ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ С ТРЕ- ЩИНАМИ ПОСЛЕ ИХ УСИЛЕНИЯ КОМПОЗИТНЫМИ ТКАНЯМИ МЕТОДОМ КО- НЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ПРИНС

Цель. Рассматривается конечно-элементная методика расчета железобетонных плит с трещинами после их усиления композитными тканями с целью определения остаточного запаса прочности. Метод. Методика основана на использовании алгоритмов расчета конструкций с учетом геометрической и физической нелинейности, реализованных в программе ПРИНС. Эти алгоритмы предполагают использование одной и той же расчетной схемы в процессе решения задачи. Однако специфика поставленной проблемы заключается в том, что расчетная схема конструкции до появления в ней дефектов и после усиления ее с помощью композитных материалов должна изменяться. Результат. С учетом этого обстоятельства алгоритмы нелинейного расчета конструкций по программе ПРИНС были дополнены опцией, позволяющей в процессе сквозного расчета менять параметры расчетной схемы. Для исследования несущей способности железобетонных плит используются многослойные конечные элементы, для каждого из которых задан определенный пакет материалов. Модернизация расчетной схемы в данном случае сводится к замене одного пакета материалов на другой. Приводится пример расчета плиты с трещиной, усиленной композитной тканью. Вывод. Показано, что использование  перестраиваемой расчетной схемы позволяет существенно повысить точность расчетов. При этом конечный результат зависит от того, на какой стадии формирования дефектов в плите осуществляется ее усиление. В расчетах использованы специальные многослойные конечные элементы четырехугольной формы. Элементы состоят из четырех простейших треугольников, для которых большая часть матричных характеристик вычисляется в замкнутом виде. Это особенно важно при проведении нелинейных расчетов, требующих многократного перевычисления этих характеристик.

1. Кальянова Е.Е. Новые инновационные технологии: преимущества продуктов Sika // Строительство. - № 8, 2014, - С.54-58.

2. FRP Repair Materials and Methods. Concrete International - 2005, vol. 27, №1. - Р. 66.

3. Cardolin A. Carbon Fibre Reinforced Polymers for Strengthening of Structural Elements.- Division of S tructural Engineering, Department of Civil and Mining Engineering, Lulea University of Technology, Sweden. 2003. 194 р.

4. Чернявский В. Л. Аксельрод Е. З. Применение углепластиков для усиления железобетонных конструкций промышленных зданий // Промышленное и гражданскоестроительство. 2004, № 3. С. 37-38.

5. Рекомендации по применению тканевых композиционных материалов при ремонте железобетонных конструкций мостовых сооружений. Федеральное Дорожное Агентство (Росавтодор). Москва, 2013. 55 с.

6. Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами. НИИЖБ., М., 2012. 48 с.

7. MSC NASTRAN 2016. Nonlinear User’s Guide. SOL 400. MSC Software Corporation. 2016. 790 р.

8. Басов К.А. ANSYS. Справочник пользователя. - Изд-во “ДМК-Пресс». М., 2005. 637 с.

9. ABAQUS 6.11. Theorymanual. DS Simulia. 2011.

10. Nabil F. Grace, S.B. Singh. Durability Evaluation of Carbon Fiber-Reinforced Polymer Strengthened Concrete Beams: Experimental Study and Design // ACI Structural Journal. - January-February, 2005. рр. 40-53.

11. Бокарев С.А., Смердов Д.Н.Нелинейный анализ железобетонных изгибаемых конструкций, усиленных композиционными материалами // Вестник ТГАСУ. 2010, № 2. С. 113-125.

12. L. CedolinandS.Deipoli.Finiteelementstudiesofshear-criticalR/Cbeams// ASCEJournaloftheEngineeringMechanicsDivision. - Vol. 103, No. EM3, June 1977. рp.395-410.

13. Агапов В.П. Статические и динамические расчеты инженерных конструкцийв вычислительном комплексе ПРИНС// Машиностроение и инженерное образование. №1 (6), Изд. МГИУ. М,2006.

14. Агапов В.П. Метод конечных элементов в статике, динамике и устойчивости конструкций. Изд-во АСВ, М., 2005. 245 с.

15. Zienkiewicz O.C., Taylor R.L.The Finite Element for Solid and Structural Mechanics. Sixth edition. McGraw-Hill, 2005. 631 p.

16. D.R.J.Owen, J.A.Figueiras and F.Damjanic. Finite element analysis of reinforced and prestressed concrete structures including thermal loading // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 41, 1983. рр. 323-366.

17. Агапов В.П., Айдемиров К.Р. Расчет железобетонных ферм методом конечных элементов с учетом физической нелинейности. Часть 1// Научное обозрение, 2016, № 2, с.31-34.

18. Агапов В.П., Айдемиров К.Р. Расчет железобетонных ферм методом конечных элементов с учетом физической нелинейности. Часть 2// Научное обозрение, 2016, № 3, с.22-27.

19. Агапов В.П., Айдемиров К.Р. Расчет ферм методом конечных элементов с учетом геометрической нелинейности // Промышленное и гражданское строительство, 2016, № 11, с.4-8.

20. Agapov V., Golovanov R.Comparative analysis of the simplest finite elements of plates in bending//Murgul V., Popovic Z. (eds) International Scientific Conference Energy Management of Municipal Transportation Facilities and Transport EMMFT 2017. Advances inIntelligent Systems and Computing, vol 692.Springer, Cham. Pp. 1009-1026.DOIhttps://doi.org/10.1007/978-3-319-70987-1_109