Finite Element for the Analysis of Massive Reinforced Concrete Structures with Cracking

封面

如何引用文章

全文:

详细

The solid finite element has been developed for the calculation of massive reinforced concrete structures with cracks. When constructing a finite element in the compression-compression-compression mode, the Willam & Warnke failure criterion was used. The tensile behavior of concrete was assumed to be linear before the crack initiation. Modern building codes require non-linear calculations of concrete and reinforced concrete structures, taking into account the real properties of concrete and reinforcement. In this regard, a technique has been developed and a solid finite element has been built, adapted to the PRINS software, which makes it possible to perform calculations of massive reinforced concrete structures, taking into account their actual work. Development of a method for calculating reinforced concrete structures under conditions of a three-dimensional stress state, taking into account the brittle fracture of compressed concrete and cracking in tensile concrete. Based on this technique, the implementation of a solid finite element in the PRINS software. To verify the developed finite element, a series of test calculations of a beam under three-point bending conditions was carried out. Comparison of the calculation results with the data of experiments by the authors confirmed the high accuracy and reliability of the results obtained. The developed solid finite element included in the PRINS software can be effectively used by engineers of design and scientific organizations to solve a wide class of engineering problems related to the calculations of massive reinforced concrete structures.

作者简介

Vladimir Agapov

RUDN University

Email: agapovpb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1749-5797

Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Civil Engineering, Engineering Academy

Moscow, Russian Federation

Alexey Markovich

RUDN University; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University)

编辑信件的主要联系方式.
Email: markovich-as@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0003-3967-2114

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Civil Engineering, Engineering Academy, RUDN University ; Associate Professor of the Department of Fundamental Education, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University)

Moscow, Russian Federation

参考

  1. Agapov V.P. Finite element method in statics, dynamics and stability of structures. Moscow: ASV Publ.; 2005. (In Russ.)
  2. Zienkiewicz O.C., Taylor R.L. The Finite Element for Solid and Structural Mechanics. Sixth edition. McGraw-Hill; 2005.
  3. Crisfield M.A. Non-linear finite element analysis of solids and structures. United Kingdom: John Wiley & Sons Ltd; 1977.
  4. Oden J.T. Finite elements in nonlinear continua. New York: McGraw, Hill Book Company; 1972.
  5. CEB, CEB-FIP Model Code 1990 / CEB Bulletin d’Information № 213/214. Lausanne: Comite Euro-International du Beton, 1993.
  6. Kupfer H., Hilsdorf H., Rusch H. Behavior of Concrete under Biaxial Stresses. ACI Journal Proceedings. 1969;66(8):656–666.
  7. Launay P., Gachon H. Strain and Ultimate Strength of Concrete under Triaxial Stress. ACI Spec. Publ. 1972;34: 269–282.
  8. Mills L.L., Zimmerman R.M. Compressive Strength of Plain Concrete under Multiaxial Loading Conditions. ACI Journal. October 1970;67(10):802–807.
  9. Korsun V.I., Nedorezov A.V., Makarenko S.Yu. Comparative analysis of strength criteria for concrete. Modern Industrial and Civil Construction. 2014;10(1):65–78. (In Russ.) EDN THXXCZ
  10. Hansen T.C. Triaxial test with concrete and cement paste: Report № 319. Lyngby, ‘Technical University of Denmark”, 1995.
  11. Dennis J., More J.J. Quasi-Newton Methods, Motivation and Theory. Siam Review. January 1977;19(1):46–89.
  12. Matthies H., Strang G. The Solution of Nonlinear Finite Element Equations. International Journal for Numerical Methods in Engineering. 1979;14:1613-1626.
  13. Willam K.J., Warnke E.P. Constitutive Model for the Triaxial Behavior of Concrete. Proceedings of IABSE. Structural Engineering. 1975;19(III):1–30.
  14. von Mises R. Mechanik der festen Körper im plastisch-deformablen Zustand [Mechanics of Solid Bodies in Plastic Deformation State]. Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen. (Mathematisch-Physikalische Klasse). 1913;1:582–592.
  15. Cedolin L., Deipoli S. Finite element studies of shear-critical R/C beams. ASCE Journal of the Engineering Mechanics Division. June 1977;103(EM3):395–410.
  16. 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.)
  17. Rimshin V.I., Amelin P.A. Numerical calculation of bent reinforced concrete elements of rectangular section in the Abaqus software. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022;18(6):552–563. (In Russ.) http://doi.org/10.22363/1815-5235-2022-18-6-552-563
  18. Agapov V.P., Markovich A.S. The family of multilayered finite elements for the analysis of plates and shells of variable thickness: La familia de elementos finitos multicapa para el análisis de placas y cascos de espesor variable. South Florida Journal of Development. 2021;2(4):5034–5048. https://doi.org/10.46932/sfjdv2n4-007
  19. Agapov V.P., Markovich A.S. Dynamic method for determining critical loads in the PRINS computer program. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2020;16(5):380–389. (In Russ.) http://doi.org/10.22363/ 1815-5235-2020-16-5-380-389
  20. Agapov V.P., Markovich A.S. Investigation of the accuracy and convergence of the results of thin shells analysis using the PRINS program. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2021;17(6):617–627. http://doi.org/10.22363/1815-5235-2021-17-6-671-627

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».