Абзаев Ю.А.

УДК 669.24’783:539.389.1

АБЗАЕВ ЮРИЙ АФАНАСЬЕВИЧ, докт. физ.-мат. наук, профессор,

abzaev@tsuab.ru

ГНЫРЯ АЛЕКСЕЙ ИГНАТЬЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

tsp_tgasu@mail.ru

КОРОБКОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ, канд. техн. наук, доцент,

korobkov@hotmail.ru

ТОМРАЧЕВ СЕМЕН АЛЕКСАНДРОВИЧ, канд. техн. наук, доцент,

tomrachev_sa@mail.ru

ГАУСС КСЕНИЯ СЕРГЕЕВНА, аспирант,

gauss. ksyu@mail.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГРАДИЕНТОВ ТЕМПЕРАТУР НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ НА СТАДИИ ГИДРАТАЦИИ БЕТОНОВ

Приведены результаты математического моделирования и анализ пространственного распределения термических напряжений Мизеса в бетонном образце в зависимости от градиента температур на стадии твердения портландцемента методом конечных элементов в термоупругой области.

В качестве модели был выбран прямоугольный стержень с размерами 10´10´45 см, боковые стенки которого теплоизолировались пеноплексом толщиной 2 см. Одна торцевая грань стержня охлаждалась до Т = 273 К, а противоположная торцевая грань нагревалась до различных температур: Т = 273, 280, 290, 320, 360 и 380 К. Расчеты производились с использованием программного комплекса MultiPhisicComsol.

Анализ расчетов показал, что разница в термических напряжениях в процессе твердения разных внутренних областей бетонов достигает порядка величины, возрастающей с ростом градиента внешнего температурного поля.

Ключевые слова: метод Ритвельда; параметры решетки; кристаллическое строение.

Библиографический список

  1. Сопротивление материалов / Г.С. Писаренко, В.А. Агарев, А.Л. Квитка, В.Г. Попков, Э.С. Уманский. – Киев : Вища школа, 1979. – 696 с.
  2. Мелан, Э. Термоупругие напряжения, вызываемые стационарными температурными полями / Э. Мелан, Г. Паркус. – М. : Физматгиз, 1958. – 166 с.
  3. Рунова, Р.Ф. Анализ термонапряжённого состояния фундаментной плиты и рекомендации по уходу за ней при бетонировании / Р.Ф. Рунова, В.В. Троян. – Условия доступа : http://beton-profi.ru/matmod.pdf.
  4. Лыков, А.В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах / А.В. Лыков. – М. : Стройиздат, 1954. – 296 с.
  5. Лыков, А.В. Теория переноса энергии и вещества / А.В. Лыков, Ю.А. Михайлов. – Минск : Изд-во АН БССР, 1959. – 330 с.
  6. База кристаллографических данных. – Условия доступа : www.comsol.ru/
  7. Программный комплекс. – Условия доступа : elcut.ru/
  8. Varner, D.J. Analyses of plastic deformation according to von mises’ theory with application to the south silverton area, San Juan County Colorado / D.J. Varner. – Washington : United states government printing office, 1962. – P. 109–129.
  9. Прочностные характеристики бетонных образцов при повышенных температурах / Ю.А. Абзаев, А.И. Гныря, С.В. Коробков, К.С. Гаусс // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2014. – № 4. – С. 186–196.

______________________________

YURI A. ABZAEV, DSc, Professor,

abzaev@tsuab.ru

ALEKSEY I. GNYRYA, DSc, Professor,

tsp_tgasu@mail.ru

SERGEY V. KOROBKOV, PhD, A/Professor,

korobkov@hotmail.ru

SEMEN A. TOMRACHEV, PhD, A/Professor,

tomrachev_sa@mail.ru

KSENIYA S. GAUSS, Research Assistant,

gauss. ksyu@mail.ru

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

MODELING OF TEMPERATURE GRADIENT EFFECT ON STRESS DISTRIBUTION DURING CONCRETE HYDRATION

The paper presents the results of the finite element modeling (FEM) and analysis of thermal Mises stress distribution in a concrete rod depending on the temperature gradient at a stage of Portland cement hardening.

The FEM is represented by a rectangular rod 10´10´45 cm size, the side walls of which are insulated with expanded polystyrene 2 cm thick. One end face of the rod is cooled to T = 273 K, while its opposite end face is heated to various temperatures, namely: 273, 280, 290, 320, 360 and 380 K. The computations are carried out using COMSOL Multi-Physics software system.

The analysis shows that the difference in thermal stresses during the hardening of different concrete areas achieves the value that increases with the gradient increase of the external temperature field.

Keywords: Rietveld method; lattice parameters; crystalline structure.

References

  1. Pisarenko G.S., Agarev V.A., Kvitka A.L., Popkov V.G., Umanskiy E.S. Soprotivlenie materialov [Strength of materials]. Kiev: Vishcha shkola Publ.,1979. 696 p. (rus)
  2. Melan E., Parkus G. Termouprugie napryazheniya, vyzyvaemye statsionarnymi temperaturnymi polyami [Thermoelastic stresses caused by stationary temperature fields]. Moscow : Fizmatgiz Publ., 1958. 166 p. (rus)
  3. Runova R.F, Troyan V.V. Analiz termonapryazhennogo sostoyaniya fundamentnoy plity i rekomendatsii po ukhodu za ney pri betonirovanii [Analysis of thermal stress state of base slab and recommendations on its concreting]. Available at: http://beton-profi. ru/matmod.pdf. (rus)
  4. Lykov A.V. Yavleniya perenosa v kapillyarno-poristykh telakh [Transfer phenomena in capillary-porous bodies]. Moscow : Stroyizdat Publ., 1954. 296 p. (rus)
  5. Lykov A.V., Mikhailov Yu.A. Teoriya perenosa energii i veshchestva [The theory of energy and matter transfer]. Minsk: BSSR Academy of Sciences, 1959. 330 p. (rus)
  6. Baza kristallograficheskikh dannykh [Crystallographic database]. Available at: www.comsol.ru/ (rus)
  7. Programmnyi kompleks [Software system]. Available at: elcut.ru/ (rus)
  8. Varner D.J. Analyses of plastic deformation according to von Mises’ theory with application to the south Silverton area, San Juan County Colorado. Washington: United States Government Printing Office. 1962. Pp. 109–129.
  9. Abzaev Yu.A., Gnyrya A.I., Korobkov S.V., Tomrachev S.A., Gauss K.S. Prochnostnye kharakteristiki betonnykh obraztsov pri povyshennykh temperaturakh [Strength properties of concrete specimens at high temperatures]. Vestnik TSUAB. 2014. No. 4. Pp. 186–196. (rus)

Статья | (588 Кб)