(Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России по государственному контракту № 07.524.11.4019 в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы») Рассматриваются двумерные и трёхмерные задачи теории упругости для несжимаемых материалов. Решение этих задач методом конечных элементов в итоге приводит к решению системы линейных алгебраических уравнений с разреженной матрицей. Для несжимаемых материалов эта система является системой с седловой точкой (т.е. собственные значения матрицы системы имеют разные знаки), и, следовательно, невозможно непосредственное применение таких методов решения систем линейных алгебраических уравнений как метод сопряжённых градиентов или метод обобщённых минимальных невязок. Предлагается для таких задач использовать метод Узавы, который является итерационным процессом, на каждой итерации которого приходится решать систему линейных алгебраических уравнений, но которая уже не является системой с седловой точкой. В рамках программного комплекса CAE ФИДЕСИС реализованы различные варианты алгоритма Узавы и выполнено сравнение их производительности.

Ключевые слова: теория упругости, несжимаемые материалы, метод конечных элементов, алгоритм Узавы, итерационные методы решения систем линейных алгебраических уравнений

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе проводится сравнительный анализ эффективности метода Cuthill-McKee и алгоритма сужения полосы матрицы, основанного на многоуровневой вложенной парадигме разбиения, разработанной на факультете «Компьютерных наук и инженерии» университета Миннесоты. Для краткости будем называть алгоритм Cuthill-McKee CM, а алгоритм из университета Миннесоты — NodeND (Node nested dissection). В данной статье используется модификация CM алгоритма — RCM (reverse Cuthill–McKee), так как на практике обратная нумерация индексов позволяет получить большее преимущество, нежели использование прямого алгоритма CM. Сильными сторонами применения этих алгоритмов являются: высокая скорость работы вычислительного алгоритма, так как приходится решать систему, приближенную к диагональной; сильный прирост скорости алгоритмов решения при использовании технологии, такой как CUDA  

Ключевые слова: методы перенумерации конечно-элементной сетки, трёхмерное математическое моделирование, задачи теории упругости, метод конечных элементов, конечно-элементные сетки

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье изучается зависимость отношения призменной прочности (Rb) от кубиковой (R) для высокопрочных бетонов классов В70…В110. Выполнены эксперименты на бетонных кубах с ребром 150 мм и призмах с основанием 150x150 мм и высотой 600 мм. Установлена тенденция к снижению отношения Rb/R с ростом прочности бетона. Предложена новая зависимость Rb=f(R), обеспечивающая более чем 99 %-ную сходимость с экспериментом.

Ключевые слова: высокопрочный бетон, физический эксперимент, призменная прочность, кубиковая прочность, коэффициент призменной прочности

В статье предложена новая зависимость для аналитического описания диаграммы «b–b» высокопрочных бетонов классов В70…В110. Формула разработана на основе принятой в Европе зависимости Сарджина и хорошо согласуется с полученными экспериментальными данными. Разработана новая зависимость предельных относительных деформаций бетона на сжатие от его прочности.

Ключевые слова: высокопрочный бетон, физический эксперимент, диаграмма состояния бетона, зависимость напряжения-деформации в бетоне, предельные относительные деформации бетона

В статье рассматриваются вопросы, связанные с изучением влияния на деформативность железобетонных балок из тяжелого бетона замены стальной арматуры на углепластиковую, расположенную в два ряда. Установлено, что прогибы балок с композитной арматурой во всем диапазоне нагрузок на 46-54% выше по сравнению с эталонными.

Ключевые слова: бетон, сталь, углепластиковая арматура, опытные образцы, прочность, этапы загружения, деформативность, трещинообразование, уровень нагрузки

В статье рассматриваются вопросы, связанные с прочностью нормальных сечений железобетонных балок, в которых стальная арматура полностью, либо частично заменена на стержневую углепластиковую, расположенную в два ряда. Установлено, что прочность таких балок всего на 13% выше чем аналогичный показатель эталонных.  

Ключевые слова: бетон, сталь, композитная арматура, опытные образцы, прочность, виды разрушения, уровень нагрузки

В статье приводится результаты расчётов железобетонных колон из высокопрочного бетона по СНиП и СП. Сравнивается результаты с полученными экспериментальными данными. Предлагается корректировка используемых формул с использованием поправочных коэффициентов k и w в результате чего  среднеквадратическое отклонение несущей способности колонн от экспериментальных сокращается больше четырёх раз.

Ключевые слова: высокопрочный бетон, физический эксперимент, поправочный коэффициент, недеформированная схема расчета

В статье приведены краткий обзор данных о результатах исследования в нашей стране и за рубежом сжатых элементов, усиленных композитными материалами. Отмечено, что в России этот вопрос мало изложен. Представленна широкая программа исследований, разработанная на кафедре ЖБК РГСУ, направленная для восполнения указанных пробелов.

Ключевые слова: бетон, сталь, углепластиковая арматура, опытные образцы, прочность, деформативность, трещинообразование

Предлагается подход к расчету оптимальных значений защитного слоя бетона продольно армированных колонн, работающих при центральном сжатии. Моделирование осуществлено с использованием МКЭ - пакета  Ansys при реализации пространственной конструкции и плоской модели сечения колонны. 

Ключевые слова: железобетонная колонна, продольная арматура, защитный слой бетона, метод конечных элементов, критическая нагрузка

На основании опытных данных о сопротивлении железобетонных колонн внецентренному сжатию была получена аналитическая зависимость предельной сжимаемости бетона от варьируемых факторов: относительного эксцентриситета внешней силы eo /h и процента армирования µ.  

Ключевые слова: железобетонная колонна, продольная арматура, защитный слой бетона, метод конечных элементов, критическая нагрузка

Сведения об авторах выпуска №4 (2013)

Ключевые слова: авторы

Приведены данные по испытанью стальных стержней классов А500 и А600, используемых в качестве обычной арматуры. Исследованы прочностные характеристики холстов из угле и стеклоткани при разном количестве слоёв материала. Выполнено сопоставление с данных приведенных в сертификатах качества.

Ключевые слова: стеклоткань , углеткань , ламинаты, холсты из угле и стеклопластика, предельная нагрузка, прочность.

Рассматриваются вопросы связанные с изучением различных варьируемых факторов на прочность нормальных сечений балок. Приведена программа научных исследований по единой методике направленная на изучения влияния вида и процентов содержания стальной и внешней композитной арматуры на прочность нормальных сечений, которые ранее не исследовались.

Ключевые слова: Бетон, железобетон, процент армирование, углеткань ,стеклоткань ,ламинаты

приведены сведения о влиянии вида и процентов стального и композитного армирования на прочность и деформативность усиленных железобетонных балок. Установлено что степень приращения прочности балок уменьшается с ростом процента стального армирования, особенно при использовании углепластиков горячего и холодного отвердения.

Ключевые слова: Бетон, железобетон, Сталь , композит, процент армирования, эффективность усиления, варьируемый фактор, прочность, предел прочности, предельно- допустимый прогиб, деформативность.

приводится анализ влияния вида и количества стального и композитного армирования на развитие нормальных трещин при различных уровнях нагрузки и при предельно допустимом прогибе балок. Установлено, что во всём диапазоне нагрузки, эталонные балки имеют наибольшее раскрытие трещин. Степень уменьшения ширины трещин зависит от прочности и процента стального армирования.

Ключевые слова: бетон, железобетон, сталь, стеклопластик, углепластик, углеламината, предельно-допустимая ширина трещин, уровень нагрузки, развитие трещин, относительная ширина.