В работе рассматривается способ численного исследования двухпролетных железобетонных балок, усиленных композитными материалами (фиброармированными полимерами, ФАП) по наклонному сечению с применением программно-вычислительного комплекса Ansys (Mechanical APDL). Кратко обосновывается актуальность исследования. Описываются принятые модели разномодульных материалов (арматуры, бетона, ФАП) и законы их взаимодействия. Приводится описание используемого метода решения нелинейной задачи. Анализируются результаты определения предельной перерезывающей силы для исследуемых балок по существующим методикам и значений, определенных в ходе исследования. На основании выполненного анализа серии балок с различным поперечным армированием автор доказывает, что увеличение процента внутреннего армирования отрицательно сказывается на эффекте усиления внешним композитным армированием, но наряду с этим подтверждается значительная эффективность использования систем внешнего композитного армирования при усилении изгибаемых железобетонных конструкций по наклонным сечениям.
In article considered some design technics for finite elements modeling of shear strengthening reinforced concrete beams with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) in engineering simulation software Ansys (Mechanical APDL). Shortly a topicality of an investigation have been proof. Used material models and contact laws are considered. Also non-linear solution method are considered. Basing on a results of investigation of series of beams with different shear steel bars was proved, that increasing of steel reinforcement have negative affects on a CFRP contribution in shear strength of a beams. But also high performance of using CFRP for shear strengthening of bending reinforced concrete beams was verify.
1. Гениев Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона / Г.А. Гениев, В.Н. Киссюк, Г.А. Тюпин. - М. : Стройиздат, 1974. - 316 с.
2. Залесов А.С. Расчет железобетонных балок с использованием объемных конечных элементов в развитии норм по проектированию железобетонных конструкций / А.С. Залесов, А.А. Пащанин // Строительная механика и расчет сооружений. – 2011. – № 4. – С. 66-71.
3. Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами / В.Л. Чернявский, Ю.Г. Хаютин, Е.З. Аксельрод [и др.]. - М. : ООО «ИнтерАква», 2006. – 48 с.
4. Силантьев А.С. Применение метода конечных элементов к расчету прочности наклонных сечений изгибаемых элементов на примере КЭ-комплексов Abaqus и Ansys. - М. : ЖБК.РФ, 2012.
5. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой России. - М. : ГУП НИИЖБ, 2012.
6. Шилин А.А. Усиление железобетонных конструкций композиционными материалами / Д.В. Картузов, В.А. Пшеничный, А.А. Шилин. - М. : Стройиздат, 2004. - 180 с.
7. ACI 440.2R-08. Guide for the design and construction of extermally bonded FRP systems for strengthening of concrete structures. Michigan / American concrete institute, ACI Committee 440. 2008. - 45 с.
8. ANSYS User Manual. Version 12.1, ANSYS Inc., Southpointe, 275 Technology Drive, Canonsburg, USA, 2011. — 1382 p.
9. Anthony J. Flexural behavior of reinforced and prestressed concrete beams using finite element analysis / J. Anthony, B.S. Wolanski. — Milwaukee, 2004. — 87 p.
10. Fib Bulletin 14. Externally bonded FRP reinforcement for RC structures. — 2001. — 138 p.
11. Willam K.J. and E.D. Warnke Constitutive Model for the Triaxial Behavior of Concrete. Proceedings, International Association for Bridge and Structural Engineering. – 1975. - Vol. 19. ISMES. Bergamo, Italy. - Р. 174.