ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ СРЕЗУ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК ИЗ КЕРАМЗИТОБЕТОНА С ПОПЕРЕЧНЫМ АРМИРОВАНИЕМ
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2026-140-2-15-22Ключевые слова:
керамзитобетон, легкий бетон, бетон нормального веса, сопротивление срезу, поперечное армирование, методики расчета, экспериментальная база данныхАннотация
В статье рассматриваются результаты оценки применимости современных методик расчёта сопротивления срезу при действии поперечных сил железобетонных балок из конструкционного керамзитобетона с поперечным армированием. Актуальность темы обусловлена широкими перспективами применения лёгких бетонов в несущих конструкциях, сочетая в себе характеристики ограждающих конструкций. При этом тема остается недостаточной изученной: отсутствуют расчётные методики, учитывающие особенности структуры легких бетонов. Структура лёгкого бетона, обусловленная наличием пористого заполнителя, предопределяет особенности его работы при действии поперечных сил.
Выполнен обзор исследований конструкционного керамзитобетона, включая вклад отечественной научной школы в изучение его физико-механических свойств и в развитие методов расчёта железобетонных конструкций, в частности сопротивления срезу. Систематизированы расчётные модели сопротивления срезу, заложенные в отечественных и зарубежных нормативных документах, отмечены способы учета особенностей легкого бетона. Сформирована обширная экспериментальная база результатов испытаний балочных образцов из лёгких бетонов, из которой по ряду основных критериев выделена целевая выборка балок с поперечным армированием из керамзита или близких ему по свойствам пористых заполнителей. Выполнен расчёт отобранных образцов по различным методикам с последующей статистической обработкой результатов. Данный расчет позволил оценить степень соответствия нормативных моделей экспериментальным данным и выявить особенности их применения к конструкциям из легких бетонов. По итогам анализа обоснована необходимость дальнейшего изучения влияния основных конструктивных и физико-механических параметров на сопротивление керамзитобетонных балок срезу. Обоснована необходимость применения численного моделирования, в частности применения программного комплекса SIMULIA Abaqus и натурного эксперимента.
Библиографические ссылки
Бетоны конструкционные. Технические условия = Бетоны канструкцыйныя. Тэхнiчныя ўмовы : СТБ 2674-2025. – Взамен СТБ 1544-2005, СТБ EN 206-2016 ; введ. 01.03.2026. – Минск : Госстандарт, 2025. – 48 с.
Бетоны легкие. Технические условия = Бетоны легкiя. Тэхнiчныя ўмовы : СТБ 1187–2020. – Взамен СТБ 1187-99 ; введ. 01.11.2020. – Минск : Госстандарт РБ, 2020. – 25 с.
Рекомендации по подбору составов, изготовлению и применению модифицированных химическими и минеральными добавками конструкционно-теплоизоляционного и конструкционного керамзитобетонов : Р 1.03.118-2013 : срок действия с 15.11.2013 / Институт БелНИИС. – Минск : Стройтехнорм, 2013. – 37 с.
Ицкович, С. М. Крупнопористый бетон (Технология и свойства) / С. М. Ицкович. – М. : Стройиздат, 1977. – 119 с.
Ицкович, С. М. Заполнители для бетона / С. М. Ицкович. – Минск : Вышэйшая школа, 1983. – 217 с.
Семенюк, С. Д. Прочностные и деформативные характеристики керамзитобетонов на основе сырья заводов Республики Беларусь / С. Д. Семенюк, Э. А. Кетнер // Инновационная подготовка инженерных кадров на основе европейских стандартов (Еврокодов) : материалы Международной научно-технической конференции, Минск, 30 мая 2017 г. / [редкол.: В. Ф. Зверев, С. М. Коледа]. – Минск : БНТУ, 2017. – С. 178–190.
Семенюк, С. Д. Влияние компонентов легкого бетона на прочностные и деформативные характеристики / С. Д. Семенюк, В. А. Ржевуцкая // Вестник Белорусско-Российского университета. – 2018. – № 4 (61). – С. 102–109.
Семенюк, С. Д. Особенности определения стесненной усадки керамзитожелезобетона / С. Д. Семенюк, Ю. Г. Москалькова, В. А. Ржевуцкая // Вестн. Полоц. гос. ун-та. Сер. F. Стр-во. Прикладные науки. – 2020. – № 8. – С. 58–65.
Ржевуцкая, В. А. Относительные деформации полной усадки керамзитобетона / В. А. Ржевуцкая, Ю. Г. Москалькова // Вестн. Полоц. гос. ун-та. Сер. F. Стр-во. Прикладные науки. – 2021. – № 16. – С. 99–105.
Бетонные и железобетонные конструкции : СНБ 5.03.01-02. – Взамен СНиП 2.03.01-84* ; введ. 20.06.2002. – Минск : Минстройархитектуры, 2003. – 174 с.
Железобетонные конструкции. Основы теории, расчета и конструирования : учебное пособие для студентов строительных специальностей // Н. П. Блещик, Д. Д. Жуков, Д. Н. Лазовский [и др.]. – Брест : БрГТУ, 2003. – 380 с.
Пецольд, Т. М. Опыт внедрения в Республике Беларусь европейских нормативных документов по проектированию железобетонных конструкций / Т. М. Пецольд, В. В. Тур, Н. А. Рак // Строительная наука и техника. – 2012. – № 2-С. – С. 94–96.
Васильев, П. И. Сопротивление железобетонных элементов поперечным силам / П. И. Васильев, О. А. Рочняк. – Минск : Наука и техника. – 1978. – 88 с.
Рочняк, О. А. Прочность балок с отогнутой стержневой арматурой при действии поперечных сил / О. А. Рочняк, В. Н. Малиновский // Бетон и железобетон. – 1985. – № 5. – С. 33–34.
Бондарь, В. В. Деформации элементов из легкого бетона в условиях концентричного местного сжатия / В. В. Бондарь, Н. А. Рак // Инновации в бетоноведении, строительном производстве и подготовке инженерных кадров: сборник статей по материалам Междунар. науч.-техн. конф., посвященной 100-летию со дня рождения И. Н. Ахвердова и С. С. Атаева, Минск, 9–10 июня 2016 г. : в 2 ч. / Белорусский национальный технический университет ; редкол.: Э. И. Батяновский, В. В. Бабицкий. – Минск, 2016. – Ч. 2. – С. 44–50.
Модели сопротивления срезу балочных элементов из легких бетонов с продольным и поперечным армированием / П. В. Кривицкий, А. А. Невдах, И. В. Ткачук [и др.] // Вестник Брестского государственного технического университета. – 2024. – № 1 (133). – С. 40–47. – DOI: 10.36773/1818-1112-2024-133-1-41-47.
Бетонные и железобетонные конструкции = Бетонныя i жалезабетонныя канструкцыi : СП 5.03.01-2020. – Взамен СНиП 2.03.01-84*, СНБ 5.03.01-02 ; введ. 20.05.2022. – Минск : Стройтехнорм, 2022. – 244 с.
Еврокод 2. Проектирование железобетонных конструкций. Общие правила и правила для зданий = Еўракод 2. Праектаванне жалезабетонных канструкцый. Агульныя правілы і правілы для будынкаў : ТКП EN 1992-1-1-2009. – Введ. 01.09.2019. – Минск : Стройтехнорм, 2021. – Ч. 1-1. – 310 с.
Бетонные и железобетонные конструкции : СНиП 2.03.01-84*. – Введ. 01.01.1986. – М. : НИИЖБ Госстроя СССР, 1986. – 82 с.
Бетонные и железобетонные конструкции : СП 63.13330.2018. – Введ. 20.06.2019. – М. : НИЦ Строительство, 2019. – 124 с.
Model Code 2010. First complete draft. Fib Bulletin. – Lausanne, 2010. – Vol. 2, No. 56. – 293 p.
Model Code 2010. First complete draft. Fib Bulletin. – Lausanne, 2010. – Vol. 1, No. 55. – 297 p.
Fib Model Code for Concrete Structures 2020. Final draft. – May 2023. – 1256 p.
Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-19) and commentary (ACI 318R-19). – Michigan, 2019. – 628 p.
Structural use of Concrete – Code of practice for design and construction. BS 8110-1:1997. – London, 1997. – Part 1. – 160 p.
Structural use of Concrete – Code of practice for special circumstances. BS 8110-2:1985. – London, 1985. – Part 2. – 68 p.
Design of concrete structures. CSA A23.3-04. – Canada, 2004. – 232 p.
Standard specifications for concrete structures – 2007. "Design". JSCE Guidelines for concrete No. 15. – Japan, 2007. – 502 p.
Concrete structures standard – The design of concrete structures. NZC 3101-1. – Wellington, 2006. – 309 p.
Specification for the manufacture and use of structural and insulating lightweight concrete – Metric Units. NZS 3152:1974. – Wellington, 1974. – 23 p.
Аль-Хужейри, Х. М. Прочность и трещиностойкость наклонных сечений керамзитофиброжелезобетонных балок и их прогибы с учетом сдвиговых деформаций : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.23.01 / Халед Махмуд Аль-Хужейри ; Ростовский гос. строит. ун-т. – Воронеж, 1997. – 27 с.
Effect of Steel Fiber Content on Shear Behavior of Reinforced Expanded‐Shale Lightweight Concrete Beams with Stirrups / C. Li, M. Zhao, X. Zhang [et al.] // MDPI. – 2021. – Vol. 14. – Paper 1107. – DOI: 10.3390/ma14051107.
Mu'taz, K. Laboratory investigation of shear repair of reinforced lightweight aggregate concrete beams with stirrups / K. Mu'taz, M. Medhlom // Journal of Engineering and Sustainable Development. 2021. – Vol. 19 (4). – P. 20.
Ivey, Don L. Shear Capacity of Lightweight Concrete Beams / Don L. Ivey, Eugene Buth // ACI Journal. – 1967. – Vol. 64. – P. 634–643.
Hanson, J. A. Shear Strength of Lightweight Reinforced Concrete Beams / J. A. Hanson // Journal of the American Concrete Institute. – 1957. – Vol. 55. – P. 387–403.
Shear Testing of Steel Fiber-Reinforced Lightweight Concrete Beams without Web Reinforcement / T. H.-K. Kang, W. Kim, Y.-K. Kwak, S.-G. Hong // ACI Structural Journal. – 2011. – Vol. 108. – P. 553–561.
Effect of Aggregate Size on Shear Behavior of Lightweight Concrete Continuous Slender Beams / K.-H. Yang, J.-I. Sim, B.-J. Choi, E.-T. Lee // ACI Materials Journal. – 2011. – Vol. 108. – P. 501–509.
Testing and Prediction of Shear Performance for Steel Fiber Reinforced Expanded-Shale Lightweight Concrete Beams without Web Reinforcements / X. Li, C. Li, M. Zhao [et al.] // MDPI. – 2019. – Vol. 12 (10). – Paper 1594. – DOI: 10.3390/ma12101594.
Cho, S. Effect of Aggregate Type on the Shear Behavior of Reinforced Lightweight Concrete Beams / S. Cho, M. O. Kim // MDPI. – 2024. – Vol. 14 (14). – Paper 5992. – https://doi.org/10.3390/app14145992.
Основы проектирования строительных конструкций = Асновы праектавання будаўнiчых канструкцый : СН 2.01.01-2022. – Взамен СН 2.01.01-2019 ; введ. 09.06.2025. – Минск : Стройтехнорм, 2025. – 65 с.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Авторы предоставляют материалы на условиях лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. Пользователи не вправе препятствовать другим лицам выполнять действия, разрешенные лицензией.
