ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание ИЛ № 72-043-04

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Железобетонные пологие оболочки и плиты широко используются в строительстве и наряду со статическими нагрузками могут воспринимать кратковременные динамические нагрузки, приложенные как к внешней выпуклой, так и внутренней вогнутой их поверхности. Последний случай имеет место в зданиях и сооружениях взрывоопасных производств. При расчете прочности нормальных сечений таких конструкций возникают большие затруднения в определении несимметричного армирования, особенно для сечений не прямоугольного профиля. Вызвано это тем, что одно и то же нормальное сечение конструкции за время действия динамической нагрузки может быть загружено от центрального сжатия до центрального растяжения, например, работа сечений пологой оболочки покрытий при взрыве внутри здания. Также установлено, что максимальные величины динамических изгибающих моментов и продольных сил, действующих в рассматриваемых сечениях, достигаются в разные промежутки времени, что значительно усложняет динамические расчеты конструкций.

В Томском государственном архитектурно-строительном университете разработана методика расчета прочности железобетонных пологих оболочек и плит при статическом и кратковременном динамическом нагружении. Методика основана на использовании областей относительной динамической прочности нормальных сечений железобетонных конструкций. При этом внутренние усилия в конструкциях определяются методом конечных элементов по программе «ТОМСК» с заданной точностью, что достигается аналитическим вычислением на ЭВМ матриц жесткости и масс, а также автомати­ческим формированием необходимой сетки конечных элементов и экстраполяцией получаемых при этом результатов. В программе «ТОМСК» рассматривается дискретная модель конструкции, состоящая из прямоугольных конечных элементов пологой оболочки двоякой положительной Гауссовой кривизны, узлы которых имеют двадцать степеней свободы - по три линейных перемещения и два поворота. Конечные ре­зультаты по определению внутренних усилий и перемещений в конструкциях выводятся в виде таблиц, либо в виде изо­линий, которые строятся графопостроителем с помощью подпрограммыIZOLIN,входящей в пакет графических про­грамм ГРАФОР. Кроме пологих оболочек и плит по програм­ме «ТОМСК» могут рассчитываться и другие железобетонные конструкции. Некоторые возможности расчета железобетонных конструкции по программе «ТОМСК», основанной на использовании прямоугольного КЭ пологой двоякой положительной кривизны, приведены на рисунке.

По программе «ТОМСК» на ЭВМ ЕС 1055М выполнены расчеты железобетонных балок-стенок, плит и пологих оболочек с раз оболочки личной геометрией в плане при статическом и кратковременном динамическом нагружении. При этом геометрия конструкций принята с учетом имеющихся аналитических решений искомых параметров напряженного состояния конструкций при внешнем воздействии. Анализ полученных результатов показывает, что с учетом экстрополяции можно даже на редких сетках КЭ получить удовлетворительные искомые результаты. На основе полученных результатов с помощью областей относительной прочности определяется армирование отдельных сечений, а также заданных участков поля оболочек и плит.