Научная статья на тему 'Деформационые модели расчета прочности изгибаемых железобетонных элементов'

Деформационые модели расчета прочности изгибаемых железобетонных элементов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
201
38
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
деформационная модель / изгибаемый железобетонный элемент / прочность / деформации / напряжения / итерация / deformation model / flexible reinforced concrete element / strength / deformation / stresses / iteration

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Опбул Эрес Кечил-Оолович, Ондар Эймир Эрес-Оолович, Калдар-Оол Анай-Хаак Бугалдаевна

В настоящей статье приводятся два практических методов расчета изгибаемых железобетонных элементов, основанных на нелинейной деформационной модели с учетом опытных диаграмм деформирования материалов. Практическая реализация обоих методов выполнена на примере расчета типового ригеля с применением метода последовательного приближения в виде итерационных процедур. Задачей итерационных методов является определение величины максимальной кривизны изгибаемого элемента. В первом случае задача решается посредством уточнения положения нейтральной линии, а во втором случае посредством уточнения конечной жесткости поперечного сечения. Целью обоих методов является деформационная оценка несущей способности элемента путем нахождения краевых деформаций нормального сечения при его максимальной кривизне и сравнение с нормативными допустимыми значениями. Приводятся основные расчетные формулы, оригинальные блок-схемы методов и сравнение расчетных параметров.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Опбул Эрес Кечил-Оолович, Ондар Эймир Эрес-Оолович, Калдар-Оол Анай-Хаак Бугалдаевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DEFORMATION MODELS OF CALCULATION OF KNOWLEDGE OF REJECTED REINFORCED CONCRETE ELEMENTS

This article presents two practical methods for calculating bending reinforced concrete elements based on a nonlinear deformation model taking into account experimental diagrams of deformation о materials. The practical implementation о both methods was carried out by the example о calculating a typical crossbar using the method о successive approximation in the form о iterative procedures. The task о iterative methods is to determine the maximum curvature о the bent element. In the first case the problem is solved by clarifying the position о the neutral line, and in the second case by clarifying the final stiffness о the cross section. The goal о both methods is the deformation assessment о the bearing capacity о an element by finding edge deformations о a normal section with its maximum curvature and comparing it with the normative permissible values. The basic calculation formulas, original flowcharts о methods and comparison о calculated parameters are given.

Текст научной работы на тему «Деформационые модели расчета прочности изгибаемых железобетонных элементов»

УДК 624.072.221

doi 10.24411/2077-6896-2020-10023

ДЕФОРМАЦИОНЫЕ МОДЕЛИ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Опбул Э.К.1, Ондар Э.Э.2, Калдар-оол А-Х.Б.2 1 Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет,

г. Санкт-Петербург 2 Тувинский государственный университет, г. Кызыл

DEFORMATION MODELS OF CALCULATION OF KNOWLEDGE OF REJECTED

REINFORCED CONCRETE ELEMENTS

E.K. Opbul1, E.E. Ondar2, A-Kh.B. Kaldar-ool2 1 Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, Saint-Petersburg

2 Tuvan State University, Kyzyl

В настоящей статье приводятся два практических методов расчета изгибаемых железобетонных элементов, основанных на нелинейной деформационной модели с учетом опытных диаграмм деформирования материалов. Практическая реализация обоих методов выполнена на примере расчета типового ригеля с применением метода последовательного приближения в виде итерационных процедур. Задачей итерационных методов является определение величины максимальной кривизны изгибаемого элемента. В первом случае задача решается посредством уточнения положения нейтральной линии, а во втором случае посредством уточнения конечной жесткости поперечного сечения. Целью обоих методов является деформационная оценка несущей способности элемента путем нахождения краевых деформаций нормального сечения при его максимальной кривизне и сравнение с нормативными допустимыми значениями. Приводятся основные расчетные формулы, оригинальные блок-схемы методов и сравнение расчетных параметров.

Ключевые слова: деформационная модель, изгибаемый железобетонный элемент, прочность, деформации, напряжения, итерация

This article presents two practical methods for calculating bending reinforced concrete elements based on a nonlinear deformation model taking into account experimental diagrams of deformation о materials. The practical implementation о both methods was carried out by the example о calculating a typical crossbar using the method о successive approximation in the form о iterative procedures. The task о iterative methods is to determine the maximum curvature о the bent element. In the first case the problem is solved by clarifying the position о the neutral line, and in the second case by clarifying the final stiffness о the cross section. The goal о both methods is the deformation assessment о the bearing capacity о an element by finding edge deformations о a normal section with its maximum curvature and comparing it with the normative permissible

values. The basic calculation formulas, original flowcharts o methods and comparison o calculated parameters are given.

Keywords: deformation model, flexible reinforced concrete element, strength, deformation, stresses, iteration

Введение

На настоящее время, когда велика опасность возникновения чрезвычайных ситуаций, то любой расчет строительных конструкций зданий и сооружений должен иметь особый подход при строгом соблюдении требований нормативных документов проектирования и строительства. При этом расчет строительных конструкций на основе нелинейной деформационной модели с использованием итерационных процедур может быть отнесен к проверочным или контрольным методам расчета прочности, что практически определяет актуальность тематики статьи. Деформационный метод удобно использовать, когда уже выполнен расчет по предельным состояниям конструкции, или, когда известны параметры армирования и класс бетона, а также геометрия и величина действующей нагрузки.

Целью итерационных вычислений в обоих методах является определение максимальной кривизны элемента, и соответствующей ей относительных деформаций в контролируемых точках нормального сечения. Критерием прочности обоих методов расчета является величина относительных деформаций в бетоне (сжатой зоны) и арматуре (растянутой зоны), полученных расчетным путем и сравнение их с допустимыми нормативными.

Искомая кривизна в первом методе определяется с нахождением нового положения нейтральной линии, а во втором - в зави-

симости от матрицы жесткостных характеристик каждого малого участка. Важно отметить, что первая итерация начинается с использованием начального модуля упругости для каждого малого участка бетона (арматуры) при определении начального положения нейтральной линии. В последующих итерациях в зависимости от величины относительных деформаций и графика деформирования материалов в расчетных формулах используются либо начальный модуль, либо модуль деформации.

Предлагаемый первый итерационный метод расчета уже освещался в работах [1, 2], но только был адаптирован для сталефи-брожелезобетонных изгибаемых конструкций.

Второй рассматриваемый метод нелинейного расчета, основанный на матрице жесткости сечения элемента, выполняется с учетом п.п. 8.1.20-8.1.29, 3.72-3.75, приведенных в нормах [3-5].1

1. Диаграммы деформирования материалов

Расчетные формулы для определения напряжений и модулей деформаций получены по [3-5] и представлены на рисунках 1, 2.

Рассматривается типовой ригель РГД 4.56-90: бетон В40, арматура А400. Геометрические размеры и армирование ригеля представлены на рис. 3.

1 В целях сокращения объема статьи приво-

дятся только первые два и последняя (одиннадцатая) итерации расчетов

Предпосылки и допущения: справедлива гипотеза плоских сечений; при определении центра тяжести приведенного поперечного сечения ригеля и для первой итерационного расчета материал ригеля работает в упругой стадии (трещин нет, модули малых участков равны начальному модулю упругости).

а) Расчетные формулы напряжений и модулей для бетона класса В40 При сжатии бетона:

£ R

• 0 <£ы < 150 • 105: obi = Rb--МПа; Ebt - const =-ь-— = 14666,7 МПа.

Ьг Ьг Ь 150 1Г5 > ь ^

' Rb 22

• 150 • 105 < sbi < 350 • 105: оы = Rb = 22 МПа; Ebi = — = — МПа.

—bi —bi

1 МПа ь

22.0

71

^'iö5 -IS -8 /\

/ 150 350

/ -1.4 Г

пН) МПа 1

Рис.1. Диаграмма деформирования бетона

При растяжении бетона:

• 0 <еш < 84Г5: оЫ1 = Ъ • ^; Еы - ^ - ^ -17500 МПа.

• 8 • 10_5 < £ы < 15 • 105: аы - Rbt = 1,4 МПа; Еьа = — МПа.

• б) Расчетные формулы напряжений и модулей для арматуры при растяжении и сжатии:

£ £

• 0<£< 1,775-10"3 = 355• 1 775^;10-э МПа,

где = E = ^ = 1,775-10"; E. = E.

is s •

н R 355

1,775 • 10_3 < £si < 25 • 103: asi = Rs = 355 МПа, Es =Т~ = ~ МПа.

si si

Рис. 2. Диаграмма деформирования арматуры

2. Основные расчетные формулы и блок-схема первого метода Ниже приведены общеизвестные расчетные формулы [4-11].

А) Центр тяжести приведенного сечения: уо

гв4

A

ге4

Б) Приведенный статический момент: Sred - ^ АыУы + ^ а '

А А

(1) (2)

где ы, - площадь сечения соответственно i -го малого участка (слоя) бетона и i -й арматуры; Уы, - расстояния от крайнего растянутого волокна соответственно до центра тяжести i -го малого участка бетона и i -й арматуры, а - коэффициент приведения арматуры в бетон.

В) Приведенная площадь сечения: = X Ыы + 'А , (3)

К, Л

bi' bi

- соответственно, ширина и высота (толщина) i -го бетонного малого участка.

где

Г) Новое положение нейтральной линии (НЛ): _ X ЕьiAыyы + X EsiAiysi, (4)

у0 j _

Eb i, E

Z E'b A + Z ESIASI

- модули деформации бетона и арматуры. М

где

Д) Кривизна элемента: 1 М

Г] Е1е ^ЕыАы (Уы)е;А (у;, )2

где Уь i - У о j ~ Уы' Уз i — У о ] ~ - плечо пары сил, соответственно для малых участ-

(5)

ков бетона и арматуры.

Е) Условие, когда наступает максимальная расчётная кривизна

8 = Г] л -100% < 1%

' 1 Л

r

у j,calc J

rj -1

—1 ' ■ —1 ' £ы — У ы; £si — ysi • Г г

Ж) Деформации: ] ]

З) Условие прочности при котором необходимо соблюдение • по деформациям еы>са1с < [вьг ]; ,сак < 2 ],

(7)

(8)

1

ГДе bbi,calc

■ Уы

1

i.calc

■ ysi - расчетные деформации;

j ,са1с ] ,са1с

\е 1\е 1

I ь2^1. *2] - допустимые деформации по [3-5]; • по усилиям согласно формуле 3.144 [5]:

МсаС = X °ЫАыУы + X еЛ^т * ми„ (9)

На рис.3 представлена оригинальная блок-схема первого метода расчета, полученного итерационным путем.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. Расчетные формулы и блок-схема второго метода

А) Используем расчетные формулы 8.26^8.52 [4], из которых при чистом изгибе определяются только три жесткостные характеристики:

Аг - XЕ'ыАы(Уы)2 + XКАЛУ.)2

Аз = Аг =ХЕыАыУьI + XКЛ^т .

Dзз -X Е'ьЛ,+Х ЕА

Б) Далее вычисляются определитель ( det Л ) матрицы вида А = det А = Dll ■ D33 -D3l ■ Dl3.

Обратная матрица Л"1 = —1— х Л*

(10)

Dn Dl3 D3l D33

откуда

где

AA =

A21 A An - (-1)1+1 x D33 - D.

A11 A12

det A

(11) (12)

матрица алгебраических дополнений, которые равны

31

Ai2 - (-1)1+2 x D31 =-D A2i - (-1)2+1 x D13 --D13 . A22 - (-1)2+2 x Dn - Dn

В) Вычисляются произведение матриц в виде:

A'1 х

M

0 X2

(13)

(14)

где xi - -

Pi

Х2 £0 •

(15)

Г) По формулам 8.29, 8.30 [4] с учетом формул (15) определяют относительные дефор-

мации в бетоне и арматуре:

— y'bi Pj

£bi=£0 +■

1 Pj

-• У*

Рис. 3. Блок-схема первого метода

Рис. 4. Блок-схема второго метода

Д) Условие прочности:

• по деформациям - см. формулу (8);

• по усилиям согласно формуле 3.144 [5]:

Mcalc = Kit . (17)

На рис. 4 представлена оригинальная блок-схема второго итерационного метода. 4. Определение несущей способности ригеля Исходные данные:

Класс бетона В40: Rb = 22 МПа, Rb =1,4 МПа, Eb = 36000 МПа.

Продольная арматура класса A-Ш:

Rs = 355 МПа, Rsc = 355 МПа, E* = 2 105 МПа.

Поперечное сечение 570x450 мм, длина ригеля 5400 мм (см. рис. 5).

Высота сжатой зоны:

R (( + As2 - As3) 355-(3685 + 314-402)

x = —--- =---- = 187 мм.

Rbb 22 - 310

Положение центра тяжести сжатой зоны:

x 2 , 1872

b• —+ «• As3 • as 310 + 5,26 • 402 • 38

yx - —2-=-2-= 92 мм.

x b • x + «• A 310-187 + 5,26 • 402

Расчетная несущая способность:

Mult = R [ Asl (h0 - yx) + As2 (h0 - yx -141)] =

- 355 • [3685 • (406 - 92) + 314 • (406 - 92 -141)] - 430 • 106 Н^мм.

Рис. 5. Поперечное сечение ригеля

5. Разбивка поперечного сечения на малые участки и нахождение центра тяжести каждого участка. Для расчета поперечное сечение элемента произвольно разбиваем на малые участки (см. рис. 6). Для нашего примера имеем тринадцать малых участков. Нумерация участков начинается с нижней растянутой зоны сечения.

А y b A

В таблице 1 приведены: i - порядковый номер малого участка ; ьи.уы> ы> ы - соответственно, высота, расстояние от крайнего волокна нижней растянутой зоны до центра тя-

E — 0 85E

жести, ширина иплощадь i -го малого участка бетона; ы ~ ' b - модуль деформации

г y , A ., E '. = E

бетона,sl sl sl s - соответственно, расстояние от крайнего волокна нижней растя-

i - У0 i = Ум = 180

нутой зоны до центра тяжести, площадь и модуль упругости 1 -й арматуры; 01 01

мм - положение нейтральной линии при первой итерации.

Таблица 1. Расчетные параметры малых участков

Уы ьы Аы F' bi Увг A-si F' Уо]

t СМ см см 2 СМ МПа СМ 2 СМ МПа СМ

1 3 1/5 57 171 3,06Е+04

2 2,8 4,4 57 122,8 3,06Е+04 4,4 36,8 2,Е+05

3 4,5 8,05 57 256,5 3,06Е+04

4 4,5 12,55 57 256,5 3,06Е+04

5 3,2 16,4 57 182,4 3,0бЕ+04

6 1 18,5 57 53,86 3,06Е+04 18,5 ЗД4 2,Е+05

7 3 20,5 57 171 3,06Е+04 18,01

8 4,5 24,25 31 139,5 3,06Е+04

9 4,5 28,75 31 139,5 3,06Е+04

10 4,5 33,25 31 139,5 3,06Е+04

11 4,9 37,95 31 151,9 3,06Е+04

12 1,6 41,2 31 45,58 3,06Е+04 41,2 4,02 2,Е+05

13 3 43,5 31 93 3,06Е+04

Рис. 6. Разбивка поперечного сечения

В таблицах 2-7 и рисунках 7-12 приводятся результаты итерационных расчетов по первому и второму методам.

1-я итерация

-99x10"5 -Х4,5МПа

64хЮ"г

Рис. 7. Первая итерация первого способа

Пример расчета по первому итерационному методу

Таблица 2. Первая итерация первого метода

Abi F' ■ Asi Е' SI У О} Уы y'si 1 -1 1

1 2 СМ МПа 2 СМ МПа см см см г) МПа £si МПа

1 171 3,06Е+04 16,51 6,41Е-04 0,00

2 122,8 3,06Е+04 36,8 2,Е+05 13,61 13,61 5,29 Е-04 0,00 5,29Е-04 105,7

3 256,5 3,06Е+04 9,96 3,87Е-04 0,00

4 256,5 3,06Е+04 5,46 2Д2Е-04 0,00

5 182,4 3,06Е+04 1,61 6,26Е-05 1,10

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6 53,86 3,06Е+04 3,14 2,Е+05 -0,49 -0,49 LD О -1,89Е-05 -0,28 -1,89 Е-05 -3,7846

7 171 3,06Е+04 СЭ ОО -2,49 ш оо оо -9,66Е-05 -1,42

8 139,5 3,06Е+04 -6,24 ПО -2,42Е-04 -3,55

9 139,5 3,06Е+04 -10,74 -4Д7Е-04 -6,11

10 139,5 3,06Е+04 -15,24 -5,92Е-04 -8,68

11 151,9 3,06Е+04 -19,94 -7,74Е-04 -11,35

12 45,58 3,06Е+04 4,02 2,Е+05 -23,19 -23,19 -9,00Е-04 -13,20 -9,00Е-04 -180,05

13 93 3,06Е+04 -25,49 -9,90Е-04 -14,51

2-я итерация

-214x10^ ПМПд

Рис. 8. Вторая итерация первого метода 15

Таблица 3. Вторая итерация первого метода

"ы i Voj Уы Уз1 1 , Ebi оsi

1 2 СМ МП а 2 СМ МП а см см см п МП а Esi МПа

1 171 0, ООЕ+ОО 19,66 1,88 Е-03 0,00

2 122,8 0, ООЕ+ОО 36,8 2, Е+05 16,76 16,76 1,61Е-03 0,00 1,61Е-03 321,2

3 256,5 0, ООЕ+ОО 13,11 1,26Е-03 0,00

4 256,5 0, ООЕ+ОО 8,61 8,25Е-04 0,00

5 182,4 1,75Е+04 4,76 4,56Е-04 0,00

6 53,86 1,47Е+04 3,14 2, Е+05 2,66 2,66 LTI О 2,55Е-04 0,00 2,55Е-04 50,977

7 171 1,47Е+04 Т-Г ГМ 0,66 LU 00 LT1 6,32Е-05 1,11

8 139,5 1,47Е+04 -3,09 СТ1 -2,96Е-04 -4,34

9 139,5 1,47Е+04 -7,59 -7,27Е-04 -10,67

10 139,5 1,47Е+04 -12,09 -1Д6Е-03 -16,99

11 151,9 1,47Е+04 -16,79 -1,61Е-03 -22,00

12 45,58 1,47Е+04 4,02 2, Е+05 -20,04 -20,04 -1,92Е-03 -22,00 -1,92Е-03 -355

1В 93 1,47Е+04 -22,34 -2Д4Е-03 -22,00

11-я итерация

-278s 10"г -22.0МПа

243x10"*

Рис. 9. Одиннадцатая итерация первого метода

Таблица 4. Одиннадцатая итерация первого метода

с Abi F' ■ bl Asi Е'- SI Уо; Уы ysi 1 ., ЕЫ ^bi <*s i

2 СМ МПа 2 СМ" МПа см см см ri МПа МПа

1 171 0,00Е+00 21,09 19,59 о LU IN г—< 2,43Е-03 0,00

2 122,8 0,00Е+00 36,8 2, Е+05 16,69 16,69 2,07Е-03 0,00 2,07Е-03 355

3 256,5 0,00Е+00 13,04 1,61Е-03 0,00

4 256,5 0,00Е+00 8,54 1,06Е-03 0,00

5 182,4 0,00Е+00 4,69 5,81Е-04 0,00

6 53,86 0,00Е+00 3,14 2, Е+05 2,59 2,59 3,21Е-04 0,00 3,21Е-04 64,175

7 171 1,75Е+04 0,59 7,32Е-05 1,28

8 139,5 1,47Е+04 -3,16 -3,91Е-04 -5,74

9 139,5 1,47Е+04 -7,66 -9,48Е-04 -13,91

10 139,5 1,47Е+04 -12,16 -1,51Е-03 -22,00

11 151,9 1,06Е+04 -16,86 -2,09Е-03 -22,00

12 45,58 8,92Е+03 4,02 1,Е+05 -20,11 -20,11 -2,49Е-03 -22,00 -2,49Е-03 -355

13 93 8,01Е+03 -22,41 -2,78Е-03 -22,00

Таким образом, суммарный предельный момент по полученным расчетным данным (напряжения, плечо пары сил), приведенных в таблице 4: Мса1с =^оыАыуь, , = 424,459-106 №мм.

Высота сжатой зоны с учетом положения нейтральной линии при 11-ой итерации:

х = Н-у011 - 45-21,09 - 24,91 см.

Пример расчета по второму итерационному методу

Относительные деформации определяются в зависимости от жесткостных характеристик каждого малого участка. Определение высоты сжатой зоны и графическое представление НДС сечения при каждой итерации построены в зависимости от вычисленных значений напряжений и деформаций с соблюдением масштаба.

Высот сжатой зоны может быть определена по эпюре деформаций с использованием

«признаков подобия треугольников» по формуле: h

х —-

А +1. (18)

1-я итерация

-99хШ"г -14,5 М Па

о fN О (¡0 Ф Ф к. п. -у*--180 МПа -/ о _/ rj 7-3,а МПа

/К х X rlvli —.. ~~)4гЧ jk 1,1МГЦ 106 МПа о 00 т-н

и _UU—s—W-U—

64x10"^

Рис. 10. Первая итерация второго метода Таблица 5. Первая итерация второго метода

[ д УЫ Ьы АЫ ЕЫ Vsi Asi Ki еы <?Ы £si

см см см 2 СМ МПа см 2 СМ МПа МПа МПа

1 3 1,5 57 171 3,06Е+04 6,41Е-04 0,00

2 2,8 4,4 57 122,8 3.06Е+04 4,4 36,8 2.Е+05 5.29Е-04 0,00 5.29Е-04 105,70

3 4,5 8,05 57 256,5 3,06Е+04 3.87Е-04 0,00

4 4,5 12,6 57 256,5 3,0бЕ+04 2Д2Е-04 0,00

5 3,2 16,4 57 182,4 3,06Е+04 6,26Е-05 1,10

б 1 18,5 57 53,86 3,06Е+04 18,5 3,14 2.Е+05 -1,89Е-05 -0,28 -1.89Е-05 -3,78

7 3 20,5 57 171 3,06Е+04 -9,66Е-05 -1,42

8 4,5 24,3 31 139,5 3,0бЕ+04 -2.42Е-04 -3,55

9 4,5 28,8 31 139,5 3,06Е+04 -4Д7Е-04 -6,11

10 4,5 33,3 31 139,5 3,0бЕ+04 -5.92Е-04 -8,68

11 4,9 38 31 151,9 3,06Е+04 -7.74Е-04 -11,35

12 1,6 41,2 31 45,58 3,06Е+04 41,2 4,02 2.Е+05 -9.00Е-04 -13,20 -9.00Е-04 -180,05

13 3 43,5 31 93 3,06Е+04 -9.90Е-04 -14,51

188*10"

Рис. 11. Вторая итерация второго метода Таблица 6. Вторая итерация второго метода

1 Уы Ьы Аы Ebi У si A-si Е' ■ SI £si

см см 2 СМ МПа СМ 2 СМ МПа МПа МПа

1 1,5 57 171 0,00Е+00 1,88Е-03 0,00

2 4,4 57 122,8 0,00Е+00 4,4 36,8 2, Е+05 1,61Е-03 0,00 1,61Е-03 321,20

3 8,05 57 256,5 0,00Е+00 1,26Е-03 0,00

4 12,6 57 256,5 0,00Е+00 8,25Е-04 0,00

5 16,4 57 182,4 1,75Е+04 4,56Е-04 0,00

6 18,5 57 53,86 1,47Е+04 18,5 3,14 2, Е+05 2,55Е-04 0,00 2,55Е-04 50,98

7 20,5 57 171 1,47Е+04 6,32Е-05 1,11

8 24,3 31 139,5 1,47Е+04 -2,96Е-04 -4,34

9 28,8 31 139,5 1,47Е+04 -7,27Е-04 -10,67

10 33,3 31 139,5 1,47Е+04 -1Д6Е-03 -16,99

11 38 31 151,9 1,47Е+04 -1,61Е-03 -22,00

12 41,2 31 45,58 1,47Е+04 41,2 4,02 2, Е+05 -1,92Е-03 -22,00 -1,92Е-03 -355,00

13 43,5 31 93 1,47Е+04 -2,14Е-03 -22,00

Таблица 7. Одиннадцатая итерация второго метода

i Уы hi АЫ Ebi Vsi A si Е' SI £bi Obi £si Osi

см см 2 СМ МПа см 2 СМ МПа МПа МПа

1 1,5 57 171 0,00Е+00 2,40Е-03 0,00

2 4,4 57 122,8 0,00Е+00 4,4 36,8 2, Е+05 2,04Е-03 0,00 2,04Е-03 355,00

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3 8,05 57 256,5 0,00Е+00 1,59Е-03 0,00

4 12,6 57 256,5 0,00Е+00 1,04Е-03 0,00

5 16,4 57 182,4 0,00Е+00 5,70Е-04 0,00

6 18,5 57 53,86 0,00Е+00 18,5 3,14 2, Е+05 3,12Е-04 0,00 ЗД2Е-04 62,40

7 20,5 57 171 1,75Е+04 6,66Е-05 1,17

8 24,3 31 139,5 1,47Е+04 -3,94Е-04 -5,77

9 28,8 31 139,5 1,47Е+04 -9,46Е-04 -13,87

10 33,3 31 139,5 1,47Е+04 -1,50Е-03 -21,97

11 38 31 151,9 1,07Е+04 -2,07Е-03 -22,00

12 41,2 31 45,58 8,99Е+03 41,2 4,02 1, Е+05 -2,47Е-03 -22,00 -2,47Е-03 -355,00

13 43,5 31 93 8,07Е+03 -2,76Е-03 -22,00

240x10'5

Рис. 12. Одиннадцатая итерация второго метода Таким образом, суммарный предельный момент по полученным расчетным данным (напряжения, плечо пары) сил, приведенных в таблице 8:

мсаю = ^ыАУ 1 = 427,795 •106 Н-мм или 427,795 кН-м.

Используя «признаков подобия треугольников» через эпюры деформаций определяем высоту сжатой зоны с учетом расчетных данных (см. табл. 7), полученных при 11-ой итерации по формуле (18):

■ = 24,06

h

45

x = -

+1

2,4-10"

IsJ 2,76 -10"3

+1

см.

Вывод. Достаточно близкие результаты расчетов прочности (с разницей порядка 1%), выполненные по классическому и деформационным методам (см. табл. 8) свидетельствуют об адекватности каждого метода.

Таблиц 8.Сравнение расчетных параметров

Метод расчета Деформации Несущая способность, кНм Высота сжатой зоны, см

По предельным состояниям - 430,0 18,7

Деформационный расчет 1 hccaic = 2,78-10-3 <[еи -3,5-10-3; ^ = 0,00207 <[2 = 0,025] 424,5 24,91

Деформационный расчет 2 hccalc = 2,76-10-3 <[^2 - 3,5-10-3; ^ = 0,00204 <[2 = 0,025] 427,8 24,06

Библиографический список

1. Морозов В.И. Расчет изгибаемых ста-лефиброжелезобетонных элементов по нелинейной деформационной модели с использованием опытных диаграмм деформирования сталефибробетона / В. И. Морозов, Э. К. Опбул // Вестник гражданских инженеров - Санкт-Петербург, СПбГАСУ, 2016г., № 5, с. 51-55.

2. Опбул Э.К. Нелинейно-итерационный расчет прочности сталефиброжелезо-бетонных элементов с использованием опытных диаграмм деформирования материалов / Э. К. Опбул, Д.А. Дмитриев, А.А. Ведерникова // Вестник гражданских инженеров - Санкт-Петербург, СПбГАСУ, 2017г., № 1 (60), с. 79-91.

3. СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Москва, 2004.

4. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 (с изменениями № 1, 2). М.: Минстрой России, 2013.

5. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения (к СП 52-101-2003). - М.: ОАО ЦРИИПромзданий, 2005. - 166 с.

6. Александров А. В. Сопротивление материалов / А. В. Александров, В. Д. Потапов, Б. П. Державин // Высшая школа 1995, 705 с.

7. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов., МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1999, 512 с.

8. Байков В. Н. Железобетонные конструкции / В. Н. Байков, Э. Е. Сигалов

// Общий курс. Учебник дл вузов. 4-е изд.,, перераб. - М.: Стройиздат, 1985. - 728 с.

9. Бондаренко В. М. Примеры расчета железобетонных и каменных конструкций / В. М. Бондаренко, В. И. Римшин // Учебное пособие. - М.: Высш. шк., 2006. - 504 с.

10. Кувалдин А. Н. Примеры расчета железобетонных конструкций зданий / А. Н. Кувалдин, Г. С. Клевцова // Учебник. Расчеты элементов конструкций гражданских и промышленных зданий. Изд. 2-е перераб. и доп. М., Стройиздат, 1976, 288 с.

11. Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций: Учеб. пособие для строит. техникумов по спе. «Пром. и гражд. стр-во». - М.: Строй-издат, 1979. - 419 с.

References

1. Morozov V.I. Raschet izgibaemyh stalefibrozhelezobetonnyh jelementov po nelinejnoj deformacionnoj modeli s ispol'zovaniem opytnyh diagramm deformirovanija stalefibrobetona [Calculation of bending steel-fiber-reinforced concrete elements according to a nonlinear deformation model using experimental strain diagrams of steel-fiber concrete]. Vestnik grazhdanskih inzhenerov [Journal of Civil Engineers]. Saint-Petersburg, Saint-Petersburg State Architecture and Construction University Publ., 2016, no. 5, pp. 51-55. (In Russian)

2. Opbul E. K. Nelinejno-iteracionnyj raschet prochnosti stalefibrozhelezobetonnyh jelementov s ispol'zovaniem opytnyh diagramm deformirovanija materialov

[Non-linear iterative calculation of the strength of steel-fiber-reinforced concrete elements using experimental diagrams of deformation of materials]. Vestnik grazhdanskih inzhenerov [Journal of Civil Engineers]. Saint-Petersburg, Saint-Petersburg State Architecture and Construction University Publ., 2017, no. 1 (60), pp. 79-91. (In Russian)

3. SNiP 52-01-2003 Betonnye i zhelezobetonnye konstrukcii. Osnovnye polozhenija [Building Regulations 52-012003 Concrete and reinforced concrete structures. The main provisions]. Moscow, 2004. (In Russian)

4. SP 63.13330.2012. Betonnye i zhelezobetonnye konstrukcii. Osnovnye polozhenija. Aktualizirovannaja redakcija SNiP 52-01-2003 (s izmenenijami № 1, 2) [Building Regulations 52-012003 Concrete and reinforced concrete structures. The main provisions. Updated edition of Building Regulations 52-012003 (with changes no.1, 2)]. Moscow, Ministry of Construction, 2013. (In Russian)

5. Posobie po proektirovaniju betonnyh i zhelezobetonnyh konstrukcij iz tjazhelogo betona bez predvaritel'nogo naprjazhenija (k SP 52-101-2003) [Manual for the design of concrete and reinforced concrete structures made of heavy concrete without prestressing]. Moscow, 2005, 166 p. (In Russian)

6. Aleksandrov A. V. Soprotivlenie materialov [Strength of materials]. Vysshaja shkola Publ., 1995, 705 p. (In

Russian)

7. Feodos'ev V.I. Soprotivlenie materialov [Strength of materials]. Moscow State University named after N.E. Bauman, 1999, 512 p. (In Russian)

8. Baikov V. N. Zhelezobetonnye konstrukcii [Reinforced concrete structures]. Obshhij kurs. Uchebnik dl vuzov. 4-e izd. [General Course. Student's book for universities. 4Th edition]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1985, 728 p. (In Russian)

9. Bondarenko V. M. Primery rascheta zhelezobetonnyh i kamennyh konstrukcij Uchebnoe posobie [Examples of calculation of reinforced concrete and stone structures]. Moscow, Vyssh. Shk. Publ., 2006, 504 p. (In Russian)

10. Kuvaldin A. N. Primery rascheta zhelezobetonnyh konstrukcij zdanij. Uchebnik. Raschety jelementov konstrukcij grazhdanskih i promyshlennyh zdanij. Izd. 2-e pererab. i dop. [Examples of calculation of reinforced concrete structures of buildings. Textbook. Calculations of structural elements of civil and industrial buildings. 2nd edition]. Moscow, Stroyizdat, 1976, 288 p. (In Russian)

11. Mandrikov A.P. Primery rascheta zhelezobetonnyh konstrukcij: Ucheb. posobie dlja stroit. tehnikumov po spe. «Prom. i grazhd. Str-vo» [Examples of the calculation of reinforced concrete structures: Textbook for technical schools for sp. "Industrial and Civil construction"]. Moscow, Stroyizdat, 1979, 419 p. (In Russian)

Опбул Эрес Кечил-оолович, кандидат технических наук, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, г. Санкт-Петербург, E-mail: fduecnufce@mail.ru

Ондар Эймир Эрес-оолович, старший преподаватель, Тувинский государственный университет, г. Кызыл, E-mail: ondar.emir@mail.ru

Калдар-оол Анай-Хаак Бугалдаевна, старший преподаватель, Тувинский государственный университет, г. Кызыл, E-mail: oorzhaka-h@mail.ru

Eres K. Opbul, Candidate of Technical Sciences, Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, fduecnufce@mail.ru

Eimir E. Ondar, Senior Lecturer, Tuvan State University, Kyzyl, E-mail: ondar.emir@mail.ru Аnay-Khааk B. Kaldar-ool, Senior Lecturer, Tuvan State University, Kyzyl, E-mail: oorzhaka-h@mail.ru

Дата поступления статьи в редакцию 19.12.2019

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.