Немировский Юрий Владимирович, Тихонов Сергей Владимирович Определение несущей способности многоэтажных зданий из физически нелинейных бетонных стержней // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. 2022. № 2(52). С. 19-35. DOI: https://doi.org/10.37972/chgpu.2022.52.2.003. EDN: MTLAIV.

Автор(ы)

Немировский Юрий Владимирович — Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН; Новосибирский государственный технический университет

Тихонов Сергей Владимирович — Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова

Название статьи

Определение несущей способности многоэтажных зданий из физически нелинейных бетонных стержней

Название (англ.): Determination of the bearing capacity of multi-storey buildings from physically non-linear concrete rods

Индекс(ы) УДК

539.374

DOI

10.37972/chgpu.2022.52.2.003

EDN

MTLAIV

Ключевые слова

ригель; колонна; многоэтажное здание; массовые силы; физическая нелинейность; диаграмма деформирования бетона; продольно-поперечный изгиб; статическая определимость; изгибающий момент; композиты

Аннотация

В работе рассматривается многоэтажное здание из железобетона. В качестве конструктивной схемы выбран связевый каркас здания с поперечным расположением рам. Колонны и ригели рассматриваются как многослойные композитные железобетонные конструкции. При расчетах учитывается физическая нелинейность диаграмм деформирования и различие предельных деформаций при растяжении и сжатии составляющих фазовых материалов стержней с учетом их массовых нагрузок. Приводятся соотношения для предельных значений нагрузок, при которых деформация не превышает соответствующие предельные значения при растяжении и сжатии в каждом из фазовых материалов колонн и ригелей. Приведены соотношения для определения усилий, моментов, деформаций и прогибов в рассматриваемых стержневых конструкциях.

Даты

Поступила: 05.08.2022; Принята: 10.11.2022; Опубликована: 09.12.2022

Страницы

19-35

Полная версия статьи

Скачать PDF

QR-код EDN

1. Гемлеринг А. В. Расчет стержневых систем. Москва: Строительство, 1974. 208 с.
2. Мищенко А. В., Немировский Ю. В., Вохмянин И. Т. Рациональное и оптимальное проектирование слоистых стержневых систем. Новосибирск: НГАСУ, 2004. 488 с.
3. Бухтиярова А. С. Некоторые результаты исследований живучести пространственных железобетонных рамно-стержневых систем // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5-2(38). С. 243-246. EDN: ONUKYX
4. Клюева Н. А., Шувалов К. А. Методика экспериментального определения параметров деформирования и разрушения преднапряженных железобетонных статически неопределимых балочных систем в запредельных состояниях // Вестник МГСУ. 2012. № 11. С. 61-66. EDN: PJBGNP
5. Проценко А. М., Власов В. В. Статический принцип предельного равновесия и определение деформированного состония статически неопределимых железобетонных конструкций в стадии исчерпания их несущей способности // Воздействие статических, динамических и многократно повторяющихся нагрузок на бетон и элементы железобетонных конструкций / под ред. Гвоздева А. А. 1972. С. 192-222.
6. Кодыш Э. Н., Трекин Н. Н., Никитин И. К. Проектирование многоэтажных зданий с железобетонным каркасом. Москва: Издательство строительных вузов. 352 с.
7. Егорычев О. О., Чурин П. С., Поддаева О. И. Экспериментальное исследование сило-моментных ветровых нагрузок на высотные здания // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 9. С. 28-30. EDN: SNJVBR
8. Егорычев О. О., Чурин П. С. Экспериментальное исследование ветровых нагрузок на высотные здания // Жилищное строиельство. 2015. № 6. С. 20-22. EDN: TZVIWT
9. Немировский Ю. В., Болтаев А. И. Диаграммы деформирования бетонов и железобетонов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015. № 6. с. 125-129. EDN: ULFTSV
10. Маилян Л. Р., Иващенко Е. И. Расчет железобетонных элементов на основе действительных диаграмм деформирования материалов. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовский гос. строит. ун-т, 2006. 222 с.  ISBN: 5-9525-0014-5 EDN: QNMMNN
11. Крусь Ю. А. Трансформирования диаграмм деформирования бетона при центральном сжатии и растяжении // Известия вузов. Строительство. 2008. № 7. С. 113-122. EDN: JTFKBZ
12. Мищенко А. В. Прямая и обратная задачи деформирования слоистых стержней с учетом физической нелинейности // Численные методы решения задач теории упругости и пластичности: труды XIX Всероссийской конференции, Бийск, 28-31 августа 2005 г. Параллель, 2005. С. 184- 188. EDN: ZTTUHT
13. Немировский Ю. В., Тихонов С. В. Предельное состояние бетонных и железобетонных стержней при сложном и продольно-поперечном изгибе // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2020. № 1. С. 60-73.  DOI: 10.15593/perm.mech/2020.1.05 EDN: NUGCWM
14. Немировский Ю. В., Тихонов С. В. Продольно-поперечный изгиб многослойных стержней из бетонов и сталефибробетонов // Известия Алтайского государственного университета. 2021. № 1(117). С. 40-46.  DOI: 10.14258/izvasu(2021)1-06 EDN: MIOQHI
15. Nemirovskii Y. V., Tikhonov S. V. On the stability loss of a rapidly rotating polymetallic disc // Mechanics of Solids. 2020. Vol. 55(6). p. 767-775.  DOI: 10.3103/S0025654420060114 EDN: YHFFQF
16. Немировский Ю. В., Тихонов С. В. Влияние формы поперечного сечения многослойного бетонного стержня на несущую способность при продольно-поперечной нагрузке // Механика композиционных материалов и конструкций, сложных и гетерогенных сред. Сборник тезисов 9-й всероссийской научной конференции с международным участием им. И.Ф. Образцова и Ю.Г. Яновского, посвященной 30-летию ИПРИМ РАН. 2019. С. 185-189.
17. Немировский Ю. В., Тихонов С. В. Продольно-поперечный изгиб многослойных бетонных стержней армированных стальной арматурой под действием массовых сил // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. 2021. № 2(48). С. 94-103.  DOI: 10.37972/chgpu.2021.48.2.011 EDN: YMTJFN
18. Nemirovskii Y. V., Tikhonov S. V. Longitudinal-transverse bending of physically nonlinear rods by quasi-static loads and mass forces // Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. Vol. 170. P. 447-457.  DOI: 10.1007/978-3-030-79983-0_41 EDN: TXEURS
19. Nemirovskii Y. V., Tikhonov S. V. Longitudinal-Transverse Bending of Reinforced Concrete Rods on The Basis of Nonlinear Diagrams of Deformation of Phase Materials // AIP Conference Proceedings. 2021. Vol. 2448. p. 020024.  DOI: 10.1063/5.0073289 EDN: ZAAMGX
20. Немировский Ю. В., Тихонов С. В. Продольно-поперечный изгиб физически-нелинейных железобетонных балок // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. 2021. № 3(49). С. 85-93.  DOI: 10.37972/chgpu.2021.49.3.008 EDN: KFUFTA
21. Мищенко А. В., Неимировский Ю. В. Нелинейное деформирование бетонных элементов при продольно-поперечном изгибе // Известия вузов. Строительство. 2013. № 4. С. 133-146. EDN: QOLBMF
22. Плевков В. С., Колупаева С. Н., Кудяков К. Л. Расчетные диаграммы нелинейного деформирования базальто-фибробетона при статических и кратковременных динамических воздействиях // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2016. № 3. с. 95-110. EDN: WAGNOJ
23. Лукаш П. А. Основы нелинейной строительной механики. Москва: Строительство, 1974. 208 с.
24. Немировский Ю. В., Тихонов С. В. Влияние формы поперечного сечения и силы тяжести на деформирование многослойных бетонных стержней при квазистатических нагрузках // Моделирование и механика конструкций. 2020. № 12. С. 11-49. EDN: ETSDLQ
25. Немировский Ю. В. Прогнозирование нелинейного деформирования гибридных композитных материалов // Проблемы нелинейной механики деформируемого твердого тела: материалы второй международной конференции, Казань, Россия, 8-11 декабря 2009 г. Казань: Казанский гос. ун-т, 2009. EDN: IPMSVB
26. Немировский Ю. В. Метод расчета стержневых композитных стержней из разномодульных материалов // Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики: Материалы V Всероссийской научной конференции. Томск: Изд-во ТГУ, 2006. С. 288-290. EDN: YHERNR
27. Немировский Ю. В. Допредельное деформирование гибридных армированных бетонных конструкций // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. 2018. № 3(37). С. 26-37. EDN: YXQHVR
28. Немировский Ю. В., Тихонов С. В. Предельное состояние бетонных и железобетонных стержней при сложном и продольно-поперечном изгибе // Вестник ПНИПУ. Механика. 2020. № 1. с. 60-73.  DOI: 10.15593/perm.mech/2020.1.05 EDN: NUGCWM

1. Gemmerling A.V. Analysis of Framed Structures. Moscow, Stroitel'stvo Publ., 1974. 208 p. (In Russian).
2. Mishchenko A.V., Nemirovskii Yu.V., Vokhmyanin I.T. Rational and Optimal Design of Layered Rod Systems. Novosibirsk, Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering Publ., 2004. 488 p. (In Russian).
3. Bukhtiyarova A.S. Some results of studies on the robustness of spatial reinforced-concrete frame-and-rod systems. Izvestiya Yugo-Zapadnogo Gosudarstvennogo Universiteta, 2011, no. 5-2(38), pp. 243–246. EDN: ONUKYX. (In Russian).
4. Klyueva N.A., Shuvalov K.A. Method for experimental determination of deformation and fracture parameters of prestressed statically indeterminate reinforced-concrete beam systems in post-limit states. Vestnik MGSU, 2012, no. 11, pp. 61–66. EDN: PJBGNP. (In Russian).
5. Protsenko A.M., Vlasov V.V. Static principle of limit equilibrium and determination of the deformed state of statically indeterminate reinforced-concrete structures at the stage of exhaustion of their load-bearing capacity. Effects of Static, Dynamic, and Repeated Loads on Concrete and Reinforced-Concrete Structural Elements. Ed. by A.A. Gvozdev, 1972, pp. 192–222. (In Russian).
6. Kodysh E.N., Trekin N.N., Nikitin I.K. Design of Multistory Buildings with Reinforced-Concrete Frames. Moscow, Izdatel'stvo Stroitel'nykh Vuzov Publ. 352 p. (In Russian).
7. Egorychev O.O., Churin P.S., Poddaeva O.I. Experimental study of force and moment wind loads on high-rise buildings. Promyshlennoe i Grazhdanskoe Stroitel'stvo, 2014, no. 9, pp. 28–30. EDN: SNJVBR. (In Russian).
8. Egorychev O.O., Churin P.S. Experimental study of wind loads on high-rise buildings. Zhilishchnoe Stroitel'stvo, 2015, no. 6, pp. 20–22. EDN: TZVIWT. (In Russian).
9. Nemirovskii Yu.V., Boltaev A.I. Stress-strain diagrams of concrete and reinforced concrete. Vestnik Belgorodskogo Gosudarstvennogo Tekhnologicheskogo Universiteta im. V.G. Shukhova, 2015, no. 6, pp. 125–129. EDN: ULFTSV. (In Russian).
10. Mailyan L.R., Ivashchenko E.I. Calculation of Reinforced-Concrete Elements Based on Actual Material Deformation Diagrams. Rostov-on-Don, Rostov State University of Civil Engineering Publ., 2006. 222 p. ISBN: 5-9525-0014-5. EDN: QNMMNN. (In Russian).
11. Krus' Yu.A. Transformation of concrete deformation diagrams under uniaxial compression and tension. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Stroitel'stvo, 2008, no. 7, pp. 113–122. EDN: JTFKBZ. (In Russian).
12. Mishchenko A.V. Direct and inverse problems of deformation of layered rods with allowance for physical nonlinearity. Numerical Methods for Solving Problems of the Theory of Elasticity and Plasticity: Proceedings of the 19th All-Russian Conference, Biysk, August 28–31, 2005. Parallel Publ., 2005, pp. 184–188. EDN: ZTTUHT. (In Russian).
13. Nemirovskii Yu.V., Tikhonov S.V. Limit state of concrete and reinforced-concrete rods under complex and longitudinal-transverse bending. PNRPU Mechanics Bulletin, 2020, no. 1, pp. 60–73. DOI: 10.15593/perm.mech/2020.1.05. EDN: NUGCWM. (In Russian).
14. Nemirovskii Yu.V., Tikhonov S.V. Longitudinal-transverse bending of multilayer rods made of concrete and steel-fiber-reinforced concrete. Izvestiya Altaiskogo Gosudarstvennogo Universiteta, 2021, no. 1(117), pp. 40–46. DOI: 10.14258/izvasu(2021)1-06. EDN: MIOQHI. (In Russian).
15. Nemirovskii Y.V., Tikhonov S.V. On the stability loss of a rapidly rotating polymetallic disc. Mechanics of Solids, 2020, vol. 55, no. 6, pp. 767–775. DOI: 10.3103/S0025654420060114. EDN: YHFFQF.
16. Nemirovskii Yu.V., Tikhonov S.V. Influence of the cross-sectional shape of a multilayer concrete rod on its load-bearing capacity under longitudinal-transverse loading. Mechanics of Composite Materials and Structures, Complex and Heterogeneous Media: Abstracts of the 9th All-Russian Scientific Conference with International Participation Named after I.F. Obraztsov and Yu.G. Yanovskii, Dedicated to the 30th Anniversary of the Institute of Applied Mechanics of the Russian Academy of Sciences, 2019, pp. 185–189. (In Russian).
17. Nemirovskii Yu.V., Tikhonov S.V. Longitudinal-transverse bending of multilayer concrete rods reinforced with steel bars under the action of body forces. Vestn. Chuvash. Gos. Ped. Univ. im. I. Ya. Yakovleva. Ser.: Mekh. Pred. Sost., 2021, no. 2(48), pp. 94–103. DOI: 10.37972/chgpu.2021.48.2.011. EDN: YMTJFN. (In Russian).
18. Nemirovskii Y.V., Tikhonov S.V. Longitudinal-transverse bending of physically nonlinear rods by quasi-static loads and mass forces. Lecture Notes in Civil Engineering, 2021, vol. 170, pp. 447–457. DOI: 10.1007/978-3-030-79983-0_41. EDN: TXEURS.
19. Nemirovskii Y.V., Tikhonov S.V. Longitudinal-transverse bending of reinforced-concrete rods on the basis of nonlinear diagrams of deformation of phase materials. AIP Conference Proceedings, 2021, vol. 2448, article 020024. DOI: 10.1063/5.0073289. EDN: ZAAMGX.
20. Nemirovskii Yu.V., Tikhonov S.V. Longitudinal-transverse bending of physically nonlinear reinforced-concrete beams. Vestn. Chuvash. Gos. Ped. Univ. im. I. Ya. Yakovleva. Ser.: Mekh. Pred. Sost., 2021, no. 3(49), pp. 85–93. DOI: 10.37972/chgpu.2021.49.3.008. EDN: KFUFTA. (In Russian).
21. Mishchenko A.V., Nemirovskii Yu.V. Nonlinear deformation of concrete elements under longitudinal-transverse bending. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Stroitel'stvo, 2013, no. 4, pp. 133–146. EDN: QOLBMF. (In Russian).
22. Plevkov V.S., Kolupaeva S.N., Kudyakov K.L. Design diagrams of nonlinear deformation of basalt-fiber-reinforced concrete under static and short-term dynamic loading. Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Arkhitekturno-Stroitel'nogo Universiteta, 2016, no. 3, pp. 95–110. EDN: WAGNOJ. (In Russian).
23. Lukash P.A. Foundations of Nonlinear Structural Mechanics. Moscow, Stroitel'stvo Publ., 1974. 208 p. (In Russian).
24. Nemirovskii Yu.V., Tikhonov S.V. Influence of the cross-sectional shape and gravity on the deformation of multilayer concrete rods under quasi-static loads. Modelirovanie i Mekhanika Konstruktsii, 2020, no. 12, pp. 11–49. EDN: ETSDLQ. (In Russian).
25. Nemirovskii Yu.V. Prediction of nonlinear deformation of hybrid composite materials. Problems of Nonlinear Mechanics of Deformable Solids: Proceedings of the Second International Conference, Kazan, Russia, December 8–11, 2009. Kazan, Kazan State University Publ., 2009. EDN: IPMSVB. (In Russian).
26. Nemirovskii Yu.V. A method for calculating rod-type composite structures made of bimodular materials. Fundamental and Applied Problems of Modern Mechanics: Proceedings of the 5th All-Russian Scientific Conference. Tomsk, Tomsk State University Publ., 2006, pp. 288–290. EDN: YHERNR. (In Russian).
27. Nemirovskii Yu.V. Pre-limit deformation of hybrid reinforced-concrete structures. Vestn. Chuvash. Gos. Ped. Univ. im. I. Ya. Yakovleva. Ser.: Mekh. Pred. Sost., 2018, no. 3(37), pp. 26–37. EDN: YXQHVR. (In Russian).
28. Nemirovskii Yu.V., Tikhonov S.V. Limit state of concrete and reinforced-concrete rods under complex and longitudinal-transverse bending. PNRPU Mechanics Bulletin, 2020, no. 1, pp. 60–73. DOI: 10.15593/perm.mech/2020.1.05. EDN: NUGCWM. (In Russian).

Авторские права и лицензия

© 2022 Автор(ы). Статья публикуется в открытом доступе на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» 4.0 Всемирная (CC BY 4.0), которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего указания авторства. Авторские права на статью сохраняются за авторами.