БИНТИ Официальный Сайт Журнала | НОВАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ И ДАЛЬНЕЙШЕГО УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

НОВАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ И ДАЛЬНЕЙШЕГО УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

БИНТИ № 6 (70), 2013

В австралийском Университете г. Аделаиды была разработана новая, основанная на механических принципах экспериментальная модель, которая демонстрирует большой эффект при проектировании и дальнейшем развитии железобетонных конструкций. Разработчики этой модели были награждены премией Телфорда за 2013 г.

Большинство современных компьютерных моделей в настоящее время используются для расчета и проектирования железобетонных конструкций без непосредственного воспроизведения истинного физического состояния конструкции. При этом, экспериментально полученные, так называемые, псевдохарактеристики могут использоваться лишь с большой осторожностью.

Новая экспериментальная модель, разработанная в Университете г. Аделаиды и основанная на принципе использования и учета механических состояний материалов конструкции, утверждена Австралийским Исследовательским Советом. Учет реальных физических характеристик материала позволяет существенно снизить стоимость эксперимента и снижает риск получения псевдохарактеристик испытания. Новая модель предполагает также снижение стоимости и трудоемкости при разработке нового продукта промышленного производства, а также при разработке новых прогрессивных характеристик в процессе испытаний.

Материалы, используемые при производстве железобетонных конструкций, характеризуются сложной системой взаимодействия и подразделяются на две основные категории:

-самостоятельно воспринимающие внутренние напряжения;

-частично взаимодействующие в реальной конструкции, что связано со способностью внутреннего скольжения частиц по внутренней поверхности взаимодействия.

Различается три типа частичного взаимодействия материала в типовой железобетонной балке или колонне: в зоне растяжения твердого бетона вокруг более податливой металлической арматуры и в зоне сжатия бетона, а также в зоне сдвига по некоей наклонной плоскости.

Поскольку большинство компьютерных моделей легко справляются с учетом основных свойств материала на восприятие растяжения, большинство из них не способно или с большим трудом может учесть свойства частичного взаимодействия материалов. Вместо этого производится замена показателей эффективного растяжения на псевдохарактеристики. Все это не только значительно увеличивает стоимость подобных исследований, но также увеличивает трудоемкость при создании продукта промышленного производства.

Исследования и разработка новой модели испытаний с учетом использования механизмов частичного взаимодействия материалов дают хорошую корреляцию показателей испытания с общим результатом эксперимента, позволяющих усовершенствовать характеристики материала. Эти показатели могут быть с уверенностью использованы при моделировании механического поведения конструктивного элемента при любой комбинации используемых материалов, а также его геометрических параметров и весовых категорий.

Новая модель позволяет эффективно определять требования к огромному числу проводимых экспериментов, обычно используемых для механического исследования поведения элементов железобетонных конструкций. Эти требования включают наличие характеристик, определяющих способность работы элемента на срез, на изгиб, а также определяющих свойства материала в отношении пространственного трещинообразования, учета влияния длины пролета, величины прогиба, действия изгибной жесткости, влияния податливости при возникновении шарнира, влияния эффекта ползучести и сжатия, а также эффекта продольной анкеровки арматуры и наличие действия поперечных хомутов. С учетом трех основных факторов частичного взаимодействия материалов конструкции, характеризующих поведение элемента конструкции из железобетона, становится возможным более эффективное его проектирование.

Поматериалам Civil Engineering. — 2013.

— Vol.166. — Issue СЕ 3.