Отправить статью по E-mail 
Численный расчет изгибаемых железобетонных элементов прямоугольного сечения в программной среде Abaqus
- Авторы: Римшин В.И.1,2, Амелин П.А.3
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
- Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук
- Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова
- Выпуск: Том 18, № 6 (2022): Научное наследие академика Виталия Михайловича Бондаренко
- Страницы: 552-563
- Раздел: Расчет и проектирование строительных конструкций
- URL: https://journals.rcsi.science/1815-5235/article/view/325773
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2022-18-6-552-563
- ID: 325773
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Расчет строительных конструкций в значительной степени стал выполняться с использованием автоматизированных программных комплексов, основанных на методе конечных элементов. Актуальным вопросом повсеместного применения данного вида расчетов является точность их результатов в сравнении с экспериментальными данными. В данном исследовании путем численного моделирования с использованием программного комплекса Abaqus изучается напряженно-деформированное состояние изгибаемого железобетонного элемента прямоугольного поперечного сечения. Численное моделирование элемента выполнено объемными конечными элементами с учетом нелинейной (фактической) диаграммы состояния бетона, описанной моделью пластичного разрушения бетона с повреждениями (CDP). Армирование задано стержневыми конечными элементами с комбинацией упругих свойств и модели пластичности металла. Нагружение элемента балки в модели выполнено статически с приложением сосредоточенных сил по центрам третей расчетного пролета. В результате конечно-элементного расчета получены распределения напряжений в бетоне и арматуре по Мизесу, деформации конечных элементов вдоль главных осей, а также модель повреждения бетона при нарастании нагрузки. Полученные результаты показали высокую сходимость с экспериментальными данными испытания балок на изгиб по нормальному сечению, что позволяет использовать данный алгоритм автоматизированного конечно-элементного расчета при проектировании изгибаемых железобетонных конструкций.
Об авторах
Владимир Иванович Римшин
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет; Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: v.rimshin@niisf.ru
ORCID iD: 0000-0003-0209-7726
член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор, кафедра жилищно-коммунального комплекса, Институт инженерно-экологического строительства и механизации
Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26; Российская Федерация, 129238, Москва, Локомотивный пр-д, д. 21Павел Андреевич Амелин
Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова
Email: p.amelin@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-7104-3214
аспирант, ассистент кафедры строительства и городского хозяйства
Российская Федерация, 308012, Белгород, ул. Костюкова, д. 46Список литературы
- Karpunin V.G., Golubeva E.A. Computer modeling of building structures. Architecton: Proceedings of Higher Education. 2019;(4). (In Russ.) Available from: http://archvuz.ru/2019_4/16 (accessed: 01.02.2023).
- Bondarenko V.M., Rimshin V.I. Quasi-linear equations of force resistance and diagram σ–ε of concrete. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2014;(6):40–44. (In Russ.)
- Karpenko N.I., Kolchunov V.I., Travush V.I. Computational model of a complex-stressed reinforced concrete element of a box section during torsion with bending. Scientific Journal of Construction and Architecture. 2021;(2):9–26. (In Russ.)
- Kryuchkov A.A. Stress-strain state of bent reinforced concrete elements of continuous and composite cross-section based on a refined nonlinear calculation method. Bulletin of the Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. 2022;(4):82–91. (In Russ.) https://doi.org/10.34031/2071-7318-2021-7-4-82-91
- Bondarenko V.M., Rimshin V.I. Residual resource of force resistance of damaged reinforced concrete. Bulletin of the RAASN. 2005;(9):119–126. (In Russ.)
- Mander J.B., Priestley M.J.N., Park R. Theoretical stress-strain model for confined concrete. Journal of Structural Engineering, ASCE. 1988;114(8):1804–1826.
- Bondarenko V.M., Borovskikh A.V., Markov S.V., Rimshin V.I. Elements of the theory of reinforced concrete reconstruction. Moscow; 2002. (In Russ.)
- Varlamov A.A., Rimshin V.I. Models of concrete behavior. General theory of degradation. Moscow: INFRA-M Publ.; 2019. (In Russ.)
- Larionov E.A., Rimshin V.I., Vasilkova N.T. Energy assessment method stability of compressed reinforced concrete elements. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2012;(2):77–81. (In Russ.)
- Rimshin V.I., Merkulov S.I. Elements of the theory of development of concrete structures with non-metallic composite reinforcement. Industrial and Civil Construction. 2015;(5):38–42. (In Russ.)
- Telichenko V.I., Rimshin V.I. Critical technologies in construction. Bulletin of the Department of Construction Sciences of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences. 1998;(4):16–18. (In Russ.)
- Abaqus 6.14. Abaqus/CAE User's Guide. Available from: http://wufengyun.com/v6.14/books/usi/default.htm (accessed: 20.09.2022).
- Lubliner J., Oliver J., Oller S., Oñate E. A plastic-damage model for concrete. International Journal of Solids and Structures.1989;25(3):299–326.
- Kvasnikov A.A. Methodology for calculating the interaction of concrete and reinforcement of reinforced concrete structures in the ABAQUS software package. Construction Mechanics and Calculation of Structures. 2019;(1):65–70. (In Russ.)
- Shen X., Yang L., Zhu F. A plasticity-based damage model for concrete. Advances in Structural Engineering. 2004;7:461–467.
- Taqieddin Z., Voyiadjis G. Studying the effect of a hydrostatic stress-strain reduction factor on damage mechanics of concrete materials. Journal of Mechanical Behavior of Materials. 2013;22:149–159. https://doi.org/10.1515/jmbm-2013-0022
- Kueres D., Stark A., Herbrand M., Clalien M. Finite element simulation of concrete with a plastic damage model – basic studies on normal strength concrete and UHPC. Bauingenieur: Zeitschrift fuer das Gesamte Bauwesen. 2015;90(6): 252–264.
- Rakic D., Bodić A., Milivojevic N., Dunić V., Živković M. Concrete damage plasticity material model parameters identification. Journal of the Serbian Society for Computational Mechanics. 2021;15:111–122. https://doi.org/10.24874/jsscm.2021.15.02.11
- Obernikhin D.V., Nikulin A.I. Experimental studies of strength, crack resistance and deformability of reinforced concrete beams of trapezoidal and rectangular cross sections. Innovative Science. 2016;(8–2):73–77. (In Russ.)
- Popov V.M., Plyusnin M.G. Influence of deformation characteristics of concrete on the bearing capacity of bent reinforced concrete elements. Industrial and Civil Construction. 2015;(8):5–10. (In Russ.)
Дополнительные файлы
