MATHEMATICAL MODELING FOR STRESS-STRAIN STATE OF CONCRETE COLUMN IN COMPOSITE CAGE
Abstract
The concrete is in a state of triaxial compression when the concrete column in a steel cage is operated under load. The concrete is under the reactive lateral pressure from the tube, therefore strength of concrete increases. However, the steel casing in concrete-filled steel tube structures of this type occurs to be not loaded enough, since it is not loaded in the longitudinal direction. In this regard, it is most expedient to use a composite casing instead of a steel one. It is proposed to use a composite cage, which has high strength properties in the transverse direction and insignificant properties in the longitudinal direction.
The article describes the deduced formula for the three-dimensional model of a composite cage material in a stress-strain state. The paper presents the formula for reactive lateral compression from a composite cage to a concrete. The analytical solution to the problem of compressing a concrete column in a composite cage taking into account the nonlinear behavior of concrete is obtained. The increases in the loadbearing capacity of the concrete column in steel and composite basalt-plastic cages are compared.
It brings us to the conclusion that the use of composite cage in concrete-filled steel tube structures is a promising direction for further research and that it is necessary to use fibers having higher deformation characteristics.
The article describes the deduced formula for the three-dimensional model of a composite cage material in a stress-strain state. The paper presents the formula for reactive lateral compression from a composite cage to a concrete. The analytical solution to the problem of compressing a concrete column in a composite cage taking into account the nonlinear behavior of concrete is obtained. The increases in the loadbearing capacity of the concrete column in steel and composite basalt-plastic cages are compared.
It brings us to the conclusion that the use of composite cage in concrete-filled steel tube structures is a promising direction for further research and that it is necessary to use fibers having higher deformation characteristics.
About the Authors
G. L. Gorynin
Surgut State University
Russian Federation
e-mail: ggorynin@list.ru
Russian Federation
e-mail: ggorynin@list.ru
V. A. Snigireva
Surgut State University
Russian Federation
e-mail: snow-vera@mail.ru
Russian Federation
e-mail: snow-vera@mail.ru
References
1. Овчинников И. И., Овчинников И. Г., Чесноков Г. В., Михалдыкин Е. С. О про-блеме расчета трубобетонных конструкций с оболочкой из разных материалов. Ч. 2. Расчет трубобетонных конструкций с металлической оболочкой // Науковедение. 2015. Т. 7. № 4. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/148TVN615.pdf (дата обращения: 01.09.2018).
2. Кикин А. И., Санжаровский Р. С., Труль В. А. Конструкции из стальных труб, за-полненных бетоном. М. : Стройиздат, 1974. 144 с.
3. Кришан А. Л. Прочность трубобетонных колонн с предварительно обжатым яд-ром: дис. … докт. техн. наук. Магнитогорск, 2011. 380 с.
4. Горынин Г. Л., Снигирева В. А. Математическое моделирование напряжённо-деформированного состояния трубобетонных конструкций // Вестник кибернетики. 2016. № 1 (21). С. 29–37.
5. Теребушко О. И. Основы теории упругости и пластичности. М. : Наука, 1984. 320 с.
6. Горынин Г. Л., Немировский Ю. В. Пространственные задачи изгиба и кручения сло-истых конструкций. Метод асимптотического расщепления. Новосибирск : Наука, 2004. 409 c.
7. Горынин Г. Л., Снигирева В. А. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния трубобетонных конструкций с учетом нелинейного поведения бетона // Изв. высш. учеб. заведений. Строительство. 2017. № 4 (700). С. 17–29.
8. Gorynin G. L., Snigireva V. A. Non-linear simulation of load-bearing capacity for steel-encased concrete piles // Advances in Engineering Research. Paris, 2017. Vol. 133. P. 816–822.
9. Richart F., Brown A., Brandraeg A. A study of failure of concrete under combined compressive stresses // University Illinois Eng Exper Station Bull. 1928. № 185. 105 p.
10. СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положе-ния. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. М., 2012. 147 с.
11. СП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81. М., 2011. 173 с.
12. Русак В. Н., Федоренко А. Г., Сырунин М. А., Соболь Л. А., Суханов А. В., Попов В. Г. Предельная деформируемость и прочность базальтопластиковых оболочек при внут-реннем взрывном нагружении // Приклад. механика и технич. физика. 2002. Т. 43. № 1. С. 186–195.
13. Ходакова Н. Н., Блазнов А. Н., Самойленко В. В., Краснова А. С., Гребнев С. С., Родионов И. А. Влияние схемы намотки на формирование механических свойств изделий из композитов в продольном и поперечном направлении // Южн.-Сибир. науч. вестн. 2016. № 4 (16). С.17–25.
14. Блазнов А. Н., Ходакова Н. Н., Самойленко В. В., Гребнев С. С., Родионов И. А., Краснов А. А. Исследование различных схем намотки изделий на основе базальтового и стеклянного ровингов // Южн.-Сибир. науч. вестн. 2016. № 4 (16). С. 10–16.
Review
For citations:
Gorynin G.L., Snigireva V.A. MATHEMATICAL MODELING FOR STRESS-STRAIN STATE OF CONCRETE COLUMN IN COMPOSITE CAGE. Proceedings in Cybernetics. 2018;(4 (32)):52-58. (In Russ.)
Views:
159
Email this article 