Численные испытания образцов бетона
М. Д. Панасюк, А. А. Петраков, Н. А. Петракова
ГОУ ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры»
Аннотация: Представлены результаты численных испытаний бетонных призм и кубов предельными нагрузками. Методика испытаний основана на новых расчетных моделях бетона как анизотропного материала, имеющего различную прочность при сжатии и растяжении. Использованы уравнения пластического состояния, основанные на гипотезах теории пластического течения, унифицированные для разных материалов, таких как грунт основания, бетон, металл и т. п. Для всех материалов применяется теория прочности Мизеса-Шлейхера-Боткина. Характеристики прочности материалов, определенные по стандартным методикам, переопределяются для октаэдрических площадок, для которых они являются инвариантами. Задача решается методом конечных элементов (МКЭ). Расчетная модель МКЭ представлена сингулярными конечными элементами (тетраэдры, треугольные пластины, стержни). Это повышает точность описания траекторий нагружения в конечных элементах и обеспечивает однозначное соответствие уравнений состояния элементарным объемам конструкции. Использование сингулярных конечных элементов связано с большим объемом оперативной памяти для хранения матрицы жесткости системы, что существенно ограничивает круг практически разрешимых задач. Для устранения этого противоречия использован итерационный метод Ньютона – ПВР для решения уравнений равновесия при расчете конструкций методом конечных элементов. Применен итерационный алгоритм, не требующий для своей реализации сборку матрицы жесткости системы. При этом объем оперативной информации пропорционален количеству конечных элементов в системе. При традиционном подходе, требующем сборку матрицы жесткости системы, объем оперативной информации пропорционален квадрату степени кинематической неопределимости системы. При использовании итерационного алгоритма достигается уменьшение размеров матрицы жесткости и существенное сокращение времени решения задачи. Приведены результаты нелинейного анализа бетонных конструкций. Показано, что работа бетона по нисходящей ветви является свойством конструкции образца, а не свойством материала. Нисходящая ветвь работы бетона является следствием разрушения материала за счет объемного растяжения и может быть получена вне рамок дилатансионных моделей.
Ключевые слова: анизотропная модель бетона, теория пластического течения, нисходящая ветвь работы бетона.
Страницы: 41-50.
Ссылка для цитирования: Панасюк, М. Д. Численные испытания образцов бетона / М. Д. Панасюк, А. А. Петраков, Н. А. Петракова. – Текст : электронный // Современное промышленное и гражданское строительство. – 2021. – Том 17, № 1. – С. 41-50. – URL: https://donnasa.ru/publish_house/journals/spgs/2021-1/04_panasyuk_petrakov_petrakova.pdf (дата обращения: 16.09.2024).
Том 17, № 1 (2021)Журнал: Современное промышленное и гражданское строительство
Издательство: ГОУ ВПО "Донбасская национальная академия строительства и архитектуры"