Preview

Известия Юго-Западного государственного университета

Расширенный поиск

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ C ОДНОСТОРОННИМИ ОПОРНЫМИ СВЯЗЯМИ

https://doi.org/10.21869/2223-1560-2017-21-2-99-109

Полный текст:

Аннотация

Разработана вычислительная схема для расчета железобетонных плит методом конечных элементов при возможности учета односторонних связей. Напряженно-деформированное состояние плиты моделируется, принимая во внимание физически нелинейное поведение бетона и арматуры, дискретность армирования, образование поперечных трещин в бетоне. Для плиты в целом принимаются справедливыми гипотезы Кирхгоффа. Считается, что вне трещин арматура имеет идеальное сцепление с бетоном. Бетон представляется системой тонких слоев, каждый из которых находится в условиях плоского напряженного состояния. Аппроксимация перемещений в этой многослойной схеме выполняется с использованием треугольных пластинчатых конечных элементов. Деформация арматуры описывается с помощью стержней, работающих только на растяжение или сжатие. Односторонние связи пред-ставляются контактными конечными элементами. Прочность бетона оценивается согласно критерию Н.И. Карпенко. Деформации бетона между трещинами описываются в соответствии с подходом В.И. Му-рашева. На основе принципа возможных перемещений формируется система разрешающих уравнений конечно-элементной модели. Предложен вариант использования метода секущих, обеспечивающий сходимость итерационного процесса для комплексной нелинейной задачи такого типа. Предусмотрено на первом этапе выполнять пошаговое нарастание внешних сил до достижения фактического уровня нагружения. В каждом таком шаге реализуется только одна итерация метода секущих. Далее осуществляется итерационное решение задачи при многократном изменении секущих модулей. Работоспособность данного алгоритма подтверждена на основе теоретического анализа и эксперимента для прямоугольной в плане изгибаемой железобетонной плиты, имеющей свободное опирание по трем сторонам и не закрепленной по четвертой стороне. При этом испытывались три образца плиты с контролем образования трещин, измерением деформаций и перемещений.

Об авторах

И. Н. Серпик
ФГБОУ ВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет»
Россия


К. В. Муймаров
ФГБОУ ВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет»
Россия


С. Н. Швачко
ФГБОУ ВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет»
Россия


Список литературы

1. Аверин А.Н., Пузаков А.Ю. Расчет систем с односторонними связями // Строительная механика и конструкции. 2015. № 10. Т. 1. С. 15-32.

2. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Квазилинейные уравнения силового сопротивления и диаграмма σ-ε бетона // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2014. №6. С. 40-44.

3. Бондаренко В.М. К вопросу о концептуальных основах теории железобетона // Бетон и железобетон. 2001. №2. С. 16-18.

4. Воронин З.А. К построению методики расчета железобетонных плит с трещинами на базе слоистой модели МКЭ // Тез. докл. 55-й науч. студен. конф. 2003. С. 100-109.

5. Зырянов В.С. Пространственная работа железобетонных плит, опёртых по контуру. М.: ЦНИИЭП, 2002. 109 с.

6. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. М.: Стройиздат, 1996. 416 с.

7. Карпенко Н.И., Радайкин О.В. К совершенствованию диаграмм деформирования бетона для определения момента трещинообразования и разрушающего момента в изгибаемых железобетонных элементах // Строительство и реконструкция. 2012. Вып. 3. С. 10-15.

8. Клюева Н.В., Горностаев С.И. К вопросу выбора расчетной модели для оценки жесткости железобетонных конструкций // Известия Юго-Западного государственного университета. 2016. № 1(64). С. 71-74.

9. Клюева Н.В., Бухтиярова А.С., Прокопенко В.В. К определению параметра живучести пространственных конструктивных систем смешанным методом // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 3(36). С. 146-149.

10. Колчунов В.И., Андросова Н.Б. Критерий прочности плосконапряженного коррозионно повреждаемого элемента и его приложение к расчету железобетонных конструкций // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2011. № 1. С. 13-19.

11. Кумпяк О.Г., Галяутдинов З.Р. Экспериментальные исследования опертых по контуру железобетонных плит с распором // Вестник Томск. госуд. арх.-строит. унив. 2015. №3 (50). С. 113-120.

12. Лукашевич А.А., Розин Л.А. О решении контактных задач строительной механики с односторонними связями и трением методом пошагового анализа // Инженерно-строительный журнал. 2013. № 1 (36). С. 75-81.

13. Осовских Е.В., Колчунов В.И., Афонин П.А. Деформирование, трещинообразование и разрушение эксплуатируемых железобетонных складчатых покрытий в предельных и запредельных состояниях // Строительство и реконструкция. 2013. №1(45). С. 26-32.

14. Палювина С.Н. Совершенствование расчёта прочности и трещиностойкости железобетонных плит на основе численных методов: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.23.01. Белгород, 2000. 28 с.

15. Серпик И.Н. Треугольная дискретизация тонких оболочек на основе модифицированного подхода к кусочному тестированию в методе конечных элементов // Строительная механика и расчет сооружений. 2010. № 1. С. 27-33.

16. Серпик И.Н., Муймаров К.В., Швачко С.Н. Анализ деформирования железобетонных плит с учетом дискретности арматуры и физической нелинейности // Научное обозрение. 2014. № 8-1. С. 70-75.

17. Серпик И.Н., Муймаров К.В., Швачко С.Н. Оптимизация железобетонных плит с использованием генетического алгоритма // Строительная механика и расчет сооружений. 2015. № 1 (258). С. 30-36.

18. Серпик И.Н., Муймаров К.В., Швачко С.Н. Оптимальное проектирование железобетонных полов на грунтовом основании // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2016. № 2 (42). С. 23-32.

19. Станкевич И.В. Математическое моделирование задач теории упругости с односторонними связями // Символ науки. Уфа: ООО «Омега Сайнс», 2015. № 9-1. С. 28-33.

20. Тамразян А.Г., Манаенков И.К. Учет свойств ограниченного бетона при расчете несущей способности плит перекрытий // Строительство. Наука и образование. 2015. № 6. С. 98-105.

21. Руководство пользователя STARK ES 2016. М.: Еврософт, 2016. 405 с.

22. ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. М.: Стандартинформ, 2013. 36 с.

23. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. М.: ОАО «НИЦ «Строительство», 2012. 155 с.

24. EN 1992-1-1:2004 (E). Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings. London: BSI, 2004. 225 p.

25. Serpik I.N., Shvachko S.N., Muymarov K.V. Optimization of reinforced concrete slabs on discrete sets of design parameters // International Journal of Applied Engineering Research. 2016. Vol. 11. N. 5. P. 3304-3308.


Для цитирования:


Серпик И.Н., Муймаров К.В., Швачко С.Н. АЛГОРИТМ РАСЧЕТА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ C ОДНОСТОРОННИМИ ОПОРНЫМИ СВЯЗЯМИ. Известия Юго-Западного государственного университета. 2017;21(2):99-109. https://doi.org/10.21869/2223-1560-2017-21-2-99-109

For citation:


Serpik I.N., Muymarov K.V., Shvachko S.N. ALGORITHM FOR DEFORMATION ANALYSIS AND EXPERIMENTAL STUDY OF REINFORCED CONCRETE SLABS WITH UNILATERAL BONDS. Proceedings of the Southwest State University. 2017;21(2):99-109. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1560-2017-21-2-99-109

Просмотров: 50


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-1560 (Print)
ISSN 2686-6757 (Online)