Публикации автора

Резюме. Цель. Целью исследования является разработка методики расчета термонапряженного состояния в железобетонной стенке резервуара при непрерывном бетонировании в скользящей опалубке с учетом теплофизических и механических характеристик, а также кинетики тепловыделения и набора прочности бетона.

Метод. Исследование выполнено в двумерной осесимметричной постановке методом конечных элементов. Учтены конвективный теплообмен с окружающей средой, внутреннее тепловыделение по эмпирической кривой, температурные деформации, усадка, а также изменение модуля упругости и прочности бетона во времени. Расчет реализован в среде MATLAB с последовательной активацией элементов по мере бетонирования.

Результат. Для двух сезонов (июль и сентябрь) получены распределения температур и напряжений. Максимальный перепад температуры по толщине стенки составил 18–19°С. Установлено, что в приопорной зоне жесткого сопряжения стенки с фундаментом окружные напряжения при расчете в упругой постановке достигают 5 МПа при прочности бетона на растяжение 3,2 МПа, а напряжения по оси z – 15,4 МПа, что приводит к высокому риску образования вертикальных и горизонтальных трещин. Снижение тепловыделения бетона на 40% уменьшает напряжения лишь на 22–40%, не устраняя риск.

Вывод. Основная причина трещинообразования связана с жестким соединением стенки с фундаментом. Для снижения риска рекомендовано уменьшение темпа бетонирования на начальном этапе до 1 м/сут. В остальных сечениях стенки вероятность трещин незначительна.

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.