Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Основы компьютерного проектирования изгибаемых железобетонных элементов

21.12.2018


Компьютерное проектирование изгибаемых железобетонных конструкций (перекрытий, балок, фундаментов, и пр.), зданий различной формы и этажности, и инженерных сооружений, сейчас является обычной процедурой проектирования, хотя машинные программы не всегда достаточно точны ввиду сложности разработки методов, учитывающих все особенности неупругого деформирования конструкций, зданий и грунта в основании при действии нагрузок, которые зачастую носят вероятностный характер. Тем не менее, широко и успешно, в течение многих лет, применяются крупные программные компьютерные комплексы. Основой компьютерного проектирования является метод конечных элементов, специально созданный только для использования в машинных программах расчета (этот метод невозможно применить при ручном расчете ввиду невероятной громоздкости). Свойства и форма конечных элементов постоянно совершенствуются, наметился постепенный переход от плоских элементов к объемным, с приближением к действительным свойствам железобетона. Программные комплексы серии MicroFE&STARK ES и proFEt&STARK ES, разработанные ООО Еврософт, позволяют рассчитывать конструкции зданий и сооружений совместно с основанием. Достоинством новых программных комплексов является их хорошее взаимодействие с программами проектирования конструкций типа AutoCAD: чертеж конструкции или здания в виде компьютерного файла вводится в вычислительный комплекс, который быстро формирует расчетную схему и разбивает объект на конечные элементы (в количестве десятков и сотен тысяч прямоугольных или треугольных элементов). После внесения ответов на задаваемые программой вопросы о свойствах материалов, нагрузках, требований по трещиностойкости, и пр., компьютер выдает результаты расчета в виде цветных чертежей с указанием схем деформирования, полей армирования, процентов армирования.

Недостатком ряда машинных расчетов является определение усилий в конструкции с использованием в качестве математической модели упруго работающей конструкции, упругого основания, и фундамента, с последующим расчетом на полученные усилия по предельным состояниям. Поэтому главное требование к адекватным машинным программам — неупругое деформирование конструкций, так как образование и раскрытие трещин существенно влияет на перераспределение усилий в статически неопределимых системах, а также на деформирование основания и на распределение контактных усилий по подошве (то есть на величины внешних усилий).

Как отмечалось выше, для современных монолитных гражданских многоэтажных зданий характерна нерегулярность расположения несущих стен и колонн в плане, а также произвольные размеры поперечных сечений стен, при которых стены становятся удлиненными в плане колоннами, и наоборот (рис. 4.31). Такие перекрытия с нерегулярно расположенными несущими стенами и колоннами невозможно отнести к плитам балочным, безбалочным, или опертым по контуру, и потому их нельзя рассчитывать ни одним из описанных выше методов. Такие перекрытия можно рассчитывать только с помощью компьютерных программ.

Хорошие возможности для расчета дает комплекс MicroFE (рис. 4.32), сочетающий легкость формирования расчетной схемы с многообразием инструментов для учета всех особенностей работы конструкции. Для обеспечения большей точности расчетов используются гибридные конечные элементы, позволяющие получить хорошую точность без дополнительного мелкого разбиения; в качестве составляющих расчетной модели фигурируют обычные строительные элементы (плита, стена, колонна, балка и др.); учет реальных размеров строительных конструкций позволяет повысить точность получаемых результатов для особых точек и обойти недостатки метода конечных элементов; имеются специальные инструменты для корректного учета стыков колонн с плитами, балок со стенами; можно выявить слабые места конструкции; при анализе результатов нелинейного расчета железобетонных конструкций можно определить глубину развития трещин, и пр.

Результаты расчета даются в виде цветных картин, показывающих интенсивностью цвета и цифрами расчетную интенсивность моментов, прогибов, армирования, и т.д.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: