КОМП'ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ЧИСЕЛЬНИЙ АНАЛІЗ ПОШКОДЖЕНИХ БАЛОК, ПІДСИЛЕНИХ ФІБРОБЕТОНОМ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32347/2076-815x.2024.85.614-624

Ключові слова:

пошкоджена балка, сталефібробетон, експеримент, метод скінчених елементів, SOFiSTiK, Robot

Анотація

Представлені результати комп’ютерного моделювання та скінчено- елементного аналізу пошкоджених балок, підсилених фібробетоном. В роботі використані два програмних комплекси ― SOFiSTiK та Autodesk Robot Structural Analysis. Попередньо були проведені експериментальні дослідження балок, пошкоджених у розтягнутій або стиснутій зоні, посилених сталефібробетоном. При цьому було визначено несучу здатність двох груп посилених балок. Перша група складалася з трьох зразків (ЗБП1, ЗБП2, ЗБП3), що мали пошкодження стиснутої зони; у другій групі було два зразки з пошкодженнями у розтягнутій зоні (ЗБП4, ЗБП5). Окрім несучої здатності, для кожного зразка визначені прогини та відносні поздовжні деформації. Одночасно було досліджено тріщиноутворення у непошкодженій балці та у пошкоджених балках, посилених фібробетоном, фіксувалося навантаження, при якому утворилася перша тріщина, загальна кількість тріщин, початкова та кінцева ширина розкриття кожної з них. З метою оцінки отриманих результатів експериментальних досліджень було проведено комп’ютерне моделювання та скінчено-елементний аналіз посилених балок. Встановлено, що прогини та навантаження, отримані в результаті розрахунків у програмі Robot Structural Analysis дещо вищі за ті ж самі величини, що отримані у SOFiSTiK. Максимальна розбіжність у прогинах спостерігається для зразка ЗБП5 і складає 1,52 %, у напруженнях ― для зразка ЗБП3 (15,6 %). Порівняння результатів обчислення максимальних напружень у SOFiSTiK з результатами експериментальних досліджень дає максимальну розбіжність 5,85% (зразок ЗБП3). А найбільша розбіжність даних експерименту та чисельного аналізу виникає у прогинах ― тут вона коливається в інтервалі 19,0÷19,2 %. 

Біографії авторів

Микола Сур’янінов, Одеська державна академія будівництва та архітектури

д.т.н., професор 

Вахтанг Єсванджия, Одеська державна академія будівництва та архітектури

Postgraduate 

Посилання

Pazdan, M. (2021). FEM modelling of the static behaviour of reinforced concrete beams considering the nonlinear behaviour of the concrete. Studia Geotechnica et Mechanica, 43(3). P/ 206-223. https://doi.org/10.2478/sgem-2021-0012. {in English}

Hawileh, Rami & Musto, H.A. & Abdalla, Jamal & Naser, M.Z. (2019). Finite element modeling of reinforced concrete beams externally strengthened in flexure with side-bonded FRP laminates. Composites Part B: Engineering. 173. 106952. 10.1016/j.compositesb.2019.106952. {in English}

Oller Ibars, E., Ferreira, D., Marí Bernat, A., & Bairán García, J. M. (2017). Numerical analysis of reinforced concrete beams strengthened in shear by externally bonded (EB) fibre reinforced polymer (FRP) sheets. Hormigón y Acero. doi: 10.1016/j.hya.2017.04.022. {in English}

Sheikh-Sobeh, A.; Kachouh, N.; El-Maaddawy, T. Numerical Analysis of Concrete Deep Beams Reinforced with Glass Fiber-Reinforced Polymer Bars. Buildings 2023, 13, 2767. https://doi.org/10.3390/buildings13112767. {in English}

Thanh Tung Pham, Ngoc Tan Nguyen, Thi-Thanh Thao Nguyen, Ngoc Linh Nguyen, Numerical analysis of the shear behavior for steel fiber reinforced concrete beams with corroded reinforcing bars, Structures, Volume 57, 2023, 105081, ISSN 2352-0124, https://doi.org/10.1016/j.istruc.2023.105081. {in English}

Tjitradi, Darmansyah & Eliatun, Eliatun & Taufik, Syahril. (2017). 3D ANSYS Numerical Modeling of Reinforced Concrete Beam Behavior under Different Collapsed Mechanisms. 7. 14-23. 10.5923/j.mechanics.20170701.02. {in English}

Radaikin O.V., & Sharafutdinov L.A. (2017). To assess the strength, rigidity and crack resistance of bendable reinforced concrete elements reinforced with steel fiber concrete “Shirt”, based on computer modeling in the ANSYS PC. News of the

Kazan State University of Architecture and Civil Engineering, (1 (39)), 111-120. {in Ukrainian}

Vasudevan G., Kothandaraman S., Azhagarsamyb S. Study on non-linear flexural behavior of reinforced concrete beams using ANSYS by discrete reinforcement modeling // Strenght of materials. Puducherry. 2013. Pp. 149–162. {in English}

Tiberti G., Minelli F., Plizzari G. Reinforcement optimization of fiber reinforced concrete linings for conventional tunnels // Composites. 2014. Pp. 199– 207. {in English}

Tiberti G., Minelli F., Plizzari G. Cracking behavior in reinforced concrete members with steel fibers: A comprehensive experimental study. // Cement and concrete research. 2015. P. 24–34. {in English}

Barour, S., & Zergua, A. (2020). Numerical analysis of reinforced concrete beams strengthened in shear using carbon fiber reinforced polymer materials. Journal of Engineering, Design and Technology, ahead-of-print(ahead-of-print). doi:10.1108/jedt-03-2020-0099. {in English}

Barour, S., Zergua, A., Bouziadi, F., & Abed Jasim, W. (2019). Finite element analysis of CFRP-externally strengthened reinforced concrete beams subjected to three-point bending. World Journal of Engineering, 17(2), 183–202. doi:10.1108/wje-04-2019-0121. {in English}

Barour, S., Zergua, A., Bouziadi, F., Kaloop, M.R., & El-Demerdash, W.E. (2022). Nonlinear Numerical and Analytical Assessment of the Shear Strength of RC and SFRC Beams Externally Strengthened with CFRP Sheets. Advances in Civil Engineering. {in English}

Modeling of the stress-deformed state and cracking in reinforced concrete structures using ANSYS MECHANICAL. V.S. Dorofeev, V.M. Karpyuk, O.S. Neutov, S.F. Neutov / Technical Sciences. University of Warmia and Mazuru in Olsztun. 2014. № 17(2), Pp. 105-121. {in English}

Sakhno S., Liulchenko Y., Chyrva T., Pischikova O. Determination of bearing capacity and calculation of the gain of the damaged span of a railway overpass by the finite element method, Topical scientific researches into resourcesaving technologies of mineral mining and processing. Multi-authored monograph. — Sofia: Publishing House “St. Ivan Rilski”, 2020. Pp. 326 - 340. {in English}

Modeling the operation of damaged reinforced concrete beams in "LIRASAPR" / Klymenko E.V., Antonyuk N.R., Polyanskyi K.V. // Bulletin of the Odessa State Academy of Construction and Architecture. 2019. Issue 77. P. 58-65. {in Ukrainian}

Investigation of Residual Bearing Capacity of Inclined Sections of Damaged Reinforced Concrete Beams. Y. Klymenko, Z. Kos, I. Grynyova, K. Polianskyi / Croatian Regional Development Journal, Croatia, 2020. Vol. 1, No. 1. Pp. 16-29. {in English}

Numerical modeling of the process of destruction of reinforced concrete beams of a monolithic fence and its reinforcement with carbon materials / V. Chirva, T. Chirva, O. Panchenko et al. // Building structures. Theory and practice: coll. of science works. Kyiv: KNUBA, 2020. Issue 6. P. 34 – 41. {in Ukrainian}

Alshaarbaf, I., Mouwainea, E. & Said, A. (2023). Numerical analysis of reinforced concrete beams subjected to impact loads. Journal of the Mechanical Behavior of Materials, 32(1), 20220232. https://doi.org/10.1515/jmbm-2022-0232. {in English}

Kukhtin V.N., Bulaev I.V., Baranov I.S. Application of the SOFiSTiK calculation complex for the calculation of bridge structures. Tutorial. M.: MADI, 2015. 136 p. {in Ukrainian}

Sukhorukov V.V. Autodesk Robot Structural Analysis Professional. Design and computing complex: reference and training manual. DIA, 2009. 128 p. {in Ukrainian}

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-03-29

Як цитувати

Сур’янінов, М., & Єсванджия, В. (2024). КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ЧИСЕЛЬНИЙ АНАЛІЗ ПОШКОДЖЕНИХ БАЛОК, ПІДСИЛЕНИХ ФІБРОБЕТОНОМ. Містобудування та територіальне планування, (85), 614–624. https://doi.org/10.32347/2076-815x.2024.85.614-624

Номер

Розділ

Статті