Нижегородские ученые создали «цифровой калькулятор» для расчета прочности фибробетона

Исследователи Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета (ННГАСУ) разработали программный комплекс, который с достаточной для инженерных расчетов точностью прогнозирует прочность сталефибробетонных балок и плит на изгиб. Новый «цифровой калькулятор» заменяет натурные краш-тесты, сокращая затраты на проектирование строительных конструкций до 30 %.

Сталефибробетон — композитный материал, в котором стальные волокна распределены по объему бетонной матрицы. Это значительно повышает прочность на растяжение и изгиб, что позволяет уменьшить толщину конструкций без потери несущей способности. Материал активно применяется в промышленном строительстве, дорожном хозяйстве и при создании особо ответственных сооружений.

Разработанный авторами программный комплекс позволяет инженерам рассчитать предельный изгибающий момент для прямоугольных, тавровых и двутавровых сечений, армированных стальной фиброй — фрезерованной из слябов, резаной из стального листа или рубленой из проволоки. В отличие от физических испытаний, требующих изготовления опытных образцов и дорогостоящего оборудования, цифровой инструмент выдает готовый результат за считанные минуты. Инженеру достаточно ввести параметры бетона-матрицы и тип фибры, а программа рассчитает нагрузку, которую выдержит конструкция. Каждый вид фибры по-разному распределяется в бетоне и по-разному влияет на прочность, поэтому алгоритм выдает точный результат для каждого конкретного случая.

Все алгоритмы программы строго соответствуют положениям актуального свода строительных правил и адаптированы под климатические условия эксплуатации в России. По мнению разработчиков, «цифровой калькулятор» будет особенно востребован при проектировании мостов, эстакад, промышленных полов и защитных сооружений, где критически важна надежность конструкций при минимальном весе.

«Созданный программный продукт призван восполнить пробел в цифровых средствах отечественных инженеров-строителей. Он необходим для автоматизации проектирования конструкций из сталефибробетона с учетом вклада стальной фибры в прочностные характеристики композитного материала. Специалисты теперь получили инструмент, который позволяет существенно сократить затрачиваемое на расчет время, а также снизить риск возможных ошибок при разработке рабочей документации на свои авторские решения с применением экономически эффективных конструкций из сталефибробетона», — пояснил один из авторов разработки, заведующий кафедрой железобетонных, каменных и деревянных конструкций ННГАСУ Дмитрий Ламзин.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России по программе «Приоритет-2030» нацпроекта «Молодежь и дети».

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации