Модели нелинейного деформирования бетона при трехосном напряженном состоянии и их реализация в вычислительном комплексе ПРИНС

Современные строительные нормы и правила предписывают проводить расчеты бетонных и железобетонных конструкций в нелинейной постановке с учетом реальных свойств бетона и арматуры. При этом большинство отечественных конечноэлементных программных комплексов не позволяют выполнять такие расчеты в нелинейной постановке с учетом пластических деформаций бетона и арматуры. Для устранения этой проблемы разработана методика и построен объемный конечный элемент, адаптированный к вычислительному комплексу ПРИНС, позволяющий выполнять расчеты железобетонных конструкций с учетом их действительной работы. Цель исследования - разработка и реализация методики расчета железобетонных конструкций, находящихся в условиях объемного напряженного состояния с учетом как хрупкого разрушения, так и упругопластического деформирования бетона. Представлены конечноэлементная методика, алгоритм и программа расчета массивных железобетонных конструкций с учетом пластических деформаций бетона. В своей основе методика использует модифицированный критерий прочности Виллама и Варнке, дополненный критерием течения. Рассмотрены две модели объемного деформирования бетона: упругая модель при хрупком разрушении и идеально упругопластическая модель. Построен восьмиузловой конечный элемент с линейными аппроксимирующими функциями перемещений, реализующий указанные модели деформирования. Верификационные расчеты массивной бетонной конструкции в условиях трехосного сжатия свидетельствуют о точности и сходимости разработанных конечных элементов. Вычислительный комплекс ПРИНС может быть эффективно использован инженерами проектных и научных организаций для решения широкого класса инженерных задач, связанных с расчетами строительных конструкций.