Игорь Вячеславович Баклыков, канд. техн, наук, главный специалист отдела расчетных исследований гидротехнических сооружений, АО «Институт Гидропроект», Москва
e-mail: moscow_igor88@mail.ru
Igor V. Baklykov, Cand. Sci. (Engineering), Chief Specialist of the Department of Computational Studies of Hydraulic Structures, Hydroproject Institute JSC, Moscow
e-mail: moscow_igor88@mail.ru
Введение. В статье рассматривается использование трубобетона в гидротехническом строительстве, а также проводится сравнение различных конструктивных вариантов с точки зрения напряженно-деформированного состояния и несущей способности.
Цель. Анализ применения трубобетона и различных подходов к его проектированию, а также сравнение напряженно-деформированного состояния различных конструктивных решений.
Материалы и методы. Расчеты железобетонных конструкций были выполнены методом конечных элементов с применением нелинейных моделей в программном обеспечении ANSYS.
Результаты. Результаты расчетов показали, что для монолитного бетонного стержня (без арматуры) несущая способность составила 56,28 кНм, для железобетонного стержня с арматурой несущая способность составила 416,60 кНм, для металлической трубы – 639,07 кНм, для трубобетона (металлическая труба, заполненная бетоном) увеличение несущей способности составило до 768,76 кНм, армированный трубобетон показал наибольшую несущую способность – 1085,50 кНм.
Выводы. Результаты расчетов и сравнительного анализа показывают, что армированный трубобетон является наиболее эффективным с точки зрения несущей способности, хотя и имеет более высокую стоимость. В то же время железобетон и металлические трубы предлагают более экономичный вариант, но с меньшей несущей способностью. Выбор материала зависит от конкретных требований проекта, включая нагрузки, стоимость и условия эксплуатации.
Introduction. The article examines the use of concrete filled steel tube (CFST) structures in hydraulic engineering and compares various structural options in terms of their stress-strain state and load-bearing capacity.
Aim. The main goal of the work is to analyze the application of concrete-filled steel tubes and various approaches to their design, as well as to compare the stress-strain states of different structural solutions.
Materials and methods. The calculations of reinforced concrete structures were performed using the finite element method with nonlinear models in ANSYS software.
Results. The calculation results showed that for monolithic concrete pipes (without reinforcement), the load-bearing capacity was 56.28 kNm; for reinforced concrete pipes, the load-bearing capacity was 416.60 kNm; for the metal pipe, it was 639.07 kNm; for the concrete-filled steel pipe (tubular concrete), the load-bearing capacity increased to 768.76 kNm; and for reinforced concrete-filled steel pipe, the highest load-bearing capacity was 1085.50 kNm.
Conclusions. The calculation results and comparative analysis show that reinforced tubular concrete is the most effective in terms of load-bearing capacity, although it has a higher cost. At the same time, reinforced concrete and metal pipes offer a more economical option but with lower load-bearing capacity. The choice of material depends on the specific project requirements, including loads, cost, and operating conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.