Изменение деформационных свойств защитных железобетонных конструкций под влиянием физических полей

• Автор: Козельский, Юрий Фёдорович
• Шифр специальности: 05.23.01, 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Состояние вопроса. Задачи исследования

1.1. Влияние радиационного излучения на напряженно-деформационные свойства железобетона

1.2. Влияние высоких температур на теплофизические свойства

бетонов
1.3. Постановка задачи статики неоднородных тел. Обзор численно-аналитических методов решения

1.4. Цели и задачи исследования

Глава 2. Исследование влияния физических полей на деформации и напряжения в бетонных конструкциях

2.1. Основные положения

2.2. Строительные конструкции, предназначенные для радиационной защиты

2.3. Деформации и напряжения в железобетонных конструкциях, вызванные радиационным нагружением
2.4. Термоупругое равновесие конструкций защиты из железобетона
2.5. Расчёт тепловыделений в бетонных защитах
2.6. Выводы по главе
Глава 3. Одномерные плоские задачи расчёта железобетонных цилиндров в плоской постановке на действие физических полей

3.1. Плоская осесимметричная деформация железобетонного цилиндра с наведённой (косвенной) неоднородностью
3.2. Напряжённо-деформированное состояние железобетонных цилиндрических конструкций защиты под воздействием теплового и ионизирующего излучений
3.3. Выводы по главе
Глава 4. Равновесие толстостенной железобетонной оболочки, находящейся в условиях температурного и радиационного нагружений
4.1. Формулировка краевой задачи термоупругости при двумерной неоднородности материала
4.2. Аппроксимация краевой задачи термоупругости вариационноразностным методом (ВРМ)
4.3. Аппроксимация краевой задачи термоупругости методом конечных элементов (МКЭ)
4.4. Решение модельных задач
4.5. Решение задачи теплопроводности и ионизации
4.6. Напряжённо-деформированное состояние радиационно-теплового экрана
4.7. Выводы по главе
Заключение
Литература
Приложение А. Код программы
Приложение Б. Внедрение результатов работы

Введение
Актуальность темы. Практика эксплуатации биологических защит железобетонных ядерных реакторов свидетельствует о большой эффективности применения железобетона в качестве конструкционного материала защиты. Наряду с вновь создаваемыми специальными защитными материалами, в реакторостроении и в будущем будет по-прежнему широко использоваться железобетон в защитных конструкциях.
В мощных энергетических ядерных реакторах, биологическая защита подвергается воздействию высокой температуры, абсолютная величина и характер распределения которой зависят от радиационного и теплового потоков, испускаемых активной зоной, от условий теплообмена на поверхностях защиты, а также от защитных и теплофизических свойств бетона. Для расчета температурного и ионизирующих полей в конструкции биологической защиты нужны сведения о значениях теплофизических характеристик бетона и их зависимостях от температуры и радиации. Однако в настоящее время при расчетах, например, температурных полей в массивных конструкциях вообще, и в биологических защитах в частности, в большинстве случаев умышленно не учитывается зависимость теплофизических характеристик материала от температуры. Это допущение до некоторой степени может быть оправдано, с одной стороны, отсутствием для большинства защитных бетонов достаточно надежных и систематизированных сведений о зависимости теплофизических характеристик от температуры; с другой — недостаточностью расчетного и экспериментального материала, позволяющего судить о правомерности этого допущения для различных конструкций биологических защит, работающих в различных температурных уровнях. Создание новых бетонов, предназначенных для строительства биологических защит, работающих при высоких температу-

метричной нагрузки последняя представляется в виде ряда Фурье по азимутальной координате, и решение исходной задачи сводится к решению ряда осесимметричных задач. Подобный прием широко используется также рядом других авторов при расчете осесимметричных тел врашения на несимметричную нагрузку [49, 100, 104[.
В настоящее время количество работ, посвященных конструкциям и расчёту объектов ядерной энергетики, очень мало. Практически все они созданы во времена существования СССР. В монографиях [11, 26, 30, 41, 58, 69] приводится обширный справочный материал о конструкциях АЭС с реакторами корпусного и канального типа, физико-механических свойствах материалов, применяемых в реакторостроении и строительных конструкциях АЭС, а также методах расчета данных конструкций. В монографиях [30, 41, 58], работе [43] приведены данные о защитных конструкциях современных АЭС, ядерных реакторах из предварительно напряженного железобетона и других конструкциях, имеющих цилиндрическую форму и находящихся под воздействием ионизирующего излучения и температурного поля. Приводятся многочисленные экспериментальные данные о влиянии указанных воздействий на физико-механические характеристики строительных материалов. В работах [26, 30, 41, 69, 89] приводятся методы расчёта реакторных и защитных конструкций АЭС на действие силовых нагрузок и.температурных полей. При этом показано, что необходим учет температурной неоднородности материала, так как данный фактор отвечает реальным условиям работы и влияет на напряженно-деформированное состояние данных конструкций. Расчёту, проектированию и исследованию работы цилиндрических корпусов ядерных реакторов и аккумуляторов тепла АЭС посвящены работы [7, 50, 95, 113, 116]. Данный обзор областей применения термонагруженных неоднородных цилиндрических конструкций не может считаться исчерпывающим, однако, учитывая важность дан-