Wzmacnianie konstrukcji pod obciążeniem w eksperymencie numerycznym

W artykule przedstawiono wyniki przestrzennego modelowania numerycznego klasycznych belek zespolonych stalowo-betonowych poddawanych wzmacnianiu. Przeanalizowano wzmacnianie przez dospawanie stalowego płaskownika do pasa dolnego profilu stalowego. Analizę prowadzono wieloetapowo, co odzwierciedlało rzeczywisty proces wzmacniania konstrukcji. W pierwszym kroku wyznaczono stan naprężeń oraz przemieszczeń przed wzmocnieniem, przy częściowym odciążeniu konstrukcji (ciężar własny, obciążenie stałe), następnie zamodelowano wzmocnienie i wprowadzono dodatkowe obciążenie (zwiększone obciążenie użytkowe). Analizę prowadzono aż do zniszczenia elementu. Pozwoliło to na uzyskanie pełnych ścieżek równowagi statycznej, z wyraźnie zaznaczonym miejscem wzmocnienia. Rozpatrzono również efektywność stosowania dodatkowych dystorsji (aktywnych podpór) mających na celu zmniejszenie ugięcia konstrukcji podczas wzmacniania. Przedstawiono zastosowanie metod energetycznych przy ocenie efektywności procesu wzmacniania konstrukcji.

---

The paper deals with the problem of numerical modelling of strengthened steel-concrete composite beams. Reinforcement through welding the steel plate to the bottom flange of the steel beam was analysed. The analysis was run in a multistage way, which reflects the real process of strengthening. In the first step the level of stresses and displacement was determined before the reinforcement in the state of partial unloading. Next, reinforcement and load equal to the imposed loads was added, till the element was damaged. That allowed defining the exact static path (load capacity and plastic redistribution of forces in the strengthening model). The efficiency of using extra distortions (active BCs) that aimed to minimize the displacement of structures during strengthening was investigated.