CC BY
70
УДК 624.21
С. М. КРАСНОВ, К. В. БЕРЕЖНА, К. С. КРАСНОВА (ХНАДУ, Харюв)
СТВОРЕННЯ АДЕКВАТНО1 МОДЕЛ1 ДЛЯ РОЗРАХУНК1В ЗАЛ1ЗОБЕТОННИХ ПРОГОНОВИХ БУДОВ З ВИКОРИСТАННЯМ ПК «Л1РА»
У статп наведено анал1з можливосл використання запропоновано! сшнченно-елементно! модел1 при роз-рахунках прогонових будов мостових споруд.
В статье приведен анализ возможности применения предложенной конечно-элементной модели при расчетах пролетных строений мостовых сооружений.
The analysis of application possibility for the offered finite-element model in calculations of bridge spans is offered in this article.
Проблемою побудування адекватно! моделi конструкцп займалися таю науковщ, як Вайн-берг Д. В., Городецький А. С., Варвак П. М., Деклу, Клаф Р., Постнов В. А., Рейтман М. I., Розин Л. А., Тимошенко С. П., Шмуклер В. С. та iншi [1-3]. Вибiр моделi для розрахунку конструкцш визначаеться декшькома факторами, серед яких - якомога бшьш точний зб^ те-оретичних результат розрахунку з даними випробування та мiнiмiзацiя витрат часу на створення розрахунково! моделi.
Для того щоб зробити висновок про можли-вють впровадження моделi, що пропонуеться для розрахунку прогонових будов, необхщне шдтвердження !! адекватностi шляхом порiв-няння отриманих результатiв розрахунку моде-лi з результатами натурних випробувань реаль-них конструкцп та результатами, яю отриманi iншими методами [4, 5].
Порiвняння результатiв розрахунку обрано! моделi та iнших методiв було проведено за даними, яю були отримаш при обстеженнi та ви-пробуваннi прогоново! будови шляхопроводу у м. Суми. Обстеження i випробування ще! конструкцп було виконано кафедрою моспв, конс-трукцiй та будiвельно! механiки ХНАДУ у 2008 рощ, як проводились вiдповiдно з ддачими на той час нормативними документами [6, 7].
Повна довжина шляхопроводу складае 58,98 м. Габарит - 11,05 м, тротуари -2*1,90.. ,1,93м. Тип конструкци шляхопроводу - трьохпрогоновий, збiрний, залiзобетонний, розрiзний. В поперечному перерiзi прогошв встановлено по дев'ять балок за типовим прое-
ктом 122-63 довжиною 14,06 м в першому про-гонi та 22,16 м в наступних прогонах.
В якосп випробувального навантаження ви-користовувались чотири автомобiлi КрАЗ та два автомобш КАМАЗ, якi встановлено за трьома схемами поетапного завантаження конструкцп. Результати випробувань наведет в табл. 1.
Iнструментарiем для створення моделi було обране середовище ПК «Лiра» [8]. В основi обрано! скiнченно-елементно!' моделi лежить уяв-лення прогоново! будови у вигщщ елементiв балкового ростверку, у якому поперечний пе-рерiз поздовжшх балок (ребер) задаеться у ви-глядi таврiв (або двотаврiв вщповщного до типового перерiзу балок), а поперечних балок (д> афрагм) у виглядi прямокутникiв. На рис. 1 наведено схему сюнченно-елементно! моделi прогоново! будови довжиною 22,16 м. Шаг го-ловних балок (1) та шаг дiафрагм (2) прийнято за результатами натурних обстежень споруди.
Поперечний та приведений перерiзи балки наведено на рис. 2. Для урахування дiйсно! конструкцi!, при моделюванш прогоново! будови у виглядi стрижньово! системи, вводимо приведений модуль деформаци, який враховуе наявшсть в перерiзi крiм бетону арматурних пучюв.
Момент iнерцi! приведеного перерiзу балки, для скiнченно-елементно! моделi
1прив = 5591333 см4 . Момент шерци приведеного перерiзу балки з урахуванням арматури 1приварм = 8116393,9 см4.
© Краснов С. М., Бережна К. В., Краснова К. С., 2010
Рис. 1. Схема сшнченно-елементно! модел1 прогоново! будови в ПК «Л1ра»:
1 - поздовжт балки; 2 - д1афрагми; 3 - опорш частини
в) пере^з, який прийнято для юнцево-елементноТ моделi
1660
200
1прив=5591333см4
Рис. 2. Дшсний та приведет поперечш перер1зи головно! балки прогоново! будови по ТП 122-63, довжиною 22,16 м
Коефщент переведення модуля деформаци матер1алу балки
п _
I 8116393 9
прив арм _ о а а .у _ 1 45 ^
прив
5591333
Е™™ _ Еб • п _ 360000 -1,45 _ 5,23 • 105 кг/см2.
прив б " "
Запропоновану модель було завантажено випробувальними навантаженнями. В результа-
т розрахунку модел1, кр1м шшого, були отри-маш прогини головних балок. Для бшьш репрезентативного пор1вняння, розрахунок прогоново! будови було також виконано за методами Лукша М. П. та Кожушко В. П. Вс отримаш результати зведеш в табл. 1 та представлен! у вигляд1 лшш прогишв для друго! та третьо! схем навантаження (рис. 3).
Таблиця 1
Порiвняння прогшмв головних балок, якi отримаш за рiзмими методиками, в1д 3-х схем завантаження
№ балки Прогини (см)
«Шра» Експериментальш Метод Лукша Метод Кожушко
1 0,024 0,05 0,032 0,057
0,03 -0,014 0,0025 0,06
-0,396 -0,362 -0,345 -0,27
2 0,017 0,0233 -0,00315 0,0096
-0,088 -0,124 -0,0975 -0,0715
-0,512 -0,488 -0,41 -0,381
3 -0,038 -0,018 -0,0385 -0,029
-0,218 -0,324 -0,17 -0,175
-0,596 -0,547 -0,44 -0,437
4 -0,097 -0,0904 -0,1046 -0,086
-0,366 -0,324 -0,25 -0,289
-0,65 -0,597 -0,498 -0,494
5 -0,177 -0,144 -0,16 -0,1405
-0,51 -0,45 -0,38 -0,376
-0,694 -0,633 -0,533 -0,518
6 -0,274 -0,225 -0,2 -0,201
-0,602 -0,53 -0,425 -0,431
-0,704 -0,634 -0,534 -0,515
7 -0,359 -0,337 -0,26 -0,259
-0,616 -0,537 -0,46 -0,453
-0,658 -0,61 -0,51 -0,484
8 -0,4 -0,375 -0,29 -0,303
-0,564 -0,483 -0,456 -0,44
-0,562 -0,483 -0,456 -0,424
9 -0,397 -0,37 -0,332 -0,321
-0,466 -0,415 -0,432 -0,397
-0,431 -0,4 -0,399 -0,339
Рис. 3. Лшп прогишв головних балок в1д друго!' та третьо!' схем навантаження
Характер експериментальних та теоретич-них прогинiв, визначених за методиками Лую-на М. П., Кожушко В. П. та розрахунком скш-ченно-елементно! моделi, е iдентичними, що свiдчить про вiрнiсть обрано! моделi для визна-
чення напружено-деформованого стану прого-ново! будови.
На пiдставi представлено! моделi розробле-но варiанти розрахункових схем для юнуючих типових проектiв дiафрагмових прогонових будов (Випуск 56, Випуск 122-63, ВТП-16) рiз-
Сх №3
ниx пpoгoнiв та гaбapитiв. Щo дoзвoляe œopo-тити витpaти чacy на витонання poзpaxyнкiв пiд час oбcтeжeнь та випpoбyвaнь тaкиx ^ororo-виx бyдoв.
Bикopиcтaння зaпpoпoнoвaнoï crame^-eлeмeнтнoï мoдeлi дoзвoляe викoнyвaти poзpa-xyнки з ypaxyвaнням ïx icнyючoгo стану. Toбтo вpaxoвyвaти змiнy гeoмeтpичниx xaparcrep^-тик, мiцнocтi мaтepiaлiв, poзpaxyнкoвoï cxeми та cyчacниx pyxoмиx нopмaтивниx та нaднop-мaтивниx нaвaнтaжeнь.
БIБЛIОГPAФIЧHИЙ СПИСОК
1. Зeнкeвич, О. К. Meтoд гаечный элeмeнтoв в тexникe ^кст] / О. К. Зeнкeвич. - M.: Mиp, 19l5. - 541 с.
2. Crpern-, Г. Teopra мeтoдa удачный элeмeнтoв [Teкcт] / Г. Crpem, Дж. Фикс. - M.: Mиp, 19ll. - 349 с.
3. Шaпиpo, Д. M. Pacчeт бaлoчныx peбpиcтыx пpoлeтныx cтpoeний мeтoдoм удачный элe-мeнтoв [Te^^ / Д. M. Шaпиpo, А. В. Aгapкoв // Hayчн. вecтник Bopoнeжcкoгo гoc. apxrnera:'.-cтpoит. ун-та. Cepия: Coвpeмeнныe мeтoды ста-
тичecкoгo и динaмичecкoгo pacчeтa зданий и coopyжeний. - 2GG5. - Вып. 2. - С. 51-69.
4. PocOT^Rtó, В. А. Пpимepы пpoeктиpoвaния cбopныx жeлeзoбeтoнныx мocтoв / В. А. Poc-сийский, Б. П. Haзapeнкo, H. А. Cлoвинcкий. -M.: Высш. шк., 19Ю. - 52G с.
5. Koжyшкo, В. П. О paзвитии пpocтpaнcтвeнныx мeтoдoв pacчeтa пpoлeтныx cтpoeний arn^o-poжныx мocтoв [Teкcт] // Bicник Днiпpoпeтp. нац. ун-ту зaлiзн. тpaнcп. iм. акад. В. Лаза-pянa. - 2GGS. - Вип. 21. - Д.: Bид-вo ДОУЗ^ 2GGS. - С. 12S-129.
6. ,npH B.2.3-14:2GG6. Cпopyди тpaнcпopтy. Mocти та тpyби. Пpaвилa пpoeктyвaккя [Teкcт]. - К.: Miнicтepcтвo буд-ва, apx. та житл.-кoмyн. госп-ва, 2GG6. - 259 с.
l. ДБH B.2.3-6-2GG2. Cпopyди тpaнcпopтy. Mocти та тpyби. Обcтeжeння i випpoбyвaнкя [Teкcт]. -К.: Miнicтepcтвo буд-ва, apx. та житл.-кoмyн. гocп-вa, 2GG2. - 24 с.
S. Pyкoвoдcтвo пoльзoвaтeля «ЛИPA-WINDOWS». Пpoгpaммный кoмплeкc [Teкcт]: тoм V. - К., 1996.
Haдiйшлa дo peдкoлeгiï 25.G3.2G1G.
Пpийнятa дo дpyкy G2.G4.2G1G.
