Numerical modelling of reinforced concrete creep in the tension zone

Abstract

Valkšnumo skaitmeninis modeliavimas gelžbetoninio elemento tempimo zonoje

Santrauka. Aprašant tempiamo betono valkšnumą, būtina atminti, kad jau ankstyvose darbo stadijose betone atsiranda plyšiai. Yra žinomi du analitiniai modeliai, aprašantys tempiamos armatūros ir pleišėjančio betono sąveiką. Pirmasis, labiau tradicinis modelis postuluoja staigiai atsirandančius ištisinius plyšius, tarp kurių lieka nesupleišeję betono blokai, dalyvaujantys tempiamos zonos darbe dėka armatūros ir betono sukibimo. Augant deformacijoms toliau, palaipsniui nyksta armatūros sukibimas su betonu ir tempiamas betonas palaipsniui išsijungia iš darbo. Kitame modelyje pleišėjantis betonas traktuojamas kaip ištisinis kūnas, o tarp betono ir armatūros yra išlaikomas deformacijų vientisumas. Betonui pasiekus pleišejimo ribą, jo įtempimai pradeda kristi pagal tam tikrą kreivinę pareinamybę ir palaipsniui mažeja iki nulio. Tikrumoje tempiamos zonos darbą nusako reiškiniai, būdingi ir vienam, ir kitam modeliui. Literatūroje nurodoma, kad antrasis modelis yra ne mažiau realistiškas už pirmąjį, tradicinį modelį.
Darbe pasirenkamas antrasis modelis, kuris yra algoritmiškai patogesnis. Deformacijos čia atvaizduojamos susidedančios iš tiesinės, šiuo atveju, valkšnumo dedamosios, ir netiesiněs, pleišejimo deformacijų dedamosios. Pastaroji čia, kaip ir trumpalaikes apkrovos atveju yra laikoma nepriklausanti nuo laiko. Betonas traktuojamas kaip senėjanti medžiaga, jo valkšnumas yra aprašomas integraline pareinamybe su analitiškai išreikšta valkšnumo funkcija. Skaičiuojamasis laikotarpis yra sudalinamas į eilę laiko žingsnių, integralas pakeičiamas baigtine suma, ir tokiu būdu gaunamos algebrinės pareinamybės tarp įtempimų ir deformacijų pricaugių atitinkamuose laiko intervaluose. Šios pareinamybės priklauso ne tik nuo prieaugių paskutiniame laiko žingsnyje, bet ir nuo visos apkrovimo istorijos. Tai yra neišvengiama senejančios medžiagos savybė. Kadangi ryšys tarp pleišejimo deformacijų ir įtempimų yra netiesinis, tai minėtosios prieaugių lygtys sprendžiamos iteraciniu būdu.
Yra sudaryta kompiuterio programa ir sumodeliuotas gelžbetoninio elemento tempiamos zonos valkšnumas, esant įvairiems priverstinės deformacijos didėjimo režimams. Iteracinis procesas parodė gerą, konvergenciją. Pasirodė, kad valkšnumas turi palyginus nedidelę įtaką šio modelio pleišėjimo deformacijai. Sudarytosios skaitmeninės procedūros yra skirtos įvesti į baigtinių elementų metodo programą sijų ir rėmų valkšnumui skaičiuoti.

First Published Online: 26 Jul 2012

Keyword : -