Naslov
Razvoj nelinearnog 3D numeričkog modela armiranih i prednapetih betonskih konstrukcija
(Development of nonlinear numerical 3D model of reinforced and prestressed concrete structures)

Autori
Galić, Mirela

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Građevinsko-arhitektonski fakultet

Mjesto
Split

Datum
27.06

Godina
2006

Stranica
167

Mentor
Marović, Pavao

Ključne riječi
nelinearni model; numerička analiza; beton; prednaprezanje
(non-linear model; numerical analysis; concrete; prestressing)

Sažetak
U ovom radu razvijen je numerički model za opis nelinearnog ponašanja betona u armiranim i prednapetim konstrukcijama. Nelinearno ponašanje betona opisuje se elastoplastičnim modelom materijala koji se temelji na uporabi Mohr-Coulombovog zakona pri dominantnim tlačnim naprezanjima te Rankineovog zakona pri dominantnim vlačnim naprezanjima. Implementirana je višeravninska prezentacija koja omogućuje bržu konvergenciju postupka. Model uključuje nelinearno troosno ponašanje betona u tlaku i vlaku što podrazumijeva sve dominantne nelinearne utjecaje u betonu: tečenje u tlaku, razvoj pukotina u vlaku, vlačno omekšavanje te tlačno očvršćivanje. Razvoj plastičnih deformacija moguće je pratiti pridruženim ili nepridruženim pravilom tečenja. U modelu je primijenjeno deformacijsko očvršćivanje gdje je razvoj plastičnih deformacija opisan kao funkcija kohezije. Očvršćivanje se definira po dijelovima linearnom funkcijom proizvoljnog broja odabranih točaka, a dobiva se konvertiranjem funkcije koja definira vezu između plastične deformacije i tlačne čvrstoće pri jednoosnom testu. Razvijeni model se temelji na osnovnim parametrima materijala (modul elastičnosti, Poissonov koeficijent, jednoosna vlačna i jednoosna tlačna čvrstoća, koeficijent korekcije vlaka, maksimalna vlačna deformacija, maksimalna posmična deformacija) tako da je složeno nelinearno ponašanje betona modelirano jednostavnim i efikasnim, ali za inženjersku uporabu dovoljno točnim modelom. Nelinearno ponašanje armature i prednapetog čelika je opisano jednoosnim elasto-viskoplastičnim modelom. Opisani modeli nelinearnog ponašanja betona i armature su implementirani u računalni program za prostornu analizu armiranih i prednapetih betonskih konstrukcija, gdje se konstrukcija diskretizira trodimenzionalnim konačnim elementima u koje je ukomponiran jednodimenzionalni krivolinijski element armature odnosno kabela. Geometrija kabela je opisana prostornom krivuljom drugog reda definiranom pomoću zadanih projekcija. Numerički je modelirana sila prednapinjanja i prijenos utjecaja te sile na betonski element. Za potvrdu točnosti i praktičnu primjenu razvijeni model je implementiran u računalni program PRECON3D za nelinearnu numeričku analizu trodimenzionalnih armiranih i prednapetih betonskih konstrukcija. Razvijeni program ima mogućnost proračuna i praćenja ponašanja konstrukcije u fazama te izračunavanje utjecaja faznog prednapinjanja na stanje naprezanja i deformacija u betonu i armaturi što je značajna prednost pri nelinearnoj analizi ovih konstrukcija. Primjena programa je pokazana na proračunu primjera preuzetih iz literature, a valjanost modela je provjerena usporedbom dobivenih rezultata s numeričkim i eksperimentalnim rezultatima.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Građevinarstvo

POVEZANOST RADA