Еврокод 2. Железобетонные конструкции

1.3 Характеристики бетона

В характеристиках бетона задается вид бетона, класс бетона и диаграмма состояния бетона. Имеется возможность задать коэффициенты к прочности бетона. По умолчанию заданы рекомендуемые значения для выбранного нормативного документа.

Для увеличения моментов с учетом эффектов второго рода во внецентренно сжатых стержневых элементах, задаются случайные эксцентриситеты. Величины минимальных случайных эксцентриситетов вычисляются программой автоматически.

Диаграмма напряжение-деформация

В качестве расчетных диаграмм состояния сжатого бетона, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями, выбирается параболически-прямоугольная или билинейная диаграмма, п. 3.1.7 (1) и 3.1.7 (2) СП РК EN 1992-1-1:2004/2011.

Относительная влажность воздуха

Задается относительная влажность воздуха (%) для определения номинальной свободной усадки при высыхании бетона с цементом CEM класса N, п. 3.1.4 (6) СП РК EN 1992-1-1:2004/2011.

Коэффициент α_ct учета влияния длительных процессов (растяжение)

Задается коэффициент учета влияния длительных процессов на прочность при растяжении бетона и неблагоприятных последствий в результате способа приложения нагрузки αct, п. 3.1.6 (2) СП РК EN 1992-1-1:2004/2011.

Коэффициент η для понижения γ_c по данным испытаний готовой конструкции

Задается поправочный коэффициент η для понижения частного коэффициента безопасности γ_c, который основывается на испытаниях готовой конструкции или элемента в соответствии с п. А.2.3 (1) СП РК EN 1992-1-1:2004/2011.

Коэффициенты ограничения напряжений

Задаются коэффициенты для расчета по предельным состояниям по эксплуатационной пригодности: коэффициент ограничения сжимающих напряжений в бетоне k₁ за п. 7.2 (2) та коэффициент ограничения сжимающих напряжений в бетоне при ползучести k₂ (регулирует выбор модели ползучести) в соответствии с п. 7.2 (3) СП РК EN 1992-1-1:2004/2011. Диапазон допустимых значений 0.3...1.

Коэффициент ползучести

Задается предельное значение коэффициента ползучести φ(∞, tn) в соответствии с п. 3.1.4 (5) СП РК EN 1992-1-1:2004/2011.

Коэффициент α_cc учета влияния длительных процессов (сжатие)

Задается коэффициент учета влияния длительных процессов на прочность при сжатии бетона и неблагоприятных последствий в результате способа приложения нагрузки α_cc, п. 3.1.6 (1) СП РК EN 1992-1-1:2004/2011. По умолчанию α_cc принят равным 0.85, для аварийных сочетаний – равным 1.2, для сейсмических сочетаний – равным 1. При расчете по предельным состояниям II группы (контроль трещин) всегда принимается равным 1. Диапазон допустимых значений 0.8...1.

Коэффициент γ_c надежности

Задается частный коэффициент безопасности (коэффициент надежности) для бетона γ_c для постоянных и переходных (продолжительных и кратковременных) расчетных ситуаций в соответствии с п. 2.4.2.4 (1) СП РК EN 1992-1-1:2004/2011. По умолчанию γc принят равным 1.5, для аварийных и сейсмических сочетаний – равным 1.2, при расчете по предельным состояниям II группы (контроль трещин) – равным 1. Диапазон допустимых значений 1...2.

Случайные эксцентриситеты (стержень)

Задаются случайные эксцентриситеты в двух направлениях сечения в плоскостях X1OZ1 (EY, момент My) и X1OY1 (EZ, момент Mz).

Учесть в расчете точный размер сечения

Установка флажка позволяет скорректировать частный коэффициент безопасности для материалов в случае, если есть точно измеренные размеры, см. п. А.2.2 СП РК EN 1992-1-1:2004/2011.

Учесть эффекты 1-го рода

Установка флажка позволяет учесть эффекты 1-го рода (неблагоприятные эффекты без учета влияния деформации конструкции, но с учетом геометрических несовершенств), см. п. 5.2 СП РК EN 1992-1-1:2004/2011.

Учесть эффекты 2-го рода

Установка флажка позволяет учесть эффекты 2-го рода (дополнительные неблагоприятные эффекты, обусловленные деформацией конструкции), см. п. 5.1.4 СП РК EN 1992-1-1:2004/2011. В списке нужно выбрать, для каких расчетов их нужно учитывать (Жесткость+Кривизна, Жесткость, Кривизна).

Таблица расчетных характеристик

Для выбранного класса бетона отображаются нормативные и расчетные характеристики:

• E_cm – модуль упругости;
• f_ck – характеристическая цилиндрическая прочность бетона на сжатие в возрасте 28 суток;
• f_ck_cube – характеристическая кубиковая прочность бетона на сжатие в возрасте 28 суток;
• f_cm – среднее значение цилиндрической прочности бетона на сжатие;
• f_ctm – среднее значение прочности бетона осевому растяжению;
• f_ctk_005 – характеристическая прочность бетона осевому растяжению;
• (прочие).

Таблица доступна для редактирования для дополнительных, пользовательских классов бетона.

1.4 Характеристики арматуры

Класс, вид и прочность продольной арматуры

Из предложенного списка выбирается класс продольной арматуры: A, B, C. Из предложенного списка выбирается вид продольной арматуры (стержни, стержни из бухт, проволока) по т. С.2N СП РК EN 1992-1-1:2004/2011. Задается характеристическое (нормативное) сопротивление продольной арматуры – предел текучести fyk по т. С.1 СП РК EN 1992-1-1:2004/2011.

Класс, вид и прочность поперечной арматуры

Из предложенного списка выбирается класс поперечной арматуры. Из предложенного списка выбирается вид продольной арматуры. Задается характеристическое (нормативное) сопротивление продольной арматуры f_yk.

Характеристики пластичности. Отношение прочности на растяжение к пределу текучести

Для продольной и поперечной арматуры задается отношение k=f_tk/f_yk прочности арматуры на растяжение к пределу текучести, минимальное значение, по т. С.1 СП РК EN 1992-1-1:2004/2011.

Характеристики пластичности. Характеристические деформации при максимальной силе

Для продольной и поперечной арматуры задается характеристическая деформация (максимальное удлинение) при максимальной силе µ_uk, %, по т. С.1 СП РК EN 1992-1-1:2004/2011.

Частный коэффициент

Для продольной и поперечной арматуры при расчете по предельным состояниям I группы для постоянных и переходных расчетных ситуаций задается частный коэффициент і_s по п. 2.4.2.4 СП СП РК EN 1992-1-1:2004/2011. По умолчанию оба коэффициента і_s приняты равными 1.15, для аварийных и сейсмических сочетаний – равными 1, при расчете по предельным состояниям II группы (контроль трещин) – равными 1. Диапазон допустимых значений 1...2

Вид арматурного каркаса

Из предложенного списка выбирается вид арматурного каркаса (вязаный, сварной).

Максимальный диаметр

Для стержней задается максимальный диаметр продольной арматуры, используемый при подборе арматуры по прочности (6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40).

Количество арматурных стержней в углах сечения

Для подбора арматуры с алгоритмом выделения угловых стержней требуется задать количество арматурных стержней расположенных в углах сечения.

Сортамент

Устанавливается диапазон используемых диаметров.

Коэффициенты ограничения напряжений

Задаются коэффициенты для расчета по предельным состояниям по эксплуатационной пригодности: коэффициент ограничения растягивающих усилий в арматуре k3 и коэффициент ограничения растягивающих усилий в арматуре при вынужденных деформациях k4 по п.7.2 (5) СП РК EN 1992-1-1:2004/2011. Диапазон допустимых значений 0.3...1.

Расчет поперечной арматуры

Для расчета поперечной арматуры по ферменной модели отдельно для основных (постоянных и переходных расчетных ситуаций), аварийных и сейсмических сочетаний задаются углы θ между бетонным сжатым раскосом и осью балки, перпендикулярной к поперечному усилию. В соответствующем списке выбирается способ определения – Расчет (угол будет вычислен), Угол (необходимо задать угол от 21.8 до 45°), Диапазон (в расчете будут использоваться углы в диапазоне 21.8...45°). Предельные значения угла наклона подкоса в стенке θ см. п.6.2.3 (2) СП РК EN 1992-1-1:2004/2011. При установке соответствующего флажка значение cotθ (ctgθ) можно Ограничить длиной КоЭ (длиной конструктивного элемента).

Таблица расчетных характеристик

Для классов арматуры (продольной, поперечной) отображаются нормативные и расчетные характеристики:

• f_yk – характеристическое (нормативное) сопротивление продольной арматуры;
• класс;
• D – диаметр, мм;
• f_yd – расчетное сопротивление продольной арматуры;
• f_tk – характеристическое (нормативное) значение временного сопротивления;
• f_ywd – расчетное сопротивление поперечной арматуры;
• E_s – модуль упругости;
• k (f_tk/f_yk) – отношение прочности арматуры на растяжение к пределу текучести, минимальное значение;
• eps_uk – характеристическая деформация при максимальной силе.

2. Подбор арматуры в стержневых элементах

Для подбора арматуры в стержневых элементах реализованы универсальные итерационные оптимизирующие методы, позволяющие по однотипной методике рассчитывать сечения произвольной формы (прямоугольные, крестовые, тавровые, двутавровые, коробчатые, уголковые , круглые, кольцевые) с произвольным расположением арматуры на произвольные виды напряженного состояния (плоский изгиб, косой изгиб, изгиб с кручением, плоское внецентренное сжатие – растяжение, одновременное действие всех шести видов усилий – Mx, My, N, Qx, Qy, Mкр.

При подборе арматуры учитываются фундаментальные положения реализуемых норм.

В итерационных алгоритмах реализованы оптимизирующие принципы: приоритетно наращивается арматура в наиболее напряженных зонах сечения, учитывается взаимное влияние арматуры подобранной по разным РСН. Реализованные алгоритмы отвечают требованиям гибкости, так как пользователю предоставляется возможность назначать режимы подбора арматуры:

• выбирать тип расположения арматуры по сечению (симметричное относительно одной или двух главных осей сечения, равномерное расположение арматуры вдоль заданных граней, произвольное расположение арматуры);
• назначать режим «угловые стержни», по которому универсальный алгоритм приоритетно наращивает площадь арматуры в угловых зонах – в ряде случаев такой подход позволяет сократить расход арматуры на 20-30% по сравнению с другими типами расположения арматуры по сечению;
• назначать предельные диаметры арматурных стержней при подборе арматуры по второму предельному состоянию, так как назначение меньших диаметров улучшает сопротивляемость железобетонного элемента трещинообразованию и в этом случае площадь требуемой арматуры может быть значительно уменьшена;
• регулировать параметры итерационного процесса, несколько уменьшая точность подбора арматуры (в этом случае погрешность может составлять 3-5%), но значительно увеличивая быстродействие алгоритма и наоборот.

3. Подбор арматуры в пластинах

В ПК ЛИРА-САПР реализована возможность подбора площади арматуры для пластинчатых элементов по теории Вуда. Также, разработан алгоритм позволяющий получить площадь арматуры для пластинчатых элементов теории Вуда с оптимизацией учета касательных напряжений.

Признак Учитывать пластичность позволяет для норм СП РК EN 1992-1-1:2004/2011, ТКП EN 1992-1-1-2009*, EN 1992-1-1:2004, IDT при расчете ж/б сечений использовать модифицированный алгоритм проверки равновесия и вычисления напряжений и деформаций в произвольных точках сечения. Для методики Вуд-Армера (Wood-Armer method) на базе этого алгоритма выполняется подбор и проверка арматуры для I и II предельного состояния. Этот метод позволяет ускорить подбор арматуры и получить в плоскости пластины более плавное распределение арматуры. Данный алгоритм подключен к расчету по нормам СП РК EN 1992-1-1:2004/2011, EN 1992-1-1:2004, ДБН В.2.6-98:2009, ТКП EN 1992-1-1:2009, ДСТУ-Н Б EN 1992-1-1:2010.

Результатом проверки несущей способности сечений с заданным армированием согласно норм СП РК EN 1992-1-1:2004/2011, ТКП EN 1992-1-1-2009*, EN 1992-1-1:2004, IDT является коэффициент запаса несущей способности в каждом элементе пластин и в каждом сечении стержней.

Проверка заданной продольной арматуры по прочности: для стержней – на действие N, My, Mz, для пластин – на действие Mx, My, Mxy, Nx, Ny, Txy. А так же выполняются полная проверка (включает проверку на совместное действие крутящего момента и поперечной силы и проверку на совместное действие крутящего и изгибающего моментов), проверки на действие крутящего момента (стержни), на действие поперечных сил, по раскрытию трещин.