НЕСУЧА ЗДАТНІСТЬ І ТРІЩИНОУТВОРЕННЯ ЗАЛІЗОБЕТОННОЇ ЦИЛІНДРИЧНОЇ ОБОЛОЧКИ ПРИ ЗМІНІ ЇЇ ТОВЩИНИ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2076-815x.2024.86.340-352Ключові слова:
залізобетон, експеримент, стенд для випробувань, циліндрична оболонка, несуча здатність, тріщиноутворенняАнотація
Викладено результати експериментальних досліджень довгих циліндричних оболонок з метою визначення їх напружено-деформованого стану, несучої здатності та тріщиностійкості при зміні товщини оболонки. Для реалізації поставленого завдання авторами розроблено спеціальний стенд. Виготовлено та досліджено 4 моделі циліндричної оболонки із залізобетону (зразки RC1-RC4). Товщина зразків становила 45, 50, 55, 60 мм, а розміри поперечного перерізу бортових елементів змінювалися відповідним чином. Розподілене навантаження (вертикальне) було прикладено по чотирьох смугах, шириною 13 см кожна, і лише тілом оболонки, тобто бортові елементи не навантажені. Оболонка шарнірно спирається з кутів на пластини 100х100мм. Усередині кожного бортового елемента по два арматурні стрижні діаметром 10мм. З метою отримання повної та достовірної картини деформації поверхні оболонки у кожну з трьох зон, розташованих між ланцюгами навантаження, закріплені по 4 індикатори годинного типу. Крім індикаторів, на оболонку наклеєні тензометричні датчики, за допомогою яких відстежувалися деформації на верхній та нижній поверхнях. Процес навантаження закінчувався тоді, коли випробувана оболонка втрачала здатність чинити опір зовнішньому навантаженню. Величина навантаження, що відповідає цьому моменту, бралася за несучу здатність оболонки. Одночасно із зразками- оболонками виготовлялися контрольні зразки призм та кубів для визначення фізико-механічних характеристик бетону. Побудовано графіки залежності відносної деформації від навантаження. Визначено несучу здатність оболонок та навантаження, при якому утворилася перша тріщина. До моменту втрати несучої здатності у всіх оболонках утворилися тріщини з однаковою початковою шириною розкриття 0,05 мм. Кінцева ширина розкриття тріщин, як і несуча здатність, дещо зростала за умови зростання товщини оболонки. А ось навантаження початку тріщиноутворення виявилося найбільшим для двох середніх значень товщини оболонки – 50 та 55 мм. Загальна картина тріщиноутворення всіх зразків майже однакова. Методика випробувань та розроблений стенд мають універсальний характер, і будуть використані для проведення подальших досліджень.
Посилання
Guz A.N. (ed.) Methods for calculating shells. Volume 1. Theory of thin shells weakened by holes. Monograph / A.N. Guz, I.S. Chernyshenko, Val. N. Chekhov, Vic. N. Chekhov, K.I. Shnerenko. Kyiv: Naukova Dumka, 1980. 636 p. {in Russian}
Vlasov, V.Z. General theory of shells and its application in technology [Text] / V.Z. Vlasov. M.: Gostekhizdat, 1949. 784 p. {in Russian}
Volmir, A.S. Flexible plates and shells [Text] / A.S. Volmir. M.: Gostekhizdat, 1956. 420 p. {in Russian}
Goldenweiser, A.A. Theory of elastic thin shells [Text] / A. A. Goldenweiser. M.: Nauka, 1976. 512 p. {in Russian}
Grigorenko, Ya. M. Solving problems of shell theories on EOM [Text]/Ya. M. Grigorenko, A. P. Mukoed. Kiev: Vishcha School, 1979. 280 p. {in Ukrainian}
Novozhilov, V.V. Theory of thin shells [Text] / V.V. Novozhilov. L.: Shipbuilding, 1962. 431 p. {in Russian}
Timoshenko, S.P. Plates and shells [Text] / S.P. Timoshenko, S. Voinovsky- Krieger. M.: Nauka, 1966. 635 p. {in Russian}
Kan S.N., Kaplan Yu.I., Destruction of cylindrical shells of budivel coatings. Rick: 1973 Vidavnitstvo: Vishcha school 244 p. {in Ukrainian}
Tanaka, Masafumi & Mashita, Kazuhiko. (2010). Retrofitted strength of concrete cylindrical shells reinforced with single layer under concentrated load. Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ). 75. 1681-1689. 10.3130/aijs.75.1681. {in English}
Karpov, Vladimir & Semenov, Alexey. (2013). Mathematical model of deformation of orthotropic reinforced shells of revolution. Magazine of Civil Engineering. 40. 100-106. 10.5862/MCE.40.11. {in English}
Shen Li, Do Kyun Kim, Qing Quan Liang. Fiber-Based modeling for predicting the progressive collapse of cylindrical shells under combined axial compression and bending moment, Engineering Structures, Volume 272, 2022, 114988, ISSN 0141-0296, doi.org/10.1016/j.engstruct.2022.114988. {in English}
Shen Li, Do Kyun Kim. Ultimate strength characteristics of unstiffened cylindrical shell in axial compression, Ocean Engineering, Volume 243, 2022, 110253, ISSN 0029-8018, https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.110253. {in English}
Ahmed A. Yaseen, Majed A. Khalaf, Fareed H. Majeed Mathematical Modeling of Engineering Problems. Vol. 10, No. 3, June, 2023, pp. 815-820. {in English}
Rong Li, Meng Yang, Bin Liang. A new and convenient method for strength evaluation of cracked cylindrical shell based on the ratio of crack tip stresses. Structures, Volume 52, 2023, Pages 146-157, ISSN 2352-0124, https://doi.org/10.1016/j.istruc.2023.03.130. {in English}
DSTU B V.2.6-7-95 (1997). Concrete concrete and reinforced concrete collections. Methods of verification of innovations. Rules for assessing strength, hardness and crack resistance. K.: State Committee of Ukraine on the right of placebuilding and architecture IV. {in Ukrainian}.
DSTU B V.2.7-214:2009 (2010). Concrete. Methods for assessing the importance of control images / K.: Ministry of Regional Development of Ukraine. {in Ukrainian}.
Lazareva D.V., Soroka M.M., Shilyaev O.S. Use the ANSYS PC to solve mechanical problems. Edited by M.G. Surianinov: monograph / D.V. Lazareva, M.M. Soroka, O.S. Shilyaev. Odessa: ODABA, 2020. 432 p. {in Ukrainian}
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.