ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛЗУЧЕСТИ БЕТОНА ПРИ РАЗНЫХ ВИДАХ НДС
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛЗУЧЕСТИ БЕТОНА ПРИ РАЗНЫХ ВИДАХ НДС
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2026-22-1-14-27Ключевые слова:
ползучесть бетона, численное моделирование, высокопрочный бетон, ATENA, модели ползучести B3, Model CodeАннотация
В статье рассматривается проблема численного моделирования деформаций ползучести современных высокопрочных модифицированных самоуплотняющихся бетонов. Актуальность исследования обусловлена несовершенством нормативной базы, в частности, СП 63.13330.2018, который предлагает чрезмерно упрощенный и консервативный подход к учету ползучести, не учитывающий особенности современных бетонов и не позволяющий выполнять прогнозирование. Существующие более детальные отечественные рекомендации 1984 года, напротив, морально устарели и не применимы к высокопрочным бетонам.
Целью работы является оценка применимости современных и устаревших расчетных моделей ползучести для прогнозирования деформаций высокопрочного бетона класса в различных условиях влажности. Исследование проводилось методом численного моделирования в программном комплексе ATENA с верификацией результатов на экспериментальных данных.
Результаты показали, что прямое применение даже самых современных моделей (B3, MC 2010) приводит к значительным погрешностям (от 13% до 130%), варьирующимся в зависимости от влажности. Модели 1970-80-х годов (на примере ACI-78) оказались полностью неприменимы, демонстрируя расхождения с экспериментом до 600%. Показана необходимость модификации моделей не только под конкретный состав бетона, но и под условия его твердения и влажности.
Сделан вывод о критической важности верификации и калибровки вычислительных моделей на основе экспериментов перед моделированием сложного напряженно-деформированного состояния. Предложен алгоритм действий для повышения точности прогнозирования ползучести при многоосных нагрузках, включающий обязательную экспериментальную проверку граничных условий.
Библиографические ссылки
Domarova E.V. (2022) Vliyanie polzuchesti na napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie zhelezobetonnykh mnogoetazhnykh zdanii [In-fluence of creep on the stress-strain state of re-inforced concrete multi-story buildings]. Con-struction and Reconstruction, №9, pp. 14–22. DOI: 10.33979/2073-7416-2022-101-3-14-22.
Bezgodov I.M., Kapustin D.E., Efishov L.I. (2024) Physical-mechanical and rheological characteristics of high-strength concrete and granite. Industrial and Civil Construction, no. 8, pp. 48–56. DOI: 10.33622/0869-7019.2024.08.48-56.
Garas V.Y., Kurtis K.E., Kahn L.F. (2012) Creep of UHPC in tension and compression: Effect of thermal treatment. Cement and Con-crete Composites, vol. 34, no. 4, pp. 493–502. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2011.12.002.
Huang Y., Wang J., Wei Q., Shang H., Liu X. (2023) Creep behaviour of ultra-high-performance concrete (UHPC): A review. Jour-nal of Building Engineering, vol. 69, p. 106187. DOI: 10.1016/j.jobe.2023.106187.
Xu Y., Liu J., Liu J., Zhang P., Zhang Q., Jiang L. (2018) Experimental studies and mod-eling of creep of UHPC. Construction and Building Materials, vol. 175, pp. 643–652. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.157.
Switek-Rey A., Denarié E., Brühwiler E. (2016) Early age creep and relaxation of UHPFRC under low to high tensile stresses. Cement and Concrete Research, vol. 83, pp. 57–69. DOI: 10.1016/j.cemconres.2016.01.005.
Zeng Y., Zhang W., Yu H., Li W. (2025) Study on two-dimensional creep effects of RC slab structures. Applied Mathematical Model-ling, vol. 138, Part B. DOI: 10.1016/j.apm.2024.115824.
Aghani K., Afshin H., Abedi K., Farahmand-Tabar S. (2025) Advanced creep modeling for pre-stressed CFRP-strengthened RC beams: An AAEM-based automated ABAQUS subroutine. Advances in Engineering Software, vol. 211, p. 104041. DOI: 10.1016/j.advengsoft.2025.104041.
Krylov S.B., Arleninov P.D. (2024) Mathe-matical Modeling of Relaxation Process in Concrete. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, vol. 20, no. 2, pp. 25–33. DOI: 10.22337/2587-9618-2024-20-2-25-33.
Bezgodov I.M., Kaprielov S.S., Sheynfeld A.V. (2022) Relationship between Strength and Deformation Characteristics of High-Strength Self-Compacting Concrete. International Jour-nal for Computational Civil and Structural En-gineering, vol. 18, no. 2, pp. 175–183. DOI: 10.22337/2587-9618-2022-18-2-175-183.
Branson D.E., Christiason M.L. (1971) Time Dependent Concrete Properties Related To Design-Strength and Elastic Properties, Creep, and Shrinkage. ACI Special Publication, vol. 27, pp. 257–278. DOI: 10.14359/17187.
Bazant Z.P. (1982) Mathematical models for creep and shrinkage of concrete. In: Bazant Z.P., Wittmann F.H. (eds.) Creep and Shrinkage in Concrete Structures. London: J. Wiley & Sons, pp. 163–256.
Galustov K.Z. (2006) Nelineinaya teoriya polzuchesti i raschet zhelezobetonnykh konstruktsii [Nonlinear Theory of Creep and Design of Reinforced Concrete Structures]. Moscow: Fizmatlit, 248 p.
Tamrazyan A.G., Esayan S.G. (2012) Mekhanika polzuchesti betona [Mechanics of Concrete Creep]. Moscow: MGSU, 490 p.
Sanzharovsky R.S. (2014) Nelineinaya nasledstvennaya teoriya polzuchesti [Nonlinear hereditary theory of creep]. Stroitel'naya mekhanika inzhenernykh konstruktsii i sooruzhenii, no. 1, pp. 63–68.
Krylov S.B., Arleninov P.D. (2009) Proverka sovmestimosti uravnenii lineinoi teorii polzuchesti i predlozheniya ryada bolee tochnykh zavisimostei [Compatibility check of the equations of the linear theory of creep and proposals for a number of more accurate de-pendencies]. In: Aktual'nye problemy issledovanii po teorii sooruzhenii: Sbornik nauchnykh statei [Current Problems of Research in the Theory of Structures: Collection of Scientific Articles]. Moscow: OAO «TsPP», vol. Part 2, pp. 245–252.
Mkrtchan A.M., Aksenov V.M. (2013) Analiticheskoe opisanie diagrammy deformirovaniya vysokoprochnykh betonov [Analytical description of the deformation dia-gram of high-strength concretes]. Inzhenernyi vestnik Dona, no. 3.
Arleninov P.D. (2016) Deformirovanie i ustoichivost' szhatykh i vnetsentrenno-szhatykh sterzhnevykh zhelezobetonnykh elementov s uchetom polzuchesti i treshchinoobrazovaniya [Deformation and stability of compressed and eccentrically compressed reinforced concrete bar elements taking into account creep and cracking]. PhD Thesis. Moscow, 143 p.
Krylov S.B., Kornyushina M.P., Kozlov G.M., Kalmakova P.S. (2024) Effektivnost' sochetaniya komp'yuternykh metodov modelirovaniya stroitel'nykh konstruktsii i printsipov klassicheskogo analiza [The effec-tiveness of combining computer modeling methods for building structures and the princi-ples of classical analysis]. Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo, no. 1, pp. 166–170. DOI: 10.22337/2077-9038-2024-1-166-170.
Konin D.V., Krylov A.S., Gavrilov D.N. (2023) O rabote stalezhelezobetonnykh konstruktsii pri vnetsentrennom szhatii [On the behavior of steel-concrete structures under ec-centric compression]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo, no. 12, pp. 31–37. DOI: 10.33622/0869-7019.2023.12.31-37.
Cervenka V., Cervenka J., Kadlec L. (2018) Model uncertainties in numerical simulations of reinforced concrete structures. Structural Concrete, vol. 19, no. 3, pp. 779–789. DOI: 10.1002/suco.201700287.
Kabantsev O.V., Krylov S.B., Trofimov S.V. (2021) Numerical Investigation on the Punching Shear Mechanism for Reinforced Concrete Thin and Thick Slabs. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, vol. 17, no. 4, pp. 91–105. DOI: 10.22337/2587-9618-2021-17-4-91-105.
Krylov A.S. (2019) Chislennye raschety stalezhelezobetonnykh balok s uchetom kontaktnogo vzaimodeistviya stalnogo serdechnika s betonom [Numerical analysis of steel-concrete beams with regard to contact in-teraction between the steel core and concrete]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta, vol. 21, no. 2, pp. 175–184. DOI: 10.31675/1607-1859-2019-21-2-175-184.
Travush V., Arleninov P., Desyatkin M. (2023) Nesuschaya sposobnost' stalezhelezobetonnykh sten s listovym armirovaniem na staticheskie nagruzki [Bearing capacity of steel-concrete walls with sheet rein-forcement under static loads]. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, vol. 19, no. 4, pp. 166–181. DOI: 10.22337/2587-9618-2023-19-4-166-181.
Travush V.I., Konin D.V., Krylov A.S. (2024) The stiffness of steel-plate composite structures for short-term loads. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, vol. 20, no. 4, pp. 105–118. DOI: 10.22337/2587-9618-2024-20-4-105-118.
Kaprielov S.S., Arleninov P.D., Sheynfeld A.V., Kalmakova P.S. (2025) Vliyanie otnositel'noi vladhnosti vozdukha na koeffitsient polzuchesti vysokoprochnykh samouplotnyayushchikhsya betonov [Influence of relative air humidity on the creep coefficient of high-strength self-compacting concretes]. Stroitel'nye materialy, no. 10 (840), pp. 25–35.
Bazant Z.P., Baweja S. (1994) Creep and shrinkage prediction model for analysis and design of concrete structures—Model B3. Structural Engineering Report 94-10/603c. Northwestern University.
Bazant Z.P., Baweja S. (2000) Creep and shrinkage prediction model for analysis and design of concrete structures: Model B3. In: Al-Manaseer A. (ed.) Adam Neville Symposium: Creep and Shrinkage—Structural Design Ef-fects. ACI Special Publication SP-194. Farm-ington Hills: American Concrete Institute, pp. 1–83.
Chiorino M.A. (1984) CEB Design Manual: Structural effects of time dependent behaviour of concrete. Saint-Saphorin: Georgi Publishing Company, 391 p.
Chiorino M.A. (1993) Revision of the de-sign aids of the CEB Design Manual Structural effects of time dependent behaviour of concrete, in accordance with the CEB-FIP Model Code 1990. Bulletin d'Information, no. 215. Lausanne: Comité Euro-International du Béton, 297 p.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 International Journal for Computational Civil and Structural Engineering
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
