Численный анализ поведения изгибаемых железобетонных балок, изготовленных из легкого высокопрочного бетона, с разным коэффициентом армирования

В настоящее время распространяются конструкции из легкого высокопрочного бетона, в первую очередь – в гражданском и мостовом строительстве. Высокопрочный бетон на основе легкого заполнителя имеет преимущества в сравнении с тяжелым бетоном при использовании его в конструкциях, которые должны обладать высокой прочностью и плавучестью, ввиду более низкой плотности и достаточно высокой прочности. В этой связи представляется целесообразным применение легкого высокопрочного бетона в гидротехническом строительстве в морских нефтяных платформах и батопортах. Выполнены расчетные исследования напряженно-деформированного состояния железобетонных балочных конструкций, изготовленных из легкого высокопрочного бетона. Для моделирования поведения железобетонных балок, изготовленных из легкого высокопрочного бетона, разработаны пространственные конечно-элементные модели. Исследования выполнены в программном комплексе «ANSYS». Разработанные модели верифицированы по данным натурных испытаний балок с двумя коэффициентами армирования: 0,036 и 0,015. Выполненные исследования позволили сделать вывод о различии поведения и разрушения балок при двух коэффициентах армирования.

1. Экспериментальные исследования железобетонных конструкций из легкого высокопрочного бетона (применительно к конструкции батопорта сухого дока) / О.Д. Рубин, С.Е. Лисичкин, С.Ю. Кузнецов и др. // Природообустройство. - 2021. - № 4. - С. 59-66.

2. Gao Y.L., Chao Z. Experimental study on segregation resistance of nanoSiO2 fly ash lightweight aggregate concrete. Constr. Build. Mater. 2015, 93, pp. 64-69.

3. Sohel K.M.A., Al-Jabri K., Zhang M.H., Liew J.Y.R. Flexural fatigue behavior of ultra-lightweight cement composite and high strength lightweight aggregate concrete //Constr. Build. Mater. - 2018. - 173. - Рp. 90-100.

4. Gao J.M., Wei S., Keiji M. Mechanical properties of steel fiber-reinforced, high-strength, lightweight concrete //Cem. Concr.Compos. - 1997. - 19. - Рp. 307-313.

5. Karayannis C.G. Nonlinear analysis and tests of steel-fiber concrete beams in torsion // Struct. Eng. Mech. - 2000. - 9. - Рp. 323-338.

6. Campione G. Flexural and shear resistance of steel fiber-reinforced lightweight concrete beams //J. Struct. Eng. - 2013. - 140. - Рp. 1-9.

7. Grabois T.M., Guilherme C.C., Toledo Filho R.D. Fresh and hardened-state properties of self-compacting light weight concrete reinforced with steel fibers // Constr. Build. Mater. - 2016. - 104. - Рp. 284-292.

8. Li J.J., Wan C.J., Niu J.G., Wu L.F., Wu Y.C. Investigation on flexural toughness evaluation method of steel fiber reinforced lightweight aggregate concrete // Constr. Build. Mater. - 2017. - 131. - Рp. 449-458.

9. Libre N.A., Shekarchi M., Mahoutian M., Soroushian P. Mechanical properties of hybrid fiber reinforced lightweight aggregate concrete made with natural pumice //Constr. Build. Mater. - 2011. - 25. - Рp. 2458-2464.

10. Adheem A.H. Nonlinear Analysis of Reinforced Concrete Beams Strengthened in Shear with NSM FRP Rods, Journal of Babylon University // Engineering Sciences. - 2013. - Vol. 21. - No 1. - Рp. 1-8.

11. Musmar M.A., Rjoub M.I. and Abdel Hadi M.A. Nonlinear Finite Element Analysis of Shallow Reinforced Concrete Beams Using SOLID65 Element, ARPN // Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2014. - Vol. 9. -No 2. - Рp. 1-5. - February.

12. MenetreyP., Willam K.J. A triaxial failure criterion for concrete and its generalization // ACI Structural Journal. - 92. - Рp. 311-318.

13. Jasinski Radoslaw. Validation of Elastic-Brittle, and Elastic-Plastic FEM Model of the Wall Made of Calcium Silicate and AAC Masonry Units // IOP Conference Series Materials Scienoe and Engineering. - 2019. - 603. - Fp. 1-11. - September.