Научный архив: статьи

: Цель. Целью исследования является разработка гибридной методологии прогнозирования несущей способности внецентренно сжатых прямоугольных трубобетонных колонн, основанную на интеграции аналитических расчетных моделей, нелинейного конечно-элементного моделирования и методов машинного обучения.

Метод. Исследование базируется на комбинированном вычислительном подходе, включающем предварительную аналитическую оценку по методу предельного равновесия и уточняющий нелинейный конечно-элементный анализ с использованием теории пластичности бетона Гениева и итерационной схемы Ньютона-Рафсона. Сформирован синтетический датасет, примененный для машинного обучения CatBoost с использованием метрики RMSLE.

Результат. Разработан алгоритм генерации и валидации расчетной базы данных, обеспечивающий физическую обоснованность и репрезентативность обучающей выборки. Сформирован структурированный датасет, охватывающий широкий диапазон геометрических и прочностных параметров колонн. Полученная модель машинного обучения демонстрирует высокую точность прогнозирования предельной несущей способности при внецентренном сжатии.

Вывод. Разработанная гибридная методология позволяет с высокой точностью прогнозировать несущую способность трубобетонных колонн при внецентренном сжатии за счет объединения аналитических моделей, конечно-элементного анализа и машинного обучения. Полученные результаты могут быть использованы для создания цифровых инструментов расчета и оптимизации конструкций, а также для совершенствования существующих инженерных методик.

Вступление. Напряженно-деформированное состояние массивных монолитных железобетонных конструкций на ранних стадиях может привести к появлению трещин из-за температурной деформации и автогенной усадки бетона. Игнорирование деформаций, вызванных автогенной усадкой, при расчетах напряженно-деформированного состояния часто является неоправданным упрощением. Это подчеркивает важность изучения влияния рецептур и технологических факторов на величину и скорость самоусадки бетонов. Кинетика самоусадки, особенно в течение первых двух дней твердения, может существенно различаться в зависимости от конкретных характеристик используемого цемента и суперпластификатора. Цель исследования. Исследовать влияние типа цемента и суперпластификаторов с различной химической основой на величину и кинетику автогенной усадки и получить необходимые уравнения для расчетов термонапряженных состояний на ранних стадиях. Методы. Анализ существующих подходов к оценке автогенной усадки цементного теста и бетона. Экспериментальное исследование самоусадки цементных паст. Сравнение результатов с опубликованными данными и стандартами EN и JSCE. Результаты. На основе предложенного уравнения предложена классификация кинетики автогенной усадки цементов. Кинетика аутогенной усадки была различной: в возрасте одного дня величина аутогенной усадки по сравнению с семью днями может изменяться до шести раз, в возрасте трех дней - до двух раз. Предложено уравнение зависимости автогенной усадки от прочности бетона для расчета термонапряженного состояния массивных монолитных конструкций в начальный период.

Толстостенные цилиндрические оболочки широко используются в гидротехнических сооружениях, защитных конструкциях реакторов АЭС, пусковых установках ракетных комплексов. В массивных монолитных конструкциях вследствие внутреннего тепловыделения бетона высок риск раннего трещинообразования. Для разработки мероприятий по его предотвращению могут быть применены методы компьютерного моделирования. Ранее моделирование температурных напряжений в процессе возведения выполнялось для массивных фундаментных плит и стен, однако толстостенные цилиндрические оболочки не рассматривались. Целью работы выступает разработка методики расчета температурных напряжений при возведении монолитных толстостенных цилиндрических оболочек.