Введение 3
1. Железобетон как конструктивный строительный материал 5
2. Основные положения МКЭ 7
3. Расчет железобетонных конструкций в ППП ANSYS 9
4. Используемые в расчете конечные элементы из ППП ANSYS 12
5. Геометрическое и конечно-элементное моделирование пролета
рассчитываемого моста 13
6. Результаты расчета наибольшего по длине пролета моста 16
Заключение 22
Список литературы 23
Приложение
Элементы зданий и сооружений, выполненные из бетона- это бетонные конструкции. Ввиду того, что прочность бетона на растяжение мала, они применяются в тех случаях, когда воспринимают преимущественно сжимающие усилия. Что бы растягивающие усилия в бетонных конструкциях были выше, они включают в себя стальную арматуру. Такие конструкции, в которых используется бетон и арматура, являются железобетонными.
Наиболее распространенные по объёму и по областям применения являются железобетонные и бетонные конструкции. [1-3]. В современном строительстве железобетон применяется в виде сборных конструкций индустриального изготовления, которые используются при возведении всех типов зданий и многих инженерных сооружений. Рациональные области применения монолитного железобетона — гидротехнические сооружения, фундаменты, различные дорожные покрытия, резервуары, башни, и т.п. В эксплуатации при высоких и низких температурах или в условиях химически агрессивных сред (тепловые агрегаты, здания и сооружения чёрной и цветной металлургии, химической промышленности и др.) используют специальные виды бетона и железобетона. Использовав высокопрочные бетон и арматуру возможно достичь уменьшения массы, снижения стоимости, расхода материалов в железобетонных конструкциях.
Железобетон в своей строительной практике имеет очень широкое распространение. Он применяется наравне со сталью, за исключением тех областей, где его использование невозможно. Железобетон состоит из бетона и арматуры [6-8]. В строительных нормах «Бетонные и железобетонные конструкции» возможно применение девятнадцати классов бетона, семи классов стержневой арматуры и пяти классов проволочной арматуры. Для обычных, ненапрягаемых железобетонных конструкций наиболее часто используются бетоны В15, В25, ВЗО; стержневая арматура А-III, А-II, A-I; проволочная арматура Вр-1.
Конструкции из железобетона широко используют в строительстве при воздействии температур не выше 50 °С и не ниже -70 °С. В каждой отрасли промышленности имеются экономичные формы конструкций из сборного, монолитного или сборно-монолитного железобетона. Временем доказано, что во многих случаях конструкции из железобетона целесообразнее стальных или каменных. К ним относятся: дороги, мосты, морские сооружения, аэродромы, реакторы, прессовые устройства, фабричнозаводские, складские и общественные здания и сооружения; тонкостенные пространственные конструкции, бункера и резервуары, трубопроводы; фундаменты под прокатные станы и под машины с динамическими нагрузками, башни, дымовые трубы, и многие другие массивные сооружения.
На сегодняшний день очень актуальна тема деформирования бетонных и железобетонных конструкций. Актуальна она во всей строительной промышленности. Актуальность деформирования железобетонных конструкций приводит к тому, что данная тема в наше время нуждается в дальнейших разработках, так как она раскрыта лишь частично. Необходимость исследования процессов деформирования армированных бетонных конструкций ясна, так как они несут в себе огромную пользу для человечества.
Деформация - изменение взаимного положения частиц тела, которое связано с их перемещением друг относительно друга. Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Обычно деформация сопровождается изменением величин межатомных сил, мерой которого является упругое механическое напряжение.
Цель данной работы заключается в выявлении наибольшей информации армированных бетонных конструкций и направление этой информации в нужное русло. Задача заключается в том, что нужно рассчитать железобетонную конструкции в ППП ANSYS, сделать геометрическое и конечно-элементное моделирование пролета рассчитываемого моста.
В магистерской диссертации дано определение железобетона как конструктивного строительного материала. Ввели основные положения метода конечных элементов. Описали методику построения расчетов железобетонных конструкций в ППП ANSYS. Описали используемые в расчете конечные элементы. Провели геометрическое и конечно-элементное моделирование пролета рассчитываемого моста. Проанализировали результаты расчета наибольшего по длине пролета моста. Построили методику расчета армированных транспортных сооружений в ППП ANSYS. Методика предполагает включение пучков арматуры в расчетную схему задачи в виде отдельных одномерных конечных элементов (со свойствами стали) стержня. В этом случае геометрическое моделирование типовых бетонных подконструкций осуществляется таким образом, чтобы основные пучки арматуры проходили по ребрам «объемов», моделируемых в ANSYS. Благодаря этой методике, мы достигли легкого моделирования типовых пролетов мостов из стандартных тавровых балок разного размера. Произведен расчет реального пролета. Показано необходимость реконструкции. Программа, реализующая предложенную методику, внедрена в рабочую практику НПО «Мосты» г. Казань.
