Аналитическая модель деформирования железобетонных колонн на основе механики разрушения
- Авторы: Тамразян А.Г.1, Черник В.И.1, Мацеевич Т.А.1, Манаенков И.К.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
- Выпуск: Том 18, № 6 (2022): Научное наследие академика Виталия Михайловича Бондаренко
- Страницы: 573-583
- Раздел: Расчет и проектирование строительных конструкций
- URL: https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/33553
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2022-18-6-573-583
Цитировать
Полный текст
Аннотация
При проведении сейсмических расчетов железобетонных зданий и сооружений достаточно важным является применение нелинейных моделей работы конструкций, в том числе учитывающих закритическую работу в стадии разрушения. Особенно актуально применение таких моделей, если конструкции имеют начальные повреждения от пожара или коррозии, а также механические повреждения, вызванные силовыми факторами. Цель исследования - разработка аналитической модели деформирования внецентренно сжатых железобетонных колонн с учетом стадии разрушения, которая включает такие процессы, как откол защитного слоя, потеря устойчивости сжатой арматуры, разупрочнение ограниченного бетона после достижения расчетного сопротивления. Проведен обзор существующих моделей, описывающих гистерезисное поведение железобетонных конструкций при малоцикловом нагружении. Анализ моделей проводился в части рассмотрения определяющих монотонных кривых, которые являются границами циклического деформирования. Предлагаемая модель строится посредством анализа стадий напряженно-деформированного состояния железобетонной колонны. На каждой стадии находятся формулы для определения момента и кривизны путем решения уравнений равновесия внутренних сил. Проведен расчет на основе представленной модели для конкретной железобетонной колонны, получены монотонные диаграммы, сделан вывод о существенном влиянии уровня осевой нагрузки на характер деформирования. На основе полученной модели в дальнейшем предполагается построение диаграммы гистерезиса при малоцикловом нагружении.
Об авторах
Ашот Георгиевич Тамразян
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: tamrazian@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0569-4788
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой железобетонных и каменных конструкций
Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26Владимир Игоревич Черник
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Email: chernik_vi@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6240-9993
аспирант, преподаватель кафедры железобетонных и каменных конструкций
Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26Татьяна Анатольевна Мацеевич
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Email: MatseevichTA@mgsu.ru
ORCID iD: 0000-0001-6292-0759
доктор физико-математических наук, доцент, заведующая кафедрой прикладной математики
Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26Иван Константинович Манаенков
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Email: ivanadekvatniy@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5260-8793
кандидат технических наук, доцент кафедры железобетонных и каменных конструкций
Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26Список литературы
- Tamrazyan A.G., Chernik V.I. Consideration of the effects of fire in the design of reinforced concrete buildings in earthquake-prone areas. Proceedings XIV Russian National Conference on Earthquake Engineering and Seismic Zoning (with International Participation). Sochi, Moscow; 2021. p. 114-117. (In Russ.) https://doi.org/10.37153/2687-0045-2021-14-114-117
- Tamrazyan A.G., Avetisyan L.A. Behavior of compressed reinforced concrete columns under thermodynamic influences taking into account increased concrete deformability. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018;365:052034. https://doi.org/10.1088/1757-899X/365/5/052034
- Tamrazyan A., Popov D. Reduce of bearing strength of the bent reinforce-concrete elements on a sloping section with the corrosive damage of transversal armature. MATEC Web of Conferences. 2017;117:00162. https://doi.org/10.1051/matecconf/201711700162
- Sengupta P., Li B. Hysteresis modeling of reinforced concrete structures: state of the art. ACI Structural Journal. 2017;114(1):25-38. https://doi.org/10.14359/51689422
- Veletsos A.S., Newmark N.M., Chelapati C.V. Deformation spectra for elastic and elastoplastic systems subjected to ground shock and earthquake motions. Proceedings of 3rd World Conference on Earthquake Engineering. 1965;V(II):663-682.
- Chernik V.I. Effective stiffness of reinforced concrete columns after a fire. Science Prospects. 2022;(5):82-86. (In Russ.)
- Takeda T., Sozen M.A., Nielson N.N. Reinforced concrete response to simulated earthquakes. Journal of the Structural Division, ASCE. 1970;96:2557-2573.
- Clough R.W., Johnston S.B. Effect of stiffness degradation on earthquake ductility requirements. Proceedings of 2nd Japan National Conference on Earthquake Engineering. Tokyo; 1966. p. 227-232.
- Imbeault F.A., Nielsen N.N. Effect of degrading stiffness on the response of multistory frames subjected to earthquakes. Proceedings of 5th World Conference on Earthquake Engineering, Rome, 26-29 June 1973. Rome; 1973. p. 1756-1765.
- Saidi M., Sozen M.A. Simple and complex models for nonlinear seismic response of reinforced concrete structures. A report to the National Science Foundation, University of Illinois at Urbana-Champaign. Champaign; 1979.
- Ozcebe G., Saatcioglu M. Hysteresis shear models for reinforced concrete members. Journal of Engineering Mechanics. 1989;115(1):132-148.
- Mander J.B., Priestley J.N., Park R. Theoretical stress-strain model for confined concrete. Engineering Structures. 1989;116:1804-1825.
- Dowell R.K., Seible F., Wilson E.L. Pivot hysteresis model for reinforced concrete members. ACI Structural Journal, ASCE. 1998;95(5):607-617.
- Tamrazyan A., Chernik V. Equivalent viscous damping ratio for a RC column under seismic load after a fire. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021;1030:012095. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1030/1/012095
- Ibarra L.F., Medina R.A., Krawinkler H. Hysteretic models that incorporate strength and stiffness deterioration. Earthquake Engineering& Structural Dynamics. 2005;34(12):1489-1511. https://doi.org/10.1002/eqe.495
- Bondarenko V.M., Yagupov B.A. About connection between force load level and energy losses at deformation of reinforced concrete structures. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2016;(3):44-50. (In Russ.)
- Sucuoglu H., Erberik A. Energy-based hysteresis and damage models for deteriorating systems. Earthquake Engineering & Structural Dynamics. 2004;33(1):69-88. https://doi.org/10.1002/eqe.338
- Moehle J. Seismic design of reinforced concrete buildings. McGraw-Hill; 2014.
- Tamrazyan A.G., Manaenkov I.K. To calculation of bendable reinforced concrete elements with indirect reinforcement of compressed zone. Industrial and Civil Engineering. 2016;(7):41-44. (In Russ.)
- Chernik V.I., Samarina S.E. Numerical model of a compressed concrete element strengthened by FRP jackets. Building and Reconstruction. 2020;(1):40-53. (In Russ.) https://doi.org/10.33979/2073-7416-2020-87-1-40-53