Багато проектувальники стикалися з проблемою розрахунку монолітних залізобетонних плит посилених балками (інші назви: монолітне ребристе перекриття, балки з тавровим перетином, балкове монолітне перекриття і т. д.). З балкою на двох опорах проблем не виникає - тут все просто: розрахункова схема, навантаження, формули, зусилля, арматура, тріщини. Проблеми з'являються, коли таку балку (ребристу плиту) потрібно змоделювати в кінцево-елементної моделі каркаса будівлі. Багато над цим ламають голову, я теж ламав. Для отримання об'єктивних даних я вирішив порахувати таку конструкцію в двох різних програмних комплексах: LIRA і MicroFe.
Вихідні дані для завдання: Проліт балки 9 м. Опори - жорстке защемлення з двох сторін. Для чистоти експерименту власну вагу не враховується. Модуль пружності матеріалу 29420 МПа Навантаження - розподілена по верху плити 1 т / м 2. Поперечний перетин зображено на малюнку
Кілька слів з приводу моделювання даної конструкції в програмних комплексах. Почнемо з ПК ЛІРА САПР. Якщо почитати форуми проектувальників, то практично скрізь ви знайдете поради моделювати балку (стрижень) в площині плити, а потім поставити її ексцентриситет за допомогою жорстких вставок. У той же час офіційна технічна підтримка ЛІРА САПР рекомендує ставити балку нижче площини плити, і, що найголовніше, видаляти ділянку плити над стрижнем шириною рівною ширині ребра, щоб не було подвійного обліку бетону при розрахунку міцності і підборі армування. Таким чином балка і плита живуть як би окремо один від одного. Це усувається введенням абсолютно жорстких тіл (АЖТ) в кожному трикутнику вузлів (плита-балка-плита). Спосіб досить трудомісткий, т. К. АЖТ вводиться для каждоё трійки вузлів окремо. У підсумку У ПК ЛІРА конструкція була змодельована двома способами: з жорсткими вставками і жорсткими тілами.
У програмі MicroFe конструкція моделювалася за допомогою елементів "подбалок". Розбивка плитний частини на кінцеві елементи в кожній розрахунковій моделі задавалася однаковою - 0.5х0.5 м. Основні результати розрахунку представлені нижче. Власна вага при розрахунку не враховувався.
Загальний вигляд розрахункової схеми
Жорсткості кінцевих елементів. Товщина плити у всіх випадках дорівнювала товщині полиці перетину.
Перша перевірка - це сумарна реакція опор, яка повинна дорівнювати сумі прикладених на конструкцію навантажень. У всіх трьох завданнях вона виявилася рівною 720 кН = 72 тс.
Епюри згинальних моментів
Прогин балки в кожному окремому випадку:
ЛІРА, завдання з жорсткими вставками - 6.97 мм
ЛІРА, завдання з АЖТ - 6.54 мм
MicroFe - 7.1 мм
Армування підбиралось по II групі граничних станів (з урахуванням вимог щодо обмеження ширини розкриття тріщин), в результаті вийшло:
ЛІРА, завдання з жорсткими вставками - 17.3 см2.
ЛІРА, завдання з АЖТ - 19.14 см2.
MicroFe - 6.28 см2
ЛІРА, завдання з жорсткими вставками - 15.72 см2
ЛІРА, завдання з АЖТ - 26.6 см2
MicroFe - 29.45 см2
Поділитися з друзями цією статтею