Олег Валерьевич Радайкин, д-р техн. наук, профессор кафедры «Энергообеспечение предприятий, строительство зданий и сооружений», ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»; директор центра развития промышленного дизайна института дизайна и пространственных искусств, ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», Казань
e-mail: olegxxii@mail.ru
Oleg V. Radaykin, Dr. Sci. (Engineering), Professor of the "Energy Supply of Enterprises, Construction of Buildings and Structures" Department, FSBEI HE Kazan State Power Engineering University; Director of the Industrial Design Development Center of the Institute of Design and Spatial Arts of Kazan Federal University, FSAEI HE Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan
e-mail: olegxxii@mail.ru
Введение. В двух частях статьи исследованы вопросы понятийного и методического характера, возникающие при расчетах железобетонных конструкций по методу предельных состояний с применением нелинейной деформационной модели согласно СП 63.13330.2018. Вторая часть посвящена разработке математического аппарата и расчетному обоснованию введенных в первой части новых понятий о законах и диаграммах деформирования бетона в условиях сжатия и растяжения.
Цель. Разработать и обосновать расчетный аппарат, уточняющий положения метода предельных состояний в части нормирования зависимостей «σ – ε» бетона при сжатии и растяжении.
Материалы и методы. Формальная логика (анализ, синтез, индукция, дедукция), методы теории вероятностей и математической статистики, метод предельных состояний.
Результаты. Показана несогласованность и несовершенность нормативных документов РФ: по контролю однородности свойств бетона; на технические условия его применения; на технические условия цемента как главной составляющей бетона; по механическому расчету железобетонных конструкций. Предложен коэффициент статистической трансформации эталонного закона деформирования бетона при сжатии – γс (растяжении – γt), который позволяет переходить от эталонного ко всем прочим законам деформирования, необходимым в расчетах железобетонных конструкций по двум группам предельных состояний.
Выводы. Для устранения противоречий в нормах необходимо ввести единый стандарт однородности физико-механических свойств бетона, например принять V = 0,135 либо иное значение, выработанное и согласованное в результате обсуждения сообществом ученых и инженеров. Ужесточить требования по однородности для цемента, например принять V = 0,03–0,05, как это было ранее зарегламентировано в советских нормах. Для полноценного нормирования прочностных и деформационных характеристик бетона, входящих в зависимости «σ – ε», необходимо занормировать минимально 7 параметров, представленных в формулах данной статьи.
Introduction. In two parts of the article, the conceptual and methodological issues arising in the calculations of reinforced concrete structures by the limit state method using a nonlinear deformation model according to SP 63.13330.2018 are investigated. The second part is devoted to the development of a mathematical apparatus and a computational justification of the new concepts introduced in the first part about the laws and diagrams of concrete deformation under compression and stretching conditions.
Aim. To develop and substantiate a calculation apparatus clarifying the provisions of the limit state method in terms of normalization of the "σ – ε" dependencies of concrete under compression and tension.
Materials and methods. The formal logic (analysis, synthesis, induction, deduction), methods of probability theory and mathematical statistics, the method of limit states.
Results. The inconsistency and imperfection of regulatory documents of the Russian Federation is shown: on the control of the uniformity of concrete properties; on the technical conditions of its use; on the technical conditions of cement as the main component of concrete; on the mechanical calculation of reinforced concrete structures. The coefficient of statistical transformation of the reference law of concrete deformation under compression – γс (for tension – γt) is proposed, which makes it possible to switch from the reference law to all other laws of deformation necessary in the calculations of reinforced concrete structures for two groups of limiting states.
Conclusions. To eliminate contradictions in the norms, it is necessary to introduce a single standard for the uniformity of the physical and mechanical properties of concrete, for example, to adopt V = 0.135 or another value developed and agreed upon as a result of discussion by the community of scientists and engineers. To tighten the uniformity requirements for cement, for example, to adopt V = 0.03–0.05, as it was previously regulated in Soviet standards. In order to fully normalize the strength and deformation characteristics of concrete, which are included in the dependences "σ – ε", it is necessary to normalize at least 7 parameters presented in the formulas of this article.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.