Betoninio ir gelžbetoninio elementų betono įtempių relaksacijos dėl tiesinio valkšnumo skaitinė analizė

Abstract

Baigiamajame magistro darbe pasiūlytas gelžbetoninio elemento skaitinis modelis itempių – deformacijų būvio analizei tirti veikiant ilgalaikei apkrovai. Betono relaksacijos uždaviniui spresti taikyta Volterra integraline lygtis. Sprendimas grindžiamas apibendrintosios vidurkio teoremos taikymu betono įtempių istorijai rasti. Skaičiavimams taikyta specialiai tuo tikslu parašyta kompiuterinė programa, realizuota pasitelkiant procedūrinio programavimo paradigma bei programavimo klaba C# (MS Visual Studio aplinka). Gauti rezultatai atspindėti kiekybiškai tiriant, betono senėjimo koeficiento kitimą, įtempių kitimą, deformacijų kitimą laiko atžvilgiu. Gautų sprendinių korektiškumas patikrintas su Ghali et.al 2002 knygoje pateiktais sprendiniais betono senėjimo koeficientui. Darbe pasiūlytos apytikslės formulės leidžiančios nustatyti gelžbetoninio elemento senėjimo koeficientą pagal betono senėjimo koeficientą, gautą sprendžiant betono relaksacijos uždavinį. Tai leidžia daug tiksliau nustatyti betono įtempių kaitą nei EC-2 priimama senėjimo koeficiento reikšmė - 0.8. Paklaidų sumažinimimas, įvertinant betono įtempių kaitos istoriją, lemia tikslesnį įlinkių prognozavimą bei armatūrinio plieno taupymą išanksto įtempto gelžbetoninio konstrukcijose. Darbą sudaro skyriai: įvadas, betono elgsena esant trumpalaikei ir ilgalaikei apkrovai, teorinė uždavinio formuluotė, pasiūlytas skaitinis modelis, analitinis modelis, skaitinio modelio realizacija, senėjimo koeficiento skaičiavimas ir palyginimas su kitų autorių rezultatais, gelžbetoninio elemento senėjimo koeficiento analizė, senėjimo koeficiento aproksimacija, išvados, naudota literatūra. Darbo apimtis – 75p. be priedų, 55 iliustr., 1 lent, 13 biografinių šaltinių.

In the thesis, the numerical model for reinforced concrete time dependent stress – strain analysis has been proposed. Volterra‘s integral equation serves the basis to resolve the pure relaxation task of plain concrete element as well as predicting the stress development history in analysis of reinforced concrete uniaxialy loaded column. The calculations were conducted by an original computer code written using C# programming language (MS Visual Studio surrounding) according to the procedural programming technique. The results has been reflected studying the change in the time-dependent stresses of concrete as well as evaluating the coefficient of ageing and strains development with time. The correctness of the results obtained was verified with the results given in Ghali et.al 2002 book in terms of the concrete ageing coefficient resulted from the pure relaxation task. In the thesis, the approximate expressions for description of the reinforced concrete ageing coefficient using the plain concrete coefficient of ageing, obtained from relaxation task, were also proposed. This allows us to determine the concrete stresses in more accurate way than EC-2 approximate approach based on value of 0.8 for the ageing coefficient. These approximations enables the reduction of errors, more proper evaluation in the concrete stress history and deflections as well as can economize the reinforcement quantity in the prestressed concrete structures. The Thesis involves the following chapters: introduction, behavior of concrete under short and long-term load, the theoretical formulation of the problem, the proposed both numerical and analytical models as well as calculation of the ageing coefficient and comparison with the results found in the literature, analysis of reinforced concrete ageing coefficient, approximations of ageing coefficient, conclusions and the references. Size of work – 75p. without accessories, 55 pictures, 1 table, 13 biographical sources.