Результаты расчетов и экспериментов
Расчеты выполнялись в соответствии с методикой, описанной в п. 2.5, для половины симметричной конструкции. Устанавливалось r1 = 100. Загружение плит задавалось в виде силы, равномерно распределенной с интенсивностью q в границах квадратной площадки со стороной 0,25 м и направленной против оси Az.В качестве начального принималось состояние плиты под действием только собственных сил тяжести, которые, тем не менее, учитывались при теоретических исследованиях.
Исходя из этого условия, проводилось сопоставление полученных результатов расчетов и экспериментов по прогибам и относительным деформациям.
Каждая из сформированных для расчета в STARK ES моделей включала 384 многослойных оболочечных конечных элемента прямоугольной формы, состоящих из 2 арматурных и 12 бетонных слоев. Сетки конечных элементов, использованные для расчетов с помощью предлагаемой вычислительной схемы, учитывали особенности структур армирования.
Для плит 800x600x55 мм значения qзадавались на числовом отрезке [11,1; 79,5] кПа с шагом 2,85 кПа. Модель плиты для разработанного алгоритма состояла из 369 конечных элементов, в том числе 173 стержневых элементов арматуры, 20 стержневых опорных элементов и 176 многослойных элементов бетона (рисунок 3.15). Обе расчетные программы позволили получить резуль-
Рисунок 3.15 - Конечноэлементная схема плиты толщиной 55 мм таты до q ≤ 70,95 кПа включительно. При дальнейшем возрастании нагрузки фиксировались условия нарушения несущей способности железобетонной плиты. Итерационный процесс предлагаемой методики при q ≤ 70,95 кПа практически сходился за 300-500 итераций. Расположенные вблизи угла Aопорные узлы Uконечноэлементной системы (см. рисунок 3.15) получали положительные перемещения по оси Az,что показывает отрыв в этой области плиты от опорного контура.
Другие опорные узлы получили малые отрицательные пере-
мещения, указывающие на условие сжатия контактных вертикальных связей. В ходе эксперимента соответственно наблюдался отрыв опорных граней плиты вблизи углов А и С (см. рисунок 3.1). Отличие расчетных длин участков отрыва от экспериментальных составило для всех образцов не более 19 % на кромке ACи 7 % - на кромках AF, CD.Сопоставление расчетных и экспериментальных значений прогибов δΕточки E,а также относительных деформаций ε4, ⅞ по тензорезисторам T4, T8 приведено на рисунках 3.16 и 3.17.
Рисунок 3.16 - Прогибы плиты в точке E
Рисунок 3.17 - Относительные линейные деформации тензорезисторов T4 (а) и T8 (б) плиты толщиной 55 мм
Для интенсивности qна отрезке [11,1; 53,85] кПа значения δE, вычисленные с помощью предлагаемой методики, отличались не более чем на 12 % от соответствующих результатов расчета в STARK ES (см. рисунок 3.16). Максимальное отличие для этих нагрузок по величине δEот среднего экспериментального прогиба для трех образцов в комплексе STARK ES составляет 22 %, а в предлагаемом алгоритме - 23 %. При 56,7 ≤ q ≤ 65,25 кПа расхождения получились 29 и 17 % соответственно. Для нагрузки q=68,1 кПа прогиб δE , полученный в STARK ES, отличается на 44 % от среднего экспериментального, в разработанном алгоритме - на 14 %. При нагрузке q=70,95 кПа эти отличия составляют 90 и 6 % соответственно. То есть в целом предлагаемый алгоритм дал возможность существенно приблизить расчетные значения к средним экспериментальным по сравнению с комплексом STARK ES 2016.
Полученные с помощью предлагаемого алгоритма значения ε4(см. рисунок 3.17, а) для qна отрезке [25,35; 51,0] кПа не более чем на 23 % отличались от экспериментальных, а значения ε8(см.
рисунок 3.17,б) - не более чем на 24 %. При дальнейшем росте нагрузки расхождение теоретических и экспериментальных данных по деформациям увеличивалось. Это связано с ростом неоднородности полей напряжений вследствие образования трещин, которые начинали наблюдаться при q > 51,0 кПа. В целом при 25,35 ≤ q ≤ 51,0 по всем тензорезисторам относительные расчетные деформации, превышающие 3?10-5, расходились с экспериментальными значениями этих величин не более чем на 24 %.Для плит 800x600x80 мм испытывалось 5 образцов. Конечноэлементная модель плиты в предлагаемом алгоритме состояла из 92 стержневых элементов арматуры, 28 стержневых опорных элементов и 352 многослойных элементов бетона (рисунок 3.18). Значения qзадавались в пределах [6,28; 16,33] кПа с шагом 0,635 кПа. Отмеченные на рисунке 3.18 узлы Uприобретали положительные перемещения в направлении оси z, в то время как остальные узлы опорного контура практически сохраняли свое положение по вертикали. Факт отрыва опорных участков в углах А и С (см. рисунок 3.1) фиксировался также и в испытаниях. На рисунке 3.19 приведены значения прогибов, полученные при проведении серии экспериментов.
На рисунке 3.20 представлено сопоставление средних экспериментальных прогибов плит с результатами моделирования деформаций в разработанных процедурах и программном комплексе STARK ES 2016. Полученные с помощью предлагаемого алгоритма величины прогибов для q < 12,56 кПа отличаются от средних экспериментальных значений менее чем на 15 %, с использованием STARK ES - на 9 %. Для 12,56
Еще по теме Результаты расчетов и экспериментов:
- Результаты расчетов и экспериментов
- 60. Безналичные расчёты по инкассо.
- ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ РАСЧЕТА ПЛИТ
- 57. Платежное поручение как форма безналичных расчетов.
- 59. Безналичные расчеты чеками.
- 58. Аккредитив как форма безналичных расчетов.
- РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ
- РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ С ОДНОСТОРОННИМИ ОПОРНЫМИ СВЯЗЯМИ
- Расчет железобетонных конструкций методом конечных элементов
- Расчет пластинок в виде частей круга методом масштабирования
- 2.1 Расчет индикатрис диффузионного отражения и рассеяния света поверхностями кристалла с известным микрорельефом с помощью метода геометрооптического приближения.
- ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО РАСЧЕТУ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ
- ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ФИЗИЧЕСКИ НЕЛИНЕЙНОЙ ПОСТАНОВКЕ
- III ПРИМЕНЕНИЕ МИКФ К РАСЧЕТУ ПЛАСТИНОК С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ УЧАСТКАМИ КОНТУРА
- Ход и результаты опытно-экспериментальной работы
- ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО РАСЧЕТАМ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ И МЕТОДАМ ОПТИМИЗАЦИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
- ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
- Личностные результаты обучения в современной педагогической теории и школьной практике