VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016
К ОЦЕНКЕ ВЛИЯНИЯ СХЕМЫ НАГРУЖЕНИЯ НА НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ БАЛОК И БАЛОК-СТЕНОК В «ПРОЛЁТЕ СРЕЗА» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА «ANSYS»
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Рассмотрены балки сечением 700х100х50 мм, армированные продольной (210 А400) и поперечной арматурой (23,3 А240), изготовленные из бетона В25. В качестве расчётных приняты диаграммы [1,2]. Критерий прочности (предельная поверхность) для бетона – Вильяма-Варнке (для КЭ «Solid65» ПК «Ansys»). Критерий прочности (предельная поверхность) для стальной арматуры (продольной и поперечной) – Мизеса. Балки-стенки отличались только геометрией: 700х500х75.
В таблице 1 приведены контрольные параметры для изучения НДС.
Таблица 1
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 или qult |
кН или кН/м |
|
|
|
Нагрузка в момент появления нормальных трещин |
Pcrc,n или qcrc,n |
кН или кН/м |
|
|
|
Нагрузка в момент появления наклонных трещин |
Pcrc,s или qcrc,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 2-3 и рис. 1-2 представлены результаты компьютерного моделирования.
Таблица 2
Результаты для балок
|
Обозначение |
На действие сосредоточенной силы |
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 |
|
|
На действие равномерно распределённой нагрузки |
|||||
|
qult |
25,071 |
161,59 |
16,8 |
0,558 |
|
|
qcrc,n |
6,762 |
35 |
4,1 |
0,104 |
|
|
qcrc,s |
11,571 |
64,5 |
7,24 |
0,188 |
|
|
(qult - qcrc,s )/2 |
6,750 |
||||
Таблица 3
Результаты для балок-стенок
|
Обозначение |
На действие сосредоточенной силы |
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 |
|||
|
На действие равномерно распределённой нагрузки |
|||||
|
qult |
149,258 |
51,79 |
100,318 |
0,358 |
|
|
qcrc,n |
106,282 |
19,67 |
61,73 |
0,168 |
|
|
qcrc,s |
55,178 |
9,08 |
12,56 |
0,067 |
|
|
(qult - qcrc,s )/2 |
94,080 |
17,93 |
56,132 |
0,141 |
|
Рис. 1. График прогиб-нагрузка «f-P» для образцов балок Б-1, Б-6 в середине пролёта на всех этапах
Рис. 2. График прогиб-нагрузка «f-P» для образцов балок-стенок БС-1, БС-6 в середине пролёта на всех этапах
Таким образом, установлено, что схема нагружения существенно влияет на роботу балок и балок-стенок (особенно на стадиях близких к разрушению). При этом в большей степени влияние проявляется для балок-стенок (до 4-х раз).
Список литературы
-
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.
-
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.
-
Соколов Б.С. Прочность и трещиностойкость стеновых панелей зданий: Монография. – Москва, Издательство АСВ, 2010. – 139 с.