Nieliniowa analiza pełzania wstępnie sprężonych konstrukcji betonowych
Przedstawiono obliczeniowy model wstępnie sprężonych konstrukcji betonowych w jednoosiowym i płaskim stanie naprężenia, w którym uwzględniono własności sprężyste, liniowe i nieliniowe pełzanie oraz skurcz betonu, a ponadto nieliniowe odkształcenia zbrojenia oraz zjawisko powstawania rys. Proponowana metoda nieliniowej analizy, przy zastosowaniu elementów skończonych, pozwala określić naprężenia i odkształcenia betonu i zbrojenia, schemat tworzenia i rozwijania się rys, schemat zniszczenia konstrukcji wskutek plastycznego płynięcia zbrojenia i zniszczenia betonu. Obliczono wstępnie sprężoną belkę żelbetową i porównano wyniki z istniejącymi wynikami doświadczenia. Zadowalająca zgodność rezultatów dla obciążeń długotrwałych i krótkotrwałych wskazuje na użyteczność modelu i metody analizy zachowania się sprężonych konstrukcji betonowych.
Nonlinear analysis of creep of prestressed concrete structures
The model of prestressed concrete structures in the uniaxial and two-axial stress state is presented in which the elastic properties, linear and nonlinear creep strains and shrinkage of concrete are accounted for together with the nonlinear strains of reinforcement and cracking. The proposed method of nonlinear analysis with the use of finite element s is capable of determining the stresses and strains in concrete and in reinforcement, the cracking modes and collapse patterns of structure due to plastic flow of reinforcement and failure of concrete. A prestressed concrete beam is calculated and results are compared with the experimental evidence. The convergence of the results for long and short-term loading confirms the usefulness . of the proposed model and the method of analysis for the prestressed concrete structures.
References
Z.P. Bażant, Sang-Sik Kim, Nonlinear creep of concrete -adaptation and flow, J. Engng. Mech. Division, Em-3, 429-446, June 1979.
O.C. Zienkiewicz, D.R.J. Owen, D.V. Phillips, G.C. Noyak, Finite element methods in the analysis of reactor vessels, Nucl. Eng. Design, 20, 507-541, 1972.
J.H. Argyris, G. Faust, J. Szimmat, E.P. Warnke, K.J. Willam, Finite Elementberechnung von Spannbeton-Reaktordruckbehiiltem, J.H. Argyris, J. Szimmat, K.J. Willam, Zur Konvertierung von SMART I, Deutscher Ausschuss fur Stahlbeton, Heft 279, Verlag Wilhelm Ernst und Sohn KG, Berlin-Munchen-Dusseldorf 1977.
A. Mitzel, Ugięcia żelbetowych płyt kolistych przy obciążeniu długotrwałym, Mat. I Sesji Naukowej Instytutu Budownictwa. Pol. Wrocł. 1970.
L. Brunarski, Teoretyczne i rzeczywiste ugięcia płyt żelbetowych od obciążenia długotrwałego, XVIII Konf. Nauk. KI PAN i KN PZITB, Krynica., Referaty t.2, Kon. Bet. ZGPW, 65-72, Warszawa 1977.
H.J. Grootenboer, S.F.C.H. Leijten, J. Blaauwendraad, Numerical models for reinforced concrete structures in piane stress, Heron, 26, 1c, 1-82, 1981.
G. Schaper, Berechnung des zeitabhiingigen Vershaltens von Stahlbeton under Lastung Zwangbeanspruchung im ungerissenen und gerissenen Zustand, Deutscher Ausschuss fur Sta.hlbeton, Heft 338, Verla.g von Wilhelm Ernst und Sohn, Berlin 1982.
A. Baryla, E. Sobocinska, Teoria płyt żelbetowych z rysami, PWN, Warszawa-Łódź, 1983.
J. Kubiak, Deformacje i zarysowanie płyty żelbetowej obciążonej długotrwale, Karpacz, 84, Prace Nauk. Inst. Bud. Politechniki Wrocławskiej, nr 40, Seria: Konferencje nr. 9, 201-206, Wrocław 1983.
J .Kubiak, Obliczanie płyt anizotropawych o zmiennej sztywności na przykładzie zarysowanej płyty żelbetowej, Mater. XXXII Konf. Nauk. KILiW PAN i KN PZITB, 109-114, Kraków-Krynica 1986.
J. Biliszczuk, Beton - tworzywo do budowy mostów, Wydawnictwo Polit. Wrocławskiej, Wrocław 1986.
J. Szarliński, J. Krok, Z .Kordecki, Non-linear rheological model ol concrete, Proc. 1st Int. Conf. on Computational Mechanics, p. IV, 293-298, Tokyo 1986.
В.И.Мурашев, Трещиностовкость, жесткость и прочность железобетона, Машстройнздат, Москва 1950.
С.А. Мадатян, Повышение механических свойств высокопрочной арматурной стали при предварительном напряжении, Бетон и железобетон, 5, с. 22-24, 1976.
Ю.П. Гуща, Предложения по нормированию диаграмм растяжения высокопроч¬ной стержневой арматуры, Бетон н железобетон, 7, с. 15-16, 1979.
Н.И. Карпенко, Теория деформирования железобетона с трещинами, Стройиздат, Москва 1976.
С.В. Александровский, Теория деформирования железобетонных конструкций на изменение температуры и влажности с учетом ползучести, Стройиздат, Москва 1975.
Н.И. Карпеико, Определение деформаций ползучести бетона способом т, строительная механика и расчет сооружений, 2, с. 39-43, 1979.
Н.И. Карпенко, А.Н. Петров, К определению нелинейных и быстронатекающих деформаций ползучести бетона способом т при сложных режимах нагружения, В кн.: Поведены бетонов и элементов железобетонных конструкций при воздействии различной длительности, М., НИИЖБ, с .157-168, 1980.
Т.Г. Черноярова, Эксперимантальнo-теоретическне исследования прочности, тре¬щиностойкости н дефармативиостн предварительна напряженных изгибаемых конструкций, Дисс.на сонск, уч. канд. техн. наук., М.НИИЖБ, 1974.