Анализ влияния ограничений предельных деформаций бетона при растяжении и сжатии на трещиностойкость и несущую способность ЖБК

Сентябрь 5, 2022

Главная
Алгебра
Анализ влияния ограничений предельных деформаций бетона при растяжении и сжатии на трещиностойкость и несущую способность ЖБК

Содержание

2. Актуальность темы 2 Методика расчёта железобетонных конструкций по деформационной модели на нынешний день является весьма перспективной
3. Цель и задачи исследования 3 Провести сравнительный анализ влияния изменения ограничений деформационных диаграмм бетона на несущую
4. 4 Разработанный программный расчетный комплекс для расчета железобетонных конструкций по деформационной модели на базе связки Microsoft
5. Суть расчёта по деформационной модели 5 Расчет напряжённо деформированного состояния нормальных сечений по деформационной модели сводится
6. Общие соображения 6 В случае такого физически нелинейного и конструктивно неоднородного материала, как железобетон, задачу удобнее
7. Суть расчёта по деформационной модели 7 Метод переменных параметров упругости. Наиболее часто применяемый способ, в котором
8. Методы решения исходных уравнений деформационной модели 8 Метод непосредственного подбора. Для определения несущей способности и анализа
9. Диаграммы деформирования бетона 9 Полная диаграмма деформирования бетона Российскими норами допускается применять любые виды очертания диаграмм
10. Диаграммы деформирования бетона 10
11. Обзор созданной программы 11 Созданная мною программа позволяет рассчитывать железобетонные элементы по деформационной модели, как в
12. Обзор созданной программы 12 Примеры окон ввода/вывода данных
13. Обзор созданной программы 13 Дополнительные элементы управления
14. Обзор созданной программы 14 Диаграммы состояния материалов
15. Расчёт железобетонной балки прямоугольного сечения 15 Исходные данные: -прямоугольная балка 30х22х300 -Класс арматуры А500 -Класс бетона
16. Расчёт железобетонного ригеля таврового сечения 16 Исходные данные: -ригель таврового сечения пролет 5,1м. -Класс арматуры А400
17. Расчёт железобетонной ребристой плиты 17 Исходные данные: -ребристая панель 3х6 м. -Класс напрягаемой арматуры А800 -Класс
18. Расчёт железобетонной многопустотной плиты 18 Исходные данные: -Размеры плиты 1,2х6 м. -Класс напрягаемой арматуры А600 -Класс
19. Анализ и сравнение результатов 19 Проведенные расчеты показали, что разница в результатах, полученных при ручном расчете
20. Расчёт железобетонной балки прямоугольного сечения 20
21. Расчёт железобетонного ригеля таврового сечения 21
22. Расчёт железобетонной ребристой плиты 22
23. Расчёт железобетонной многопустотной плиты 23
24. Выводы 24 Анализ полученных результатов показал, что при расчете по нормальному сечению средняя разница при полном
26. Скачать презентацию

Слайд 2

Актуальность темы
2
Методика расчёта железобетонных конструкций по деформационной модели на нынешний

день является весьма перспективной и приближенной к реальному поведению материала.
Но до сих пор в данной модели остаются неосвещенные и неизученные моменты. В частности, в технической литературе отсутствует информация о влиянии изменения ограничений деформационных диаграмм бетона на результаты расчетов.
Изучение этого вопроса позволяет восполнить пробел в исследовании деформационной модели и поэтому является актуальным направлением в развитии строительной науки и практики.

Слайд 3

Цель и задачи исследования
3
Провести сравнительный анализ влияния изменения ограничений деформационных диаграмм

бетона на несущую способность и трещиностойкость железобетонных конструкций при растяжении и сжатии.

Цель:

Задачи:

Провести анализ и обобщение сведений о различных типах диаграмм деформирования бетона и методиках расчета по ним.
Выбрать приемлемую методику для численных исследований.
На основе расчетной модели, разработать программный вычислительный комплекс, позволяющий рассчитывать железобетонные конструкции, как по методике деформационной модели с ограничениями из СП 63.13330.2012, так и с возможностью редактирования деформационных диаграмм и изменения их ограничений.
Провести проверку разработанных алгоритмов на основе сравнения с результатами ручного метода расчета.
Провести анализ полученных результатов и сделать выводы о влиянии увеличений ограничений диаграмм деформирования на результаты расчета несущей способности и трещиностойкости железобетонных конструкций при сжатии и растяжении.

Слайд 4

4
Разработанный программный расчетный комплекс для расчета железобетонных конструкций по деформационной модели

на базе связки Microsoft Office Excel + Autodesk AutoCAD с использованием макросов на языке Visual Basic.
Результаты численных исследований железобетонных конструкций по несущей способности и трещиностойкости при изменении ограничений деформационных диаграмм бетона.
Сравнение полученных результатов и анализ влияния ограничений предельных деформаций бетона на несущую способность и трещиностойкость железобетонных элементов при растяжении и сжатии.

На защиту выносятся:

Слайд 5

Суть расчёта по деформационной модели
5
Расчет напряжённо деформированного состояния нормальных сечений

по деформационной модели сводится к решению системы уравнений механики деформируемого твёрдого тела, включающей:

Статические условия – уравнения равновесия внешних и внутренних сил в нормальном сечении;
Геометрические условия – уравнения распределения деформаций бетона и арматуры по координатам сечения (уравнения совместности деформаций);
Физические условия – уравнения связи между напряжениями и деформациями (уравнения состояния) материала.

Общие соображения

Слайд 6

Общие соображения
6
В случае такого физически нелинейного и конструктивно неоднородного материала,

как железобетон, задачу удобнее решать с помощью процедуры численного интегрирования напряжений по нормальному сечению.
Для этого нормальное сечение представляют в дискретной форме – в виде набора элементарных участков, в пределах которых все характеристики (напряжения, деформации и др.) принимаются постоянными. Количество и размеры таких участков определяются особенностями напряженно деформированного состояния и другими факторами.

Пример деления сечения на элементарные участки для последующего проведения расчета

Слайд 7

Суть расчёта по деформационной модели
7
Метод переменных параметров упругости.
Наиболее часто

применяемый способ, в котором коэффициенты упругости физически нелинейного материала последовательно уточняются в процессе решения физически нелинейных задач.
Для его реализации составляется разрешающая система уравнений, в которой неизвестными являются обобщенные перемещения. Решение имеет вид:
Компоненты матрицы жесткости зависят от коэффициентов секущего модуля бетона и арматуры, которые в свою очередь определяются уровнем деформаций.
Решается методом приближений, задаваясь некоторыми значениями коэффициентов, определяя значения обобщенных деформаций, затем по гипотезе плоских сечений находят силовые деформации каждого компонента сечения, по ним вычисляют коэффициенты секущего модуля, а затем вновь проводят расчет до совпадения соответствующих деформаций двух смежных участков до заданной степени точности.

Методы решения исходных уравнений деформационной модели

Слайд 8

Методы решения исходных уравнений деформационной модели
8
Метод непосредственного подбора.
Для определения

несущей способности и анализа состояния сечения в случаях плохой сходимости итерационного процесса более удобным оказывается метод непосредственного подбора параметров деформированного состояния.
Использование метода подбора позволяет выявить нисходящую ветвь на диаграмме «момент-кривизна», поскольку каждому заданному значению кривизны 1/rх соответствует единственное значение момента Mx.
Однако и данный метод имеет свои недостатки, он сложнее алгоритмируется, что является немаловажным моментом при создании программного расчетного комплекса.

Слайд 9

Диаграммы деформирования бетона
9
Полная диаграмма деформирования бетона
Российскими норами допускается применять любые виды

очертания диаграмм деформирования, однако СП 63.133300.2012 рекомендует к использованию двухлинейные и трехлинейные диаграммы по типу диаграмм Прандтля. В свою очередь, для расчета по несущей способности – двухлинейные, а для расчета по трещиностойкости – трехлинейные.

Слайд 10

Диаграммы деформирования бетона
10

Слайд 11

Обзор созданной программы
11
Созданная мною программа позволяет рассчитывать железобетонные элементы по

деформационной модели, как в одной, так и в двух плоскостях.
Алгоритм выполнения расчета сводится к трем основным этапам:

Слайд 12

Обзор созданной программы
12
Примеры окон ввода/вывода данных

Слайд 13

Обзор созданной программы
13
Дополнительные элементы управления

Слайд 14

Обзор созданной программы
14
Диаграммы состояния материалов

Слайд 15

Расчёт железобетонной балки прямоугольного сечения
15
Исходные данные:
-прямоугольная балка 30х22х300
-Класс арматуры А500
-Класс

бетона В25.

Слайд 16

Расчёт железобетонного ригеля таврового сечения
16
Исходные данные:
-ригель таврового сечения пролет 5,1м.
-Класс

арматуры А400
-Класс бетона В20.

Слайд 17

Расчёт железобетонной ребристой плиты
17
Исходные данные:
-ребристая панель 3х6 м.
-Класс напрягаемой арматуры

А800
-Класс бетона В30.

Слайд 18

Расчёт железобетонной многопустотной плиты
18
Исходные данные:
-Размеры плиты 1,2х6 м.
-Класс напрягаемой арматуры

А600
-Класс бетона В15.

Слайд 19

Анализ и сравнение результатов
19
Проведенные расчеты показали, что разница в результатах, полученных

при ручном расчете и расчете по деформационной модели с использованием программы по ограничениям диаграмм из СП 63.13330.2012, совершенно не значительна и не составляет более 0,33%.

Слайд 20

Расчёт железобетонной балки прямоугольного сечения
20

Слайд 21

Расчёт железобетонного ригеля таврового сечения
21

Слайд 22

Расчёт железобетонной ребристой плиты
22

Слайд 23

Расчёт железобетонной многопустотной плиты
23

Слайд 24

Выводы
24
Анализ полученных результатов показал, что при расчете по нормальному сечению средняя

разница при полном снятии ограничений с диаграммы деформирования составила 3,35%, а максимальная разница достигала 4,2%. При расчете же на момент трещиностойкости средняя разница при полном снятии ограничений с диаграммы деформирования составила 16,2%, а максимальная разница достигала 17,6%.
Исходя из этого, можно сделать вывод, что изменение ограничений границ диаграмм деформирования при расчете железобетонных конструкций влечет за собой получение результатов несущей способности и трещиностойкости, отличающихся от результатов ручного расчета и расчета по ограничениям из СП 63.13330.2012, причем результаты расчета по трещиностокойсти достигают значительных различий.

Анализ влияния ограничений предельных деформаций бетона при растяжении и сжатии на трещиностойкость и несущую способность ЖБК

Содержание

Актуальность темы2 Методика расчёта железобетонных конструкций по деформационной модели на нынешний

Цель и задачи исследования3Провести сравнительный анализ влияния изменения ограничений деформационных диаграмм

4Разработанный программный расчетный комплекс для расчета железобетонных конструкций по деформационной модели

Суть расчёта по деформационной модели5 Расчет напряжённо деформированного состояния нормальных сечений

Общие соображения6 В случае такого физически нелинейного и конструктивно неоднородного материала,

Суть расчёта по деформационной модели7 Метод переменных параметров упругости. Наиболее часто

Методы решения исходных уравнений деформационной модели8 Метод непосредственного подбора. Для определения

Диаграммы деформирования бетона9Полная диаграмма деформирования бетонаРоссийскими норами допускается применять любые виды

Диаграммы деформирования бетона10

Обзор созданной программы11 Созданная мною программа позволяет рассчитывать железобетонные элементы по

Обзор созданной программы12Примеры окон ввода/вывода данных

Обзор созданной программы13Дополнительные элементы управления

Обзор созданной программы14Диаграммы состояния материалов

Расчёт железобетонной балки прямоугольного сечения15Исходные данные:-прямоугольная балка 30х22х300 -Класс арматуры А500-Класс

Расчёт железобетонного ригеля таврового сечения16Исходные данные:-ригель таврового сечения пролет 5,1м. -Класс

Расчёт железобетонной ребристой плиты17Исходные данные:-ребристая панель 3х6 м. -Класс напрягаемой арматуры

Расчёт железобетонной многопустотной плиты18Исходные данные:-Размеры плиты 1,2х6 м. -Класс напрягаемой арматуры

Анализ и сравнение результатов19Проведенные расчеты показали, что разница в результатах, полученных

Расчёт железобетонной балки прямоугольного сечения20

Расчёт железобетонного ригеля таврового сечения21

Расчёт железобетонной ребристой плиты22

Расчёт железобетонной многопустотной плиты23

Выводы24Анализ полученных результатов показал, что при расчете по нормальному сечению средняя

Похожие презентации