ivdon@ivdon.ru
Проведено сравнение эффективности традиционного и инновационного методов усиления коротких сжатых стоек работающих при больших эксцентриситетах. Наибольшая несущая способность, согласно экспериментов, получена при усилении стоек внешней продольной композитной арматурой в виде двух полос – ламелей в растянутой зоне в сочетании с поперечными трехслойными хомутами из углеткани, расположенной с шагом 190мм. Характеристики элементов усиления стоек для классического метода получены расчетным путем с использованием наращивания сечения коротких стоек со стороны растянутой зоны. При сравнении стоимости материалов и трудозатрат установлено, что в инновационный метод оказался заметно дороже классического, однако позволяет значительно снизить срок введения в эксплуатацию колонн.
Ключевые слова: Колонна, стойка, элемент, бетон, железобетон, композитный материал, углепластик
Приводится сравнение результатов испытания по деформативности и жёсткости гибких сжатых железобетонных стоек, усиленных различными вариантами внешнего поперечного и продольного армирования композитными материалами. Дана оценка влияния жесткости элементов усиления на деформативные свойства опытных образцов сечением 250x125(h) мм при гибкости λh=e0/h=20, которые были испытаны при эксцентриситетах е0=0; 2,0 см (0,16h) и 4,0 см (0,32h).
Ключевые слова: бетон, железобетон, стойки, гибкость, композитные материалы, арматура, прочность, деформативность
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 05.23.17 - Строительная механика
В статье представлены результаты сопоставления средних опытных значений относительных деформаций тяжёлого бетона класса B34-35 – εb и εbt, которые получены при испытании коротких сжатых стоек, усиленных внешним композитным армированием на основе углепластика. Выравнивались варианты внешнего поперечного и продольного армирования, а также виды напряженно-деформированного состояния: условно центрально сжатые элементы (е0=0); элементы, загруженные при малых эксцентриситетах т. е. при е0=2,0 см (0,16h) и больших е0=4,0 (0,32h). Дана оценка влияния различных вариантов композитного армирования на изменение напряженно-деформированного состояния бетона при трех значениях величины осевого эксцентриситета е0.
Ключевые слова: бетон, железобетон, арматура, опытные образцы, композит, сжатие, растяжение, относительные деформации
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 05.23.17 - Строительная механика
Универсальный метод подбора композитной арматуры для изгибаемых элементов
Ключевые слова: бетон, железобетон, композит, арматура, сталь, усиление, методика расчета, прочность, несущая способность
Дано обоснование необходимости предварительного испытания железобетонных балок на поперечную силу. Их целью является определение влияния наклонных трещин, образованных при эксплуатационных уровнях нагрузки, на эффективность композитного усиления приопорных сечений. Приведены результаты этих испытаний, полученные при пролетах среза 1,5h0; 2h0 и 2,5 h0, который заметно влияет на характер развития наклонных трещин. По результатам эксперимента сформулированы рекомендации по конструированию композитного усиления.
Ключевые слова: бетон, арматура, железобетон, композит, углепластик, усиление, трещина, уровень нагрузки, хомут, пролет среза, прочность
Приведены и проанализированы данные о результатах испытания железобетонных стоек с гибкостью λh=10 и λh=20, усиленных внешней углепластиковой арматурой. Установлены границы влияния различных вариантов усиления на прочность и деформативность стоек и эффективность использования композитных материалов.
Ключевые слова: бетон, арматура, железобетон, композит, эксцентриситет, гибкость, нагрузка, прочность, деформативность, усиление
в дополнение к нормам приведены основные положения и методика подбора площади сечения внешней композитной арматуры при усилении изгибаемых и внецентренно-сжатых элементов. Расчетные формулы базируются на классических уравнениях статики.
Ключевые слова: бетон, железобетон, арматура, сталь, композит, углепластик, прочность, несущая способность.
Приведены данные о несущей способности коротких стоек с гибкостью λh=10, усиленных углепластиковой арматурой, при действии нагрузки с осевым эксцентриситетом е0=4см. Установлена эффективность различных вариантов усиления при приложении нагрузки за пределами ядрового сечения.
Ключевые слова: Бетон, железобетон, сталь, арматура, композит, углепластик, прочность, несущая способность.
Приведены и проанализированы данные о результатах испытания коротких железобетонных стоек с гибкостью λh=10, усиленных внешней углепластиковой арматурой при внешнем приложении нагрузки с эксцентриситетом е0=2см. Установлены границы влияния различных вариантов усиления на прочность и деформативность стоек при расположении нагрузки в пределах ядрового сечения.
Ключевые слова: бетон, железобетон, арматура, углепластик, нагрузка, прочность, деформативность.
(Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России по государственному контракту № 07.524.11.4019 в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы») Рассматриваются двумерные и трёхмерные задачи теории упругости для несжимаемых материалов. Решение этих задач методом конечных элементов в итоге приводит к решению системы линейных алгебраических уравнений с разреженной матрицей. Для несжимаемых материалов эта система является системой с седловой точкой (т.е. собственные значения матрицы системы имеют разные знаки), и, следовательно, невозможно непосредственное применение таких методов решения систем линейных алгебраических уравнений как метод сопряжённых градиентов или метод обобщённых минимальных невязок. Предлагается для таких задач использовать метод Узавы, который является итерационным процессом, на каждой итерации которого приходится решать систему линейных алгебраических уравнений, но которая уже не является системой с седловой точкой. В рамках программного комплекса CAE ФИДЕСИС реализованы различные варианты алгоритма Узавы и выполнено сравнение их производительности.
Ключевые слова: теория упругости, несжимаемые материалы, метод конечных элементов, алгоритм Узавы, итерационные методы решения систем линейных алгебраических уравнений
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе проводится сравнительный анализ эффективности метода Cuthill-McKee и алгоритма сужения полосы матрицы, основанного на многоуровневой вложенной парадигме разбиения, разработанной на факультете «Компьютерных наук и инженерии» университета Миннесоты. Для краткости будем называть алгоритм Cuthill-McKee CM, а алгоритм из университета Миннесоты — NodeND (Node nested dissection). В данной статье используется модификация CM алгоритма — RCM (reverse Cuthill–McKee), так как на практике обратная нумерация индексов позволяет получить большее преимущество, нежели использование прямого алгоритма CM. Сильными сторонами применения этих алгоритмов являются: высокая скорость работы вычислительного алгоритма, так как приходится решать систему, приближенную к диагональной; сильный прирост скорости алгоритмов решения при использовании технологии, такой как CUDA
Ключевые слова: методы перенумерации конечно-элементной сетки, трёхмерное математическое моделирование, задачи теории упругости, метод конечных элементов, конечно-элементные сетки
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматриваются вопросы, связанные с изучением влияния на деформативность железобетонных балок из тяжелого бетона замены стальной арматуры на углепластиковую, расположенную в два ряда. Установлено, что прогибы балок с композитной арматурой во всем диапазоне нагрузок на 46-54% выше по сравнению с эталонными.
Ключевые слова: бетон, сталь, углепластиковая арматура, опытные образцы, прочность, этапы загружения, деформативность, трещинообразование, уровень нагрузки
В статье рассматриваются вопросы, связанные с прочностью нормальных сечений железобетонных балок, в которых стальная арматура полностью, либо частично заменена на стержневую углепластиковую, расположенную в два ряда. Установлено, что прочность таких балок всего на 13% выше чем аналогичный показатель эталонных.
Ключевые слова: бетон, сталь, композитная арматура, опытные образцы, прочность, виды разрушения, уровень нагрузки
В статье приведены краткий обзор данных о результатах исследования в нашей стране и за рубежом сжатых элементов, усиленных композитными материалами. Отмечено, что в России этот вопрос мало изложен. Представленна широкая программа исследований, разработанная на кафедре ЖБК РГСУ, направленная для восполнения указанных пробелов.
Ключевые слова: бетон, сталь, углепластиковая арматура, опытные образцы, прочность, деформативность, трещинообразование
Сведения об авторах выпуска №4 (2013)
Ключевые слова: авторы