К ОЦЕНКЕ ВЛИЯНИЯ ДЛИНЫ ПРОЛЁТА НА НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ БАЛОК И БАЛОК-СТЕНОК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА «ANSYS» - Студенческий научный форум

VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Личный портфель

К ОЦЕНКЕ ВЛИЯНИЯ ДЛИНЫ ПРОЛЁТА НА НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ БАЛОК И БАЛОК-СТЕНОК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА «ANSYS»

Абудерб С.К. 1
1Казанский государственный архитектурно-строительный университет
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Целью исследований ставилось провести анализ напряжённо-деформированного состояния балок и балок-стенок в зависимости от изменения длины их пролёта. Для этого была использована методика компьютерного моделирования с применением программного комплекса «Ansys», предложенная автором ранее.

В таблице 1 приведены параметры, рассмотренных конструкций.

Таблица 1

Параметры балок и балок-стенок

№ п/п

Параметр

Балки Б-1, Б-2, Б-3

Балки-стенки БС-1, БС-2, БС-3

Геометрические параметры

1.

Пролёт l, м

700мм, 500 мм, 900 мм

700мм, 500 мм, 900 мм

2.

Высота сечения h, м (соотношение l/h)

100 мм

700 мм

3.

Ширина сечения b, м (соотношение b/h)

50 мм

75 мм

Статические факторы (расчётной схемы)

4.

Вид нагрузки

Сосредоточенная P [кН]

Сосредоточенная P [кН]

5.

Этапы нагружения, уточняется в процессе расчёта в ПК «Ansys»

≥20

≥20

6.

Пролёт среза a, м (соотношение a/h)

75 мм

175 мм

7.

Площадка опирания lsup, м (соотношение lsup/l)

50 мм

50 мм

8.

Площадка нагружения lloc, м (соотношение lloc/l)

50 мм

50 мм

Параметры армирования

9.

Продольная растянутая арматура μs, % (2 шт.×Ø)

1%

1%

10.

Расстояние as, мм

15 мм

25 мм

11.

Продольная сжатая арматура конструктивно A's

2×Ø3,3

6×Ø3,3 (по два стержня с шагом по высоте 50 мм)

12.

Расстояние a's, мм

15 мм

30 мм

13.

Поперечная арматура в сечении среза 2 шт.×Øsw

2Ø3,3

2Ø3,3

14.

Шаг поперечных стержней s, мм min(0,5h0; 300 мм)

50 мм

50 мм

Физические параметры

15.

Класс бетона по прочности на сжатие B, МПа

В25

В25

16.

Класс продольной арматуры (растянутой и сжатой) А, МПа

А400

А400

17.

Класс поперечной арматуры А, МПа

А240

А240

18.

Диаграмма деформирования бетона

Криволинейная Н.И. Карпенко, Б.С. Соколов, О.В. Радайкин

Криволинейная Н.И. Карпенко, Б.С. Соколов, О.В. Радайкин

19.

Диаграмма деформирования продольной арматуры

Двухлинейная Прандтля по СП 63.13330.2012

Двухлинейная Прандтля по СП 63.13330.2012

20.

Диаграмма деформирования поперечной арматуры

Двухлинейная Прандтля по СП 63.13330.2012

Двухлинейная Прандтля по СП 63.13330.2012

21.

Критерий прочности (предельная поверхность) для бетона

Вильяма-Варнке (для КЭ «Solid65» ПК «Ansys»)

Вильяма-Варнке (для КЭ «Solid65» ПК «Ansys»)

22.

Критерий прочности (предельная поверхность) для стальной арматуры (продольной и поперечной)

Мизеса

Мизеса

В таблице 2 приведены контрольные параметры для изучения НДС.

Таблица 2

Контрольные параметры для изучения

№ п/п

Наименование

контрольного параметра

Обозначение

Ед. измерения

Примечание

1

2

3

4

5

Прогиб в середине пролёта на всех этапах

f

мм

Для получения диаграммы «f-P»

Разрушающая нагрузка

Pult

кН или кН/м

 

Нагрузка в момент появления нормальных трещин

Pcrc,n

кН или кН/м

 

Нагрузка в момент появления наклонных трещин

Pcrc,s

кН или кН/м

Не определяется, если разрушение происходит по нормальному сечению без образования наклонных трещин

Напряжение в продольной растянутой арматуре на всех этапах нагружения

σs

МПа

С оценкой нагельного эффекта в месте пересечения продольной арматуры и наклонной трещины

Напряжение в поперечной арматуре на всех этапах нагружения

σsw

МПа

В одном наиболее нагруженном поперечном стержне

В таблицах 3-4 и рис. 1-2 представлены результаты компьютерного моделирования.

Таблица 3

Результаты для балок

Обозначение

Серия Б-1

Прогиб в середине пролёта (мм)

 

σs /max

σswmax

Pult

16,677

91,8

14,66

0,369

Pcrc,n

5,893

34,5

6,3

0,11

Pcrc,s

2,430

3,8

2,5

0,04

(Pult - Pcrc,s )/2

7,123

38,2

7,3

0,137

 

Серия Б-2

 

Pult

16,762

116,5

18,18

0,31

Pcrc,n

4,926

35,1

5,25

0,068

Pcrc,s

3,886

8

4,12

0,048

(Pult - Pcrc,s )/2

6,438

47,5

7,2

0,092

 

Серия Б-3

 

Pult

13,920

55,38

11,17

0,56

Pcrc,n

7,305

27,8

7,55

0,23

Pcrc,s

1,442

1,53

1,49

0,041

(Pult - Pcrc,s )/2

7,660

28,96

7,91

0,24

Таблица 4

Результаты для балок-стенок

Обозначение

Серия БС-1

Прогиб в середине пролёта на всех этапах(мм)

 

σs /max

σswmax

Pult

147,962

143,182

262,957

1,169

Pcrc,n

47,692

24,63

20,36

0,076

Pcrc,s

54,286

29,09

29,719

0,089

(Pult - Pcrc,s )/2

46,838

   

0,071

 

Серия БС-2

 

Pult

147,231

128,68

257,429

0,998

Pcrc,n

46,281

18,66

20,16

0,056

Pcrc,s

55,186

25,25

25,22

0,070

(Pult - Pcrc,s )/2

46,022

   

0,056

 

Серия БС-3

 

Pult

130,608

52,23

156,49

0,497

Pcrc,n

93,262

28,45

106,21

0,218

Pcrc,s

51,781

10,03

19,6

0,078

(Pult - Pcrc,s )/2

39,413

   

0,065

Рис. 1. График прогиб-нагрузка «f-P» для образцов балок Б-1, Б-2, Б-3 в середине пролёта на всех этапах

Рис. 2. График прогиб-нагрузка «f-P» для образцов балок-стенок БС-1, БС-2, БС-3 в середине пролёта на всех этапах

Таким образом, установлено, что с увеличением пролёта рассмотренных балок и балок-стенок картина напряжённо-деформированного состояния существенно меняется (влияние более 50%). Прогибы увеличиваются при одной и той же нагрузки по нелинейному закону. При этом для балок-стенок, работающих в упругой стадии (начальный участок графиков рис. 2), влияние прогибов является не существенным (в пределах 3%).

Список литературы

  1. Карпенко Н.И., Соколов Б.С., Радайкин О.В. К совершенствованию диаграмм деформирования бетона для определения момента трещинообразования и разрушающего момента в изгибаемых железобетонных элементах // Журнал «Строительство и реконструкция». – Орёл: Изд. ОГТУ, 2012, №2. – С. 10-16.

  2. Карпенко Н.И., Соколов Б.С., Радайкин О.В. Анализ и совершенствование криволинейных диаграмм деформирования бетона для расчета железобетонных конструкций по деформационной модели // Журнал Промышленное и гражданское строительство. – М., 2013, №1. – С. 25-27.

  3. Соколов Б.С. Прочность и трещиностойкость стеновых панелей зданий: Монография. – Москва, Издательство АСВ, 2010. – 139 с.

Просмотров работы: 520