Delist.ru

 Сопротивление сжатию гибких элементов монолитного железобетонного каркаса (17.12.2008)

Автор: Беликов Николай Александрович

В программно-вычислительном комплексе Лира 9.2. был выполнен полностью нелинейный расчет колонн. В таком расчете учитывается и геометрическая нелинейность работы конструкции, и физическая нелинейность работы железобетона.

Нелинейный расчет производился шагово-итерационным методом с автоматическим определением шага.

В расчетной схеме использовались конечные элементы КЭ-410 (универсальный пространственный стержень с учетом геометрической и физической нелинейности).

Особенностью расчета является то, что для задания исходных параметров в расчетном модуле программы использовались диаграммы деформирования бетона и арматуры.

Лира 9.2 в своем расчетном модуле не имеет возможности задания диаграммы деформирования бетона с ниспадающей ветвью. Поэтому в качестве диаграммы деформирования бетона была принята трехлинейная диаграмма деформирования бетона согласно СП 52-101-2003. Для арматурной стали принята билинейная диаграмма деформирования.

в среднем сечении нижней стойки.

основные выводы.

Для изучения действительной работы гибких внецентренно сжатых монолитных конструкций из железобетона – колонн и пилонов – был разработан инженерный метод расчета. Особенностью данного метода является то, что, во-первых, в расчете одновременно учитывается и геометрическая нелинейность конструкции, и физическая нелинейность материала, причем при задании характеристик материалов используется полная криволинейная диаграмма деформирования бетона с ниспадающей ветвью; во-вторых, в расчете реализован подход к назначению жесткостей элементов, составляющих расчетную схему, «через» усредненное значение усилий, возникающих в крайних сечениях.

и длительном действии нагрузки не полностью отражают особенности действительной работы конструкции в целом (это подтверждено и расчетами в нелинейной постановке в программно-вычислительных комплексах).

и длительном действии нагрузки. Можно предположить, что завышение значений усилий, полученных с помощью программно-вычислительного комплекса Лира 9.2, связано с тем, что в Лире 9.2 на каждом шаге решается линеаризованная задача с формированием векторов перемещений, усилий (напряжений) и новых жесткостей по касательному модулю деформации для следующего шага, а разработанным методом предлагается корректировка жесткостей элементов для загружения конструкции, пока разница в усилиях (жесткостях) не будет менее заданной погрешности расчета. Усилия, полученные путем расчета в вычислительном комплексе SCAD 11.1, который не имеет возможности учета физической нелинейности, во всех случаях менее (разница достигает 22%) усилий, вычисленных по разработанной методике. Независимо от армирования и гибкости, горизонтальные перемещения, полученные расчетом по разработанной методике, превышают перемещения, полученные в результате расчета в программе SCAD 11.1 (разница достигает 30%). Занижение значений моментов и прогибов в расчетах SCAD 11.1 связано с отсутствием должного перераспределения усилий в зависимости от значительного изменения жесткостей элементов для данных расчетных схем, поскольку программный комплекс производит корректировку матрицы жесткостей только за счет учета продольного

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Паньшин Л.Л., Беликов Н.А. Методика теоретического исследования гибких сжатых конструкций монолитных многоэтажных зданий // Современные технологии в строительстве. Образование, наука, практика. Сборник секционных научных трудов, М.: МГСУ, 2006. С. 48-54.

Паньшин Л.Л., Беликов Н.А. Расчет колонн монолитных многоэтажных зданий по деформированной схеме // Бетон и железобетон, №4, 2008. С. 21-23.

Рис. 3. Диаграмма состояния растянутой и сжатой арматуры, принятая в

Рис.4. Диаграмма состояния сжатого бетона, принятая в расчете

Рис. 1. Расчетная схема рамы

Рис. 2. Основная система метода перемещений

Рис.1 Расчетная схема рамы.

Рис.6б Графики прогибов колонн 8-4, 25-1, 25-3, 25-5, 23-1, 28-5

* Силы N1, N2, N3 действуют по оси стойки

Рис. 5. Расчетная схема колонны, принятая в численном эксперименте

Рис.2 Основная система метода перемещений.

загрузка...