Аннотация
В статье изучено напряженно-деформированное состояние (НДС) предварительно напряженной железобетонной балки прямоугольного сечения с привлечением методов конечно-элементного анализа на базе вариационной формулировки. Железобетонная балка рассмотрена в виде неоднородного конечного элемента, причем матрица жесткости представляет суммарную матрицу жесткостей, т.е. бетона и арматурных стержней. Для расчета использован метод решения физически нелинейных задач, т.е. шаговый метод приращения нагрузки в комбинации с абсолютно устойчивой итерационной схемой Ньютона-Рафсона. Сформулированы расчетный алгоритм и методика формирования матриц балочного железобетонного элемента с учетом трещин. Модуль упругости арматуры заменен касательным модулем арматуры для тех элементов, которые имеют трещины. Многовариантные численные эксперименты сопровождались определением прогибов в среднем сечении балки, а также изучением зон формирования и развития трещинообразования. Исследовано НДС железобетонных конструкций в момент возникновения трещин в бетоне и появления пластических деформаций в арматуре на стадии проектирования. Анализ полученных результатов НДС показывает, что предлагаемый метод позволяет проследить за трещиностойкостью и жесткостью железобетонных балок на всех этапах нагружения.