The article is devoted to the mathematical modeling of the nonlinear stress-strain state of the concrete core in the concrete-filled steel tube structures. The paper uses a nonlinear diagram of concrete deformation under compression, which consists of two straight sections. In addition, the increase in the Poisson's ratio with increasing longitudinal deformations is taken into account. The article discusses two types of concrete-filled steel tube structures: the traditional concrete-filled steel tube column and the concrete column in steel tube cage. It is established that when the traditional concrete-filled steel tube column is loaded, the steel tube break contact with concrete core. This is the latent defect in such structures. The concrete column in steel tube cage does not have this defect. Concrete is acted to the three-dimensional compression here. It is concluded that taking into account the nonlinear behavior of concrete leads to the increasing of the calculated load-bearing capacity of the concrete column in the steel tube cage. In addition, change in the Poisson’s ratio of concrete leads to the increasing of the load-bearing capacity too.

Статья посвящена математическому моделированию нелинейного напряженно-деформированного состояния бетонного ядра трубобетонных конструкций. В работе используется нелинейная диаграмма деформирования бетона при сжатии, которая состоит из двух прямолинейных участков. Кроме того, учитывается эффект возрастания величины коэффициента Пуассона при росте продольных деформаций. В статье рассматриваются два типа конструкций трубобетонных стоек: традиционная трубобетонная стойка и бетонная стойка в стальной обойме. Установлено, что при загружении традиционной стойки происходит отрыв стальной трубы от бетонного ядра, что является скрытым дефектом таких конструкций. Бетонная стойка в стальной обойме лишена этого недостатка, бетон в составе таких конструкций находится в состоянии трехосного сжатия. Сделан вывод, что учет нелинейного поведения бетона приводит к существенному увеличению расчетной несущей способности бетонной стойки в стальной обойме. Кроме того, учет эффекта изменения коэффициента Пуассона также приводит к дополнительному увеличению несущей способности стойки.

• The nonlinear stress-strain state of the concrete-filled steel tube structures
• Нелинейное напряженно-деформированное состояние трубобетонных конструкций
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Modelling of the stress-strain state of concrete in the nonlinear case
    • 2.2. The traditional concrete-filled steel tube structures
    • 2.3. The concrete column in steel tube cage
  • 3. Results and Discussion
    • 3.1. The increasing the load-bearing capacity of concrete under comprehensive compression
    • 3.2. An example
    • 3.3. Discussion
  • 4. Conclusions
  • 5. Acknowledgement

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. № 7 (83), 2018. — 1 файл (10,6 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j19-191.pdf>.