Короткий опис(реферат):
Робота складається із змісту, загальної характеристики роботи та її кваліфікаційних ознак, , огляду досліджень за обраною темою, розділів основної частини, висновків за результатами досліджень та формулювань перспектив досліджень (українською та англійською мовами).
Сформульовано мету, задачі, об’єкт та предмет дослідження, методи наукового дослідження.
.
Результати досліджень дозволяють створювати найбільш точну модель монолітного плито-ребристого залізобетонного перекриття за результатами розрахунку. Це у свою чергу дозволяє більш точно запроектувати конструкцію перекриття із забезпеченням необхідної міцності та жорсткості ділянки перекриття.
Аналіз публікацій та досліджень встановив, що пропонується багато методик, яким способом можна змоделювати ребристу плиту перекриття за допомогою методу скінчених елементів. При цьому має місце комбінація як пластинчастих СЕ , так і стержньових при моделюванні плитної та ребристої частини плити. Ребриста та плита частина можуть бути як рознесені на певну відстань (ексцентриситет), так їх центри ваги та серединна площина можуть знаходитись в одній площині. Способи моделювання мають як свої переваги, так і недоліки. Єдиної думки та рекомендацій щодо єдиного методу моделювання не існує. Тому дослідження напружено-деформованого основних скінченоелементних моделей ребристого перекриття (покриття) є задачею пошуковою та актуальною.
.
В основній частині наведено опис чотирьох скінченоелементих моделей фрагментів монолітного ребристого залізобетонного перекриття. Моделі описують різні способи стикування (сполучення) тонкостінної полки плити з ребром. Полка змодельована пластинчастим скінченим елементом (СЕ №41), а ребриста – універсальним просторовим стержньовим елементом (СЕ №10).
Дві моделі (№№1 та2) прийнято такими, що серединна площина пластини співпадає з центром ваги стержньового елементу. Дві моделі (№№3 та 4) характеризуються рознесенням плитної та ребристої частин на величину певного ексцентриситету. Таке рознесення моделює дійсну геометрію ребристої плити й вірний напружений стан, коли момент від зовнішнього навантаження може бути представлено як пара сил- стискаючих, що виникають в полиці плити, та розтягуючих - що виникають в ребрі.
В результаті статичного розрахунку виявлено напружений стан моделей. Виконано його аналіз. Результати числового розрахунку порівняно із результатами аналітичного розрахунку. Обчислено площу робочої арматури для ребер моделей №№3 та 4, як таких, що відображають дійсний напружено-деформований стан конструкції.
Запропоновано метод врахування ексцентричності ребристої та плитної частини в інженерних розрахунках, сформульовано висновки.
У висновках встановлено, що при моделюванні залізобетонних ребристих перекриттів (збірних, монолітних) для отримання коректного напруженого стану ребристої частин, насамперед, і вірного її армування, слід такі перекриття моделювати із рознесенням на необхідний ексцентриситетом плитну й ребристу частину.
Суть розробки, основні результати:
The work consists of the table of contents, general characteristics of the work and its qualification features, review of research on the chosen topic, sections of the main part, conclusions based on the results of research and formulation of research prospects (in Ukrainian and English).
The aim, objectives, object and subject of the study, methods of scientific research are formulated.
.
The research results allow us to create the most accurate model of a monolithic slab-ribbed reinforced concrete slab based on the calculation results. This, in turn, allows for a more accurate design of the slab structure with the required strength and stiffness of the slab section.
The analysis of publications and studies has shown that there are many methods proposed for modelling a ribbed slab using the finite element method. At the same time, there is a combination of both plate FE and bar FE in modelling the slab and ribbed parts of the slab. The ribbed and slab parts can be either separated by a certain distance (eccentricity) or their centres of gravity and the centre plane can be in the same plane. Modelling methods have both advantages and disadvantages. There is no consensus and no recommendations for a single modelling method. Therefore, the study of stress-strain basic finite element models of ribbed slabs (pavements) is a searching and relevant task.
The main part of the paper describes four finite element models of fragments of a monolithic ribbed reinforced concrete slab. The models describe different ways of joining (connecting) a thin-walled slab shelf with an edge. The shelf is modelled by a plate finite element (FE No. 41), and the ribbed slab is modelled by a universal spatial rod element (FE No. 10).
Two models (Nos. 1 and 2) are assumed to have the median plane of the plate coinciding with the centre of gravity of the rod element. Two models (Nos. 3 and 4) are characterised by the separation of the plate and ribbed parts by a certain eccentricity. Such a separation models the actual geometry of the ribbed slab and the correct stress state, when the moment from the external load can be represented as a pair of compressive forces arising in the slab shelf and tensile forces arising in the rib.
As a result of the static analysis, the stress state of the models is revealed. Its analysis is carried out. The results of the numerical analysis are compared with the results of the analytical analysis. The area of the working reinforcement for the ribs of models 3 and 4 is found to reflect the actual stress-strain state of the structure. A method for taking into account the eccentricity of the ribbed and slab parts in engineering analysis is proposed, and conclusions are formulated.
The conclusions established that when modelling reinforced concrete ribbed slabs (precast, monolithic), in order to obtain the correct stress state of the ribbed part, first of all, and its correct reinforcement, such slabs should be modelled with the slab and ribbed parts separated by the required eccentricity.