Моделирование совместной работы арматуры с бетоном на примере композитной арматуры

Цель и задачи работы. Разработка расчетно-экспериментальных методов оценки напряженно-деформированного состояния и определения силы сцепления в зоне взаимодействия арматуры с бетоном при действии статической осевой выдергивающей силы. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи: • анализ факторов, оказывающих влияние на НДС бетона в области заделки арматуры; • экспериментальное исследование прочности, деформативности и характера разрушения соединения арматуры с бетоном при действии осевой выдергивающей силы; • уточнение математической модели бетона на всех этапах деформирования; • разработка математической модели НДС системы «бетон - арматура» при действии осевой выдергивающей силы; • изучение контактного взаимодействия и механизма разрушения бетона со стеклопластиковой и стальной арматурой на базе упругопластической модели при действии осевой выдергивающей силы; • разработка аналитической модели на основе искусственных нейронных сетей, описывающей величину прочности сцепления через механические характеристики арматуры и бетона. Научная новизна состоит в получении новых данных в области контактного взаимодействия бетона со стеклопластиковой арматурой: • усовершенствована математическая модель системы «бетон –арматура» в области заделки арматурного стержня; • исследован механизм деформирования, разрушения и распределения напряжений в контактной зоне на всех стадиях нагружения; • установлены экспериментальные функциональные зависимости между геометрическими, механическими и физическими параметрами арматуры и прочностью сцепления с бетоном. Теоретическая и практическая значимость работы: • предложена математическая модель бетона Menetrey-Willam для решения контактной задачи сцепления с арматурой; • разработана численная модель контактного взаимодействия бетона с арматурой в области заделки при действии осевой выдергивающей силы; • расширена область применения стеклопластиковой арматуры с учетом упруго-пластической работы бетона; предложен метод расчета прочности сцепления арматуры с бетоном на основе искусственных нейронных сетей.