Introduction. One of the greatest accents in the steel structures researches is the optimization of the design model. It is possible to reduce the cost of steel structures, optimize moment distribution and dynamic characteristics of the frame using the finite secant stiffness, which can be obtained by the described in the paper numerical modeling method. There are a lot of perspectives for the engineer in the field of numerical modeling. Most of them are possible to implement in the design procedure nowadays, but it is important to develop methods and standards for numerical modeling, in order to obtain convenient tools and reliable results. In order to study this issue in more depth, the “moment - turn” curve was studied, maximum stress values were determined, and rigidity and strength characteristics were prepared for each type of joint for structural analysis. Materials and methods. In the program Ansys was modelling three types of steel joints: end-plate connections, double web-angle connections and top and seat angle connections. Results. For three types of joints was obtained ultimate moment, location of destruction and moment-rotation curve. For extended end-plate connections was comparison of the obtained curve with experimental data. Conclusions. Three types of steel joints were modeled in the paper. The numerical modeling results show good correlation with the experimental ones. The data about the behavior of the joints were extracted and analyzed. As result, “moment-angle of rotation” curves were obtained. Finite secant stiffness of the joints for considering steel structures was obtained in the analysis. The resulting finite secant stiffness can be used in the steel frames design procedure.

No abstract

Introduction: the glass-fibre reinforced plastic (GFRP) is a composite material that found wide application in construction due to its unique properties. One of the techniques of joining composite units is a bolt attachment that is distinguished by its stability and manufacturability. Owing to relative novelty of the material, there is no comprehensive experimental database and it is impossible to define the corresponding reliability coefficients. The given problem can be solved by means of accelerated climatic tests, which will replace multi-year observation over the installations and will allow conducting precise calculations during design work right nowadays. Materials and methods: the climatic tests were conducted over samples fabricated from polymeric structural pultrusion profile GFRP for construction purposes produced by Research-and-Production Enterprise ApATeCh (Moscow). The samples were fabricated from a single batch of U-channel 388 × 120 × 10/12 (SPPS-340). The test method consists in sequential cyclic exposure of artificially created system of climatic factors (elevated air temperature and humidity, negative temperature, temperature gradients) to the tested samples and determination of material property variations under the described impacts in the main indicators or the indicator responsible for workability of the material. Results: the obtained data were processed and the strength-time variation dependences were presented in graphic form. Using approximating dependences, the strength reduction coefficients of the bolt attachment were calculated for 100-year thermomoist exposure. Conclusions: any significant influence of ultraviolet exposure to strength of the bolt attachments was not revealed. 100-year thermomoist exposure will reduce the bolt attachment strength by not more than one third. One can recommend to introduce revisions in normative documents including reduction of reliability coefficient K2, allowing for GFRP maintenance ageing, from 1.2 to 1.13 in company standard “Road and construction structures from composite materials”.

А ННОТА Ц И Я Введение. Как известно, деформацию бетона можно подразделить на несколько стадий. Первый этап характеризуется линейной зависимостью деформаций и напряжений, упругими деформациями и небольшими нагрузками, которые по мере увеличения приводят ко второй стадии. Во второй зоне зависимость приобретает криволинейный вид, деформации носят необратимый характер -образуются микротрещины. Дальнейшее объединение микротрещины в мезо-и магистральные трещины относится к третьему этапу, сопровождается перераспределением энергии в область устья главной трещины. Однако достижение предела прочности не сопровождается моментальной потерей несущей способности, что объясняется эффектом разуплотнения. Это явление должно быть учтено при численном моделировании бетонных и железобетонных конструкций, поскольку оно существенно влияет на их прочностные характеристики. Внесение подобного уточнения в расчетные модели позволит уменьшить сечения элементов и соответственно избавиться от перерасхода материала. Материалы и методы. При помощи системы ANSYS создан цифровой образец. Смоделирована модель балки. Это однопролетная балка с продольным армированием в зоне изгиба. Нагрузка прикладывалась как смещение 70 мм для узлов в линии вдоль точки приложения. Армирование моделировалось как билинейные изотропные элементы упрочнения (LINK180). Для равномерного распределения нагрузки опорные элементы с линейными упругими свойствами были размещены в точках с заданными граничными условиями. Результаты. По полученным данным построены кривые напряжения-деформации, идентичные диаграмме деформации бетона. Проведено сравнение значений нагрузок, когда происходит первое растрескивание (конец линейноупругого состояния); пиковых нагрузок, когда формируется основная трещина (максимальная нагрузка для неармированного случая и начала размягчения стали для армированного случая); предельных нагрузок и максимальных прогибов в середине пролета. Выводы. Результаты дают незначительные расхождения до 5 % при изменении размера конечного элемента. Следовательно, при работе с расчетными программами разработчики смогут создавать корректные модели с любым шагом разбиения конечно-элементной сетки в зависимости от мощности имеющегося оборудования. Микрополярную теорию для моделирования разуплотнения бетона можно назвать устойчивой к размеру конечных элементов.