Abstract
<jats:p>В статье представлены основные принципы методологии расчета балок из сверхвысокопрочного сталефибробетона (СВПБ) с использованием цифровых технологий. Ранее выполненными экспериментальными исследованиями автора установлен характер работы СВПБ-балок на всех стадиях нагружения: особенности образования и раскрытия трещин, развития прогибов, формы разрушения. На основании полученных данных разработана комплексная система численных расчетных моделей СВПБ-балок. Для расчетов на действие изгибающего момента и поперечных сил, позволяющих производить оценку напряженно-деформированного состояния балок вплоть до их разрушения, предложены методы конечно-элементных расчетов. В их основе лежат нелинейные деформационные модели, параметры которых уточнены по экспериментальным данным для возможности их применения к расчету конструкций из СВПБ. Для вычисления прочности наклонных сечений балок использованы нейросетевые и регрессионные модели с калибровкой по обширным репрезентативным выборкам. Валидация разработанных моделей проведена по собственным экспериментальным данным и результатам испытаний СВПБ-балок других авторов, охватывающим широкие диапазоны коэффициентов армирования нормальных и наклонных сечений стержневой арматурой и объемного содержания фибр. Сопоставлением теоретических и опытных результатов показано, что модели обеспечивают лучшую точность расчетов в сравнении с существующими нормативными методиками.</jats:p> <jats:p>The paper presents the main principles of a methodology for the analysis of beams made of ultra-high-performance steel fiber reinforced concrete (UHPC) using digital technologies. Previous experimental studies carried out by the author identified the behavior of UHPC beams at all loading stages, including crack initiation and propagation, deflection development, and failure modes. Based on the obtained data, an integrated system of numerical models for UHPC beams has been developed. For the analysis under bending moments and shear, finite element methods are proposed, enabling the assessment of the stress–strain state of beams up to failure. These approaches are based on nonlinear constitutive models whose parameters were refined using experimental data to ensure their applicability to UHPC structural analysis. The shear strength of inclined sections is evaluated using regression-based and neural network models calibrated on extensive and representative datasets. The developed models were validated against the author’s experimental results and published test data by other researchers, covering a wide range of longitudinal and transverse reinforcement ratios as well as fiber volume fractions. Comparison of theoretical predictions with experimental results demonstrates that the proposed models provide higher accuracy than existing code-based design methods.</jats:p>