ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ С ПЕТЛЕВЫМИ СТЫКАМИ АРМАТУРЫ
https://doi.org/10.33979/2073-7416-2023-106-2-70-79
Аннотация
В статье описана постановка задачи исследования напряженнодеформированного состояния железобетонных монолитных конструкций с петлевыми стыками арматуры с применением метода конечных элементов. Представлен краткий обзор модели пластического повреждаемого бетона concrete damaged plasticity, описание основных ее параметров и их подбора на примерен задачи верификации математической модели материала результатами натурных испытаний бетонной призмы и балки с петлевым стыком над статической нагрузкой.
Представлено подробное описание параметров модели, диаграмм состояния бетона и арматуры, включая графики напряжения-деформации с учетом особенностей моделей, а также даны графики сопоставления экспериментального и численного исследования бетонной призмы и изгибаемой железобетонной балки с петлевым стыком, включающей помимо модели бетона, и модель арматуры.
В результате расчетов получены максимальные напряжения в арматуре 514 МПа, близкие к полученным в результате натурного эксперимента 550 МПа (рисунок 8). Величина прогиба при достижении разрушающей нагрузке в эксперименте составил 16.7 мм, в КЭ модели 18,07 мм.
Об авторах
Александр Николаевич Мамин
АО «ЦНИИПромзданий»; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
Россия
Россия
доктор технических наук, профессор, начальник отдела обследований зданий и сооружений, АО «ЦНИИПромзданий»; профессор кафедры Железобетонные и каменные конструкции, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
г. Москва
Арслан Асельдерович Бамматов
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
Россия
Россия
аспирант кафедры Железобетонные и каменные конструкции
г. Москва
Никита Сергеевич Гордеев
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
Россия
Россия
студент
г. Москва
Список литературы
1. Авдеев К.В., Мамин А.Н., Бамматов А.А. и др. Петлевые стыки стержневой арматуры. История развития, проблемы и актуальность // Строительство и реконструкция. 2022. № 6. С. 4-11.
2. Силантьев А.С. Расчет прочности наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов методом конечных элементов в КЭ-комплексах Ansys и Abaqus // Промышленное и гражданское строительство. 2012. № 2. С. 49-52.
3. Крылов А.С. Численные расчеты сталежелезобетонных балок с учетом контактного взаимодействия стального сердечника с бетоном // Вестник Томского государственного архитектурностроительного университета. 2019. Т. 21. № 2. С. 175-184.
4. Krylov S. B. Contact technologies in design of reinforced concrete beams with cracks [Электронный ресурс] / S.B. Krylov, V.I. Travush, D.V. Konin, A.S. Krylov // IOP Conference Series. VII International Symposium Actual Problems of Computational Simulation in Civil Engineering 1–8 July 2018, Novosibirsk, Russian Federation: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 456.
5. Квасников А.А. Методика расчета взаимодействия бетона и арматуры железобетонных конструкций в программном комплексе Abaqus // Строительная механика и расчет сооружений. 2019. №1. С. 65-70
6. Силантьев А.С., Лучкин Е.А. Моделирование стыка круглой колонны с плоской плитой с использованием комплекса" Abaqus" // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 10. С. 74-80.
7. Rahman R., Akbar I., Rofriantona R. 3D Finite Element Model for Shear-dominant Failure of Reinforced Concrete Beams // Journal of Applied Materials and Technology. 2021. Т. 3. № 1. С. 12-21.
8. Cervenka V. et al. Prediction of shear failure of large beams based on fracture mechanics //Proceedings of the 9th International Conference on Fracture Mechanis of Concrete and Concrete Structures FraMCoS-9, Prague, Czech Republic. 2016. Т. 29.
9. Cervenka V., Dolezel J., Novak D. Shear failure of large lightly reinforced concrete beams. Part II– Assessment of global safety of resistance // The 3rd International congress of the international federation for structural concrete (fib), Washington, DC, USA. 2010.
10. Jendele L., Cervenka J. Finite element modelling of reinforcement with bond // Computers & structures. 2006. Т. 84. № 28. С. 1780-1791.
11. Genikomsou A.S., Polak M.A. Finite element analysis of punching shear of concrete slabs using damaged plasticity model in ABAQUS // Engineering structures. 2015. Т. 98. С. 38-48.
12. Байбурин А.Х. Раннее нагружение монолитных железобетонных конструкций // Железобетонные конструкции. 2023. Т. 2. № 2. С. 13–21.
13. Abaqus Documentation. Abaqus Analysis User's manual. Materials. Other plasticity models. Concrete.
14. Hillerborg A., Modéer M., Petersson P.E. Analysis of crack formation and crack growth in concrete by means of fracture mechanics and finite elements // Cement and concrete research. 1976. Т. 6. № 6. С. 773-781.
15. Lee J., Fenves G. L. Plastic-damage model for cyclic loading of concrete structures // Journal of engineering mechanics. 1998. Т. 124. № 8. С. 892-900.
16. Lubliner J. et al. A plastic-damage model for concrete //International Journal of solids and structures. 1989. Т. 25. № 3. С. 299-326.
17. Wahalathantri B. et al. A material model for flexural crack simulation in reinforced concrete elements using ABAQUS // Proceedings of the first international conference on engineering, designing and developing the built environment for sustainable wellbeing. – Queensland University of Technology, 2011. С. 260-264.
18. Chaudhari S.V., Chakrabarti M. A. Modeling of concrete for nonlinear analysis using finite element code ABAQUS // International Journal of Computer Applications. 2012. Т. 44. № 7. С. 14-18.
19. Hafezolghorani M. et al. Simplified damage plasticity model for concrete // Structural Engineering International. 2017. Т. 27. № 1. С. 68-78.
20. Николаев В.Б. и др. Экспериментальные исследования железобетонных конструкций АЭС с модифицированными петлевыми стыками на крупномасштабных железобетонных моделях балочного типа // Безопасность энергетических сооружений. 2016. № 1. С. 66-81.
21. Николаев В.Б., Рубин О.Д., Селезнев С.В.. Расчет прочности и конструирование петлевых стыков сборных элементов // Бетон и железобетон. 1987. № 1. С. 38-40.
22. Климов Е.А., Николаев В.Б. Совершенствование методики расчета индустриальных бессварных петлевых стыков арматуры железобетонных конструкций ГЭС и АЭС по предельным состояниям // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2016. № 5. С. 3-10.
Рецензия
Для цитирования:
Мамин А.Н., Бамматов А.А., Гордеев Н.С. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ С ПЕТЛЕВЫМИ СТЫКАМИ АРМАТУРЫ. Строительство и реконструкция. 2023;(2):70-79. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2023-106-2-70-79
For citation:
Mamin A.N., Bammatov A.A., Gordeev N.S. NUMERICAL SIMULATION OF STRUCTURES WITH LOOP JOINTS OF REBAR. Building and Reconstruction. 2023;(2):70-79. (In Russ.) https://doi.org/10.33979/2073-7416-2023-106-2-70-79
Просмотров:
201
Послать статью по эл. почте 