Успехи в производстве строительных материалов [1–5], с одной стороны, и в технологии строительного производства [6, 7] — с другой, обеспечивают возможность реконструкции и ремонта железобетонных конструкций без их демонтажа. При этом для усиления железобетонных конструкций используются стальная арматура, цементно-песчаные смеси и композиционные материалы на основе углеродных волокон [8–10]. В частности, при ремонте железобетонных плит, оболочек, балок и колонн используются композитные ленты и ткани с однонаправленными и двунаправленными свойствами [11–12]. Рекомендации по ремонту и усилению железобетонных конструкций, разработанные различными ведомствами [8–12], предполагают расчетное исследование прочности рассматриваемых объектов как до, так и после выполненных работ. Особенностью таких исследований является изменение расчетной схемы сооружения в результате ремонта или реконструкции [13] а также наличие начальных напряжений и деформаций, если работы по усилению проводятся при сохранении всей эксплуатационной нагрузки или ее части. Это требует разработки специального программного обеспечения или внесения соответствующих дополнений в существующие программы. В данной работе рассматривается методика исследования напряженно-деформированного состояния железобетонных плит, в которых в процессе длительной эксплуатации возникли трещины, до и после их усиления композитными лентами и тканями, реализованная в вычислительном комплексе ПРИНС.
Для определения несущей способности железобетонных плит в программе ПРИНС используется алгоритм, описанный в опубликованных ранее работах автора (см., например, [14, 15]). Основные особенности этого алгоритма заключаются в следующем.
Расчет физически нелинейных конструкций ведется методом конечных элементов в приращениях [14] с помощью уравнения:
где KNL — полная нелинейная матрица жесткости, связывающая приращения узловых сил и перемещений; Δu и ΔP — приращения узловых перемещений и узловых сил конечно-элементной модели, соответственно.