Моделювання впливу несиметричного пошкодження на несучу здатність залізобетонних балок
Автор: Дейнека Віталій Миколайович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Будівництво та цивільна інженерія (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут будівництва та інженерних систем
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Дейнека В.М., Бліхарський З.Я.(керівник). Моделювання впливу несиметричного пошкодження на несучу здатність залізобетонних балок. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2024. Розширена анотація. Дослідження пошкоджених залізобетонних балок має велике значення в інженерному будівництві та розвитку інфраструктури. Залізобетонні балки широко застосовуються в будівництві мостів, будівель, паркінгів та аеропортів. Враховуючи їх значну кількість, важливо розуміти механізми пошкоджень та розробляти ефективні методи діагностики, оцінки та ремонту. Аналіз пошкоджень дозволяє визначити залишкову несучу здатність балок, що допомагає вирішити питання їх підсилення або заміни. Економічні переваги також є важливими: своєчасне виявлення та ремонт пошкоджень можуть знизити витрати на обслуговування і зберігання інфраструктури. Розробка нових технологій у цій сфері підвищує ефективність використання ресурсів та продовжує термін служби споруд. Отже, дослідження пошкоджених залізобетонних балок є ключовою сферою інженерних досліджень, яка потребує подальшого розвитку для забезпечення безпеки та стійкості інфраструктури. Об’єкт дослідження- залізобетонні згинанні конструкції з несиметричними пошкодженнями. Предмет дослідження- параметри напружено-деформованого стану залізобетонних балок з нерівномірними пошкодженнями при дії навантаження. Мета роботи- теоретичним шляхом оцінити залишкову несучу здатність залізобетонної балки з нерівномірним пошкодженням при дії навантаження. Дослідити напружено-деформований стан зігнутих елементів. У розділі 1 описано аналіз існуючих досліджень за темою диплому. Зокрема, оглянуто та описано основні види пошкоджень, причини їх виникнення та наслідки їх впливу. Оглянуто літературу по дослідженню напружено-деформаційного стану залізобетонних конструкцій. Достатньо велика кількість науковців працює в цьому напрямку. Були розглянуті літературні джерела, що містять результати моделювання роботи залізобетонних конструкцій в різноманітних програмних комплексах, які активно розвиваються та покращують показники сходження результатів моделювання та експериментів з року в рік. Серед розглянутих програмних комплексів можна виділити : ЛІРА-САПР, FEMAP, ANSYS, DIANA10.4, ABAQUS, LUSAS-FEA. У розділі 2 представлено методику проведення моделювання залізобетонних балок в програмному комплексі ЛІРА-САПР. Описано весь процес створення розрахункової моделі, задання граничних умов, створення та призначення жорсткостей для скінченних елементів з урахуванням нелінійної роботи матеріалів бетону та арматури. Описано процес задання навантаження та моделювання нелінійного завантаження (кроковий метод) для дослідження по-етапного прикладення навантаження. Також задано процес створення пошкодження дослідних цифрових моделей для аналізу зміни НДС балок. У розділі 3 представлені результати моделювання та нелінійного розрахунку 10 цифрових моделей залізобетонних балок – однієї контрольної балки (без пошкодження) та 9-ти пошкоджених взірців зі збільшенням розмірів несиметричного пошкодження. Варто зазначити, що у балках В-1 та В-2 положення нейтральної лінії майже не змінюється, а форма стиснутої зони залишається такою ж, як у контрольної балки В-0. При пошкодженні понад 18,75 мм (балка В-2, див. рис. 3.5с) починається зміщення нейтральної осі. Втрата захисного шару змінює напружено-деформований стан. Починаючи з балки В-3, ступінь пошкодження спричиняє втрату горизонтальності нейтральної осі, а форма стиснутої зони перестає бути прямокутною. У розділі 4 викладено методику та результати виконання теоретичного розрахунку контрольної балки за деформаційною моделлю згідно з українськими нормами. У розділі 5 викладено порівняння розрахунків у програмному комплексі ЛІРА-САПР та за деформаційною моделлю. У розділі 6 представлено економічну частину дипломної роботи. Зокрема розроблено два локальні кошториси. Перший – вартість повної заміни балки, а другий – вартість підсилення пошкодженої балки. Таким чином досліджено що економічно вигідніше - підсилювати пошкоджену балку, чи замінювати її. Ключові слова: нерівномірне пошкодження, залізобетонні балки, ЛІРА-САПР, нелінійність, моделювання.