PROBLEMS OF ARCHITECTURE AND CONSTRUCTION (Scien i ic and echnical jou nal) 2025 № ISSUE 4
E-ISSN: 2901-7845, ISSN: 2091-9004, h ps://po al.issn.o g/ esou ce/ISSN/2091-5004
21
ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫХ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ
УЗБЕКИСТАН
НОМАРКАЗИЙ ҚИСИЛГАН ТЕМИР БЕТОН ЭЛЕМЕНТЛАРИНИ
ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ ТАБИИЙ ШАРОИТИДА ЁРИҚБАРДОШЛИГИ
CRACK RESISTANCE OF ECCENTRIC COMPRESSED REINFORCED
CONCRETE ELEMENTS IN NATURAL CONDITIONS OF THE REPUBLIC OF
UZBEKISTAN
профессор, Б.Ш.Ризаев1
1Наманганский государственный технический университет
Аннотация: Эта статья посвящена теоретическому и экспериментальному
изучению трещиностойкости внецентренно-сжатых железобетонных элементов в
условиях сухого жаркого климата. Разработаны методики проведения
экспериментальных исследований и изучены характер нарастания деформативных
свойств тяжелого бетона в условиях сухого жаркого климата. На основании
проведенных исследований установлено: в условиях сухого жаркого климата от действия
температуры и влажности воздуха изменяются деформативные свойства бетона,
которые должны учитываться в расчетах.
Аннотация: Ушбу мақолада қуруқ иссиқ иқлим шароитида фойдаланилаѐтган
номарказий қисилган темир бетон элементларининг ѐриқбардошлигини назарий ва
тажриба тадқиқотлари келтирилган. Тажриба тадқиқотлари услублари ишлаб
чиқилган, қуруқ иссиқ иқлим шароитида оғир бетоннинг деформатив хусусиятлари
ўзгариши аниқланиб, хулосалар берилган.
Abs ac : This a icle is de o ed o he heo e ical and expe imen al s udy o he c ack
esis ance o eccen ically comp essed ein o ced conc e e elemen s unde d y, ho clima e
condi ions. Me hods o conduc ing expe imen al esea ch ha e been de eloped and he na u e
o he inc ease in he de o ma i e p ope ies o hea y conc e e unde d y, ho clima e condi ions
has been s udied. Based on he esea ch conduc ed, i has been es ablished ha in condi ions o
a d y, ho clima e, he de o ma i e p ope ies o conc e e change due o he ac ion o
empe a u e and humidi y, which mus be aken in o accoun in he calcula ions.
Ключевые слова: надежность,коэффициенты условия работы, момент
образования трещин, прочность, деформативность, трещиностойкость, солнечная
радиация, усадка, трещинообразование, температурно–усадочные деформации,
жесткость, раскрытие трещин, внецентренно-сжатие, кратковременное нагружение.
Калит сўзлар: ишончлилик, иш шароитлари коэффициенти, ѐриқлар пайдо бўлиши
моменти, мустаҳкамлик, деформация, ѐриқбардошлик, қуѐш радиацияси, қуриб чўкиш,
ѐриқлар пайдо бўлиши, ҳароратли-қуриб чўкиш деформациялари, бикрлик, ѐриқлар
кенгайиши, номарказий қисилиш, қисқа муддатли юклама.
PROBLEMS OF ARCHITECTURE AND CONSTRUCTION (Scien i ic and echnical jou nal) 2025 № ISSUE 4
E-ISSN: 2901-7845, ISSN: 2091-9004, h ps://po al.issn.o g/ esou ce/ISSN/2091-5004
22
Key wo ds: eliabili y, ope a ing condi ion coe icien s, momen o c ack o ma ion,
s eng h, de o mabili y, c ack esis ance, sola adia ion, sh inkage, c acking, empe a u e-
sh inkage de o ma ion, igidi y, c ack opening, eccen ic comp ession, sho - e m loading.
Введение. Дальнейшее развитие
капитального строительства в Республике
Узбекистан предусматривает увеличение
объемов производства и применения
сборного и частично монолитного
железобетона. Климатические условия
Республики Узбекистан отличаются
резкой континентальностью.
В летний период температура
воздуха может превышать +400 С, при
этом относительная влажность падает до
10-15 % и ниже. В таких климатических
условиях от прямого попадания
солнечной радиации поверхность
железобетонных и бетонных
конструкций нагревается до 70-800 С.
При этом появляются значительные
деформации усадки бетона, приводящие
к образованию и раскрытию трещин на
поверхности железобетонных и бетонных
конструкций [1].
Колебания температуры и
влажности воздуха в течении суток и
сезона года (лето и зима) неблагоприятно
влияют на формирование структуры
бетона. Интенсивное обезвоживание
бетона при повышенной температуре и
низкой относительной влажности среды
приводит к снижению его прочности и
модуля упругости. Большой суточный
перепад температуры вызывает
неравномерное распределение
температурных напряжений по сечениям
бетона. Проектирование и строительство
железобетонных конструкций для сухого
жаркого климата без учета деформаций,
усилий, вызванных изменением
повышенной температуры и пониженной
влажности приводит к раннему
образованию трещин в бетоне,
черезмерному их раскрытию, а также к
большим деформациям конструкции [2].
Необходимость учета воздействия
на железобетонные конструкции сухого
жаркого климата отмечается в работах
многих исследователей. Проведенные
экспериментальные исследования
показали, что эксплуатация
железобетонных конструкций в условиях
сухого жаркого климата приводит к
дополнительному увеличению ширины
раскрытия нормальных и наклонных
трещин. Ширина раскрытия трещин в
изгибаемых железобетонных элементах в
сухом жарком климате оказались в 1,2
раза больше, чем при нормальных
условиях. Опыт эксплуатации ребристых
плит покрытий в сухом жарком климате
показывает, что незащищенные от
солнечной радиации конструкции имеют
раннее трещинообразование.
Расчетные прогибы покрытий,
определенные согласно норм были
меньше опытных от 20 до 40 % /6/.
С увеличением температуры
элемента и снижением влажности на-
ружного воздуха увеличивается кривизна
и ширина раскрытия трещин, снижается
жесткость железобетонных балок /3/.
Цель исследований: изучение
прочности на сжатие и растяжение,
температурно –влажностных
деформацийи установление их влияния
на образования и раскрытия трещин
внецентренно-сжатых железобетонных
элементов. работающих в условиях
сухого жаркого климата.
Расчет железобетонных элементов
по образованию трещин на усилия,
вызванные воздействием температуры,
рекомендуется производить, когда
температура бетона по высоте элемента
между гранями сечения отличается более
чем на 300 С в элементах статически
неопределимых конструкций и более чем
PROBLEMS OF ARCHITECTURE AND CONSTRUCTION (Scien i ic and echnical jou nal) 2025 № ISSUE 4
E-ISSN: 2901-7845, ISSN: 2091-9004, h ps://po al.issn.o g/ esou ce/ISSN/2091-5004
23
на 500 С в элементах статически
определимых конструкций. Такие
температуры мало вероятны в условиях
сухого жаркого климата. Поэтому расчет
температурных деформаций
железобетонных элементов в условиях
сухого жаркого климата допускается
производить как для бетонных
элементов.
Объект и предмет
исследования: Объектом данного
научного исследования являются
прочностные и деформативные
характеристики внецентренно сжатых
железобетоннх элементов из тяжелего
бетона под воздействием силовых
факторов и неблагоприятных влияний
условий сухого жаркого климата. [3]
Для изучения работы
внецентренно-сжатых железобетонных
элементов были изготовлены опытные
колонны прямоугольного сечения
размерами 16-30 см, которые имели
консоли. Все колонны имели
симметричное армирование из 4
стержней диаметром 14 мм класса А-III.
Для замера деформаций бетона на базе
250 мм по высоте элементов
устанавливались штыри диаметром 6 мм
и длиной 50мм. Образцы изготавлялись
в трех сериях. Образцы первой серии
находились под воздействием прямой
солнечной радиации для определения
изменения температуры по сечению
элемента. Для определения влияния
прямой солнечной радиации одна часть
опытных колонн устанавливались на
полигоне. Часть образцов второй серии
были защищены от прямой солнечной
радиации. Эти образцы находились в
условиях цеха. Другая часть образцов
находилась под воздействием прямой
солнечной радиации на открытом
воздухе.
Все колонны 2 серии находились
в цеху и на полигоне в ненагруженном
состоянии 40-41 сутки для того, чтобы
определить температурно-усадочные
деформации железобетонных колонн.
Колонны испытывались в возрасте 40
суток кратковременной внецентренно
сжатой силой. Колонны III серии были
загружены длительно-действующей
нагрузкой 0,8 и 0,5Np находились
на открытом воздухе в течении 1
года, а затем были разрушены
кратковременной нагрузкой для того,
чтобы определить как влияет прямая
солнечная радиация на прочность и
трещиностойкость колонн.
Для того, чтобы установить
влияние направленной солнечной
радиации на нагрев бетона, колонны
располагались так, чтобы в одних
колоннах растянутая зона, в других
колоннах сжатая зона и боковая
поверхность подвергались бы
наибольшему ее воздействию.
Колонны испытывались с двумя
эксцентриситетами приложения
продольной силы, чтобы определить как
влияет на работу колонны
эксцентриситет приложения нагрузки в
условиях сухого жаркого климата. Один
эксцентриситет близок к ядровому е=
0,5y и другой е= y, где y -расстояние от
нейтральной оси до максимально сжатой
грани. При испытаниях производилось
наблюдение за появлением и
раскрытием трещин. Ширина раскрытия
трещин измерялась микроскопом МБП-2
[4].
Результаты: В ненагруженных
колоннах, находящихся под
воздействием солнечной радиации в
течении 12 месяцев, трещины не
появлялись. При кратковременном
нагружении тих колонн трещины
образовались при нагрузке 52,9 - 53.6
кн. Этот момент образования трещин
был меньше, чем для колонн,
находящихся при постоянном режиме
PROBLEMS OF ARCHITECTURE AND CONSTRUCTION (Scien i ic and echnical jou nal) 2025 № ISSUE 4
E-ISSN: 2901-7845, ISSN: 2091-9004, h ps://po al.issn.o g/ esou ce/ISSN/2091-5004
24
в среднем на 19%.
В колоннах подвергнутых
длительному нагружению под
нагрузкой N= 0,8 в течение 12
месяцев под солнечной радиацией и
при постоянном режиме, трещины не
появились. При их кратковременном
нагружении момент образования
трещин составил 55,6 кн, что на 6 %
меньше, чем для ненагруженных
колонн в возрасте 12 месяцев.
Сопоставляя моменты образования
трещин, можно констатировать, что
для колонн, находящихся под
воздействием солнечной радиации
этот показатель на 22% меньше, чем в
колоннах, находящихся при
постоянном режиме.
Под воздействием длительной
нагрузки 0,8 первые трещины
появились на нагреваемой
поверхности через 56 суток от начала
наблюдения (с наступлением
максимальной температуры в июле) в
колонне, находящейся под
воздействием солнечной радиации и
через 71 суток трещины появились в
колонне, подвергнутой к действию
солнечной радиации сжатой гранью.
При определении усадочных
напряжений в колонне учитывается
масштабный фактор, кроме того, в
колоннах, помимо усадочных
деформаций возникают напряжения
растяжения в бетоне за счет разницы
коэффициента температурного
расширения бетона и температурной
деформации бетона.
Это вызывает добавочное
деформации растяжения бетона, которые
способствуют раннему появлению
трещин [5].
Расчет железобетонного
элемента по образованию трещин,
нормальных к его продольной оси, от
одновременного воздействия
нагрузки, температуры и усадки
бетона в условиях жаркого климата
производят по СНиП 2.03,01-96.
принимаемые усилия
с c
M
авным
;)()( cs,
22 pl se b
с c
T
o
с c
TWyRMzeN
(1)
se b
R,
- сопротивление
растяжению принимаемое по
опытным данным
pl
W
- упругопластичеекий
момент сопротивления
железобетонного сечения по
растянутой зоне в предположении,
что продольная сила отсутствует.
y
коэффициент условия работы
бетона на растяжение.
Значения
se b
R,
и Eb для бетона
принимались по опытным данным с
учетом коэффициентов
y
и βb в
зависимости от условия хранения и
твердения бетона.
В ходе наблюдений за
развитием трещин в колоннах,
находящихся под нагрузкой 0,8 и
0,5Np, установлено, что при нагрузке
0,8
с c
N
с е=0,5y и е= y идет с течением
времени нарастание ширины раскрытия
трещин и через год ширина раскрытия
трещин соответственно составили 0,15 и
0,17 мм, для колонн при воздействии
солнечной радиации на растянутую зону
и 0,14 и 0,15 мм на сжатую зону. Для
колонн, находящихся при постоянном
режиме, ширина раскрытия трещин
составляет 0,13 и 0,14 мм, что на 9%
ниже. Это объясняется, видимо более
интенсивным развитием и повышенных
деформаций усадки бетона в колоннах,
находящихся под воздействием
солнечной радиации [6].
При нагрузке 0,5
с c
N
характер
раскрытия трещин аналогичен с
PROBLEMS OF ARCHITECTURE AND CONSTRUCTION (Scien i ic and echnical jou nal) 2025 № ISSUE 4
E-ISSN: 2901-7845, ISSN: 2091-9004, h ps://po al.issn.o g/ esou ce/ISSN/2091-5004
25
характером раскрытия трещин при
нагрузке 0,8
с c
N
. Максимальная
ширина раскрытия трещин при
ye 5,0
и е= y составила 0,22 и 0,22 мм
соответственно для колонн, находящихся
под воздействием солнечной радиации на
растянутую зону и 0,20 и 0,21 мм на
сжатую зону.
По сравнению с теоретическими
значениями ширина раскрытия трещин
будет больше, что подтверждает
влияние усадки на трещиностойкость
внецентренно-сжатого
железобетонного элемента и
необходимость учета воздействия
сухого жаркого климата при их
расчете.
В связи с этим расчет ширины
раскрытия трещин железобетонных
элементов, находящихся в условиях
сухого жаркого климата
рекомендуется производить по
формуле:
;()1005,3(20 1
3wcssp
s
s
eс c E
dа
(2)
Где
1cs
- предельная
деформации усадки [7].
Выводы:
Как следует из проведенного
анализа, что влияние сухого жаркого
климата существенно сказывается на
моменте образования трещин. Это
связано с появлением собственных
напряжений в бетоне, вызванных как
деформациями усадки, так и
неравномерном нагревом бетона по
высоте сечения элемента, а также
снижением прочности бетона на
растяжение. Ширина раскрытия
трещин в железобетонных элементах
в условиях сухого жаркого климата
больше зависит от сезона года и
направления солнечной радиации.
Наибольшая ширина раскрытия
трещин в колоннах была в летний
период.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Низамов Ш. Р. Прочность,
жесткость и трещиностойкость
железобетонных изгибаемых
элементов из аглопоритобетона в
условиях сухого жаркого климата
//Автореф. дисс. канд. техн. наук.,-М.
– 1983.
2. Милованов А. Ф. Влияние
климатических воздействий ка
железобе тонные конструкции.
/Совершенствование конструктивных
форм методов расчета и
проектирование железобетонных
конструкций. -НИИЖБ. Госстроя
СССР. 1988. 73-77 с
3. Милованов А. Ф. Камбаров X
У, Расчет железобетонных
конструкций на воздействие
температуры, - Ташкент: Укитувчи,
1994, 360 с,
4. Ризаев Б. Ш Прочность и
деформативность внецентренно-
сжатых железобетонных колонн в
условиях сухого жаркого климата.//
Сб. научных трудов профессорско-
преподавательского состава
Наманганского индустриально-
технологического института. -
Наманган 1992.
5. Rizae B. S. S eng h and
De o ma ion P ope ies o Eccen ically
Comp essed Rein o ced Conc e e Columns
in a D y Ho Clima e //Design Enginee ing.
– 2021. – С. 7832-7840.
6. Bakhodi R., Adkhamjon M.,
Is oil U. De o ma i i y o ein o ced
conc e e columns om hea y conc e e
unde condi ions d y ho clima e
//Uni e sum: технические науки. – 2022. –
№. 1-3 (94). – С. 59-63.
7. Bakhodi R., Adkhamjon M.,
Bakh iyo o ich M. M. Sh inkage
de o ma ions o conc e e in na u al
condi ions o he epublic o Uzbekis an
//Uni e sum: технические науки. – 2022. –
№. 2-7 (95). – С. 20-24.
a. Р
и
з
а
е
в
Б
.
Ш
.
,
Э
г
а
м
б
е
р
д
и
е
в
а
Т
.
И
.
Р
а
с
п
р
е
д
е
л
е
н
и
е
т
е
м
п
е
р
а
т
у
р
ы
и
в
л
а
ж
н
о
с
т
и
в
б
е
т
о
н
е
п
о
с
е
ч
е
н
и
ю
ж
е
л
е
з
о
б
е
т
о
н
н
ы
х
к
о
л
о
н
н
/
/
Э
к
о
н
о
м
и
к
а
и
с
о
ц
и
у
м
.
–
2
0
2
1
.
–
№
.
6
-
2
(
8
5
)
.
–
С
.
1
9
7
-
2
0
3
.
1
