PhD Student of the Department of Civil Engineering, Academy of Engineering, RUDN University
аспирант департамента строительства инженерной академии
Dr. of Structural Mechanics, Associate professor of the Department of Civil Engineering, Academy of Engineering, RUDN University
кандидат технических наук, доцент департамента строительства инженерной академии
PhD Student of the Department of Civil Engineering, Academy of Engineering, RUDN University; Lecturer, Eritrea Institute of Technology
аспирант департамента строительства инженерной академии, Российский университет дружбы народов; преподаватель, Эритрейский технологический институт
The main purpose of this study is to investigate the buckling behavior of a light weight expanded polystyrene concrete (EPSC) spherical shell and compare it to an equivalent concrete shell. Such behavior of EPSC is not yet studied and the material has not been implemented in shell structures. The methods adopted are numerical linear buckling analysis (LBA), material non-linear analysis (MNA) and Geometric and material non-linear analysis with imperfection (GMNIA) for both concrete and EPSC spherical shells of the same geometric parameters in ABAQUS software. From the results of the study, the elastic and plastic buckling capacities of EPSC shell and the buckling resistance obtained from GMNIA method are smaller than that of equivalent concrete shell. The maximum displacements of the EPSC shell corresponding to the GMNIA method, with the application of first eigen and actual loads are greater than the concrete shell by small millimeters. Buckling capacities of EPSC shell obtained from the three methods exceed the actual external uniform pressure (self-weight of EPSC and actual snow load), and the displacement results are reasonable enough to ensure that EPSC spherical shells are stable and could be practically applicable.
Исследовано поведение сферической оболочки из легкого пенополистиролбетона (EPSC) при изгибе и проведено сравнение ее с аналогичной бетонной оболочкой. Такое поведение EPSC еще не изучено, и этот материал не применялся в конструкциях оболочек. В качестве методов были использованы численный анализ линейной потери устойчивости (LBA), нелинейный анализ материалов (MNA) и геометрический нелинейный анализ материалов с учетом дефектов (GMNIA) как для бетонных, так и для EPSC сферических оболочек с одинаковыми геометрическими параметрами в программном обеспечении ABAQUS. Согласно результатам исследования, упругие и пластические свойства оболочки EPSC на изгиб и сопротивление изгибу, полученные методом GMNIA, меньше, чем у аналогичной бетонной оболочки. Максимальные перемещения оболочки EPSC, соответствующие методу GMNIA, при приложении первых собственных и фактических нагрузок превышают размеры бетонной оболочки на несколько миллиметров. Способность оболочки EPSC к потере устойчивости, полученная с помощью трех методов, превышает фактическое внешнее равномерное давление (собственный вес EPSC и фактическая снеговая нагрузка), а результаты смещения являются достаточно обоснованными, чтобы гарантировать стабильность сферических оболочек EPSC и возможность их практического применения.