Видео уроки AutoCAD, которые
заточены под Вашу специальность
8 800 700 87 24 (бесплатный звонок по России)

Нас уже: 34965

Расчёт монолитного ребристого перекрытия

Proдвинутый Проектировщик. Запишитесь на уникальный курс по повышению квалификации проектировщиков. Жмите>>>

Расчёт железобетонных конструкций в Excel
Ширина раскрытия трещин в ЖБК
Как я приобретал опыт в проектировании ЖБК
Расчёт монолитного ребристого перекрытия

Эта статья — рассуждение на тему расчёта монолитных железобетонных конструкций в различных расчётных комплексах.

Многие проектировщики сталкивались с проблемой расчёта монолитных железобетонных плит усиленных балками (другие названия: монолитное ребристое перекрытие, балки с тавровым сечением, балочное монолитное перекрытие и т. д.). С балкой на двух опорах проблем не возникает — тут всё просто: расчётная схема, нагрузки, формулы, усилия, арматура, трещины. Проблемы появляются, когда такую балку (ребристую плиту) нужно смоделировать в конечно-элементной модели каркаса здания. Многие над этим ломают голову, я тоже ломал. Для получения объективных данных я решил посчитать такую конструкцию в двух разных программных комплексах: LIRA и MicroFe.

Исходные данные для задачи: Пролёт балки 9 м. Опоры – жёсткое защемление с двух сторон. Для чистоты эксперимента собственный вес не учитывается. Модуль упругости материала 29420 МПа Нагрузка – распределённая по верху плиты 1 т/м2. Поперечное сечение изображено на рисунке

Screenshot_2

Несколько слов по поводу моделирования данной конструкции в программных комплексах. Начнём с ПК ЛИРА САПР. Если почитать форумы проектировщиков, то практически везде вы найдёте советы моделировать балку (стержень) в плоскости плиты, а потом задать её эксцентриситет при помощи жёстких вставок. В то же время официальная техническая поддержка ЛИРА САПР рекомендует задавать балку ниже плоскости плиты, и, что самое главное, удалять участок плиты над стержнем шириной равной ширине ребра, дабы не было двойного учёта бетона при расчёте прочности и подборе армирования. Таким образом балка и плита живут как бы отдельно друг от друга. Это устраняется введением абсолютно жёстких тел (АЖТ) в каждом треугольнике узлов (плита-балка-плита). Способ довольно трудоёмкий, т. к. АЖТ вводится для каждоё тройки узлов отдельно. В итоге В ПК ЛИРА конструкция была смоделирована двумя способами: с жёсткими вставками и жёсткими телами.

Screenshot_1

В программе MicroFe конструкция моделировалась при помощи элементов «подбалок». Разбивка плитной части на конечные элементы в каждой расчётной модели задавалась одинаковой — 0.5х0.5 м. Основные результаты расчёта представлены ниже. Собственный вес при расчёте не учитывался.

Общий вид расчётной схемы

Screenshot_2

Жёсткости конечных элементов. Толщина плиты во всех случаях равнялась толщине полки сечения.

Screenshot_3

Первая проверка — это суммарная реакция опор, которая должна равняться сумме приложенных на конструкцию нагрузок. Во всех трёх задачах она оказалась равной 720 кН = 72 тс.

Эпюры изгибающих моментов

Screenshot_4

Прогиб балки в каждом из случаев:

ЛИРА, задача с жёсткими вставками — 6.97 мм

ЛИРА, задача с АЖТ — 6.54 мм

MicroFe — 7.1 мм

Армирование подбиралось по II группе предельных состояний (с учётом требований по ограничению ширины раскрытия трещин), в итоге получилось:

Нижнее армирование

ЛИРА, задача с жёсткими вставками — 17.3 см2.

ЛИРА, задача с АЖТ — 19.14 см2.

MicroFe — 6.28 см2

Верхнее армирование

ЛИРА, задача с жёсткими вставками — 15.72 см2

ЛИРА, задача с АЖТ — 26.6 см2

MicroFe — 29.45 см2

Как видно, результаты очень даже разные, особенно в нижнем армировании. Главный вопрос — где правда, и какому расчётному комплексу верить? Если Вы в своей работе решали эту проблему, поделитесь этим в комментариях к статье.

 





Алексей Каманин
Автор статьи: Алексей Каманин

Инженер-проектировщик по специальности ПГС. Инженер-года 2013 тюменской области по отрасли строительство. Опыт проектирования с 2008 года. Получить бесплатный базовый видеокурс AutoCAD от Алексея >>

Другие статьи автора

Яндекс.Метрика