Simulation of concrete ageing on dams as illustrated by numerical analysis of Jablanica HPP

Abstract

Simulation of concrete ageing on dams as illustrated by numerical analysis of Jablanica HPPThe paper presents a model for numerical simulation of interaction between the fluid and the reinforced-concrete structure under seismic load for spatial 3D problems, with an emphasis of concrete dams. The model is based on the so called partition scheme for coupled (multi-field) problems. The model especially focuses on the concrete ageing effects, which has proven to be highly significant in the analysis of older structures. The paper starts with a brief description of the numerical model, which is followed by a more detailed description of the concrete ageing model, and by analysis of Jablanica hydropower plant (HPP) on which the validity of the model and related software was checked. Simulacija starenja betona brana na primjeru numeričke analize brane HE JablanicaRad prikazuje model za numeričku simulaciju međudjelovanja tekućine i armiranobetonske konstrukcije pod seizmičkim opterećenjem za prostorne 3D probleme, posebice betonske brane. Model je zasnovan na tzv. shemi odvojenih rješenja za probleme vezanih (višepoljnih) zadaća. Model posebice uključuje efekte starenja betona što se pokazalo vrlo bitnim kod analize starijih građevina. Prvo je vrlo kratko dan opis numeričkog modela, a zatim je detaljnije opisan model starenja betona i analiza brane HE Jablanica na kojoj je testirana valjanost modela i razvijenog softvera. Ključne riječi: betonska gravitacijska brana, numerički model, međudjelovanje tekućina-konstrukcija, proračun na potres, starenje betona Übersichtsarbeit Goran Šunjić, Maja Prskalo, Zoran Milašinović, Alen Harapin Simulation der Alterung von Betonstaudämmen am Beispiel der numerischen Analyse des Staudamms des Wasserkraftwerks Jablanica Die Arbeit zeigt ein Modell zur numerischen Simulation der Wechselwirkung von flüssigen und bewehrten Betonstrukturen unter seismischer Belastung für räumliche 3D-Probleme, insbesondere für Betonstaudämme. Das Modell basiert auf dem sog. Schema separater Lösungen für Probleme im Zusammenhang mit (mehrfeldigen) Aufgaben. Das Modell berücksichtigt insbesondere die Auswirkungen der Alterung von Beton, die sich bei der Analyse älterer Gebäude als sehr wichtig erwiesen hat. Zunächst werden eine sehr kurze Beschreibung des numerischen Modells gegeben, gefolgt von einer detaillierteren Beschreibung des Alterungsmodells des Betons und der Analyse des Staudamms des Wasserkraftwerks Jablanica, bei der die Gültigkeit des Modells und der entwickelten Software getestet wurde. Schlüsselwörter: Schwerkraftdamm aus Beton, numerisches Modell, Wechselwirkung Flüssigkeit-Struktur, Erdbebenberechnung, Betonalterung