No abstract

Кашеварова Г.Г., Мартиросян А.С., Травуш В.И. Расчетно-экспериментальное исследование процесса разрушения связей сцепления при вдавливании стержня жесткой арматуры в бетон // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. -2016Механика. - . -№ 3. -С. 62-75. DOI: 10.15593/perm.mech/2016 В настоящее время в современных высотных зданиях получили распростране-ние конструкции железобетонных колонн с жесткой арматурой -сталежелезобетон-ные конструкции. Известно, что одним из ключевых факторов, обеспечивающих со-вместную работу арматуры и бетона в конструкции, является сцепление арматуры с бетоном. Традиционно для повышения сцепления стальной арматуры с бетоном применяют гибкие арматурные стержни с рифленой поверхностью. Но на жесткой арматуре в виде двутавра, которая используется для увеличения несущей способно-сти железобетонных колонн, такое рифление отсутствует. Выполнено комплексное расчетно-экспериментальное исследование процесса начала разрушения связей сцепления при вдавливании стержня жесткой стальной арматуры в виде двутавра в бетон. Цель данной работы -определение параметров начала разрушения связей (расслоения) в зоне контакта «сталь-бетон» и типа разрушения в контактной зоне.При описании механизма разделения поверхностей «сталь-бетон» использова-лась модель связанной зоны материала (Cohesive Zone Material Model) с билинейным законом поведения контактного слоя, встроенная в программный комплекс ANSYS Workbench. Представлена математическая модель контактной краевой задачи, которая решалась методом конечных элементов. Теоретически и экспериментально установле-но, что сцепление гладкой жесткой арматуры с бетоном класса В35 обеспечивается главным образом за счет адгезии, и этот процесс лучше всего описывает CZM модель.Выяснены закономерности распределения контактного давления в зоне кон-такта «сталь-бетон», касательных напряжений в бетоне на гранях и поверхностях, примыкающих к двутавру. Получены результаты расчета взаимного смещения компонентов жесткой арматуры и бетона в зависимости от внешнего воздействия (во «времени»). Результаты данного исследования показывают, что наблюдается удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных данных. © ПНИПУКлючевые слова: жесткая арматура, бетон, контактная задача, разрушение связей сцепления, адгезия, когезия, численное моделирование, эксперимент

The article in question describes the results of comparison of numerical and real experiments, presented in the report of the Canadian laboratory “Bodycote” [1]. The paper depicts the test fixture, on witch six samples (two typical sizes) of light gauge steel stud “ATLANT” were tested. As a result, dependencies between bearing capacity and characteristic displacements were received. In order to repeat the experiment, the series of computer models were created with the software ANSYS. The computer models have complex nature: geometrical / physical nonlinearity was used. For accounting steel material nonlinearity, we used a multilinear model with isotropic hardening (MISO). The proper diagram was used for each typical size in accordance with the experiments on the tensile-testing machine. For the purpose of supporting condition and load modeling which are identical to the full-scale experiment, a couple of contact elements were used. The utilization of contact elements allowed us to consider friction between the sample and the supporting structures. One of the disadvantages of the full-scale experiment is the absence of measurements of the initial geometrical imperfections. For their consideration the use of probabilistic approach is suggested. This approach entails calculation of several models with different spread of initial imperfections. The initial geometrical imperfections with stochastic nature were included in the computing model. Parameters of distribution were based on the measurements of eighty-eight C-shaped members [8]. In the result of comparison, fine precision in terms of the ultimate bearing capacity and deformation pattern were established. According to expectation, the results of the full-scale experiments were found inside the fictitious “corridor”, created in accordance with the results of computer modeling.

No abstract