НЕЛІНІЙНА ДЕФОРМАЦІЙНО-СИЛОВА МОДЕЛЬ БЕТОННОГО СТЕРЖНЯ З НЕМЕТАЛЕВОЮ КОМПОЗИТНОЮ АРМАТУРОЮ У ЗАГАЛЬНОМУ ВИПАДКУ НАПРУЖЕНОГО СТАНУ

Abstract

У статті розглядається нелінійна деформаційно-силова модель бетонної стержневої конструкції з неметалевою композитною арматурою (НКА-FRP) у загальному випадку напруженого стану, коли в її любому поперечному перерізі одночасно можуть виникнути всі чотири внутрішні силові фактори від зовнішнього навантаження, а саме: згинальний і крутний моменти, поперечна і поздовжня сили. Приведений достатньо глибокий і змістовний аналіз відомих досліджень за обраною тематикою. Встановлено, що запропонована нелінійна деформаційно – силова модель стержневої конструкції з FRP у загальному випадку напруженого стану може бути практично корисною завдяки можливості її застосування при проектуванні або підсиленні балок, ригелів, колон і елементів розкісних ферм прямокутного перерізу, які експлуатуються в умовах агресивного впливу оточуючого середовища. Вказану модель можна використовувати також при перевірці несучої здатності існуючих стержневих бетонних конструкцій з FRP, які працюють не тільки під впливом агресивного середовища, а й в умовах складного напружено-деформованого стану. В ході досліджень розроблений алгоритм визначення несучої здатності розрахункового перерізу бетонного стержня з FRP при його складному напруженому стані. Загальні фізичні співвідношення для розрахункового перерізу приведені у вигляді матриці жорсткостей. Алгоритм розрахунку бетонного стержня з FRP складається із блоку вводу вихідних даних, основної частини, допоміжних підпрограм перевірки умов збільшення вектора навантаження та вичерпання несучої здатності, а також блоку роздруківки результатів розрахунків. На кожному етапі простого статичного ступенево зростаючого навантаження розрахунок здійснюється шляхом виконання деякої кількості ітерацій до тих пір, доки точність визначення всіх компонент вектора деформацій не буде задовольняти деякій наперед заданій величині. Розглядаються також особливості та закономірності зміни нормальних і дотичних напружень, узагальнених лінійних і кутових деформацій, а також рівняння рівноваги бетонного стержня з FRP, який працює під впливом агресивного середовища в умовах складного напруженого стану.