CC BY
1673. Громов С.А., Тарасов В.Б. Интегрированные интеллектуальные системы оперативного планирования производства // Известия ЮФУ. Технические науки, 2011. № 7. С. 60-67.
4. Загидуллин Р.Р. Управление машиностроительным производством с помощью систем MES, APS, ERP. Старый Оскол: ТНТ, 2011. 372 с.
5. Лебедев Б.К., Лебедев В.Б. Планирование на основе роевого интеллекта и генетической эволюции // Известия ЮФУ. Технические науки, 2009. № 4. С. 29.
6. SAP Manufacturing Execution System MES Software. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.sap.com/products/execution-mes.html/ (дата обращения: 31.05.2018).
МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ПЕРЕКРЫТИЯ С ПРОФИЛИРОВАННЫМ НАСТИЛОМ И ОЦЕНКА РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ В СРАВНЕНИИ С РУЧНЫМ
РАСЧЕТОМ
1 2 Михаськин В.В. , Карачева М.А.
1Михаськин Владимир Владимирович - кандидат технических наук, доцент;
2Карачева Марайя Алексеевна - магистрант, кафедра строительных конструкций, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет,
г. Санкт-Петербург
Аннотация: данная статья посвящена вопросам моделирования сталежелезобетонных перекрытий в программном комплексе и сравнительному анализу полученных результатов с результатами расчета по нормативному документу [1]. Проведен анализ расчетных схем в программном комплексе и их сопоставление с результатами ручного расчета.
Ключевые слова: сталежелезобетон, профилированный лист, расчетная схема, ортотропия, анкерные упоры, стадийность.
Сталежелезобетонная конструкция сочетает в себе достоинства сразу двух материалов: бетона и стали, совместная работа которых обеспечивается объединительными устройствами. Сталь преимущественно работает на растяжение, а бетон - на сжатие. Такая комбинация обладает большей жесткостью при меньшем размере сечения по сравнению с другими конструкциями, а также отличается пониженным расходом стали, что, в свою очередь, обеспечивает снижение себестоимости.
Работа сталежелезобетонной конструкции достаточно сложная и требует учета многих факторов, из которых вытекает главный недостаток данной конструкции, а именно - трудоемкость расчета. В данной работе для сравнения результатов рассчитанных по методике, изложенной в [1, с 27] была создана модель в ПК ЛИРА-САПР 2013. В качестве моделируемой конструкции принято железобетонное перекрытие толщиной 20 см, размерами 6х6 метров с несъемной опалубкой из профлиста Н75-750-0.9 [2], устроенное по металлическим балкам 20Б1 из стали С235. Для объединения конструкции в совместную работу рассматривается упругая связь конечного элемента №55 из библиотеки конечных элементов ПК ЛИРА-САПР. С учетом выше сказанного, рассмотрены следующие вопросы, влияющие на специфику работы сталежелезобетонной конструкции:
1) Модель объединения стального и железобетонного сечений с неким упрощением, что на данном этапе не рассматривается податливость сдвигового
соединения. Создание схем с разными объединительными элементами: стержень из круглой калиброванной стали и упругая связь КЭ55.
2) Железобетонная плита с профлистом представляет собой ребристую плиту с ребрами в одном направлении, где формообразующими ребер выступают гофры профилированного листа, а, значит, есть необходимость учета ортотропии, т.к. плита работает неодинаково в двух направлениях: в одном направлении есть ребра, в другом их нет. Расчет ортотропии был выполнен в соответствии с определением ортотропных характеристик конструктивно ортотропных пластин и оболочек [3].
3) Немаловажной отличительной особенностью сталежелезобетонных конструкций является стадийность их работы: когда сначала бетонная смесь набирает заданную прочность, и работа конструкции осуществляется за счет профнастила и стальных балок (монтажная стадия); и эксплуатационная стадия, когда затвердевший бетон включается в работу, и вся сталежелезобетонная конструкция воспринимает нагрузку.
Стадийность работы сталежелезобетонной конструкции была реализована в ПК ЛИРА-САПР с помощью моделирования нелинейных загружений в системе "Монтаж". Суть заключается в том, что на каждой стадии возведения производится расчет соответствующей конструктивной схемы здания, содержащей смонтированные (или демонтированные) к этой стадии элементы.
C учетом вышеизложенных факторов создана расчетная модель. Распределение напряжений от изгибающих моментов и величины деформаций на схеме приведены ниже.
Рис. 1. 3д модель исследуемой конструкции
_ = =, = =, = =_
-0.0«™ 0.<М0Ж 0.71128 14226 2 1538 2 8451 3 ¡561 4 0836
Рис. 2. Изополя напряжений от изгибающих моментов от полезной нагрузки
Рис. 3. Деформации по 2 от заданной полезной нагрузки
Результаты, полученные в модели, сопоставлялись с результатами, полученными из расчетов по СП [1], и приведены в таблице 1.
Таблица 1. Сравнительная таблица значений параметров от типа расчетных схем
Параметр Расчет по СП Схема 1 Схема 2 Схема 3 Схема 4
Признаки схем СП [1] Без анкеров КЭ55 Стадийности, КЭ55 Ортотропия, стадийность, КЭ55
Мизг пролет Кн м 4,31 3,0 3,6 6 4,27
Мизг опорн Кн м 7,67 6,7 6,34 7,75 5,7
Q крайняя опора, Кн 7,1 7,37 7,2 10,9 6,9
Q средняя опора, Кн 12,83 12,59 12,44 18 11,6
Прогиб, мм -10,3 -0,5 -0,2 -0,4 -13
Как видно из таблицы 1, сходимость результатов моделирования конструкции обеспечивается в большей степени при учете вышеизложенных факторов, например, ортотропии, которая позволяет проследить изменение распределения напряжений в продольном и поперечном сечениях плиты, или перегружения схемы, если не принимать во внимание стадийность монтажа. Что еще раз подчеркивает существенный вклад вышеприведенных параметров в точную оценку специфики работы сталежелезобетонной конструкции.
Список литературы
1. СП 266.1325800.2016 Сталежелезобетонные конструкции. Правила проектирования М.: НИЦ «Строительство», 2016. 124 с.
2. ГОСТ 24045-94 Профили стальные листовые гнутые с трапециевидными гофрами для строительства, 1995.
3. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический. под ред. Уманского А.А. 1960 г.
