Simulation influence of uneven damage of reinforced concrete beam in LIRA-FEM

Abstract

У багатьох конструкціях і будівлях залізобетонні елементи під час експлуатації зазнають різноманітних пошкоджень і дефектів. У статті висвітлено результати теоретичних досліджень нерівномірно пошкоджених залізобетонних балок із використанням програмного комплексу “ЛІРА- САПР”. Причини виникнення дефектів і пошкоджень різноманітні, вони пов’язані із зовнішніми факторами навколишнього середовища, механічними впливами, агресивним середовищем і навіть вибухонебезпечними явищами. Мета цього дослідження – детальне вивчення наслідків виникнення нерегулярних пошкоджень у залізобетонних балках, що має важливе практичне значення для майбутніх оцінок залишкової несучої здатності та визначення напружено-деформованого стану в залізобетонних елементах. Для полегшення виконання цих теоретичних запитів використано моделювання кінцевих елементів у програмному комплексі “ЛІРА-САПР”. Моделювання охоплювало різні типи пошкоджень з аналізом напружень бетону та арматури за допомогою методу скінченних елементів (МСЕ), надійного числового підходу для вирішення інженерних проблем. За допомогою результатів моделювання ми зіставили рівні напружень із граничними значеннями напружень, з’ясувавши деформативність нерівномірно пошкоджених залізобетонних балок. Теоретичні висновки, безцінні для перспективних практичних експериментів, мають практичне значення для вибору оптимальних методик розрахунку залишкової несучої здатності залізобетонних елементів. Важливість дослідження полягає в його потенціалі для підвищення безпеки будівельних конструкцій, зниження ризиків на етапі експлуатації. Ефективність методу МСЕ у поєднанні з цими висновками відкриває нові можливості для інженерів і дослідників і формує основу для вдосконалення методів розрахунку навантажених залізобетонних елементів із використанням передових технологій моделювання кінцевих елементів.

This article divulges the outcomes of theoretical investigations into non-uniformly damaged reinforced concrete beams, employing the LIRA-FEM software suite. The manifestation of defects and damages poses operational risks for buildings and structures. The objective of this study is to scrutinize the consequences of irregular damage occurrence in reinforced concrete beams, holding significant practical relevance for the determination of the stress-strain condition in reinforced concrete elements. To facilitate these theoretical inquiries, finite element modeling within the LIRA FEM software suite is employed. Through the modeling results, stress levels were juxtaposed against ultimate stress thresholds, elucidating the deformability of unevenly damaged reinforced concrete beams. The study’s significance lies in its potential to enhance the safety of building structures, mitigating risks during operational phases.