Модель деформирования бетона на основе теории течения при исследовании долговечности бетонных и железобетонных конструкций мостов

Аннотация

Модель деформирования бетона на основе теории течения при исследовании долговечности бетонных и железобетонных конструкций мостов

Полный текст

Срок службы конструкций транспортных сооружений определяется нагрузками, параметрами конструкционных материалов, воздействием агрессивных факторов окружающей среды, конструкционными особенностями сооружения.

Под воздействием окружающей среды меняются прочностные и деформативные характеристики бетона и арматуры, за счет разрушения бетона продуктами коррозии арматуры сокращается рабочая площадь сечения. В результате этих процессов изменяется жесткость сечений, образуются трещины в бетоне, что приводит к перераспределению усилий как между сечениями конструкции (особенно статически неопределимых), так и между бетоном и арматурой в пределах одного сечения, изменяется несущая способность сооружения в целом.

Нагружение в зонах ослаблений становится непропорциональным даже при внешне монотонно изменяющейся нагрузке. Теория пластического течения позволяет с единых позиций учитывать такой характер нагружения отдельных зон конструкций, как при монотонном возрастании, так и при повторно-переменных воздействиях внешней нагрузки [1, 2]. Это позволяет эффективно моделировать перераспределение усилий в конструкций при нелинейном численном анализе методом конечных элементов.

В настоящее время существуют предложения по установлению зависимостей между параметрами диаграммы деформирования бетона, прочностью материалов, величиной сцепления арматуры с бетоном и т.д. и временем воздействия агрессивных факторов внешней среды. Эти зависимости после преобразований для соответствия математическим требованиям теории пластического течения бетона могут быть использованы для оценки технического состояния эксплуатируемых транспортных сооружений и установления долговечности конструкций.

Оценка технического состояния эксплуатируемых мостов (влияние дефектов на несущую способность) и прогнозирование долговечности их элементов может быть выполнена по аналогии с известными подходами [3, 4] как время с начала эксплуатации, при котором несущая способность конструкции будет исчерпана при измененных параметрах сечений и материалов.