Напружено-деформований стан бетонного елементу з пошкодженням

Abstract

UK: Постановка проблеми. На сьогоднішній день актуальним постає визначення технічного стану конструкцій та їх підсилення за необхідністю. Пошкодження конструкцій впливає на процес визначення фізико-механічних характеристик бетону конструкції. Мета статті – визначити вплив пошкоджень конструкції на напружено деформований стан елемента конструкції, виконати розрахунки та отримати поля напружень, деформацій та переміщень за різних параметрів моделі та рівнів напружень. Виклад матеріалу. Для досягнення цієї мети проведено дослідження на структурних моделях із використанням програмного комплексу "LIRA SAPR". Для дослідження застасовано структурну модель розмірами 100 × 100 × 400 мм. Використовували бетони класів C16/20, C18/22,5 та C20/25 з відповідними властивостями. Конструктивні пошкодження були змодельовані шляхом послідовного видалення одного з п’яти елементів із дослідної моделі. Розрахунки проводилися для моделей з одним та двома дефектами в конструкції. Для дослідної моделі з двома дефектами в конструкції пази розташовували паралельно. Параметри навантаження для моделювання процесу деформації змінювались у межах 0,1...0,5 від граничного напруження. Висновки. Аналіз результатів проведеного дослідження показує, що на зміну напруги в ділянці, яке примикає до пошкоджень конструкції, впливає розмір цієї площі, рівень напружено-деформованого стану в конструктивному елементі та співвідношення між розмірами сусідніх елементів конструкції; на поверхні конструктивного елемента можуть з’являтися нульові зони напруги; необхідно враховувати рівень напружено-деформованого стану під час оцінювання фізико-механічних характеристик бетону за допомогою неруйнівних методів контролю в зоні, на яку впливають наявні пошкодження конструкції.

RU: Постановка проблемы.На сегодняшний день актуальным является определение технического состояния конструкций и их усиление по мере необходимости. Повреждение конструкций влияет на процесс определения физико-механических характеристик бетона конструкции. Цель статьи – выполнить расчеты и получить поля напряжений, деформаций и перемещений при различных параметрах модели и уровнях напряжений. Изложение материала.Для достижения этой цели проведены исследования на структурных моделях с использованием программного комплекса "LIRA SAPR". Для исследования использована структурная модель размерами 100 × 100 × 400 мм. Использовали бетоны классов C16/20, C18/22,5 та C20/25 с соответствующими свойствами. Конструктивные повреждения были смоделированы путем последовательного удаления одного из пяти элементов с опытной модели. Расчеты проводились для моделей с одним и двумя дефектами в конструкции. Для опытной модели с двумя дефектами в конструкции пазы располагали параллельно. Параметры нагрузки для моделирования процесса деформации изменялись в пределах 0,1...0,5 от предельного напряжения. Выводы.Анализ результатов проведенного исследования показывает, что на изменение напряжения в участке, примыкающем к повреждениям конструкции, влияет размер этой площади, уровень напряженно-деформированного состояния в конструктивном элементе и соотношение между размерами соседних элементов конструкции; на поверхности конструктивного элемента могут появляться нулевые зоны напряжения; необходимо учитывать уровень напряженно-деформированного состояния при оценке физико-механических характеристик бетона с помощью неразрушающих методов контроля в зоне, на которую влияют имеющиеся повреждения конструкции.

EN: Problem statement. At present, it is relevant to determine the technical condition of structures and their strengthening as needed. Damage of structures affects the process of determining the physical and mechanical characteristics of concrete structures. Purpose. To determine the effect of structural damage on the stressed state of the structural member. To perform calculations and obtain fields of stresses, strains and displacements at different model parameters and stress levels. The technique. The research has been performed on structural models using software systems "LIRA SAPR". A structural model having dimensions of 100 × 100 × 400 mm was used for the study. Materials of concrete C16/20, C18/22.5 and C20/25 with corresponding properties have been used. The structural damage was modeled by sequentially removing one of the five elements from the experimental model. The calculations were performed for models with one and two defects in the design. For the experimental model with two defects, the grooves were arranged in parallel. The load parameters for modeling the deformation process varied within 0.1…0.5 of the limit stress. Results. Analysis of the results of the study shows that the change in stress in the area adjacent to structural damage is affected by the size of this area, the level of stress-strain state in the structural element and the relationship between the sizes of adjacent structural elements; Zero voltage zones may appear on the surface of the structural member; it is necessary to take into account the level of stress-strain state when assessing the physical and mechanical characteristics of concrete using non-destructive methods of control in the area affected by existing structural damage.