РАСЧЕТЫ МЕХАНИКИ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ


Балка из предварительно напряженного железобетона

Модель объекта

          Выполнен проверочный расчет и экспертиза балок перекрытия из предварительно напряженного железобетона.

          Тип исследуемой железобетонной балки: СБЭ18-2В2 (2 вариант). Арматура d= 18 мм, материал - сталь класса AV (величина предварительного напряжения σ0 = 650 МПа). Геометрические размеры балки: длина 17 950 мм, ширина 300 мм, высота 1 490 мм. Общая расчетная модель балки, выполненная в модуле APM Structure3D, показана ниже.

Рис. 1 Фрагмент твердотельная модели балки 

Рис. 2 Фрагмент модели балки с армированием

     Рассматриваемая балка шарнирно опирается на колонны здания. Расстояние между опорами 17 600 мм.

Нагрузки, воздействия и их комбинации

     Значения нагрузок задавались в соответствии с требованиями

     1. СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.

     Загружение модели осуществлялось несколькими типами нагрузок: постоянными (собственный вес конструкции, предварительное напряжение арматуры) и временными (нагрузка от веса оборудования, людей, складируемых материалов и изделий и снеговая нагрузка).

     В рассчитываемой балке предусматривается использование предварительно напрягаемой арматуры. В качестве напрягаемой арматуры применяется горячекатаная и термомеханически упрочненная сталь класса AV (А800). Величина предварительного напряжения составляет 650 МПа.

Рис. 3  Схема предварительной деформации арматуры 

      После задания всех нагрузок по отдельным загружениям, были созданы линейные комбинации загружений, в которые каждое из загружений вошло с соответствующими коэффициентами.

Верификационная нагрузка

      С целью оценки качества построенной модели, а так же ее работы, был проведен верификационный расчет балки на тестовую нагрузку указанную в ИЖ  26-79 Стропильные балки СБ3-18-1В2, СБ3-18-2В2. Схема приложения нагрузки представлена на рисунке ниже. Величина усилия Р = 13.4 т.

Рис. 4  Схема испытания балки на прочность

(Лист 4 ИЖ  26-79 Стропильные балки СБ3-18-1В2, СБ3-18-2В2)

Рис. 5  Расчетная схема тестовой нагрузки на балку

Анализ верификационного расчета

      Согласно листу 4 ИЖ  26-79 Стропильные балки СБ3-18-1В2, СБ3-18-2В2 контрольный вертикальный прогиб рассматриваемой балки при испытании на жесткость и трещиностойкость, от соответствующей нагрузки, составляет 5.7 мм. 

Рис. 6  Контрольные нагрузки при испытании на жесткость и трещиностойкость (Лист 4 ИЖ  26-79 Стропильные балки СБ3-18-1В2, СБ3-18-2В2)

      Результаты проведенного статического расчета хорошо согласуются с приведенными экспериментальными данными. Максимальный прогиб модели при указанной нагрузки, в центре пролета, составляет 5.714 мм.

Рис. 7  Карта распределения вертикальных перемещений балки  под действием верификационной нагрузки (масштабный коэффициент 100); UZ, мм

Результаты расчета

Рис. 8  Карта распределения осевых напряжений в балке, МПа

Рис. 9  Карта распределения осевых напряжений в арматуре, МПа

Рис. 10  Карта распределения суммарных перемещений балки, мм

Рис. 11  Карта распределения вертикальных перемещений, мм

Рис. 12  Карта деформаций несущей балки

© ООО НТЦ "АПМ" 2018. Все права защищены
Создание сайтов
Студия дизайна «Веб-Арена»