Я. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь icon

Я. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь




Скачати 59.23 Kb.
НазваЯ. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь
Дата16.08.2012
Розмір59.23 Kb.
ТипДокументи



I SSN 1813–1166. Вісник НАУ. 2004. №4

УДК 624.01

1Я.О. Слободян, канд. техн. наук

2А.В. Гузь

3Ю.С. Кудря

нові інформаційні технології автоматизації проектування
і
дослідження нелінійного деформування
пластинчаСтих конструкцій


1Науково-дослідний інститут автоматизованих систем у будівництві

e-mail: sls@sl-lira.kiev.ua

2,3 Інститут екології та дизайну НАУ, e-mail: raa-nau@ukr.net

Розглянуто результати чисельних досліджень експериментальних моделей пластинчастих конструкцій із застосуванням нових інформаційних технологій автоматизації проектування на основі програмного комплексу ЛІРА. Наведено оцінка похибки лінійного розрахунку порівняно з результатами розв’язання нелінійної задачі кроковим методом послідовного навантаження та методом скінченних елементів.

Вступ


Застосування нових інформаційних технологій автоматизації проектування на основі сучасного програмного комплексу ЛІРА [1], у якому реалізовано методи скінченних елементів та послідовного навантаження, має важливе значення для вирішення актуальних наукових та практичних задач адекватного моделювання нелінійного деформування пластинчастих конструкцій різного призначення в усьому діапазоні складних режимів навантажень.
^

Аналіз досліджень


Теорію фізично нелінійного розрахунку тонкостінних залізобетонних конструкцій на основі крокового методу послідовного навантаження вперше запропоновано в праці [2]. Для стиснутого бетону використовувалась діаграма Оніщика при короткочасному навантаженні, для розтягнутого залізобетону – залежність на основі теорії Мурашова. У працях [3; 4] автори застосували метод послідовних навантажень і метод скінченних елементів для чисельних досліджень роботи залізобетонних конструкцій (рам, балок-стінок, тонких плит, що згинаються) з використанням діаграм Оніщика для стиснутого бетону і Прандтля для розтягнутого бетону і стиснутої (роз-тягнутої) арматури.

Практика застосування програмного комплексу ЛІРА [1] в нелінійних розрахунках конструкцій показує, що залежно від ступеня нелінійності деформування матеріалів конструкцій і рівня навантаження може виникати суттєва похибка
лінійного розрахунку порівнянно із результатами розв’язання нелінійної задачі кроковим методом послідовного навантаження та методом скінченних елементів [5].
^

Постановка задачі


Мета роботи – обґрунтування достовірності нелінійного розрахунку пластинчастих конст-рукцій із застосуванням програмного комплексу ЛІРА та експонентного закону деформування бетону й арматури при стиску і розтягуванні на основі розв’язання ряду тестових прикладів і зіставлення даних чисельних досліджень з результатами відомих експериментальних досліджень
[6–8] нелінійного деформування пластинчастих моделей при ступінчастих силових навантаженнях.

^ Чисельні дослідження

Розглянемо такі тестові приклади [6–8].

Розрахункові моделі експериментальних плас-тинчастих конструкцій побудовані на основі фізично нелінійних прямокутних 4-вузлових скінченних елементів тонкої пластини [1] із застосуванням експонентних діаграм деформування бетону й арматури при стиску і розтягуванні (рис. 1). Як параметри діаграм візьмемо експериментальні дані.

Закони навантаження систем вважаємо рівномірними (рис. 2).

Балка-стінка. Зразок 103 (експерименти Нільсона [6]). Вихідні експериментальні дані (рис. 1, а, б, рис. 3, а):

L = 2 м; H = 1 м; h = 0,08 м.

Кубікова міцність бетону R = 44,5 МПа.

Крок арматурних стрижнів

sx = sz = 10 см;

fax = faz = 0,0282 см;

Rs = 680 МПа;

Rsc = 410 МПа;

Es = 210000 МПа.

Навантаження зосереджене. Граничні умови: шарнірні опори (рис. 3).




а



б



в

Рис. 1. Вхідні експонентні діаграми деформування матеріалів балки-стінки (а, б) і плити
(а, в) побудовані на основі експериментальних параметрів бетону (а), арматури (б, в)



а



б

Рис. 2. Розрахункові лінійний (Л), нелінійний (Н), експериментальний (О) прогини балки-стінки 103 (а), 825-827 (б) у процесі послідовного навантаження



а



б

Рис. 3. Скінченноелементна модель конструкції експериментальної балки-стінки (а) і плити
2 х 2 м (825-827)


Плити. Зразки 825-827 (експерименти Баха і Графа [7; 8]). Вихідні експериментальні дані (рис. 1, а, в; рис. 3, б):

a = b = 2 м; h = 0,122 м.

Кубікова міцність бетону R=26,5 МПа; крок арматурних стержнів на нижній поверхні плити

sx = sy = 10 см;

fax = fay = 0,0407 см;

Rs = 592,9 МПа;

Rsc = 408 МПа.

Навантаження у вигляді 16 вантажів рівномірно розподілено по полю плити.

Граничні умови: шарнірні опори по контуру плити.

Висновки


Виконані чисельні дослідження підтвердили ефективність застосування сучасних інформаційних технологій автоматизованого проектування на основі програмного комплексу ЛІРА [1] для адекватного чисельного моделювання складних умов навантаження пластинчастих конст-рукцій різного призначення.

На основі зіставлення результатів експери-ментальних та чисельних досліджень пластин-частих конструкцій у всьому діапазоні силових навантажень підтверджена достовірність застосування методу скінченних елементів, крокового методу послідовного навантаження та експо-нентного закону деформування матеріалів пластинчастих конструкцій (рис. 1, а, в; рис. 2;
рис. 3, б).

Наведені результати чисельних та експери-ментальних досліджень і натурних випробовувань добре збігаються на всіх етапах навантажень і свідчать про необхідність урахування
фізичної нелінійності матеріалів пластинчастих конструкцій для одержання економічних проектних рішень.

Отримані оцінки похибки результатів лінійних розрахунків порівняно з нелінійними (див. таблицю) мають важливе значення для ефективного практичного застосування програмного комплексу ЛІРА при проектуванні реальних складних пластинчастих конструкцій і для розрахункового обґрунтування безпеки експлуатації та реконструкції будівельних об’єктів у складних умовах навантажень.

^ Похибка розрахунку результатів дослідження

Розрахунок, мм

Похибка, %

нелінійний

лінійний

4,443

19,1549

0,3096

1,26

1335,078

1420,230

Список літератури

  1. Программный комплекс ЛИРА-Windows. Т. 5. Те-оретические основы / А.С. Городецкий, Я.Е. Слободян, И.Д. Евзоров и др.К.: НИИАСС. – 1997. – 90 с.

  2. Городецкий А.С. К расчету тонкостенных железобетонных конструкций в неупругой стадии // Строительные конструкции. – К.: 1965. –
    Вып. 3, – С. 86–93.

  3. Городецкий А.С., Здоренко В.С. Расчет железобетонных балок-стенок с учетом образования трещин методом конечных элементов // Сопротивление материалов и теория сооружений. – К.: 1975. – Вып. 27. – С. 56–66.

  4. Городецкий А.С., Здоренко В.С. Расчет железобетонных плит с учетом образования трещин методом конечных элементов // Прикладные проблемы прочности и пластичности. – Горький, 1976. – Вып. 3. – С. 48–52.

  5. Городецкий А.С., Слободян Я.Е. Решение нелинейных задач взаимодействия сооружений с основанием с помощью ПК Лира-Windows: Сб. тр. Грузин. техн. ун-та. – Тбилиси, ГТУ, 2001. – С. 53–57.

  6. Nilsen M.P. Limit analysis of feiforced Concrete slabs / Acta Politechnica Scandinavika. Gi. 26, Copenhagen. – 1964.

  7. Bach G., Graf O. Versuche mit allseitig aufliegenden, quadratischen und rechteckigen Eisenbetonplatten. – Berlin, 1915.

  8. Bach G. Versuche mit zweiseitig aufliegenden Eisenbetonplatten bei konzentrierter Belastung.
    Heft 52. Berlin, 1923.

Стаття надійшла до редакції 05.11.04.

Я.Е. Слободян, А.В. Гузь, Ю.С. Кудря

Новые информационные технологии автоматизации проектирования и исследования нелинейного деформирования пластинчатых конструкций

Рассмотрены результаты численных исследований экспериментальных моделей пластинчатых конструкций с применением новых информационных технологий автоматизации проектирования на основе программного комплекса ЛИРА. Приведена оценка погрешности линейного расчета в сравнении с результатами решения нелинейной задачи шаговым методом последовательного нагружения и методом конечных элементов.

Y.O. Slobodyan, A.V. Guz, Y.S. Kudrja

New information technologies of automation of designing and research of nonlinear deformations of plates of designs

The results of numerical researches of experimental models of plates of designs with application of new information technologies of automation of designing are given on the basis of a program complex LIRA also estimation of an error of linear account in comparison with results of the decision of a nonlinear task step-by-step method and finite element method.



Схожі:

Я. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь iconГосударственный стандарт союза сср конструкции и изделия железобетонные радиационный метод определения толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения
Л. Г. Родэ, канд техн наук; В. А. Клевцов, д-р техн наук; Ю. К. Матвеев; И. С. Лифанов; В. А. Воробьев, д-р техн наук; Н. В. Михайлова,...
Я. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь iconСтроительные нормы и правила отопление, вентиляция и кондиционирование сниП 04. 05-91*
Ссср (д-р техн наук Е. Е. Карпис, М. В. Шувалова), вниипо мвд СССР (канд техн наук И. И. Ильминский), мниитэп (канд техн наук М....
Я. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь iconПо делам строительства москва разработан министерством промышленности строительных материалов СССР исполнители
В. А. Лопатин, канд техн наук; Н. Н. Бородина, канд техн наук; Т. А. Мелькумова; В. И. Голикова; Л. Г. Грызлова, канд техн наук;...
Я. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь iconГосударственный стандарт союза сср трапы чугунные эмалированные технические условия гост 1811-81
О. П. Михеев, канд техн наук (руководитель темы); В. И. Фельдман, канд техн наук; В. И. Горбунов, канд техн наук
Я. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь iconГосударственный стандарт союза сср трубы чугунные канализационные и фасонные части к ним сортамент гост 6942. 1-80
О. П. Михеев, канд техн наук (руководитель темы); В. И. Фельдман, канд., техн наук; В. Н. Бехалов, канд техн наук
Я. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь iconГосударственный стандарт союза сср трубы чугунные канализационные и фасонные части к ним. Ревизии конструкция и размеры гост 6942. 24-80
О. П. Михеев, канд техн наук (руководитель темы); В. И. Фельдман, канд техн наук; В. Н. Бехалов, канд техн наук
Я. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь iconГосударственный стандарт союза сср трубы чугунные канализационные и фасонные части к ним. Муфты конструкция и размеры гост 6942. 22-80
О. П. Михеев, канд техн наук (руководитель темы); В. И. Фельдман, канд техн наук; В. Н. Бехалов, канд техн наук
Я. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь iconГосударственный стандарт союза сср трубы чугунные канализационные и фасонные части к ним отступы конструкция и размеры гост 6942. 11-80
О. П. Михеев, канд техн наук (руководитель темы); В. И. Фельдман, канд., техн наук; В. Н. Бехалов, канд техн наук
Я. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь iconГосударственный стандарт союза сср трубы чугунные канализационные и фасонные части к ним отводы конструкция и размеры гост 6942. 9-80
О. П. Михеев, канд техн наук (руководитель темы); В. И. Фельдман, канд., техн наук; В. Н. Бехалов, канд техн наук
Я. О. Слободян, канд техн наук 2А. В. Гузь iconТрубы чугунные канализационные и фасонные части к ним. Крестовины прямые со смещенной осью отвода конструкция и размеры гост 6942. 19-80
О. П. Михеев, канд техн наук (руководитель темы); В. И. Фельдман, канд техн наук; В. Н. Бехалов, канд техн наук
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи