Арленинов Петр Дмитриевич, кандидат технических наук, заместитель заведующего лаборатории механики железобетона; Доцент кафедры железобетонных и каменных конструкций (ЖБК)
г. Москва, 2-я Институтская ул., д. 6, к. 5, 109428; г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, г., 129337
Arleninov Petr D., Candidate of Technical Sciences, Deputy Head of the Reinforced Concrete Mechanics; Associate Professor of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures (RCS)
Moscow, 2nd Institutskaya str., 6, bld. 5, 109428; Yaroslavskoye Shosse, 26, Moscow, 129337
Введение. Согласно СП 63.13330.2018, при расчете по второй группе предельных состояний на кратковременные нагрузки модуль упругости бетона принимается с понижающим коэффициентом 0,85. Данный коэффициент исторически учитывал неупругие деформации и кратковременную ползучесть. Однако его обоснованность для современных высокопрочных и модифицированных бетонов, а также сталежелезобетонных конструкций экспериментально не подтверждена.
Цель. Экспериментально-теоретическая оценка применимости коэффициента 0,85 к начальному модулю упругости высокопрочных модифицированных бетонов при кратковременных воздействиях на предварительно загруженные конструкции.
Материалы и методы. Испытано более 100 образцов из самоуплотняющегося бетона класса В90–В100 с модулем упругости 55 ГПа: призмы, цилиндры, сталежелезобетонные призмы с листовым армированием и керны из обжатых колонн. Реализованы сценарии: стандартные испытания, увеличенные выдержки, повышенные уровни напряжений (до 80 %), длительное предварительное обжатие (более 3 месяцев) с догружением, а также испытания кернов, отобранных из ранее нагруженных конструкций. Модуль упругости определялся по ГОСТ и по специально разработанной методике (между ступенями нагружения).
Результаты. Деформирование исследуемого бетона – практически линейное до разрушения, с минимальными микротрещинами и ползучестью. Максимальное снижение модуля упругости по всем сценариям не превысило 10 %, для эталонных призм – не более 7 %, что ниже нормативных 15 %. Подтверждена применимость выводов для сталежелезобетона и возможность оценки модуля упругости по кернам.
Выводы. Для высокопрочных модифицированных бетонов обосновано применение понижающего коэффициента 0,9 вместо 0,85 при кратковременных нагрузках, что позволяет снизить расчетные горизонтальные перемещения высотных зданий на 5–10 %.
Introduction. According to SP 63.13330.2018, when calculating the second group of limit states for shortterm loads, the modulus of elasticity of concrete is taken with a reduction factor of 0.85. Historically, this factor accounted for inelastic deformations and short-term creep. However, its validity for modern high-strength (B80–B100 and higher) and modified concretes, as well as for steel-concrete composite structures, has not been experimentally confirmed.
Aim. An experimental and theoretical assessment of the applicability of the 0.85 factor to the initial modulus of elasticity of high-strength modified concretes under short-term actions on pre-loaded structures.
Materials and methods. More than 100 specimens of self-compacting concrete class B90–B100 with a modulus of elasticity of 55 GPa were tested: prisms, cylinders, steel-concrete composite prisms with steel plates, and cores extracted from pre-compressed columns. The following scenarios were implemented: standard tests, increased load holding times, elevated stress levels (up to 80 %), long-term pre-compression (over 3 months) followed by additional loading, and core tests. The modulus of elasticity was determined according to GOST standards and by a developed methodology (between loading stages).
Results. The deformation behavior of the concrete under study was almost linear up to failure, with minimal microcracking and creep. The maximum reduction in the modulus of elasticity across all scenarios did not exceed 10 %, and for reference prisms it was no more than 7 %, which is lower than the standard 15 %. The applicability of the findings to steel-concrete composite structures and the feasibility of estimating the modulus of elasticity from core samples were confirmed.
Conclusions. For high-strength modified concretes, the application of a reduction factor of 0.9 instead of 0.85 under short-term loads is justified, which allows for a reduction in the design horizontal displacements of high-rise buildings by 5–10 %.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.