РЕЛАКСАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В БЕТОННОМ СТЕРЖНЕ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ НА ПОЛЗУЧЕСТЬ ТЕМПЕРАТУРЫ И НЕЛИНЕЙНЫХ ДЛИТЕЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ
Authors: Куприянов И.А. , Масленников Н.А. 
Published: October 2024

В настоящей статье исследуется процесс релаксации напряжений в бетонном стержне с учетом термоползучести и нелинейности деформаций ползучести. Нелинейная ползучесть выражается через линейную на основе энергетической теории нелинейной ползучести и длительной прочности, разработанной В. Д. Харлабом. Термоползучесть бетона описывается с помощью реологической модели с переменным, зависящим от температуры числом упругих и вязких связей (В. Д. Харлаб, И. А. Куприянов). Для исследования процесса релаксации напряжений рассмотрен бетонный стержень симметричного сечения при возможном изменении температуры вдоль оси симметрии. Деформации ползучести представлены как совокупность линейной и нелинейной частей. Определение параметров линейной ползучести проведено по методике, основанной на разделении линейной и нелинейной частей деформаций согласно энергетической теории ползучести. Решение задачи получено методом упругих решений с применением варианта принципа наложений для нелинейных деформаций. Для описания линейной составляющей использован принцип наложения линейной теории ползучести, а приращения нелинейных деформаций ползучести считаются зависящими от приращений нелинейной функции напряжений за всю историю нагружения. На каждом шаге решения реализован численный алгоритм метода упругих решений. В результате получено решение задачи о релаксации напряжений на интервале времени, за который происходит полное затухание ползучести. Решение представлено в виде кривых релаксации напряжений для различных величин начального мгновенного изменения температуры. На основе анализа результатов проведенного исследования сделаны выводы об увеличении степени релаксации напряжений за счет нелинейной составляющей ползучести, а также о слабой зависимости этого влияния от величины изменения температуры. Полученные результаты могут быть использованы в расчетах бетонных конструкций на температурные воздействия.

The paper examines the stress relaxation process in a concrete beam, considering the nonlinearity of creep deformations and thermal creep. Nonlinear creep is expressed through linear creep on the basis of the energy theory of nonlinear creep and long-term strength developed by V.D. Kharlab. The thermal creep of concrete is described using a rheological model with a variable number of elastic and viscous bonds that depend on temperature (V. D. Kharlab, I. A. Kupriianov). An examination of the stress relaxation process is conducted on a concrete beam with a symmetrical cross-section and a potential temperature variation along the axis of symmetry. Creep deformations are represented as a combination of linear and nonlinear parts. The linear and nonlinear components of the deformations were separated using the energy creep theory as the basis for the method used to calculate the linear creep parameters. The solution to the problem is found by the method of elastic solutions using a superposition principle for nonlinear deformations. In order to describe the linear component, the principle of superimposition of the linear creep theory is used, and the increments of nonlinear creep deformations are considered to depend on the increments of the nonlinear stress function over the entire loading history. At each step, a numerical algorithm of the elastic solution method is implemented. This leads to the solution of the stress relaxation problem at the time interval where the creep is totally attenuated. The solution is presented in the form of stress relaxation curves for different values of the initial instantaneous temperature change. Based on the results of the study, conclusions were made about the increase in the degree of stress relaxation due to the nonlinear component of creep, as well as about the weak dependence of this effect on the value of temperature change. The obtained results can be used in calculations of concrete structures for temperature effects.