Численные исследования прочности бетонных цилиндров на сжатие

Актуальность. При проведении расчетов конструкций в нелинейной постановке большое значение имеет выбор адекватных моделей материалов и диаграмм деформирования. Поскольку отсутствуют указания, как использовать диаграммы деформирования бетона и арматуры при их совместной работе, приведенные в СП 63.13330.2018, для моделирования железобетонных конструкций конечными элементами одного типа необходимо вводить допущения. Целью работы является проведение численных экспериментов по испытанию бетонных цилиндров на одноосное сжатие и верификация полученных результатов с нормативными данными. Методы. Численные эксперименты выполнялись в программном комплексе LS-DYNA. Данный программный комплекс позволяет моделировать совместную работу бетона и арматуры с помощью объемных (для бетона) и стержневых (для арматуры) конечных элементов. В качестве модели принят цилиндр диаметром 150 мм, высотой 300 мм. Образцы смоделированы объемными конечными элементами. Для моделирования бетона используется нелинейный материал CSCM (Continuous Surface Cap Model). Испытания проводились с образцами следующих классов бетона по цилиндрической прочности на сжатие: С12, С16, С20, С25, С30, С35, С40, С45, С50, С55. Это соответствует следующим классам по кубиковой прочности на сжатие: В15, В20, В25, В30, В37, В45, В50, В55, В60, В67. Результаты. Проведенные исследования показали, что характер разрушения образцов при численном эксперименте соответствует характеру разрушения при испытаниях. Исследуемая модель бетона CSCM может использоваться при расчетах бетонных и железобетонных конструкций для основных классов бетона при учете дополнительных поправочных коэффициентов к цилиндрической прочности.