона в зависимости от ключевых факторов влияния. Исследован сталефибробетон с минимальным содержанием выбранного типа фибры, при котором начинает проявляться положительное влияние фибрового армирования. Получил развитие теоретический подход В.М. Бондаренко к описанию мер ползучести сталефибробетона. Представленные методики могут использоваться для расчета конструкций из высокопрочного сталефибробетона с применением современного диаграммного метода.

high-strength steel fiber concretefine-grained high-strength concretefiberdeformation diagramconcrete creepconcrete creep measureвысокопрочный сталефибробетонмелкозернистый высокопрочный бетонфибрадиаграмма деформированияползучесть бетонамера ползучести бетонаKaprielov S.S., Sheinfeld A.V., Kardumyan G.S., Dondukov V.G. Modified high-strength fine-grained concrete with improved deformative characteristics. Beton i Zhelezobeton. 2006;(2):2–7. (In Russ.)Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С., Дондуков В.Г. Модифицированные высокопрочные мелкозернистые бетоны с улучшенными деформативными характеристиками // Бетон и железобетон. № 2. 2006. С. 2-7.Kaprielov S.S., Sheinfeld A.V., Kardumyan G.S. New modified concretes. Moscow: Tipografiya Paradiz Publ.; 2010. (In Russ.)Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С. Новые модифицированные бетоны. М.: Типография «Парадиз», 2010. 258 с.Kaprielov S.S., Silin I.A. Super high-strength self-sealing fibroconcrete for monolithic structures. Stroitel'nye Materialy. 2013;(7):28–30. (In Russ.)Каприелов С.С., Чилин И.А. Сверхвысокопрочный самоуплотняющийся фибробетон для монолитных конструкций // Строительные материалы. 2013. № 7. С. 28-30.Karpenko N., Kaprielov S., Petrov A., Bezgodov J., Moiseenko G., Stepanov M., Chilin I. Study of physical-mechanical and rheological properties of high-strength steel fiber concretes produced from self-compacting mixtures. Fundamental, Exploratory and Applied Research of the RAASN on Scientific Support for the Development of Architecture, Urban Planning and the Construction Industry of the Russian Federation in 2017: Collection of Scientific Papers of the RAASN (vol. 2). Moscow: ASV Publ.; 2018. p. 237–246. (In Russ.)Карпенко Н.И., Каприелов С.С., Петров А.Н., Безгодов И.М., Моисеенко Г.А., Степанов М.В., Чилин И.А. Исследование физико-механических и реологических свойств высокопрочных сталефибробетонов из самоуплотняющихся смесей // Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования РААСН по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2017 году: сборник научных трудов РААСН: в 2 т. Т. 2. М.: Изд-во АСВ, 2018. С. 237-246.Bezgodov I.M. On the issue of estimating the ultimate relative deformation of concrete under compression for different classes of concrete. Beton i Zhelezobeton. 2015;(5):9–11. (In Russ.)Безгодов И.М. К вопросу оценки предельной относительной деформации бетона при сжатии для разных классов бетона // Бетон и железобетон. 2015. № 5. С. 9-11.Stepanov M.V., Moiseenko G.A. Deformation diagrams of fine-grained high-strength concrete and high-strength steel-fibro concrete under compression. Building and Reconstruction. 2019;(3):11–21. (In Russ.) https://doi.org/10.33979/2073-7416-2019-83-3-11-21Степанов М.В., Моисеенко Г.А. Диаграммы деформирования мелкозернистого высокопрочного бетона и сталефибробетона при сжатии // Строительство и реконструкция. 2019. № 3 (83). С. 11-21. http://doi.org/10.33979/2073-7416-2019-83-3-11-21Karpenko N.I. General models of reinforced concrete mechanics. Moscow: Stroyizdat Publ.; 1996. (In Russ.)Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. М.: Стройиздат, 1996. С. 97.Prokopovich I.E., Zastava M.M. On the calculated determination of the maximum long-term deformations of heavy concrete. Beton i Zhelezobeton. 2072;(5):35–37. (In Russ.)Прокопович И.Е., Застава М.М. О расчетном определении предельных длительных деформаций тяжелого бетона // Бетон и железобетон. 1972. № 5. С. 35-37.Stepanov M.V., Moiseenko G.A. Elaboration of the experimental approach to determination of measure of the creep of fine-grained high-strength concrete and high-strength steel fiber concrete with a rational fiber content. Building and Reconstruction. 2018;(3):98–104. (In Russ.)Степанов М.В., Моисеенко Г.А. Развитие экспериментального подхода к определению меры ползучести мелкозернистого высокопрочного бетона и сталефибробетона при рациональном содержании фибры // Строительство и реконструкция. 2018. № 3 (77). С. 98-104.Bondarenko V.M., Yagupov B.A. On the issue of the estimated creep of concrete 2006. Academia. Architecture and Construction. 2006;(3):73–78. (In Russ.)Бондаренко В.М., Ягупов Б.А. К вопросу о расчетной оценке ползучести бетона // Academia. Архитектура и строительство. 2006. № 3. С. 73-78.Bondarenko V.M., Karpenko N.I. Stress state level as a factor of structural changes and rheological force resistance of concrete. Academia. Architecture and Construction. 2007;(4):56–59. (In Russ.)Бондаренко В.М., Карпенко Н.И. Уровень напряженного состояния как фактор структурных изменений и реологического силового сопротивления бетона // Academia. Архитектура и строительство. 2007. № 4. С. 56-59.Vasiliev P.I. Some issues of plastic deformations of concrete. Izvestiya VNIIG. 1953;49:83–113.Васильев П.И. Некоторые вопросы пластических деформаций бетона // Известия ВНИИГ. 1953. Т. 49. С. 83-113.Bondarenko V.M. Some questions of the nonlinear theory of reinforced concrete. Kharkiv: Kharkiv University Press; 1968. (In Russ.)Бондаренко В.М. Некоторые вопросы нелинейной теории железобетона. Харьков: Изд-во Харьковского университета, 1968. 324 с.Moiseenko G.A. Method for construction of isochron diagrams of high-strength steel fiber concrete and its matrix. Building and Reconstruction. 2020;(5):32–45. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2020-90-4-32-45Moiseenko G.A. Method for construction of isochron diagrams ofhigh-strength steel fiber concrete and its matrix // Строительство и реконструкция. 2020. № 5 (91). С. 32-45. http://doi.org/10.33979/2073-7416-2020-90-4-32-45