Розрахунок залізобетонних плит для штампування Текст наукової статті зі спеціальності "Будівництво та архітектура"
Автореферат наукової статті про будівництво та архітектуру автором наукової праці є Агаханов Е. К., Костенко Д. С., Кравченко Г. М., Труфанова Е.В.
У статті розглянуто метод моделювання монолітних залізобетонних каркасів будівель за просторовою плитною плитною схемою та відображено результати дослідження щодо вимивання плит перекриття. При створенні кінцевої елементної діаграми будівельного каркасу підлогові плити були змодельовані чотирикутними кінцевими елементами оболонки з 24 градусами свободи, колонами та балками з просторовими прутами з 12 градусами свободи. Каркас будівлі був розрахований методом кінцевих елементів за допомогою програмного пакету SCAD, були отримані сили в елементах каркаса, а зони стискання напруги були визначені в місцях стику плит і колон. Програма «Розрахунок плити для підлоги для штампування» була розроблена мовою високого рівня Object Pascal у середовищі Delphi відповідно до стандартів проектування, що дозволяє вивчити різні варіанти розташування стовпчиків та мембранних жорсткості на плиті підлоги. Відповідно до програми “Розрахунок плити для штампування” розраховано коефіцієнт використання несучої здатності плити. Результати добре співвідносяться з модулем обчислення Arbat програмного пакету SCAD. Різниця між розробленою програмою полягає у можливості врахування варіантів розташування стовпчиків та діафрагм жорсткості на плиті підлоги (центральний, край, кут). Програма «Розрахунок плит для підлоги для штампування» рекомендується використовувати для проектування монолітних залізобетонних будівель.
Аналогічні теми наукових праць з будівництва та архітектури автором наукової праці є Агаханов Е. К., Костенко Д. С., Кравченко Г. М., Труфанова Е.В.
ПОРУШЕННЯ РОЗРАХУЛЕННЯ ЗМЕШЕНОГО БЕТОННОГО ПОЛУ
У даній роботі розглянуто моделювання монолітних залізобетонних будівельних конструкцій за просторовою схемою плит-серцевин та вивчення проблеми штампування плит перекриття. При створенні кінцево-елементної моделі будівельної конструкції плити перекриття були створені чотиривузловими чотирикутними кінцевими елементами з 24 градусами свободи, колони та балки створювались просторовими стрижнями з 12 градусами свободи. Розрахунок кадру зроблено програмним комплексом "SCAD", докладаються зусилля в елементах каркаса і визначається концентрація напружень у з’єднаннях плит і колон. Програма "Розрахунок плити перекриття на штампування" була розроблена мовою високого рівня Object Pascal у середовищі Delphi, відповідно до стандарту дизайну, який дозволяє досліджувати різні місця стовпців та жорсткі діафрагми на плиті підлоги. Співвідношення несучої здатності плити розраховували за допомогою програмного забезпечення "Розрахунок плити перекриття на штампування". Результати добре співвідносяться з програмою "Arbat" програмного комплексу "SCAD". Відмінність розробленої програми полягає у можливості врахування варіантів розташування колон та жорсткості діафрагми на плиті підлоги (центральний, край, кут). Програма «Розрахунок плити перекриття на штампування» рекомендується використовувати при проектуванні монолітних залізобетонних конструкцій.
Текст наукової роботи на тему "Розрахунок залізобетонних плит для штампування"
Агаханов Е.К., Костенко Д.С., Кравченко Г.М., Труфанова Е.В.
РОЗРАХУНЕННЯ БЕЗКОШТОВНИХ БЕТОНОВИХ ПЛІТОВИХ ПЛАТІВ ПРОДАЖ
Агаханов Е.К., Костенко Д.С., Кравченко Г.М., Труфанова Е.В.
ПОРУШЕННЯ РОЗРАХУЛЕННЯ ЗМЕШЕНОГО БЕТОННОГО ПОЛУ
Анотація У статті розглянуто метод моделювання монолітних залізобетонних каркасів будівель за просторовою плитною плитною схемою та відображено результати дослідження щодо вимивання плит перекриття. При створенні кінцевої елементної діаграми будівельного каркасу підлогові плити були змодельовані чотирикутними кінцевими елементами оболонки з 24 градусами свободи, колонами та балками з просторовими прутами з 12 градусами свободи. Каркас будівлі був розрахований методом кінцевих елементів за допомогою програмного пакету SCAD, були отримані сили в елементах каркаса, а зони стискання напруги були визначені в місцях стику плит і колон. Програма «Розрахунок плити для підлоги для штампування» була розроблена мовою високого рівня Object Pascal у середовищі Delphi відповідно до стандартів проектування, що дозволяє вивчити різні варіанти розташування стовпчиків та мембранних жорсткості на плиті підлоги. Відповідно до програми “Розрахунок плити для штампування” розраховано коефіцієнт використання несучої здатності плити. Результати добре співвідносяться з модулем обчислення Arbat програмного пакету SCAD. Різниця між розробленою програмою полягає у можливості врахування варіантів розташування стовпчиків та діафрагм жорсткості на плиті підлоги (центральний, край, кут). Програма «Розрахунок плит для підлоги для штампування» рекомендується використовувати для проектування монолітних залізобетонних будівель.
Ключові слова: метод кінцевих елементів, стовпчик, діафрагма жорсткості, плита підлоги, штампування.
Анотація У цій роботі розглядається моделювання монолітних конструкцій залізобетонних будівель за просторовою схемою плит-серцевин та дослідження проблеми штампування плит перекриття. При створенні кінцево-елементної моделі будівельної конструкції плити перекриття створювали чотиривузлові чотирикутні кінцеві елементи з 24
ступенів свободи, колони та балки були створені просторовими стрижнями з 12 ступенями свободи. Розрахунок кадру зроблено програмним комплексом "SCAD", докладаються зусилля в елементах каркаса і визначається концентрація напружень у з’єднаннях плит і колон. Програма "Розрахунок плити перекриття на штампування" була розроблена мовою високого рівня Object Pascal у середовищі Delphi, відповідно до стандарту дизайну, який дозволяє досліджувати різні місця стовпців та жорсткі діафрагми на плиті підлоги. Співвідношення несучої здатності плити розраховували за допомогою програмного забезпечення "Розрахунок плити перекриття на штампування". Результати добре співвідносяться з програмою "Arbat" програмного комплексу "SCAD". Відмінність розробленої програми полягає у можливості врахування варіантів розташування колон та жорсткості діафрагми на плиті підлоги (центральний, край, кут). Програма «Розрахунок плити перекриття на штампування» рекомендується використовувати при проектуванні монолітних залізобетонних конструкцій.
Ключові слова: метод кінцевих елементів, стовпчик, діафрагма жорсткості, плита підлоги, пунш.
Вступ У сучасному будівництві широко поширені монолітні залізобетонні каркасні споруди. У застосованій конструкційній схемі плит-прутів у місцях сполучення плит і колон підлоги відбувається велика концентрація напружень від концентрованого навантаження. Це може призвести до руйнування плит перекриття від перфораційної колони. Відштовхування плити перекриття також може відбуватися під дією навантаження з несучої стіни. Тому, проектуючи будинки та споруди, необхідно перевірити міцність плит підлоги на штампування під дією навантажень від колон, несучих стін або жорсткості діафрагм [1. 4, 8].
Постановка проблеми. Мета роботи. розробити програму розрахунку плити для штампування з різними варіантами розташування стовпчиків та діафрагм жорсткості. Розрахунок базувався на матеріалах SP 20.133330.2011 "Навантаження та удари", SP 52-101-2003 "Бетонні та залізобетонні конструкції без попереднього посилення арматури" та Науково-технічний звіт "Розробка методів розрахунку та спорудження монолітного залізобетонного бруса".вільні підлоги, фундаментні плити та пробивні решітки. "
Методи дослідження. Для визначення стану напружено-деформованого каркасу будівлі в програмному пакеті SCAD була розроблена просторова модель пластинчастого стрижня.
Модель кінцевих елементів каркаса будівлі за просторовою схемою плит і стрижнів представлена на рисунку 1.
Під час створення діаграми кінцевих елементів будівельного каркасу підлогові плити були змодельовані чотирикутними кінцевими елементами корпусу з 24 градусами свободи; колони та балки моделювали просторово
прути з 12 ступенями свободи. Конструкційна схема враховує: колони перетином 600х600 мм, балки перетином 400х700 мм та 300х600 мм, перекриття підлоги товщиною 250 мм. Матеріал конструкцій: бетон класу В30, арматура класу А400.
Рисунок 1. Кінцевоелементна модель каркаса будівлі за просторовою схемою плит-прутів
Напружено-деформований стан діафрагм жорсткості будівельної рами показано на малюнку 2.
Малюнок 2. Ізополя згинальних моментів: а) відносно осі Y; б) відносно осі x
Результати будуть використані в алгоритмі розрахунку плит перекриття для штампування.
Алгоритм обчислення плит підлоги для штампування стовпчиком і жорсткістю діафрагми реалізований в мові програмування високого рівня Object Pascal в середовищі Delphi [5, 6, 9, 10]. Структурна схема програми показана на малюнку 3.
Особливості програми призначені для вивчення напружено-деформованого стану плити підлоги при штампуванні колони або жорсткості діафрагми. Програма дозволяє врахувати розташування несучих конструкцій на плиті підлоги, що важливо при виборі раціонального рішення каркасу будівлі. У програмі «Розрахунок плити для підлоги для продажу-
Ваньє », розрахунок плити перекриття для пробивання колони та діафрагми жорсткості був реалізований з різними варіантами їх розташування.
Рисунок 3. Структурна схема алгоритму програми «Розрахунок плити перекриття для штампування»
Для розрахунку плити перекриття для пробивання колони та мембрани жорсткості були прийняті наступні вихідні дані: переріз стовпчика. 400х400 мм; товщина отвору. 300 мм; товщина пластини. 200 мм; товщина діафрагми. 300 мм; важкий бетон; клас бетону. В30; клас поздовжньої арматури.A400; клас поперечної арматури. А240; концентрована сила F = 4 0 t і при розрахунку на пробивання колони і жорсткості діафрагми відповідно згинальних моментів Mx = Mu = 40 т м (рис. 4, 5).
Рисунок 4. Початкові дані з центральним розташуванням стовпця
У програмі «Розрахунок плити перекриття для штампування» розрахунок плити перекриття виконувались за різними варіантами розташування стовпчика та мембрани жорсткості: стовпчик (діафрагма жорсткості) всередині площі плити; стовпчик (діафрагма жорсткості) на краю плити; стовпчик (діафрагма жорсткості) на куті плити.
Базова лінія [Результати]
Клас поздовжнього армування
Клас поперечної арматури
Відстань від краю колони до першого ряду поперечної арматури) 0.054273 м
Крок брусків поперечної арматури вздовж проектної петлі) 0,05 м
Крок брусків поперечної арматури перпендикулярно до проектної петлі 0,05 м
Кількість рядів поперечної арматури 5 шт
Діаметр поперечної арматури 8
Концентрована міцність (P) | 25
Момент навколо осі X (MX) TM
Момент навколо осі U (Mu) TM
Товщина пластини [1р) | 0,2 м
Відстань від краю пластини 10.037
до центру ваги арматури (а)
Момент навколо осі X від ексцентричного розташування сили G в опорному контурі.- | Момент навколо осі у від ексцентричного розташування сили Г по опорному контуру.- |
Відняти місця дірок
Перший варіант нижнього гвинта конструктивної петлі Другий варіант нижнього гвинта конструктивної петлі
n = | o 12 = | о "1 = | o 12 = | 0
"1 = | o" 2 = 0 n1 = n »2 = 0
лівий правий лівий лівий правий
13 = | про 14 = | 0 13 = | про 14- | 0
вузол = | o ^ 4 = | 0 вузол- ¡0 Y4 = | 0
Малюнок 5. Вихідні дані в центральному місці
Розрахунок міцності плити на штампування проводиться згідно з SP 52101-2003 "Бетонні та залізобетонні конструкції без попереднього посилення арматури". Стан міцності такий:
Fb.uit Mbx / Ult Mbyult
Fb.uit. Rbt ‘і h0, Mbx.ult = Rbt’ Wbx 1 h0,
Mby.uit. Rbt ‘Wby h0.
Згідно з пунктом 6.2.46 [7], обмеження перевіряється: