Эффективное усиление балки покрытия, посредством сооружения вокруг нее обрамляющего каркаса, предполагает обоснованный выбор конструктива из сортамента металлопроката. Каркас создает с балкой покрытия единую систему посредством натяжных приспособлений, изменение усилий в которых обеспечивает управление состоянием. В статье к сравнительному исследованию предложен сопоставительный анализ моментов в каркасе из балки двутавровой и швеллера стального специального, как обладающих потенциально равными рабочими характеристиками. Исследования проведены на основе численного моделирования методом конечных элементов с применением программного продукта Etabs. Результатом эксперимента явились определенные во вновь образованной системе – балка покрытия плюс каркас – поперечные усилия и моменты от приложенных нагрузок и процента армирования балки при учете каркаса. Взятый за основу массив цифр, полученный в результате численного эксперимента, был обработан посредством цифрового математического анализа при использовании программного комплекса wxMaxima. Полученные математические модели процессов, происходящих в системах при их реализации посредством швеллера или двутавра, позволили на основе анализа установить степень влияния на момент в балке факторов принятых к исследованию, а также определить конструктивно-технологические параметры устройств, акцентировав внимание на эффективном.

Ключевые слова: железобетонная балка, усиление двутавром, усиление швеллером, момент, процент армирования, нагрузка, численный метод, математическая модель, сравнение результатов, программные комплексы Etabs и wxMaxima

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Суть предложенного заключается в обустройстве каркаса из швеллера вокруг балки покрытия. При этом элементы каркаса могут подвергаться управляемому воздействию, в виде перенапряжения в них, что реализуется специально установленными тяговыми кронштейнами. Исследование предложенного конструктивно-технологического решения, реализуемого каркасом из швеллера, осуществлено с использованием цифровых технологий на основе численного моделирования. В предложенной расчетной модели осуществлялось изменение площади армирования балки за счет введения каркаса усиления. В программном комплексе Etabs, при использовании метода конечных элементов, осуществлялся расчет поперечных сил и моментов во вновь образованной системе - балка плюс каркас из швеллера. В работе рассмотрен вопрос влияния каркаса на поперечную силу в балке. Использую технологию обработки больших массивов цифр получена математическая модель процесса при усилении балки каркасом из швеллера. Осуществлен последовательный анализ математической модели, позволивший констатировать правильность принятого решения и назначить конструктивные размеры устройства и его технологические параметры.

Ключевые слова: железобетонная балка, усиление, швеллер, армирование, поперечная сила, нагрузка, численный метод, математическое моделирование, численное моделирование, математическая модель,программный комплекс Etabs

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.17 - Строительная механика