Особливості роботи залізобетонних арок з регулюванням зусиль при повторних навантаженнях

Заголовок (англійською): 
Features of the work of reinforced concrete arches with adjustment of effort under repeated loads
Автор(и): 
Кислюк Д.Я.
Савенко В.І.
Ужегова О.А.
Самчук В.П.
Нінічук Н.В.
Автор(и) (англ): 
Kyslyuk D.Y.
Savenko V.I.
Uzhehova O.A
Samchuk V.P.
Ninichuk M.V.
Ключові слова (укр): 
залізобетон, двошарнірна арка, перерозподіл зусиль. попереднє напруження, напружено-деформований стан
Ключові слова (англ): 
reinforced concrete, double-hinged arch, redistribution of forces, preliminary stress, stressed-strained state
Анотація (укр): 
Експериментально досліджено роботу двошарнірних залізобетонних арок, що дає можливість дослідити особливості напружено-деформованого стану перерізах поясу та характер перерозподілу зусиль арки між верхнім поясом та затяжкою, розвитку прогинів та тріщин при одноразових та повторних короткочасних статичних навантаженнях. Наведено методику розрахунку внутрішніх зусиль двохшарнірних залізобетонних арок із врахуванням перерозподілу зусиль при повторних навантаженнях.
Анотація (англ): 
In two-hinged arches, by adjusting the tightening force, it is possible to reduce the maximum values of bending moments in cross-sections under certain loads and dimensions of the structure. Solid two-hinged arches can be manufactured both at factories of reinforced concrete structures and directly at construction sites, depending on the size of the structure, the possibility of transportation, their number and other factors. Such arches are used in constructions covering industrial and public buildings, bridge structures, spatial coverings of buildings (shell diaphragms). In the process of operation, arches as a part of coverings in industrial and civil buildings and structures can be subjected to repeated loads, sometimes overloading and damage, which significantly affect the stress-deformed state of the cross-sections of the arch and tension. In two-hinged arches, there can be a redistribution of forces between the upper belt of the arch and the tightening, which affects their strength and stiffness. The work of two-hinged reinforced concrete arches was experimentally investigated, which makes it possible to investigate the features of the stress-strain state of the belt sections and the nature of the redistribution of arch forces between the upper belt and the tension, the development of deflections and cracks under one-time and repeated short-term static loads. As a result of the formation and development of cracks, the growth of plastic deformations in concrete, the stress-strain state changes and there is a redistribution of internal forces in the cross-sections of the arch, the rigidity of the reinforced concrete belt of the arch decreases and it works as an elastic element. The methodology for calculating the internal forces of two-hinged reinforced concrete arches is presented, taking into account the redistribution of forces during repeated loads. The proposed method will make it possible to more reliably design reinforced concrete arched structures, namely to reduce the moment of cracking of the stretched concrete zone, the deflection of the structure without reducing the bearing capacity of arched structures.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2024, номер 113
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2024, number 113
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
21-113_kislyuk_d.ya_._savenko_v.i._uzhegova_o.a._samchuk_v.p._ninichuk_n.v.pdf
Дата публікації: 
26 December 2024
Номер збірника: 
113
Університет автора: 
Луцький національний технічний університет м. Луцьк ; Київський національний університет будівництва і архітектури
Литература: 
 
  1. Y.M. Babych, O.V. Andriichuk, S.O. Uzhehov, R.V. Pasichnyk and D.Y. Kysliuk. Determination of stresses in thin-walled steel fiber reinforced concrete roofs in the form of hyperbolic paraboloid. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering – MSE, 2019. Vollume 708, Number 1, 012042, p. 1-8. doi:10.1088/1757-899X/708/1/012042 (Scopus та Web of Science Core Collection).
  2. Бабич Є.М., Крусь Ю.О. Бетонні та залізобетонні елементи в умовах малоциклових навантажень: Монографія. - Рівне: Видавництво Рівненського державного технічного університету, 1999.- 119 с.
  3. Jun Yang, Rui Chen, Zhongya Zhang, Yang Zou, Jianting Zhou, Junrun Xia. Experimental study on the ultimate bearing capacity of damaged RC arches strengthened with ultra-high performance concrete. Engineering Structures. Volume 279, 15 March 2023, 115611.
  4. Jun Yang, Junrun Xia, Zhongya Zhang, Yang Zou, Zongshan Wang, Jianting Zhou. Experimental and numerical investigations on the mechanical behavior of reinforced concrete arches strengthened with UHPC subjected to asymmetric load. Structures. Volume 39, May 2022, P. 1158-1175.
  5. Qilong Xia, Yuyin Wang, Jasmin Jelovica, Changyong Liu, Dawei Sun. Experimental study on corrugated steel–concrete composite semicircular arches under midspan loading. Structures. Volume 38, April 2022, P. 1137-1150.
  6. Y M Babych , V V Savitskiy , O V Andriichuk , M V Ninichuk and D Y Kysliuk. Results of experimental research of deformability and crackresistance of two span continuous reinforced concrete beams with combined reinforcement. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering – MSE, 2019. Vollume 708, Number 1, 012043, p. 1-8. doi:10.1088/1757-899X/708/1/012043 (Scopus та Web of Science Core Collection).
  7. Сабір Юсіф Бакір. Несуча здатність залізобетонних арок з урахуванням технологічної пошкодженості бетону. Автореферат дис. канд. техн. наук: 05.23.01. - 2013. -22 с.
  8. Караван Б. В. Результати експериментальних досліджень залізобетонної арки з високоміцного бетону на дію малоциклових повторних навантажень. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Збірник наукових праць. Вип. 43. Рівне, 2023. С. 137-145.
  9. Asal Pournaghshband. Form-finding of Arch Structures – 2016. University of Warwick, School of Engineering.
  10. Кислюк Д.Я. Робота і розрахунок залізобетонних арок з регулюванням зусиль при повторних навантаженнях: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.01. Полтава, 2012. 25 с.
  11. Кислюк Д. Я., Задорожнікова І. В.  Зміна напружено-деформованого стану в двохшарнірних залізобетонних арках з попереднім натягом затяжки при повторних навантаженнях / Містобудування та територіальне планування. науково-технічний збірник. - Вип. 61. К.:КНУБА, - 2016.  - С. 237-246.
  
References: 
  1. Y.M. Babych , O. V. Andriichuk, S. O. Uzhehov, R. V. Pasichnyk and D. Y. Kysliuk. Determination of stresses in thin-walled steel fiber reinforced concrete roofs in the form of hyperbolic paraboloid. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering – MSE, 2019. Vollume 708, Number 1, 012042, p. 1-8. doi:10.1088/1757-899X/708/1/012042 (Scopus та Web of Science Core Collection).
  2. Babych Ye.M., Krus Yu.O. Betonni ta zalizobetonni elementy v umovakh malotsyklovykh navantazhen: Monohrafiia. (Concrete and reinforced concrete elements under short-cycle loads: Monograph) - Rivne: Vydavnytstvo Rivnenskoho derzhavnoho tekhnichnoho universytetu, 1999.- 119 s.
  3. Jun Yang, Rui Chen, Zhongya Zhang, Yang Zou, Jianting Zhou, Junrun Xia. Experimental study on the ultimate bearing capacity of damaged RC arches strengthened with ultra-high performance concrete. Engineering Structures. Volume 279, 15 March 2023, 115611.
  4. Jun Yang, Junrun Xia, Zhongya Zhang, Yang Zou, Zongshan Wang, Jianting Zhou. Experimental and numerical investigations on the mechanical behavior of reinforced concrete arches strengthened with UHPC subjected to asymmetric load. Structures. Volume 39, May 2022, P. 1158-1175.
  5. Qilong Xia, Yuyin Wang, Jasmin Jelovica, Changyong Liu, Dawei Sun. Experimental study on corrugated steel–concrete composite semicircular arches under midspan loading. Structures. Volume 38, April 2022, P. 1137-1150.
  6. Y.M. Babych, V.V. Savitskiy, O.V. Andriichuk, M.V. Ninichuk and D.Y. Kysliuk. Results of experimental research of deformability and crackresistance of two span continuous reinforced concrete beams with combined reinforcement. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering – MSE, 2019. Vollume 708, Number 1, 012043, p. 1-8. doi:10.1088/1757-899X/708/1/012043 (Scopus та Web of Science Core Collection).
  7. Sabir Yusif Bakir. Nesucha zdatnist zalizobetonnykh arok z urakhuvanniam tekhnolohichnoi poshkodzhenosti betonu. Avtoreferat dys. kand. tekhn. nauk: 05.23.01. (Bearing capacity of reinforced concrete arches taking into account the technological damage of concrete. Abstract of the thesis. Ph.D. technical Sciences: 05.23.01.)  - 2013. -22 s.
  8. Karavan B.V. Rezultaty eksperymentalnykh doslidzhen zalizobetonnoi arky z vysokomitsnoho betonu na diiu malotsyklovykh povtornykh navantazhen (Results of experimental studies of a reinforced concrete arch made of high-strength concrete on the action of low-cycle repeated loads. Resource-saving materials, constructions, buildings and structures: Collection of scientific works) ‑ Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy: Zbirnyk naukovykh prats. Vyp. 43. Rivne, 2023. S. 137-145.
  9. Asal Pournaghshband. Form-finding of Arch Structures – 2016. University of Warwick, School of Engineering.
  10. Kysliuk D.Ia. Robota i rozrakhunok zalizobetonnykh arok z rehuliuvanniam zusyl pry povtornykh navantazhenniakh: avtoref. dys. kand. tekhn. nauk: 05.23.01 (Operation and calculation of reinforced concrete arches with adjustment of forces under repeated loads: autoref. thesis Ph.D. technical Sciences: 05.23.01). ‑ Poltava, 2012. 25 s.
  11. Kysliuk D.Ya., Zadorozhnikova I.V. Zmina napruzheno-deformovanoho stanu v dvokhsharnirnykh zalizobetonnykh arkakh z poperednim natiahom zatiazhky pry povtornykh navantazhenniakh (Changes in the stress-strain state in two-hinged reinforced concrete arches with pretensioning under repeated loads) / Mistobuduvannia ta terytorialne planuvannia. naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. - Vyp. 61. K.:KNUBA, - 2016. - S. 237-246.