concconcЖелезобетонные конструкцииReinforced concrete structures2949-16222949-1614Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет10.22227/2949-1622.2024.1.3-14concconc-39Research ArticleТЕОРИЯ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНАTHEORY OF CONCRETE AND REINFORCED CONCRETEИсследование влияния местной низкой прочности бетона на несущую способность изгибаемых железобетонных балокInvestigation of the Influence of Local Low Strength Concrete on the Bearing Capacity of Bending Reinforced Concrete Beamshttps://orcid.org/0000-0003-0569-4788ТамразянА. Г.TamrazyanA. G.

Ашот Георгиевич Тамразян, чл.-корр. РААСН, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой железобетонных и каменных конструкций

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Scopus: 55975413900, ResearcherID: T-1253-2017

Ashot G. Tamrazyan, Corresponding member of RAACS, Doctor of Technical Sciences, Professor, Неad of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

Scopus: 55975413900, ResearcherID: T-1253-2017

tamrazian@mail.ruНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияMoscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)Russian Federation20240802202451314Copyright © Тамразян А.Г., 20242024Тамразян А.Г.Tamrazyan A.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.g-b-k.ru/jour/article/view/39

В железобетонных балках может возникать местная низкая прочность бетона при определенных условиях, например, плохая практика строительства может вызвать такие проблемы как пустоты в бетоне, образование полостей на поверхности, образование трещин в блоках, появление поверхностных раковин и создать участки с низкой прочностью бетона. В этом исследовании представлена реакция изгибаемых шарнирно опертых железобетонных балок с различными местными участками низкой прочности бетона вдоль пролета. Для описания свойств бетона приняты модифицированные модели, а для свойств стали -идеальная упругопластическая модель. Балка разделена на три основные части: одна чувствительна к изгибающему моменту, вторая чувствительна к сдвигу, а третья чувствительна к сцеплению. Переменные включали два типа прочности бетона и один диаметр арматуры. Результаты исследования показывают, что наиболее критическая область с низкой прочностью бетона вдоль пролета балки представляет собой зону вблизи опор, что отражается на пластичности кривых нагрузка-прогиб. Разработана новая обобщенная эмпирическая модель для предсказания эффекта снижения несущей способности от местного низкопрочного бетона.

Reinforced concrete beams can experience local low concrete strength under certain conditions, for example, poor construction practices can cause problems such as concrete voids, surface cavities, block cracking, surface sinks and create areas of low concrete strength. This study presents the response of flexural hinge-supported reinforced concrete beams with different local areas of low concrete strength along the span. 

Modified models are adopted to describe the concrete properties and an ideal elastic-plastic model is adopted for the steel properties. The beam was divided into three main parts: one sensitive to bending moment, the second sensitive to shear, and the third sensitive to bond. The variables included two types of concrete strength and one reinforcement diameter. The results show that the most critical region with low concrete strength along the span of the beam is the confluence zone near the supports, which is reflected in the ductility of the load-deflection curves. A new generalized empirical model is developed to predict the effect of bearing capacity reduction from local low-strength concrete.

железобетонная балканизкопрочный бетоннелинейный анализдиаграмма нагрузка–прогибизгибающий моментсдвигсцеплениеreinforced concrete beamlow-strength concretenonlinear analysisload-deflection diagrambending momentshearbondReferencesScott B.D.,Park R., Priestley M.J.N. Stress—Strain Behavior of Concrete Confined by Overlapping Hoops at Low and High Strain Rates // ACI Journal. 1982. 13–27.Scott B.D., Park R., Priestley M.J.N. Stress—Strain Behavior of Concrete Confined by Overlapping Hoops at Low and High Strain Rates. ACI Journal. 1982. Pp. 13–27.Demir K.I., Jirsa J.O. Behavior of concrete under compressive loadings // Journal of the Structural Division. 1969.Demir K.I., Jirsa J.O. Behavior of concrete under compressive loadings. Journal of the Structural Division. 1969.Манаенков И.К., Тамразян А.Г. Учет свойств ограниченного бетона в расчетах железобетонных конструкций // В сборнике: Инженерные кадры - будущее инновационной экономики России. Материалы Всероссийской студенческой конференции: в 8 частях. 2015. С. 117-120.Manaenkov I.K., Tamrazyan A.G. Accounting for the properties of limited concrete in the calculations of reinforced concrete structures. In Collection: Engineering Personnel - the Future of Innovative Economy of Russia. Materials of the All-Russian student conference: in 8 parts. 2015. pp. 117-120.Hsu C., Thomas T., Mo Y. L. Chapter 9 - Finite Element Modeling of Frames and Walls. Unified Theory of Concrete Structures. John Wiley & Sons, 2010.Hsu C., Thomas T., Mo Y. L. Chapter 9 - Finite Element Modeling of Frames and Walls. Unified Theory of Concrete Structures. John Wiley & Sons, 2010.Taqieddin Z.N. Elasto-plastic and damage modeling of reinforced concrete. Louisiana State University, Aug. 2008.Taqieddin Z.N. Elasto-plastic and damage modeling of reinforced concrete. Louisiana State University, Aug. 2008.Kim S.H., Riyad S.A. Ductility of Carbon Fiber-reinforced Polymer (CFRP) Strengthened Reinforced Concrete Beams: Experimental Investigation // Steel and Composite Structures. 2004. 4(5): 333-53.Kim S.H., Riyad S.A. Ductility of Carbon Fiber-reinforced Polymer (CFRP) Strengthened Reinforced Concrete Beams: Experimental Investigation. Steel and Composite Structures. 2004. 4(5): 333-53.Chen W.-F. Chapter 1 - Introduction. Plasticity in Reinforced Concrete. J. Ross Publishing, 2007.Chen W.-F. Chapter 1 - Introduction. Plasticity in Reinforced Concrete. J. Ross Publishing, 2007.Люблинский В.А., Тамразян А.Г. Безопасность несущих систем многоэтажных зданий при локальном изменении жесткостных характеристик несущих элементов // В сборнике: Бетон и железобетон - взгляд в будущее. научные труды III Всероссийской (II Международной) конференции по бетону и железобетону: В семи томах. 2014. С. 90-99.Lublinsky V.A., Tamrazyan A.G. Safety of load-bearing systems of multistory buildings at local change of rigidity characteristics of load-bearing elements. In Proceedings of the III All-Russian (II International) Conference on Concrete and Reinforced Concrete: In Seven Volumes. 2014. pp. 90-99.Тамразян А.Г., Мацеевич Т.А. Анализ надежности железобетонной плиты с корродированной арматурой // Строительство и реконструкция. 2022. № 1 (99). С. 89-98.Tamrazyan A.G., Matseevich T.A. Reliability analysis of the reinforced concrete slab with corroded reinforcement. Building and reconstruction. 2022. No. 1 (99). pp. 89-98.Тамразян А.Г., Орлова М.А. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния железобетонных изгибаемых элементов с трещинами // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 6 (53). С. 98-105.Tamrazyan A.G., Orlova M.A. Experimental studies of stress-strain state of reinforced concrete bending elements with cracks. Bulletin of Tomsk State University of Architecture and Civil Engineering. 2015. No. 6 (53). pp. 98-105.Тамразян А.Г., Филимонова Е.А. О влиянии снижения жесткости железобетонных плит перекрытий на несущую способность при длительном действии нагрузки // Промышленное и гражданское строительство. 2012. № 7. С. 30-32.Tamrazyan A.G., Filimonova E.A. About influence of stiffness reduction of reinforced concrete floor slabs on bearing capacity under the long-term action of loading. Industrial and Civil Engineering. 2012. No. 7. pp. 30-32.Тамразян А.Г., Манаенков И.К. К расчету изгибаемых железобетонных элементов с косвенным армированием сжатой зоны // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 7. С. 41-44.Tamrazyan A.G., Manaenkov I.K. To calculation of bending reinforced concrete elements with indirect reinforcement of compressed zone. Industrial and Civil Engineering. 2016. No. 7. С. 41-44.Тамразян А.Г. Методология анализа и оценки надежности состояния и прогнозирование срока службы железобетонных конструкций // Железобетонные конструкции. 2023. Т. 1. № 1. С. 5-18.Tamrazyan A.G. Methodology of analysis and assessment of state reliability and prediction of service life of reinforced concrete structures. Reinforced Concrete Structures. 2023. Т. 1. No. 1. С. 5-18.Willam K. J., Warnke E. D. Constitutive Model for the Triaxial Behavior of Concrete // Proceedings, International Association for Bridge and Structural Engineering. Vol. 19. ISMES. Bergamo, Italy. p. 174. 1975.Willam K. J., Warnke E. D. Constitutive Model for the Triaxial Behavior of Concrete. Proceedings, International Association for Bridge and Structural Engineering. Vol. 19. ISMES. Bergamo, Italy. p. 174. 1975.Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318M-11) An ACI Standard and Commentary.Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318M-11) An ACI Standard and Commentary.Дудина И.В., Тамразян А.Г. Обеспечение качества сборных железобетонных конструкций на стадии изготовления // Жилищное строительство. 2001. № 3. С. 8-10.Dudina I.V., Tamrazyan A.G. Quality assurance of prefabricated reinforced concrete structures at the stage of manufacturing. Housing construction. 2001. No. 3. pp. 8-10.

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