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, Department of Construction Works
October Revolution str., 408, Kolomna, 140402
Елизавета Вадимовна Козлова , студент 4-го года обучения направления «Строительство»
ул. Октябрьской революции, д. 408, г. Коломна, 140402
Elizaveta V. Kozlova, 4th year student
October Revolution str., 408, Kolomna, 140402
Введение. Современные требования на проектирование зданий обязывают проектировщиков применять конструкции, способные сопротивляться прогрессирующему обрушению. К таким конструкциям относится часторебристое железобетонное перекрытие кессонного типа. Пространственные системы являются многократно статически неопределимыми, их расчет осуществляется в программных комплексах, основанных на методе конечных элементов. Модели ребристых конструкций можно создать из различных типов конечных элементов. Усилия, определенные при помощи разных моделей, могут значительно отличаться. Это подтверждается примерами, имеющимися в литературе.
Целью работы является обнаружение простой и точной конечно-элементной модели для расчета на компьютере ребристого железобетонного кессонного перекрытия.
Материалы и методы. Методика выполнения работы предусматривает сравнение изгибающих моментов, полученных аналитическим способом, с данными метода конечных элементов вычислительного комплекса SCAD в балках кессонного перекрытия размером в плане 12,0 × 18,0 м с кессонами 1,5 × 2,25 м. Выполнен расчет стержневой модели, состоящей из системы перекрестных балок таврового сечения и твердотельной модели из объемных конечных элементов.
Результаты. Значения изгибающих моментов, вычисленные аналитическим способом и при помощи твердотельной модели, имеют близкие значения. Максимальные отклонения компьютерного расчета от аналитического способа составляют от -3,2 до +2,6 %. Максимальные отклонения значений изгибающих моментов, полученных при сравнении твердотельной модели со стержневой, составляют от -9,2 до +4,0 %.
Выводы. Конечно-элементная модель, расчет которой основан на решении объемной задачи теории упругости, является эффективной верификационной моделью изучения сложных систем, но трудоемкой при ее создании и непростой при анализе полученных данных. Твердотельную модель можно рекомендовать для изучения отдельных конструкций или их критических зон.
Introduction. Current requirements for structural engineering oblige designers to use structures capable of resisting progressive collapse. Such structures include multiribbed reinforced concrete waffle slabs. Spatial systems are multiple indeterminate, their calculation is carried out in software systems based on the finite element method. Models of ribbed structures can be developed from different types of finite elements. The forces determined by different models can vary significantly, which is confirmed by the examples available in the literature.
Aim. To detect a simple and accurate finite element model for computer-aided calculating the ribbed reinforced concrete waffle slab.
Materials and methods. The study was carried out by comparing the bending moments obtained analytically and in the SCAD software by the finite element method for beams in waffle slabs of 12.0 × 18.0 m in plan with caissons of 1.5 × 2.25 m. The bar model consisting of a T-beam-and-girder construction and a solid model of bulk finite elements are calculated.
Results. The bending moments, calculated both analytically and using a solid model, have similar values. The maximum deviations of the computer calculation from the analytical method are from -3.2 to +2.6 %. The maximum deviations of the values of bending moments obtained when comparing the solid model with the bar model are from -9.2 to +4.0 %.
Conclusion. The finite element model, which is based on solving the volumetric problem of the elastic theory, is an effective verification model for studying complex systems; however, it is time-consuming and difficult for data analysis. A solid model can be recommended for studying individual structures or their critical zones.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.