ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТРЕЩИН НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ С ПОМОЩЬЮ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ПРИНС

Цель. В статье рассмотрена конечно-элементная методика определения несущей способности железобетонных плит с дефектами в виде трещин с целью определения остаточного запаса прочности.

Метод. Методика основана на использовании алгоритмов расчета конструкций с учетом физической нелинейности, реализованных в программе ПРИНС. Эти алгоритмы предполагают использование одной и той же расчетнойсхемы в процессе решения задачи. Однако специфика поставленной задачи заключается в том, что расчетные схемы исходной конструкции и конструкции с трещинами различаются.

Результат. С учетом этого обстоятельства алгоритмы нелинейного расчета конструкций по программе ПРИНС были дополнены опцией, позволяющей менять параметры расчетной схемы в процессе сквозного расчета. Для исследования несущей способности железобетонных плит используются многослойные конечные элементы, для каждого из которых задается определенный пакет материалов. Модернизация расчетной схемы в данном случае заключается в замене одного пакета материалов на другой. Входной файл программы ПРИНС дополняется описанием трещин с указанием мест их расположения и всех необходимых характеристик. Приводятся примеры определения несущей способности плиты с дефектами в виде трещин при различных граничных условиях.

Вывод. Использование перестраиваемой расчетной схемы при сквозном расчете позволяет эффективно решать задачу по определению несущей способности железобетонных плит с дефектами в виде трещин. Это даст возможность эксплуатационным службам отслеживать изменение несущей способности зданий и сооружений, содержащих железобетонные плиты, при возникновении дефектов в виде трещин, определять работоспособность конструкций и принимать обоснованные решения в случае необходимости ремонта. 

1. Кумпяк О. Г.,Кокорин Д. Н.Физические уравнения железобетона с трещинами для динамического расчета конструкций // Вестник ТГАСУ, № 4, 2015. С. 101-111.

2. Колчунов В. И., Колчунов Вл. И., Федорова Н. В.Деформационные модели железобетона при особых воздействиях//Промышленное и гражданское строительство.2018.№ 8.С.54-60.

3. Демьянов А. И., Колчунов Вл. И., Яковенко И. А. К задаче динамическогодогружения арматуры при мгновенном образовании пространственной трещины в железобетонной конструкции при кручении с изгибом // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 9. С. 18-24.

4. Карпенко Н. И., Карпенко С. Н., Петров А. Н., Палювина С. Н. Модель деформирования железобетона в приращениях и расчет балок-стенок и изгибаемых плит с трещинами. Петрозаводск : Изд-во ПетрГУ, 2013. 156 с.

5. Трекин Н. Н., Кодыш Э. Н., Трекин Д. Н. Расчет по образованию нормальных трещин на основе деформационной модели // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 7. С. 74-78.

6. Демьянов А. И., Алькади С. А. Экспериментально-теоретические исследования статико-динамического деформирования пространственной железобетонной рамы со сложнонапряженными ригелями сплошного и составного сечения // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 6. С. 68-75.

7. Vecchio, F., and Collins, M. (1986) "The Modified Compression-Field Theory for Reinforced Concrete Elements Subjected to Shear" ACI Journal, 83(22), pp. 219–231.

8. Omar, W., (1998) “The Shear Assessment of Concrete Beams with A Honeycombed Zone Present In The High Shear Region,” Ph.D. Thesis, faculty of Engineering, University of Birmingham, 309 p.

9. Omar, W., and Clark, L.A., (2001) ‘Shear Capacity of Honeycombed Reinforced Concrete Beams’, The Structural Engineer, Journal of the Institution of Structural Engineers, UK, Vol. 79, No. 15, pp. 17-22.

10. Xie, F., (2014) “The Effect of localized low concrete strength on flexural strength of RC beams,” MS Thesis, Civil Engineering Department, Syracuse University, 336 p.

11. Abdel-Rohman, M., (2005) “Effectiveness of Patch Repair in Reinforced Concrete Beams with Exposed Honeycombs,” Kuwait Journal of Science and Engineering, Vol. 32, Issue 2, pp. 187-208.

12. Shihada, S., and Oida, Y., (2013) “Repair of Honey-Combed RC Beams Using Cementitious Materials,” International Journal of Recent Development in Engineering and Technology, Volume 1, Issue 1, pp. 1-5.

13. Al Moukdad, M.M., (2018) “Effect of Construction Void Defects on Flexural and Axial Load Capacity of Reinforced Concrete Members,” MS Thesis, Civil Engineering Department, American University of Sharjah, May, 155 p.

14. Elrakib, T.M., and Arafa, A.I., (2012) "Experimental evaluation of the common defects in the execution of reinforced concrete beams under flexural loading," HBRC Journal, Vol. 8, Issue 1, p. 47–57.

15. 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.

16. 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.

17. Агапов В.П., Айдемиров К.Р. Исследование несущей способности железобетонных плит с трещинами после ихусиления композитными канями методом конечных элементов с помощью вычислительногокомплекса ПРИНС// Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки, 2018; 45(4):142-152. DOI:10.21822/2073-6185-2018-45-4-142-152.

18. Агапов В.П., Ковригин И.И., Малахова А.Н., Савостьянов В.Н. Физически нелинейные процессы в строительных конструкциях. - ФГБОУ ВПО «МГСУ», Москва, 2013. 128 с.

19. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трех томах Том 1. Изд-во Машиностроение, М., 1968.- 831 с.