vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2023-50-1-161-166vdgtu-1228Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREРасчет несущей способности изгибаемых плит с учетом диаграмм деформирования бетонаCalculation of the load-bearing capacity of the bent plates taking into account the diagrams of concrete deformationДжанкулаевА. Я.DzhankulaevA. Y.

Джанкулаев Амерхан Яхьяевич, кандидат технических наук, доцент кафедры строительных конструкций и механики

360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского,173

Amerhan Y. Dzhankulaev, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Department of Building Structures and Mechanics

173 Chernyshevsky St., Nalchik 360004

dzhankulaevaj@yandex.ruШогеновО. М.ShogenovO. M.

Шогенов Олег Мухамедович, кандидат технических наук, доцент кафедры строительных конструкций и механики

360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского,173

Oleg M. Shogenov, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Department of Building Structures and Mechanics

173 Chernyshevsky St., Nalchik 360004

admn5@mail.ruЛиховЗ. Р.LikhovZ. R.

Лихов Залимхан Русланович, кандидат технических наук, доцент кафедры строительных конструкций и механики 

360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского,173

Zalimhan R. Likhov, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Department of Building Structures and Mechanics

173 Chernyshevsky St., Nalchik 360004

zalimhan@mail.ruКазиевА. М.KaziyevA. M.

Казиев Аслан Мугазович, кандидат технических наук, доцент кафедры строительных конструкций имеханики 

360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского,173

Aslan M. Kaziyev, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Department of Building Structures and Mechanics

173 Chernyshevsky St., Nalchik 360004

kaziev1969@mail.ruБляниховИ. А.BlyanikhovI. A.

Блянихов Ислам Адамович, магистрант кафедры строительных конструкций и механики

360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского,173

Islam A. Blyanikhov, Master's student, Department of Building Structures and Mechanics

173 Chernyshevsky St., Nalchik 360004

iblyanickhov@gmail.comКабардино-Балкарский государственный университетРоссияH.M. Berbekov Kabardino-Balkarian State UniversityRussian Federation202311052023501161166Copyright © Джанкулаев А.Я., Шогенов О.М., Лихов З.Р., Казиев А.М., Блянихов И.А., 20232023Джанкулаев А.Я., Шогенов О.М., Лихов З.Р., Казиев А.М., Блянихов И.А.Dzhankulaev A.Y., Shogenov O.M., Likhov Z.R., Kaziyev A.M., Blyanikhov I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1228Цель

Цель. Исследуется влияние характера ниспадающей ветви диаграмм сжатия и растяжения бетона на предельную несущую способность изгибаемых сечений железобетонных конструкций при различных условиях нагружения близких к разрушению по нелинейной модели методом конечных элементов.

Метод

Метод. Применен метод конечных элементов в физически нелинейной постановке с использованием деформационной теории Н.И.Карпенко. Диаграммы деформирования используются с различной крутизной ниспадающей ветви. Расчеты выполняются шаговым итерационным методом последовательных нагружений по слоистой модели.

Результат

Результат. Произведен численный расчет плитных железобетонных элементов при различных условиях физической нелинейности бетона.

Вывод

Вывод. Обнаружено несущественное влияние крутизны ниспадающей ветви на несущую способность плитных изгибаемых конструкций. Использование упрощенных диаграммных зависимостей оправдано для проведения численных расчетов по нелинейной модели.

Objective

Objective. The influence of the nature of the descending branch of concrete compression and stretching diagrams on the ultimate load-bearing capacity of bent cross-section reinforced concrete structures under various loading conditions close to destruction according to the nonlinear finite element model is investigated.

Method

Method. The solution is performed by the finite element method in a physically nonlinear formulation using N.I.Karpenko's deformation theory. Deformation diagrams are used with different steepness of the descending branch. Calculations are performed by a step-by-step iterative method of successive loads on a layered model.

Result

Result. The results of numerical calculation of slab reinforced concrete elements under various conditions of physical nonlinearity of concrete are presented.

Conclusion

Conclusion. The insignificant influence of the steepness of the descending branch on the load-bearing capacity of plate bendable structures has been found and the use of simplified diagram dependencies is fully justified for numerical calculations using a nonlinear model.

диаграмма деформирования бетонаметод конечных элементовслоистая модельconcrete deformation diagramfinite element methodlayered modelReferencesКарпенко Н.И., Мухамедиев Т.А., Петров А.Н. Исходные и трансформированные диаграммы деформирования бетона и арматуры //Напряженно-деформированное состояние бетонных и железобетонных конструкций.-М.:НИИЖБ Госстроя СССР, 1986.-с.7-25.Karpenko N.I., Mukhamediev T.A., Petrov A.N. Initial and transformed diagrams of concrete and reinforcement deformation. The stress-strain state of concrete and reinforced concrete structures.-M.:NIIZHB Gosstroy of the USSR, 1986;7-25. [In Russ]Карпенко Н.И. К совершенствованию диаграмм деформирования бетона для определения момента трещинообразования и разрушающего момента в изгибаемых железобетонных элементах / Н.И. Карпенко, О.В. Радайкин / Строительство и реконструкция. – 2010 - №3 (41) – с. 10-16.Karpenko N.I. To improve the diagrams of concrete deformation to determine the moment of cracking and the breaking moment in bent reinforced concrete elements / N.I. Karpenko, O.V. Radaykin. Construction and reconstruction. 2010; 3 (41):10-16. [In Russ]Карпенко Н.И. К определению деформаций изгибаемых железобетонных элементов с использованием диаграмм деформирования бетона и арматуры / Н.И. Карпенко, Б.С. Соколов, О.В. Радайкин / Теория инженерных сооружений. Строительные конструкции. – 2012 - №2 (40) – с. 11-1911Karpenko N.I. To the definition of deformations of bent reinforced concrete elements using diagrams of concrete and reinforcement deformation. N.I. Karpenko, B.S. Sokolov, O.V. Radaykin. Theory of engineering structures. Building structures. 2012; 2 (40): 11-1911[In Russ]Карпенко Н.И. К построению методики расчета стержневых элементов на основе диаграмм деформирования материалов. Н.И. Карпенко, Т.А. Мухамедиев, М.А. Сапожников // Совершенствование методов расчета статически неопределимых железобетонных конструкций. – М.: 1987. – С. 4-24.13Karpenko N.I. To the construction of methods for calculating core elements based on diagrams of deformation of materials [Text]N.I. Karpenko, T.A. Mukhamediev, M.A. Sapozhnikov. Improvement of methods for calculating statically indeterminate reinforced concrete structures. M.: 1987; 4-24.13[In Russ]Карпенко Н.И. К построению обобщенной зависимости для диаграммы деформирования бетона [Текст] / Н.И. Карпенко // Строительные конструкции. – Минск, 1983. – С. 164-173.12Karpenko N.I. On the construction of a generalized dependence for the concrete deformation diagram [Text] / N.I. Karpenko. Building structures. Minsk, 1983; 164-173.12[In Russ]Карпенко Н.И. К расчету прочности, жесткости и трещиностойкости внецентренно сжатых железобетонных элементов с применением нелинейной деформационной модели / Н.И. Карпенко, Б.С. Соколов, О.В. Радайкин / Известия КГАСУ. – 2013 - № 4 (26) – с. 113-120.25Karpenko N.I. To the calculation of strength, stiffness and crack resistance of non-centrally compressed reinforced concrete elements using a nonlinear deformation mode.N.I. Karpenko, B.S. Sokolov, O.V. Radaykin Izvestiya KGASU. 2013;4 (26): 113-120.25[In Russ]Карпенко Н.И. К совершенствованию диаграмм деформирования бетона для определения момента трещинообразования и разрушающего момента в изгибаемых железобетонных элементах / Н.И. Карпенко, О.В. Радайкин / Строительство и реконструкция. – 2010 - №3 (41) – с. 10-16.15Karpenko N.I. To the improvement of concrete deformation diagrams for determining the moment of cracking and breaking moment in bent reinforced concrete elements. N.I. Karpenko, O.V. Radaykin. Construction and reconstruction. 2010; 3 (41):10-16.15[In Russ]Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. – М.: Стройиздат, 1996. – 416 с.Karpenko N.I. General models of reinforced concrete mechanics. M.: Stroyizdat, 1996;416[In Russ]Карпенко С.Н. О построении связей между приращениями напряжений и деформаций на основе различных диаграмм Вестник гражданских инженеров. – СПбГАСУ. – 2010. – №1.14Karpenko S.N. On the construction of connections between stress and strain increments based on various diagrams [Text] Bulletin of Civil Engineers. SPbGASU. 2010;1.14[In Russ]Dzhankulayev, A.Y., Likhov, Z.R., Shogenov, O.M. The Finite Element of the Plate with the Account of the Transformation of the Cross Section and the Nonlinear Foundation. Conference: 2018 IEEE International Conference "Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies" (IT&QM&IS). 2018. Vol. 8525048.Dzhankulayev, A.Y., Likhov, Z.R., Shogenov, O.M. The Finite Element of the Plate with the Account of the Transformation of the Cross Section and the Nonlinear Foundation. Conference: 2018 IEEE International Conference "Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies" (IT&QM&IS). 2018; 8525048.Джанкулаев А.Я., Карпенко Н.И. Методика учета объемного напряженно-деформированного состояния в расчетах железобетонных плит. Материалы 29-ой международной конференции в области бетона и железобетона. – М.: Стройиздат. – 1992.Dzhankulaev A.Y., Karpenko N.I. Methods of accounting for the volumetric stress-strain state in the calculations of reinforced concrete slabs. Materials of the 29th International Conference in the field of concrete and reinforced concrete. Moscow: Stroyizdat. 1992. [In Russ]Джанкулаев А.Я. Диаграмма деформирования бетона // Вестник КБГУ. Серия Технические науки. Выпуск 5.-Нальчик: Каб.-Балк. ун-т., 2003.-с.101-103.Dzhankulaev A.Y. Diagram of concrete deformation . Bulletin of the KBSU. Series of Technical Sciences. Issue 5.-Nalchik: Kab.-Balk. un-T., 2003;101-103. [In Russ]Джанкулаев А.Я.Моделирование диаграммы деформирования бетона в системе MATLAB.Гутов А.А., Карданов М.М.,Машуков И.К., Кабло М.Университетский научный сборник №3. Нальчик: КБГУ, 2019Dzhankulaev A.Y. Modeling of the concrete deformation diagram in the MATLAB system. Gutov A.A., Kardanov M.M., Mashukov I.K., Kablo M.University Scientific Collection Nalchik: KBSU,2019;3[In Russ]Finite element calculation model of the piled rafts. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 913(3),032054. Dzhankulayev, A.J., Guenko, N.A., Dzhankulayev, A.A., Dyshekov, H.M.Finite element calculation model of the piled rafts. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 913(3),032054. Dzhankulayev, A.J., Guenko, N.A., Dzhankulayev, A.A., Dyshekov, H.M.Д.Р. Маилян., К.В. Кургин. О необходимости трансформации базовой аналитической зависимости "σb-εb" бетона// Инженерный вестник Дона, №4 (2011) ivdon.ru/ru/magazine/archive/ n4y2011/712.D.R. Mailyan., K.V. Kurgin. On the need to transform the basic analytical dependence "σb-eb" of concrete. Engineering Bulletin of the Don, 2011; 4.ivdon.ru/ru/magazine/archive / n4y2011/712. [In Russ]Ерышев В.А. Численные методы расчета прочности железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели с использованием диаграмм деформирования материалов / В.А. Ерышев / Вестник НГИЭИ. – 2018 - № 6 (85) – с. 17-26.31Yeryshev V.A. Numerical methods for calculating the strength of reinforced concrete elements using a nonlinear deformation model using material deformation diagrams. Bulletin of the NGIEI. 2018;6 (85):17- 26.31[In Russ]З.Р. Лихов, В.Х. Хуранов, М.И. Бжахов, А.Я. Джанкулаев. Учет полных диаграмм деформирования материалов в алгоритме расчета изгибаемых железобетонных элементов. Научно-технический вестник Поволжья. №6 2014г. – Казань. c.213-218.Z.R. Likhov, V.H. Khuranov, M.I. Bzhakhov, A.Ya. Dzhankulaev. Accounting of complete diagrams of deformation of materials in the calculation algorithm of bent reinforced concrete elements. Scientific and Technical Bulletin of the Volga region. Kazan. 2014;62:13-218. [In Russ]Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975. 542 с.Zenkevich O. Finite element method in engineering. M.: Mir, 1975; 542. [In Russ]Бате К., Р. Вилсон. Численные методы анализа и метод конечных элементов – М.: Стройиздат, 1982. – 448 с.Bate K., R. Wilson. Numerical methods of analysis and the finite element method. M.: Stroyizdat, 1982; 448. [In Russ]Никулина Ю.А., С.И. Пирко, В.В. Кочерженко.Особенности применения нелинейной и упрощенной деформационных расчетных моделей для определения прочности изгибаемых железобетонных элементов прямоугольного сечения. Наука и инновации в строительстве. – 2017 – с. 82-89.Nikulina Yu.A., S.I. Pirko, V.V. Kocherzhenko. Features of the application of nonlinear and simplified deformation calculation models for determining the strength of bent reinforced concrete elements of rectangular cross-section. Science and Innovation in Construction. 2017; 82-89[In Russ]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.