ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КОРОТКИХ БАЛОК НА ОСНОВЕ ППП АП ЖБК Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Вестник магистратуры. 2014. № 6(33). Том I 2223-4047

УДК 624.012.4

Р.А. Ладин, А.А. Киселев, О.В. Снежкина ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КОРОТКИХ БАЛОК НА ОСНОВЕ ППП АП ЖБК

С целью получения более полной информации о напряженно-деформированном состоянии коротких железобетонных балок с пролетом среза а^0<1,5, произведен расчет коротких железобетонных балок численным методом конечных элементов по программе «ЛИРА».

Ключевые слова: короткие железобетонные балки, численные исследования, напряженно-деформированное состояние.

Задачей исследований коротких балок являлось определение напряжений ох; оу; ту огл.сж; оглр при изменении пролета среза а/Н0< 1,5.

Программой исследований предполагалось произвести расчет коротких балок, загруженных одной сосредоточенной силой, при этом пролет среза принимал следующие значения: 0,5; 1,0; 1,5 [1, 2].

Расчетная схема балок представляет собой множество конечных элементов в виде прямоугольных ячеек размером 2,5x2,5 и шириной 25 см. По причине ограничения количества элементов в расчет задействована лишь половина балки. Действие отброшенной части заменялось наложением горизонтальных связей. Принятая расчетная схема допустима, так как обе части балки работают симметрично относительно линии действия внешней силы. Опорные площадки имитировались приложением вертикальных связей в узлы, соответствующие расчетной модели, а нагрузка, действующая на балку, моделировалась сосредоточенными силами единичной величины в узлах конечных элементов.

Произведен расчет коротких балок с пролетом среза 0,5; 1,0; 1,5, определена величина и характер распределения: нормальных напряжений - ох; оу; касательных напряжений - тху и главных напряжений - 01; о2.

Для сокращения материала в данной статье приводятся результаты расчета для балок с наименьшим пролетом среза а/Н0=0,5 и наибольшим а/Н0=1,5. Ниже поочередно рассматривается характер распределения перечисленных напряжений [3, 4].

Распределение нормальных напряжений ох в балках с пролетом среза 0,5 и в балках с а/й0=1,5 (рис. 1, 2). Характерным в распределении нормальных напряжений является то, что в пролете среза эпюры ох являются двузначными. Максимальные сжимающие напряжения ох располагаются в верхней части балки, максимальные растягивающие напряжения - в нижней части эпюры у нижней грани балки.

Распределение нормальных напряжений оу в балках с пролетом среза 0,5 и в балках с а/й0=1,5 (рис. 1, 2). Характерным в распределении нормальных напряжений для коротких балок является то, что максимальные напряжения оу располагаются в вертикальном сечении по линии действия нагрузки. При этом, с удалением от верхней и нижней грани, то есть с удалением от линии действия нагрузки, величина действия максимальных напряжений уменьшается. Одновременно происходит увеличение длины эпюр оу в направлении оси X.

Распределение касательных напряжений тху в балках с а/Н0=0,5 и с а/й0=1,5 (рис. 1, 2). Характерным в распределении касательных напряжений является то, что в пролете среза, в вертикальных сечениях, расположенных близко к осям передачи нагрузки, эпюры тху имеют максимальные значения в верхней части для сечений, расположенных ближе к центру передачи нагрузки, и в нижней части в сечениях, расположенных близко к центру действия реакции [5, 6].

© Ладин Р.А., Киселев А.А., Снежкина О.В., 2014.

ISSN 2223-4047

Вестник магистратуры. 2014. № 6(33). Том I

Рис. 1. Эпюры напряжений балки с a/h0=0,5.

Рис. 2. Эпюры напряжений в балке с a/h0=l,5.

Вестник магистратуры. 2014. № 6(33). Том I

ISSN 2223-4047

На рис. 1, 2 также изображен характер распределения главных сжимающих и главных растягивающих напряжений для балок с a/h0=0,5 и с a/h0=1,5. Анализ характера главных сжимающих и главных растягивающих напряжений показал, что главные сжимающие напряжения концентрируются между верхней гранью опоры, между осями действия внешней и реактивной нагрузки. Степень концентрации в балках с a/h0=0,5 и с a/h0=1,5 различна. Главные растягивающие напряжения концентрируются у нижней грани балки, при этом траектория максимальных растягивающих напряжений отклоняется вглубь балки в зоне действия реактивных сил.

Библиографический список

1. Баранова, Т.И. Моделирование работы коротких железобетонных балок / Т.И. Баранова, Ю.П. Скачков, О.В. Снежкина, Р.А. Ладин // Вестник СибАДИ. - 2014. - № 2 (36). - С. 54-60.

2. Баранова, Т.И. Гармонизация методов расчета железобетонных балок с различным пролетом среза / Т.И. Баранова, О.В. Снежкина // Вестник Отделения строительных наук РААСН. -1998. - №2. -С. 41-45.

3. Снежкина, О. В. Расчет прочности железобетонных балок со средним пролетом среза / О.В. Снежкина, М.В. Кочеткова, А.В. Корнюхин, Р.А. Ладин // Региональная архитектура и строительство. -№ 1 (18). - 2014. - C. 118-122.

4. Ладин, Р. А. Характер напряженно-деформированного состояния коротких балок, армированных хомутами / Р.А. Ладин, О.В. Снежкина, М.В. Кочеткова, А.В. Корнюхин // Новый университет. Серия: Технические науки. - 2013. - № 10 (20). С. 51-54.

5. Скачков, Ю. П. Особенности напряженно-деформированного состояния коротких железобетонных элементов / Ю.П. Скачков, О.В. Снежкина, М.В. Кочеткова, А.В. Корнюхин // Молодой ученый. -№ 12 (59). - 2013. - С. 172-175.

6.Снежкина, О.В. Экспериментально-теоретические исследования коротких железобетонных балок / О.В. Снежкина, М.В. Кочеткова, А.В. Корнюхин, Р.А. Ладин // Новый университет. Серия: Технические науки. - 2013. - № 8-9 (18-19). - С. 53-56.

СНЕЖКИНА Ольга Викторовна - кандидат технических наук, доцент кафедры «Математика и математическое моделирование», Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.

КИСЕЛЕВ Артем Анатольевич - магистрант, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.

ЛАДИН Роман Акбарович - магистрант, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.