ВРЕМЯ ЗАДЕРЖКИ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА
ВРЕМЯ ЗАДЕРЖКИ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2024-20-2-118-131Ключевые слова:
Коэффициент динамического упрочнения, время задержки разрушения, вязко-упруго-пластическая модель, бетон, скорость деформирования, модуль вязкого сопротивления, модель Кельвина-ФойгтаАннотация
При однократном действии на бетонное и железобетонное сооружение кратковременной динамической нагрузки аварийного типа, величина которой может превышать величину статической несущей способности конструкции наблюдалось что разрушение произойдет не сразу, а по истечении определенного времени (время задержки разрушения td). Если действие динамической нагрузки прекратить до момента td, то конструкция не разрушится. Поэтому точного определение времени задержки разрушения бетона является важной и актуальной проблемой. Для решения данной проблемы, в статье представлена вязко-упруго-пластическая модель, позволяющая описывать напряженно-деформированное состояние бетона при динамическом нагружении. Эта модель состоит из 2-х элементов: нелинейная пружина А и поршень В, соединенных между собой параллельно. Элемент А описывает нелинейные упругопластические свойства бетона, а элемент В учитывает влияние скоростного деформирования бетона. Под действием внезапных динамических нагрузок с интенсивностью большей, чем статическая несущая способность бетона вязкий элемент В способствует торможению развития деформаций, инициируемых в элементе А. На основе предлагаемой модели время задержки разрушения определяется отрезком времени, необходимым для того, чтобы деформация бетона достигла своего предельного значения. Также доказаны основные факторы, влияющие на деформацию и разрушение бетона, такие как бетона по прочности на сжатие, уровень перенагружения и коэффициент вязкого сопротивления.
Библиографические ссылки
Bazhenov Yu.M. (1970) Beton pri dinamicheskom nagruzhenii [Concrete under dynamic loading]. Мoscow: Stroyizdat. (in Russian)
Rossi P. (1991) Influence of cracking in the presence of free water on the mechanical be-haviour of concrete. Magazine of concrete research, vol. 43, no 154, pp. 53-57. doi:10.1680/MACR.1991.43.154.53 DOI: https://doi.org/10.1680/macr.1991.43.154.53
Cadoni E., Solomos G., Albertini C. (2009) Mechanical characterisation of con-crete in tension and compression at high strain rate using a modified Hopkinson bar. Magazine of Concrete Research, vol. 61, no 3, pp. 221-230. doi:10.1680/MACR.2006.00035 DOI: https://doi.org/10.1680/macr.2006.00035
Fedorova N.V., Medyankin M.D., Busho-va O.B. (2020) Eksperimentalnoe opredele-nie parametrov statiko-dinamicheskogo de-formirovaniya betona pri rezhimnom nagru-zhenii [Experimental determination of the parameters of the static-dynamic deformation of concrete under loading modal]. Stroitelstvo i rekonstruktsiya, no 3, pp. 72–81. DOI: https://doi.org/10.33979/2073-7416-2020-89-3-72-81
Korobkova M.V. (2015) Ispytaniya bet-onnykh obraztsov s dempfiruyushchimi do-bavkami na dinamicheskuyu prochnost [Tests of Concrete Samples with Damping Additives on Dynamic Strength]. Stroitelnye materialy, vol. 6, pp. 9–12.
Fedorova N.V., Medyankin M.D., Busho-va O.B. (2020) Opredelenie parametrov statiko-dinamicheskogo deformirovaniya betona [Determination of static-dynamic de-formation parameters of concrete]. Promysh-lennoe i grazhdanskoe stroitelstvo, no 1, pp. 4–11.
Al-Salloum Y., Almusallam T., Ibrahim S.M., Abbas H., Alsayed S. (2015) Rate dependent behavior and modeling of con-crete based on SHPB experiments. Cement and Concrete Composites, vol. 55, pp. 34–44. doi:10.1016/j.cemconcomp.2014.07.011 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.07.011
Malvar L.J., Ross C.A. (1998) Review of strain rate effects for concrete in tension. ACI Materials Journal, vol. 95, no 6, pp. 735-739. doi:10.14359/418 DOI: https://doi.org/10.14359/418
Fu H.C., Erki M.A., Seckin M. (1991) Re-view of Effects of Loading Rate on Con-crete in Compression. Journal of Structural Engineering, vol. 117, no 12, pp. 3645–3659. doi:10.1061/(ASCE)0733-9445(1991)117:12(3645) DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1991)117:12(3645)
Guo Y.B., Gao G.F., Jing L., Shim V.P.W. (2022) Dynamic Properties of Mor-tar in High-strength Concrete. International Journal of Impact Engineering, vol. 165. doi:10.1016/J.IJIMPENG.2022.104216. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2022.104216
Ali M.A., Tomann C., Aldakheel F., Mahlbacher M., Noii N., Oneschkow N., Drake K.H., Lohaus L., Wriggers P., Haist M. (2022) Influence of Moisture Con-tent and Wet Environment on the Fatigue Behaviour of High-Strength Concrete. Mate-rials, vol. 15, no 3. doi:10.3390/MA15031025 DOI: https://doi.org/10.3390/ma15031025
Salem S., Eissa E., Zarif E., Sherif S., Shazly M. (2023) Influence of moisture con-tent on the concrete response under dynamic loading. Ain Shams Engineering Journal, vol. 14, no 5. doi:10.1016/J.ASEJ.2022.101976. DOI: https://doi.org/10.1016/j.asej.2022.101976
Qi C., Xia C., Dyskin A., Zhao F. (2021) Effect of crack interaction and friction on the dynamic strength of rock-like materials with many cracks. Engineering Fracture Mechanics, vol. 257. doi:10.1016/J.ENGFRACMECH.2021.108006 DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2021.108006
Yu W., Jin L., Du X. (2021) Influence of pre-static loads on dynamic compression and corresponding size effect of concrete: Mesoscale analysis. Construction and Build-ing Materials, vol. 300. doi:10.1016/J.CONBUILDMAT.2021.124302 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124302
Alanazi N., Kolawole J.T., Buswell R., Susmel L. (2022) The Theory of Critical Distances to assess the effect of cracks/manufacturing defects on the static strength of 3D-printed concrete. Engineer-ing Fracture Mechanics, vol. 269. doi:10.1016/J.ENGFRACMECH.2022.108563 DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2022.108563
Fu Q., Zhang Z., Zhao X., Hong M., Guo B., Yuan Q., Niu D. (2021) Water satura-tion effect on the dynamic mechanical be-haviour and scaling law effect on the dy-namic strength of coral aggregate concrete. Cement and Concrete Composites, vol. 120. doi:10.1016/J.CEMCONCOMP.2021.104034 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2021.104034
Selyutina N.S., Petrov Y.V. (2020) Fracture of saturated concrete and rocks under dy-namic loading. Engineering Fracture Me-chanics, vol. 225. doi:10.1016/J.ENGFRACMECH.2018.11.052 DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2018.11.052
Bazhenov Y.M., Udaltsov V.S. (1964) Ob effekte zaderzhki razrusheniya betona na pri dinamicheskom nagruzhenii [On the effect of delaying the failure of concrete under dynamic loading]. Materialy XV Itogovoy nauchno-issledovatelskoy konferentsii VNO VIKA, no 11, pp. 8-11.
Rakhmanov V.A., Rozovsky E.L., Tsupkov I. (1987) Vliyanie dinamicheskogo vozdeystviya na prochnostnye i deforma-tivnye svoystva tyazhelogo betona [The influence of dynamic influence on the strength and deformation properties of heavy concrete]. Beton i zhelezobeton, no 7, pp. 19-20.
Fedorova N.V., Ngoc V.T. (2020) Defor-mation and failure of monolithic reinforced concrete frames under special actions. Jour-nal of Physics: Conference Series, vol. 1425, no 1. doi:10.1088/1742-6596/1425/1/012033 DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1425/1/012033
Savin, S., Kolchunov, V., Fedorova, N., Tuyen Vu, N. (2023) Experimental and Numerical Investigations of RC Frame Sta-bility Failure under a Corner Column Re-moval Scenario. Buildings, Vol. 13, no 4. doi:10.3390/BUILDINGS13040908 DOI: https://doi.org/10.3390/buildings13040908
Tuyen V.N., Ivanovich K.V., Vitalyevna F.N. (2024) Dynamic response model of re-inforced concrete building frame under col-umn removal scenario. Structures, vol. 63. doi:10.1016/J.ISTRUC.2024.106356 DOI: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2024.106356
Geniev G.A. (1998) Metod opredeleniya dinamicheskikh predelov prochnosti betona [Method for determining the dynamic strength limits of concrete]. Beton i zhelezo-beton, no 1, pp. 18-19.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 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.
