Михаил Валентинович Мозголов, канд. техн. наук, доцент кафедры «Строительное производство»,
ул. Октябрьской революции, д. 408, г. Коломна, 140402
Mikhail V. Mozgolov, Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor of the Department of Construction Works,
October Revolution str., 408, Kolomna, 140402
Елизавета Вадимовна Козлова, студент 3-го года обучения направления «Строительство»,
ул. Октябрьской революции, д. 408, г. Коломна, 140402
Elizaveta V. Kozlova , 3rd year student on “Construction”,
October Revolution str., 408, Kolomna, 140402
Введение. Анализ данных аналитических и компьютерных расчетов железобетонных кессонных перекрытий показывает, что в зависимости от созданной конечно-элементной модели и геометрии конструкции усилия в балках могут существенно отличаться. Как правило, при сравнении изгибающих моментов аналитическую модель исследователи используют в качестве эталонной. Примеры, имеющиеся в литературе, свидетельствуют, что вне зависимости от геометрии перекрытия при определении нагрузок на конструкции в расчетах используется жесткость отдельных центральных ортогональных балок или условных выделенных полос.
Цель данной работы – выяснение достоверности получаемых усилий в балках прямых кессонных железобетонных перекрытий с использованием в формулах аналитического расчета жесткости отдельных балок.
Материалы и методы. Методика выполнения работы предусматривает сравнение изгибающих моментов, полученных аналитическим способом с данными метода конечных элементов вычислительного комплекса SCAD в балках различной жесткости центральных зон прямых кессонных перекрытий. Рассматриваются перекрытия квадратные в плане 12,0 × 12,0 м с различным соотношением сторон кессонов, а также перекрытия с квадратными кессонами 1,5 × 1,5 м и различным соотношением сторон пролетов. В качестве компьютерной модели принята система перекрестных балок из стержней таврового сечения.
Результаты. Значения изгибающих моментов, вычисленные аналитическим способом и компьютерным методом конечных элементов в перекрытиях квадратных в плане с квадратными кессонами, совпадают, что является частным случаем. Значения изгибающих моментов, вычисленные аналитическим способом и методом конечных элементов в перекрытиях прямоугольных в плане или с прямоугольными кессонами, отличаются. Отличия возрастают с увеличением отношения сторон пролетов или сторон кессонов.
Выводы. В общем случае расчета применение в формулах аналитического метода определения усилий в балках прямых железобетонных кессонных перекрытий жесткости отдельных центральных ортогональных балок или условных выделенных полос приводит к ошибочным результатам.
Introduction. The analysis of analytical and computer-assisted calculations of waffle slabs shows that, depending on the established finite-element model and structure geometry, the forces in beams can vary significantly. As a rule, the analytical model is used as a reference when comparing bending moments. Examples available in the literature show that regardless of the slab geometry, the stiffness of individual central orthogonal beams or conditionally selected beams is used in the calculations when determining structural loads.
Aim. In this work, the accuracy of resulting forces in the beams of straight waffle slabs was assessed using the stiffness of individual beams in the analytical calculation.
Materials and methods. The work was carried out by comparing the bending moments obtained analytically and in the SCAD software by the finite-element method for beams having various stiffnesses in the central zones of straight waffle slabs. 12.0 × 12.0 m slabs square in plan having different aspect ratios of waffle were considered, as well as slabs having square 1.5 × 1.5 m waffles and different aspect ratios of spans. A T-beam-and-girder construction was used in the computer model.
Results. The values of bending moments of slabs square in plan having square caissons calculated analytically and using the computer-assisted finite-element method coincide, being a particular case. The bending moments calculated analytically and using the finite-element method for rectangular slabs or slabs having rectangular caissons differ. As the ratio of the span or caisson sides increases, these deviations increase.
Conclusions. In the general calculation, using the stiffnesses of individual central orthogonal beams or conditionally selected beams for the analytical determination of forces in the beams of straight waffle slabs leads to erroneous results.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.