Михаил Валентинович Мозголов, канд. техн. наук, доцент кафедры «Строительное производство»Коломенского института (филиала)
ул. Октябрьской революции, д. 408, г. Коломна, 140402
Mikhail V. Mozgolov, Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor of the Department of Construction Works of the Kolomna Institute (branch)
October Revolution str., 408, Kolomna, 140402
Елизавета Вадимовна Козлова, студент 4-го года обучения направления «Строительство» Коломенского института (филиала)
ул. Октябрьской революции, д. 408, г. Коломна, 140402
Elizaveta V. Kozlova, 4th year student on «Construction» of the Kolomna Institute (branch)
October Revolution str., 408, Kolomna, 140402
Введение. Аналитический расчет железобетонных кессонных перекрытий предусматривает определение составляющих общей нагрузки, приходящихся на балки, в зависимости от величин пролетов и жесткости центральных балок. В случае перекрытий с прямоугольными кессонами, обладающими разной ортогональной жесткостью, данная теория приводит к результатам, значительно отличающимся от расчетов, выполненных методом конечных элементов. Кессонное перекрытие является ребристой плитой, которая характеризуется цилиндрической или относительной балочной жесткостями.
Цель данной работы – выяснение достоверности вычисляемых пролетных изгибающих моментов в балках прямых кессонных железобетонных перекрытий с использованием в формулах аналитического расчета величин пролетов и относительной жесткости балок.
Материалы и методы. Методика выполнения работы предусматривает сравнение изгибающих моментов, полученных аналитическим способом, с данными метода конечных элементов вычислительного комплекса SCAD в балках центральных зон прямых кессонных перекрытий. Рассматривается 13 перекрытий квадратных или прямоугольных в плане с различным соотношением сторон кессонов. В качестве компьютерной модели принята система перекрестных балок из стержней таврового сечения.
Результаты. Максимальные отклонения значений изгибающих моментов, полученных аналитическим методом расчета от компьютерного способа, составляют: для квадратного перекрытия с квадратными кессонами -0,6 %, для квадратного перекрытия с прямоугольными кессонами от -2,8 до +2,5 %, при соотношении пролетов Lmax/Lmin ≤ 1,5 для прямоугольного перекрытия с прямоугольными кессонами от –6,2 до +2,0 %, с квадратными кессонами от –7,3 до +4,8 %. Для прямоугольных перекрытий с любыми кессонами при соотношении пролетов Lmax/Lmin ≥ 1,75 компьютерным расчетом выявлено отклонение эпюры изгибающих моментов длинного направления от параболы.
Выводы. Применение в формулах аналитического метода расчета прямых шарнирно-опертых кессонных железобетонных перекрытий величин пролетов и относительной жесткости балок позволяет получить величины изгибающих моментов, имеющих хорошую сходимость с методом конечных элементов.
Introduction. The analytical calculation of reinforced concrete waffle slabs calls for the determination of the components of total load on joists, depending on the dimensions of spans and the rigidity of central joists. In the case of slabs having rectangular coffers of various orthogonal rigidity, this theory leads to results differing significantly from those obtained by the finite element method. The waffle slab comprises a ribbed slab, characterized by cylindrical or relative beam stiffness.
Aim. This article discusses the accuracy of the calculated span bending moments in the joists of straight reinforced concrete waffle slabs using the span dimensions and relative stiffness of joists in analytical formulas.
Materials and methods. The work was carried out by comparing the bending moments for joists in the central zones of straight waffle slabs obtained analytically and using the SCAD software by the finite-element method. Square or rectangular in plan, 13 slabs having different aspect ratios of waffle were considered. A T-beam and girder construction were used in the computer model.
Results. The maximum deviations of the bending moments obtained by the analytical calculation from the computer-aided method amount to: -0.6% for a square slab having square coffers, from -2.8 to +2.5% for a square slab having rectangular coffers, from -6.2 to +2.0% at a span ratio of Lmax/Lmin ≤ 1.5 for a rectangular slab having rectangular coffers, and from -7.3 to +4.8% for those having square coffers. For rectangular slabs having any coffers at a span ratio of Lmax/Lmin ≥ 1.75, a computer-aided calculation revealed that the plot of bending moments in the long-side direction deviates from parabola.
Conclusions. The use of the span dimensions and relative stiffness of joists in the analytical formulas for calculating straight hinge-supported reinforced concrete waffle slabs allows the values of bending moments to be obtained that are in agreement with those obtained by the finite element method.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.