Требуемое армирование ЖБК

Расчет плиты перекрытия и колонны при различном моделировании несущих вертикальных конструкций

Согласно СП 52-103-2007, п 5.7 прямоугольными колоннами (пилонами) можно называть элементы с вытянутым поперечным сечением при соотношении сторон b/а<4 или hэт/b>4. Более вытянутые в плане колонны следует относить к стенам. Рассмотрим на примере, в чем будут отличаться расчетные схемы при моделировании вытянутых колонн стержневыми элементами, элементами оболочек и объемными элементами.

Исходные данные:

- Монолитная железобетонная плита размерами 13,5х12,3 метра и толщиной 200 мм;

- Монолитная железобетонная колонна сечением 300х1500 мм;

- Шаг колонн – 6 метров;

В таблице 1 приведены нагрузки, действующие на плиту перекрытия.

Таблица 1 – Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Конструктивные особенности расчетных схем:

1. При моделировании колонн стержневыми элементами конструктивной особенностью является задание следа от колонны с помощью единого абсолютно жесткого тела (АЖТ) с указанием центрального узла (Рисунок 1).

2. При моделировании колонн элементами оболочек необходимо также сформировать след от колонны и каждое плоское сечение задать в свое АЖТ (Рисунок 2)

3. Моделирование колонн объемными элементами получается путем выдавливания из плоскости плиты элементов размером 0,3х0,3х0,3 метра с жестким защемлением на опоре (Рисунок 3).

Рисунок 1 – Расчетная схема при моделировании колонн стержневыми элементами

Рисунок 2 – Расчетная схема при моделировании колонн элементами оболочек

Рисунок 3 – Расчетная схема при моделировании колонн объемными элементами

Результаты расчета

Расчет прогибов плиты перекрытия

Для плиты перекрытия выполнен расчет по определению прогибов. Расчет выполнен в линейной постановке при пониженных значениях жесткостей элементов конструктивной системы (СП 52-103-2007, п. 6.2.6). Расчет выполнен от нормативных нагрузок.

Таблица 2 – Коэффициенты сочетаний нагрузок при определении прогибов плиты перекрытия

Величины прогибов и схемы деформированной плиты перекрытия различных конструктивных схем представлены на рисунках 4 - 6.

Рисунок 4 – Вертикальные перемещения плиты перекрытия при моделировании колонн стержневыми элементами

Рисунок 5 – Вертикальные перемещения плиты перекрытия при моделировании колонн элементами оболочек

Рисунок 6 – Вертикальные перемещения плиты перекрытия при моделировании колонн объемными элементами

Таблица 3 – Результаты расчетов прогибов плиты перекрытия

Разница посчитана при сравнении со схемой, где колонны замоделированы объемными элементами.

Требуемое армирование ЖБК

Представим результаты расчета требуемого количества арматуры в плите перекрытия и колонне при проектных воздействиях. Расчеты выполнены по СП 52-101-2003.