Верификация моделей SCAD железобетонного кессонного перекрытия на основе аналитического метода расчета, учитывающего пролеты и жесткость конструкции

Abstract

В соответствии с современными требованиями градостроительного законодательства проектирование строительных конструкций без использования BIM технологий невозможно. Прочностной расчет на ЭВМ осуществляется в программных комплексах, реализующих метод конечных элементов, при котором вычисленные в элементах усилия или напряжения могут оказаться недостоверными. На это есть ряд причин. Анализ имеющихся в литературе данных аналитического и компьютерных расчетов ребристых железобетонных кессонных конструкций показывает, что в зависимости от созданной конечно-элементной модели и геометрии перекрытия усилия в балках могут существенно отличаться. Целью работы является выяснение наиболее точной модели МКЭ при расчете ребристого железобетонного кессонного перекрытия. За основу численного эксперимента принята работа, в которой выполнены верификационные расчеты в вычислительном комплексе SCAD прямоугольного в плане перекрытия с прямоугольными кессонами, смоделированного четырьмя конечно-элементными моделями и в которой сделан вывод, что наиболее точной является модель, состоящая из оболочечных конечных элементов. Следует заметить, что полученные усилия сравнивались с данными известного аналитического метода расчета кессонных перекрытий, основанного на балочной аналогии и учитывающего только пролеты конструкции. В данной работе аналитический расчет кессонного перекрытия выполнен как с учетом пролетов конструкции, так и ее ортогональной жесткости. Выполнен расчет в ВК SCAD на модели, состоящей из стержневых конечных элементов таврового сечения. Полученные результаты позволили сделать вывод, что наиболее точными конечно-элементными моделями являются стержневые. Оболочечные конечно-элементные модели в рассматриваемом примере показали заниженные результаты. При выполнении верификационных расчетов на ЭВМ методом конечных элементов для подтверждения достоверности полученного напряженно – деформированного состояния, необходимо проводить сравнение с данными натурных или модельных испытаний конструкций. Для сложных многократно статически неопределимых систем, для которых отсутствуют известные аналитические решения, другие способы изучения сходимости получаемых результатов МКЭ имеют погрешность.