---

Расчёт монолитного ребристого перекрытия

Уроки по LIRA SAPR. 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

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.

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

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

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

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.

 

---

---

---

---