РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ

Авторы

  • Иван Бондарь Академия логистики и транспорта
  • Нарзанкуль Махметова Академия логистики и транспорта
  • Михаил Квашнин Академия логистики и транспорта

DOI:

https://doi.org/10.52167/1609-1817-2023-125-2-16-24

Ключевые слова:

железобетон, прогиб, трещинообразование, напряжение, деформация, пластичность

Аннотация

В статье изучено напряженно-деформированное состояние (НДС) предварительно напряженной железобетонной балки прямоугольного сечения с привлечением методов конечно-элементного анализа на базе вариационной формулировки. Железобетонная балка рассмотрена в виде неоднородного конечного элемента, причем матрица жесткости представляет суммарную матрицу жесткостей, т.е. бетона и арматурных стержней. Для расчета использован метод решения физически нелинейных задач, т.е. шаговый метод приращения нагрузки в комбинации с абсолютно устойчивой итерационной схемой Ньютона-Рафсона. Сформулированы расчетный алгоритм и методика формирования матриц балочного железобетонного элемента с учетом трещин. Модуль упругости арматуры заменен касательным модулем арматуры для тех элементов, которые имеют трещины.  Многовариантные численные эксперименты сопровождались  определением прогибов в среднем сечении балки, а также изучением зон формирования и развития трещинообразования. Исследовано НДС железобетонных конструкций в момент возникновения трещин в бетоне и появления пластических деформаций в арматуре на стадии проектирования. Анализ полученных результатов НДС показывает, что предлагаемый метод позволяет проследить за трещиностойкостью и жесткостью железобетонных балок на всех этапах нагружения.

Биографии авторов

Иван Бондарь, Академия логистики и транспорта

РhD,  ассоциированный профессор,  Алматы, Казахстан,  b.ivan@alt.edu.kz

Нарзанкуль Махметова, Академия логистики и транспорта

д.т.н.,  профессор,  Алматы, Казахстан, m.narzankul@alt.edu.kz

Михаил Квашнин, Академия логистики и транспорта

к.т.н., профессор, Алматы,  Казахстан,  k.michail@alt.edu.kz

Библиографические ссылки

[1] Makhmetova N.M., Solonenko V.G. Metod konechnykh ehlementov v zadachakh-transportnogo stroitelstva [In Russian: Method of finite elements in the problems of transport construction. Textbook], // Almaty: KazATC, 2013. – 441s.

[2] Agapov V.P., Nikolaev V.B., Golovanov R.O. Raschet zhelezobetonnykh plit, usilennykh kompozitnymi tkaniami, metodom konechnykh elementov [In Russian: Calculation of reinforced concrete slabs reinforced with composite fabrics by finite element method. Construction mechanics of engineering structures and constructions], MSCU, 2018 - 14(2), pp. 120-131. https://doi.org/10.22363/1815-5235-2018-14-2-120-131

[3] Ivan S. Bondar, Michael Ya. Kvashnin, Dinara Aldekeyeva, Saule Bekzhanova, Aliya Izbairova, Assem Akbayeva. Influence of the deformed state of a road bridge on operational safety. Influence of the deformed state of a road bridge on operational safety. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (116)), Pages 29–34. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.255275

[4] TKP EN 1992-2-2009 (02250) Evrokod 2. [In Russian: TKP EN 1992-2-2009 (02250) Eurocode 2. DESIGN OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES. Part 2. Reinforced concrete bridges. Design and calculation rules], 2009. – 96s.

[5] Bondar I.S., Salman Daud Salman Al-Dulaimi, Aldekeyeva D.T., Imambaeva R.S. Issledovaniia napriazhenno-deformirovannogo sostoianiia zhelezobetonnykh balok, armirovannykh ugleplastikami [In Russian: Studies of the stress-strain state of reinforced concrete beams reinforced with carbon plastics], Bulletin of the KazGASA. - Almaty, 2021. - № 4(82). - P. 101-110. https://doi.org/10.51488/1680-080X/2021.4-05

[6] Klovanich S.F. Metod konechnykh elementov v nelineinykh raschetakh prostranstvennykh zhelezobetonnykh konstruktsii [In Russian: Method of finite elements in the nonlinear calculations of spatial reinforced concrete structures. Textbook for students and postgraduates of railway transport universities], // Odessa: publishing house ONMU, 2009. - 89 s.

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

[8] V. Solonenko, N. Mahmetova, V. Nikolaev, S. Bekzhanova, M. Ya. Kvashnin, I.S. Bondar, S. Mirzabaev. Analysis of the stress-strain state of travel pipes with the use of hardware and software complex. News of the national academy of sciences of the republic of Kazakhstan. Series of geology and technical sciences. Volume 1, Number 439 (2020), Pages 181 – 188, https://doi.org/10.32014/2020.2518-170X.22

[9] Seidulla S. Abdullayev, Gabit B. Bakyt, Ivan S. Bondar, Muslim N. Aikumbekov, Yerlan T. Auyesbayev. Determination of natural modes of railway overpasses. Journal of Applied Research and Technology 19 (2021) 1-10, Volume 19, Number 1 February (2021), Pages 1 – 10, https://jart.icat.unam.mx/index.php/jart/issue/view/82.

[10] Bondar I.S., Kvashnin M.Y., Aldekeyeva D.T. Napriazhenno-deformirovannoe sostoianie zhelezobetonnogo puteprovoda pod nagruzkoi [In Russian: Stress-strain state of a reinforced concrete overpass under load], World of Transport, - Moscow, 2020. - Vol. 18, No. 2. - P. 68-81., https://doi.org/10.30932/1992-3252-2020-18-68-81

Загрузки

Опубликован

28.04.2023

Как цитировать

Бондарь, И., Махметова, Н., & Квашнин, М. (2023). РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ. Вестник КазАТК, 125(2), 16–24. https://doi.org/10.52167/1609-1817-2023-125-2-16-24

Выпуск

Раздел

Транспорт, транспортная инженерия

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)