aqb - sofistik · Санкт-Петербург +7(812) 622 -10-14 [email protected]...

AQB

Расчет и проектирование сечений Версия 13.72

AQB. Расчет и проектирование сечений Версия 13.72

www.pss.spb.ru 2

©

Все исключительные права на публикацию и издание данного руководства принадлежат компании ПСС Компания ПСС Авторизованный дистрибьютор SOFiSTiK в России и СНГ:

www.sofistik.ru www.pss.spb.ru _________________________________________________

Перевод на русский язык: Дмитрий Ярошутин ст. преподаватель кафедры мостов и тоннелей СПбГАСУ, эксперт ПК SOFiSTiK, руководитель центра компетенции «Мосты» Специализация: • Расчеты транспортных сооружений. • Расчеты различных автодорожных мостов и сооружений,

зданий с учетом динамических и сейсмических воздействий.

Санкт-Петербург +7(812) 622-10-14 [email protected] Новосибирск +7(383) 221-58-80 [email protected] Краснодар +7(861) 299-96-95 [email protected] Тула +7(4872) 25-21-19 [email protected]


www.pss.spb.ru 3

Содержание1. Описание задачи ...................................................................................................... 7 2. Теоретические основы ............................................................................................ 9

2.1. Внутренние усилия и поперечные сечения ............................................... 9 2.1.1. Система координат ............................................................................ 9 2.1.2. Внутренние усилия и моменты в сечении ...................................... 9 2.1.3. Поперечные сечения ....................................................................... 10

2.2. Определение напряжений согласно теории упругости .......................... 12 2.2.1 Методы вычисления напряжений ................................................... 12 2.2.2. Частные поперечные сечения ........................................................ 12 2.2.3 Предельные напряжения ................................................................. 13

2.3. Расчет сечений в пластической стадии .................................................... 15 2.3.1. Коэффициенты использования ...................................................... 15 2.3.2. Предел устойчивости ...................................................................... 18 2.3.3. Особенности EC 9 ........................................................................... 18

2.4. Внутренние напряжения (ползучесть и стадии монтажа) ..................... 19 2.4.1. Усадка ............................................................................................... 20 2.4.2. Ползучесть ...................................................................................... 21 2.4.3 Релаксация напряжений в стальных напрягаемых элементах ..... 24 2.4.4. Численная реализация .................................................................... 25

2.5. Расчет железобетона .................................................................................. 27 2.6. Определение необходимой арматуры ....................................................... 28

2.6.1. Продольное армирование ............................................................... 28 2.6.2. Минимальная арматура статически необходимого поперечного сечения ........................................................................................................ 31 2.6.3. Разделенные поперечные сечения ................................................. 32 2.6.4. Неармированные поперечные сечения ........................................ 33

2.7. Расчет на сдвиг ........................................................................................... 33 2.7.1. Расчет на сдвиг согласно норм проектирования .......................... 36 2.7.2. Расчет на сдвиг круглых поперечных сечений ............................. 37

2.8. Проверочный расчёт напряжений с нелинейным поведением материала39 2.8.1. Общие принципы ............................................................................ 39 2.8.2. Проверка деформаций .................................................................... 40 2.8.3. Диапазон напряжений в арматуре ................................................. 40 2.8.4. Проверка ширины раскрытия трещин .......................................... 40 2.8.5. Другие проверки ширины раскрытия трещины ........................... 42 2.8.6. Определение нелинейной жесткости ............................................ 43 2.8.7. Взаимодействие между касательными и нормальными напряжениями47

2.9. Расчет на выносливость ............................................................................. 50 2.9.1. Общие принципы ............................................................................ 50 2.9.2. Расчет на выносливость согласно DIN 1045-1 / DIN-FB 102 .... 50


www.pss.spb.ru 4

2.9.3. Расчет на выносливость согласно DIN 15018/DS 804 ................. 52 2.10. Особенности расчетов согласно DIN ..................................................... 53

2.10.1. Расчет на сдвиг DIN 4227 Зона a ................................................. 53 2.10.2. Расчет на сдвиг DIN 4227 Зона b ................................................. 54 2.10.3. Определение ширины раскрытия трещины согласно DIN 4227 прил. A1 ................................................................................................................ 55 2.10.4. Расчет на сдвиг согласно DIN 1045 (1988) ................................. 55 2.10.5. Расчет на сдвиг согласно DIN 1045-1 (2001) .............................. 56

2.11. Особенности расчетов согласно OENORM ........................................... 57 2.11.1. Расчет на сдвиг железобетона согласно старых OeNORM ....... 57 2.11.2. Расчет согласно OENORM B 4700 ............................................... 58

2.12. Расчет согласно SIA ................................................................................. 59 2.13. Расчет согласно французских BAEL ...................................................... 59 2.14. Расчет согласно итальянским нормам .................................................... 60 2.15. Расчет согласно испанским EHE ............................................................ 60 2.16. Расчет согласно датских норм DS .......................................................... 61 2.17. Расчет согласно шведских норм BBK .................................................... 61 2.18. Расчет согласно Британского стандарта ................................................ 62 2.19. Расчет согласно ACI / AAHSTO ............................................................. 64 2.20. Расчет согласно российским нормам СНиП .......................................... 67

2.20.1. Изгиб и осевая сила ...................................................................... 67 2.20.2. Поперечная сила и кручение ........................................................ 67 2.20.3. Эксплуатационная пригодность и ширина раскрытия трещин 69

2.21. Расчет согласно стандарту Японии ........................................................ 71 2.22. Расчет по Индийскому стандарту ........................................................... 71 2.23. Расчет по Австралийскому стандарту .................................................... 74

3. Входные данные .................................................................................................... 75 3.1. Язык входных данных ................................................................................ 75 3.2. Записи входных данных ............................................................................. 75 3.3. Обзор расчетных операций ....................................................................... 77

3.4. Важные изменения по сравнению с версией 99 .............................. 78 3.5. NORM - Выбор норм проектирования ..................................................... 79 3.6. CTRL – Управление расчетом .................................................................. 93 3.7. BEAM — Выбор рассчитываемых элементов ......................................... 99

3.7.1. Внешние сечения ........................................................................... 103 3.7.2. Стадии монтажа ............................................................................. 103 3.7.3. Определение армирования ........................................................... 107

3.8. TEND - Напрягаемые арматурные элементы (только AQBS) ............. 108 3.9. LC - Выбор загружения для расчета ....................................................... 110 3.10. S - Внутренние усилия в сечении ......................................................... 115 3.11. COMB – Определение сочетаний внутренних усилий в сечении ..... 117 3.12. EIGE - Определение внутренних напряжений (только AQBS).......... 124


www.pss.spb.ru 5

3.13. STRE — Упругие напряжения и пластические усилия в сечении .... 127 3.14. REIN –Описание распределения арматуры ......................................... 137 3.15. DESI - Расчет железобетона .................................................................. 142 3.16. NSTR - Определение деформаций и жесткости (нелинейные напряжения и деформации – англ.) ..................................................................................... 147

3.16.1. Расчет стальных конструкций (DIN 18800, EC 3) .................... 150 3.16.2. Расчет железобетона ................................................................... 151 3.16.3. Способ последовательных приближений ................................. 153 3.16.4. Усталость / Амплитуда напряжений .......................................... 154

3.17. ECHO —Управление выводом .............................................................. 156 4. Вывод результатов ............................................................................................... 163

4.1. Таблица выбранных элементов ............................................................... 163 4.2. Материалы ................................................................................................. 164 4.3. Загружения ................................................................................................ 164 4.4. Внутренние усилия и моменты ............................................................... 165 4.5. Статические характеристики поперечных сечений .............................. 166 4.6. Сочетания .................................................................................................. 166 4.7. Внутренние напряжения .......................................................................... 167 4.8. Максимальные внутренние усилия для типов сечений ....................... 169 4.9. Напряжения ............................................................................................... 170 4.10. Рекомендуемые поперечные сечения ................................................... 174 4.11. Предельные значения для материалов и коэффициенты несущей способности ..................................................................................................... 175

4.11.1. Проверяемые предельные значения для материалов ............... 175 4.11.2. Коэффициенты использования в пластической стадии ........... 176 4.11.3. Максимальная степень использования ..................................... 177

4.12. Расчет на поперечную силу до образования трещины ....................... 178 4.13. Детализированный расчет напряжений ............................................... 180 4.14. Расчет изгибаемого элемента ................................................................ 183 4.15. Расчет на поперечную силу с трещиной .............................................. 186 4.16. Сборка требуемого армирования .......................................................... 190 4.17. Расчет деформаций ................................................................................. 192 4.18. Параметры нелинейных напряжений и контроля трещин ................. 195 4.19. Жесткость растянутого бетона .............................................................. 197 4.19.1. Время расчета на задачу ..................................................................... 198

5. Примеры ............................................................................................................... 199 5.1. Обучающие примеры ............................................................................... 200

5.1.1. Обучающий пример: Расчет напряжений ................................... 200 5.1.2. Обучающий пример: Расчет железобетонного сечения по I группе предельных состояний ............................................................................ 212 5.1.3. Обучающий пример: Расчет деформаций ................................... 230 5.1.4. Обучающий пример: Расчет жесткости ...................................... 235


www.pss.spb.ru 6

5.1.5. Обучающий пример: Сталежелезобетонное сечение ................ 239 5.1.6. Учебный пример: Предварительно-напряженный бетон .......... 246

5.2. Примеры из практики .............................................................................. 260 5.2.1. Неразрезная балка в промышленном строительстве ................. 260 5.2.2. Сборная колонна ............................................................................ 282 5.2.3. Сечение пролетного строения моста ........................................... 293 5.2.4. Бетонная балка с предварительным напряжением на упоры ... 309


www.pss.spb.ru 7

1. Описание задачи Модуль AQB используется для расчёта напряжений и проектирования поперечных сечений, созданных в AQUA. Расширенная версия модуля (AQBS) позволяет учитывать в расчете особенности предварительно напряженных железобетонных и сталежелезобетонных конструкций (предварительное напряжение, внутренние напряжения, ползучесть и усадка). Это руководство содержит полную информацию для обеих версий. Опции, которые доступны только в AQBS помечены соответствующим образом. Внутренние усилия в сечении и параметры предварительного напряжения могут задаваться непосредственно или импортироваться из базы данных для элементов стержней и нитей. С указанными усилиями в сечении может быть выполнен целый ряд расчетов:

1. Расчет ползучести и усадки (только AQBS) AQBS может рассчитывать деформации ползучести и усадки бетона с использованием до 99 интервалов. При этом для каждого материала могут быть заданы разные параметры ползучести, что позволяет также учитывать последовательность формирования поперечного сечения по частям. Внутренние усилия в сечении, вызываемые деформациями ползучести сохраняются в базе данных и учитываются при анализе более поздних стадий ползучести или определении напряжений.

2. Определение максимальных напряжений в поперечном сечении согласно теории упругости. AQB может выполнять расчет напряжений для любых сплошных и тонкостенных поперечных сечений, включая касательные напряжения и напряжения вызываемые депланацией сечений с учетом требований различных норм для стали, дерева или предварительно напряженного железобетона. При этом в одном поперечном сечении для различных материалов могут учитываться разные допускаемые напряжения.

3. Определение необходимого армирования или коэффициента безопасности для поперечных сечений из бетона, обычного или предварительно напряженного железобетона. AQB помогает осуществлять проектирование железобетонных поперечных сечений при наиболее оптимальном распределении арматуры при действии продольной силы и двухосного изгиба. При этом возможен учет требований международных нормативных документов. Совместно с расчетом на изгиб может быть выполнен расчет на действие поперечной силы.

4. Определение максимальных напряжений и фактической эффективной


www.pss.spb.ru 8

жесткости для заданного закона деформирования материала. Модуль AQBS определяет распределение напряжений и деформаций на основании заданных свойств материала. Это позволяет контролировать ширину раскрытия трещин, уровень напряжений в арматуре, давление на фундаменты и выполнять расчет в упруго-пластичной постановке. Также может определяется фактическая эффективная жесткость сечения для нелинейного статического расчета (в пластической стадии).

Вычисленные напряжения, армирование и жесткость могут быть переданы обратно в базу данных и далее графически представлены или использованы в последующих модулях. Опции расчета и определения жесткости в упрощенной форме включены в модуль STAR2. По этой причине решение задач (3) и (4) может быть выполнено непосредственно в модуле STAR2. Это предоставляет возможность выполнения статического расчета с учетом поведения материала. Тем не менее, при таком подходе возможно выполнения только одного вида расчета для всей конструкции. Если колонны и балки рассчитываются с различными параметрами, то итерации в модулях STAR2 и AQB выполняются посредством командной процедуры PS (см. общее руководство пользователя SOFiSTiK). Минимальная версия AQB включена в общую лицензию SOFiSTiK. Она имеет сокращенный объем опций. Доступны: В целом только одноосный изгиб, тем не менее, для круглых поперечных

сечений — изгиб относительно главных осей (сваи); Проверочный расчёт напряжений для всех поперечных сечений; Расчет в упруго-пластической постановке (STRE A) для прямоугольных и

круглых поперечных сечений, а так же типовых металлических профилей; Одноосный расчет бетонных прямоугольных, тавровых, круглых и

кольцевых поперечных сечений.


www.pss.spb.ru 9

2. Теоретические основы

2.1. Внутренние усилия и поперечные сечения

2.1.1. Система координат Поперечные сечения описываются согласно DIN 1080 в локальной системе координат стержня y-z. При этом ось x направлена вдоль стержня. Наблюдатель смотрит на положительную грань сечения (от конца балки к началу). Для описания внутренних усилий и моментов в сечении, а так же условий закрепления необходимо различать 3 точки в поперечном сечении: ось стержня, центр тяжести и центр сдвига. Подробнее см. в руководстве к AQUA.

Система координат

2.1.2. Внутренние усилия и моменты в сечении Внутренние усилия и моменты в сечении включают продольные и поперечные силы, приложенные соответственно к центру тяжести и к центру сдвига общего поперечного сечения, поскольку они используются для всех геометрических описаний, связывая ось стержня с глобальной системой координат. В особенных случаях пользователь, тем не менее, может указывать любую другую точку в поперечном сечении. Для задач проектирования сечений внутренние усилия и моменты в сечении обычно модифицируются следующим образом:


www.pss.spb.ru 10

Продольные и поперечные силы пересчитываются в осевые силы и силы сдвига. Крутящий момент разбивается на момент Сен-Венана и вторую часть от депланационного кручения. С учетом заданных граничных условий моменты сглаживаются в предположение равномерного распределения давления на поверхности (по параболе). Сглаживание выполняется для каждой стороны стержня, поперечная сила в конце стержня устанавливается равной нулю. Если поперечное сечение располагается с косиной, распределение касательных напряжений значительно изменяется, тем не менее на практике это учитывается изменением значения поперечной силы согласно следующей формуле:

V *= V − MD⋅( tanα a− tan αb)

Под D принимается плечо внутренних сил или другие значения. Поскольку эффект может быть как благоприятным, так и неблагоприятным, нахождение верных значений может оказаться сложным. Однако пользователь может ограничивать величину косины. Для сечений в составе изогнутого стержня используются средние значения косины. Если для стержня было задано сечение с заданными статическими свойствами, то поперечные силы в пределах приопорной зоны принимаются уменьшающимися линейно к началу или концу стержня. Расчет требуемого поперечного армирования в таком случае не выполняется.

V = xa⋅V max

Увеличение внутренних усилий и моментов в сечениях тонкостенных стержней согласно DIN 1045 17.2.1 (6) выполняется только для My и N и только для поперечных сечений типа SREC и SCIR. Все опции могут быть деактивированы с использованием записи CTRL.

2.1.3. Поперечные сечения Статические характеристики поперечных сечений вычисляются в модуле AQUA. Статические характеристики эффективного сечения брутто и площадь полного поперечного сечения хранятся в базе данных для статического расчета. При рассмотрении различных методов монтажа, используемых для предварительно-напряженных и сталежелезобетонных конструкций как правило определяющей оказывается последовательность формирования поперечного сечения по стадиям. Нагрузки в составе раздельных загружений действуют на различные поперечные сечения с изменяющимся положением центра тяжести.


www.pss.spb.ru 11

Модуль AQUA допускает задание до 9-ти стадий монтажа, для которых назначаются соответствующие номера стадий монтажа или предварительного напряжения. Модуль AQB сам по себе позволяет рассматривать до 30 стадий на сечение. Каждое загружение может быть назначено одному из указанных сечений. Таким образом, для каждого из поперечных сечений возможно получить 31 эпюру распределения напряжений. Для расчета напряжений вклад каждого из элементов поперечного сечения с одинаковым номером материала приводится к единому общему уровню напряжений. Интегрированием получают так называемые частные внутренние усилия и моменты в сечении которые относятся к частному поперечному сечению. При этом под частным поперечным сечением понимается вся площадь брутто элементов поперечного сечения с единым номером материала. Поскольку поперечное сечение может содержать так же области со сниженными характеристиками (каналы предварительно-напрягаемой арматуры), эти частичные внутренние усилия не находятся в равновесии, а описывают вспомогательные величины, позволяющие оценить напряженное состояние в поперечном сечении. Разные распределения напряжений в отдельных частях поперечного сечения возникают из-за изменений во время строительства или как следствие ползучести и усадки. Они так же сводятся к внутренним усилиям в сечении, обозначаются как собственные внутренние усилия в сечении и учитываются в расчете напряжений. Для поперечных сечений с участками, отмеченными как неэффективные, модуль AQUA сохраняет параметры полного и эффективного поперечного сечения. Модули STAR2 и AQB используют параметры эффективного поперечного сечения, учитывая тем не менее площадь полного сечения не только при определении собственного веса, но и в случаях, когда продольное усилие полностью создается за счет предварительного напряжения. Про других загружениях со значительной приложенной продольной силой может оказаться необходимым перейти к эффективным областям или назначить другой номер материала неэффективным частям. Кроме того, определение собственных напряжений позволяет создать особое разностное загружение для вывода напряжений между этими сечениями для определенной комбинации загружений (например, для постоянных нагрузок в момент завершения поперечного сечения) и сохранить его в базе данных. Это позволяет использовать практически неограниченное количество систем поперечных сечений.


www.pss.spb.ru 12

2.2. Определение напряжений согласно теории упругости

2.2.1 Методы вычисления напряжений Нормальные напряжения в поперечном сечении при заданной нагрузке вычисляются согласно расширенной формуле Свэйна (Swain).

σx=NA

+M y I z+ M z J yz

I y I z− I yz2 z−

M z I y+ M y J yz

I y I z− I yz2 y+

M b

CMw * (1)

При этом краевые напряжения (экстремальные значения при изгибе относительно главных осей) и напряжения в углах сечения здесь разделены. Касательные напряжения рассчитываются из вычисленных в модуле AQUA единичных касательных напряжений. Из нормальных и касательных напряжений главные напряжения и эвивалентные напряжения по Мизесу могут быть вычислены как:

σ I= 0,5(σ x+ σ y)+ √0,25(σ x− σ y)2+ τ2 (2)

σ II= 0,5(σx+ σ y)−√0,25(σx− σ y)2+ τ 2 (3)

σv= √σx2+ 3 τ2

(4) Для точного расчета все поперечное сечение должно анализироваться с учетом его реальной геометрии во всех точках, так как место возникновения наиболее неблагоприятного сочетания напряжений заранее не известно, особенно в случае поперечных сечений общего вида. Модуль AQB, тем не менее, исследует напряжения только в нескольких избранных точках (сдвиговые сечения, точки расчета напряжений и указанные вершины полигонального контура сечения). Пользователь должен самостоятельно принимать решения о значимости того или иного выбора!

2.2.2. Частные поперечные сечения Частные внутренние усилия и моменты вычисляются при рассмотрении частных поперечных сечений и сталежелезобетонных поперечных сечений. Они получаются из следующих соотношений:

1. Заданные внутренние усилия и моменты в сечении трансформируются от центра тяжести поперечного сечения брутто к центру тяжести частного поперечного сечения на заданной стадии строительства.

N CS = N br (5)

* здесь Mb – бимомент; CM – секториальный момент инерции сечения; w – секториальная площадь


www.pss.spb.ru 13

M y ,CS = M y ,br− N br⋅( zs ,CS− zs ,br) (6)

M z ,CS = M z ,br− N br⋅( ys ,CS− ys ,br) (7) 2. Уровень относительных деформаций всего поперечного сечения (гипотеза

Бернулли) получается из рассмотрения внутренних усилий и моментов в сечении,а так же соответствующих статических характеристик сечения. Эти значения используются для расчета приращения напряжений в напрягаемых арматурных элементах.

3. Для любого частного поперечного сечения из заданного материала все доли от различных нагрузок и собственных напряжений по отношению к центру тяжести частичного поперечного сечения, в частные усилия, которые описывают распределение напряжений в частном поперечном сечении.

N t= At⋅∣N CS

ACS+ ( zS , t− zS ,CS )⋅

M y ,CS

I y ,CS− ( yS , t− yS ,CS )⋅

M z ,CS

I z ,CS (8)

M y ,t=I y , t⋅M y ,CS

I y ,CS (9)

M z ,t=I z , t⋅M z ,CS

I z ,CS (10)

4. Эти частные внутренние усилия и моменты в сечении складываются для поперечных сечений на всех стадиях монтажа с учетом возникновения собственных напряжений.

5. Поперечные силы и крутящие моменты увеличиваются пропорционально ACS/At, поскольку расчет более точного распределения напряжений оказывается исключительно сложным.

2.2.3 Предельные напряжения Вычисленные напряжения могут исследоваться на предельные значения; в выходных данных превышение обозначается знаком «*» после значения напряжения. В качестве предельного значения может быть указано любое стандартное значение (при расчете деревянных, стальных или железобетонных конструкций). Предельные напряжения проверяются раздельно по материалам. В зависимости от заданного типа допустимых напряжений могут учитываться следующие дополнительные особенности отдельных норм: Проверка соотношения b/t (ширина/толщина) для стальных листов для

классов поперечного сечения 2 или 3 согласно EC3 / BS. Уменьшение нормальных сил согласно DIN 1052. Проверка на совместное


www.pss.spb.ru 14

действие нормальной силы и изгибающего момента выполняется с уменьшением составляющих нормальных сил и проверкой на допустимое напряжение при изгибе. Аналогично проверка на кручение происходит по крайней грани с соответствующим образом повышенными касательными напряжениями от поперечной силы.

Различие между зоной сжатия и предварительно-обжатой растянутой зоной;

Частичное снижение усилий от предварительного напряжения в предварительно обжатой сжатой зоне согласно DIN 4227 п. 15.3;

Расчет на поперечную силу под нагрузками I группы предельных состояний согласно Zone a, DIN 4227;

Проверка для предельного состояния декомпрессии (например, согласно EC 2, DIN 1045-1)

Здесь проверяется, что бетонное поперечное сечение по границе предварительно сжатой зоны растяжения для расчетной комбинации оказывается полностью обжатым. Проверка декомпрессии выполняется при указании записи STRE E STYP VH. Запись STYP VH устанавливает допускаемые напряжения растяжения в бетоне равными 0.00. Проверка исполняется, если коэффициенты использования остаются меньшими единицы −> табл.: Максимальные степени использования. Модуль AQB устанавливает положение краевых точек относительно центра тяжести всех напрягаемых пучков. В случае одновременного предварительного напряжения в верхней и нижней частях сечения, проверку следует выполнять графически. Определяющие для проверки декомпрессии напряжения могут исследоваться графически в WING при указании записи BEAM TYPE DECO или, соответственно, в WinGRAF (Design −> Stress of the material −> Decompression stress).


www.pss.spb.ru 15

2.3. Расчет сечений в пластической стадии

2.3.1. Коэффициенты использования Для оценки поперечного сечения кроме напряжений могут также определяется коэффициенты использования, определяемые как отношение полученного напряжения к допустимому. Они выводятся в конце проверки напряжений в таблице допускаемых напряжений. Более детальный вывод доступен при указании опции U для любого компонента напряжения. Большинство новых норм расчета стальных и сталежелезобетонных конструкций основаны на использовании коэффициентов использования сечений с учетом упруго-пластической или пластической работы. Для этого поперечные сечения делятся на 4 класса следующим образом: Сечения класса 1

Применимы для пластических шарниров и нелинейного расчета с развитыми областями текучести (опция расчета NSTR) и для точного взаимодействия касательных и нормальных напряжений;

Сечения класса 2 Имеют ограниченные возможности деформирования, но могут использоваться до достижения предельных пластических усилий;

Сечения класса 3 Текучесть не допускается, т.е. упругие напряжения ограничены;

Сечения класса 4 Текучесть не допускается, т.е. упругие напряжения ограничиваются, но из-за потери устойчивости листов некоторые части сечения должны рассматриваться как неэффективные для нормальных напряжений, что должно указываться при создании сечения.

Разделение между классами происходит на основании соотношения b/t, согласно соответствующим таблицам нормативных документов. Проверка в AQB выполняется при указании записи STRE по следующим вариантам: Только расчет напряжений, проверка соответствия b/t сечениям класса 3

(STRE K F или STRE A F); Проверка в стадии полной пластической деформации с упрощенной

оценкой взаимного влияния нормальный и касательных напряжений (STRE D или STRE A)


www.pss.spb.ru 16

Проверка напряжений, а в повторном цикле — определение коэффициентов использования полностью пластически деформированных поперечных сечений. Соотношение b/t ограничивается требованиями к классам сечений 2 или 3 в зависимости от соотношения действующих напряжений и предела текучести (STRE C).

Для расчета по предельной упруго-пластической стадии изначально устанавливаются коэффициенты использования по отдельности для всех внутренних усилий в сечении, после чего рассматриваются линейный, а затем и более сложные взаимодействия усилий. Правила EC3 / BS используются для классов поперечного сечения 1 и 2. DIN 18800 использует несколько другие формулы взаимодействия, однако позволяет и применение других соотношений. Если V/Vrd > 0.5, пластические моменты и нормальные силы будут

уменьшены коэффициентом, который получается из части поперечной силы:

ρ= (2⋅V /V pl ,d− 1)2 ; a= Av / A= √3⋅V pl / N pl M rеd = M pl ,d⋅(1.− ρ) N rеd= N pl⋅(1.− a⋅ρ)

Затем устанавливается взаимосвязь между значениями продольной силы и момента. Дополнительно оценивается линейная взаимосвязь согласно уравнению 6.2, однако во избежание отрицательных значений коэффициента использования n = N/Nplas > 1 используется более общее уравнение 6.36:

M nv= M rеd⋅(1− n) /(1− 0,5a) M

M nv= M

M rеd⋅(1− 0,5 a)+ N

N pl< 1

или соответственно (поперечный изгиб двутаврового профиля)

M nv= M rеd⋅[1− ((n− a)/(1− a))2] или соответственно (труба круглого сечения)

M nv= M rеd⋅1,04(1− n1,7)< M rеd На последнем шаге двухосный изгиб учитывается взаимодействием,

основанным на переменных показателях степени (прямоугольные сплошные или полые профили, круглые трубы, двутавровые профили).

Согласно DIN 18800 (755) и OEN 4300 предусмотрено ограничение пластического момента в 1,25 раза от упругого предельного момента. Это автоматически учитывается при выборе соответствующих норм. Если


www.pss.spb.ru 17

пользователь хочет отказаться от этого (например, в случае расчета неразрезной балка с постоянным поперечным сечением без расчета на устойчивость по деформированной схеме), то он может достигнуть этого либо выбором других норм проектирования, либо назначением поперечному сечению кривой устойчивости типа 0.


www.pss.spb.ru 18

2.3.2. Предел устойчивости Потеря устойчивости возникает, когда в конструктивном элементе при заданной нагрузке при очень маленьком дополнительном отклонении возникают значительные отклоняющие силы, которые могут привести к сильному возрастанию перемещений и таким образом к отказу конструктивного элемента. Для расчета устойчивости принципиально имеются 2 метода. Во-первых, проверка на отдельном характерном стержне, в которой, однако вычисление свободной длины стержня может представлять проблему. Во-вторых, проверка на полной системе согласно теории 2 порядка с требуемыми несовершенствами (эксцентриситетами). Программное обеспечение SOFiSTiK принципиально ориентировано на второй случай, тем не менее, остаются еще 2 исключения из общей концепции: Проверка для стержней с осевым сжатием согласно DIN 18800 часть 2 / EC3 также занесена в AQB при расчете напряжений, так как она обычно применяется для расчета на устойчивость в плоскости, перпендикулярной к плоскости конструкции, и для отдельных стержней ферм. Тем не менее, для этого коэффициент свободной длины должен быть задан пользователем вручную. Проверка происходит по степени использования критической силы при продольном изгибе:

a= Nk⋅N plas

�1

Расчет на устойчивость при изгибе с кручением возможен только для характерной балки и выполняется в модуле BDK

2.3.3. Особенности EC 9 Для алюминиевых сплавов уменьшение толщин листов в зонах сварного шва согласно таблицы 5.2 или ввиду потери устойчивости по пункту 5.4.5 следует предпринимать уже в модуле AQUA. Так же коэффициент h согласно пункту 5.4.3 должен учтен в AQUA. EC 9 в главе 5.6 применяет унифицированный формат расчета по допускаемым внутренним усилиям в сечении с коэффициентом формы α, который включает все пластические эффекты или потерю устойчивости. Для этого нужно сначала устанавливать нормальные напряжения в поперечном сечении для всех металлических листов, чтобы найти наибольшую гибкость и только тогда можно выполнять упруго-пластический расчет с понижающими коэффициента-ми (STRE C). Альтернативно возможно использовать для поперечных сечений класса 3 или 4 классическую проверку (α = 1.0).


www.pss.spb.ru 19

2.4. Внутренние напряжения (ползучесть и стадии монтажа) Определение собственных (начальных) напряжений в поперечном сечении может выполнено различными способами, которые все ведут к распределению напряжений, которые в целом находятся в равновесии. Ими являются, в частности: Усадка; Ползучесть; Релаксация в напрягаемых арматурных элементах; Неравномерные температурные деформации; Напряжения из предыдущих стадий монтажа;

На первом шаге все эффекты в поперечном сечении нужно рассматривать по отдельности. Эта задача уже сама достаточно сложная. Исходными параметрами являются, например, напряжения от стадий монтажа, возраст бетона, влажность воздуха и температура, сорт цемента и т.д. и т.д. Результаты - это деформации и напряжения в поперечном сечении. Следующие из этого деформации (нагрузки растяжения и изгиба) дают в итоге во втором шаге при статически неопределимых системах вторичные внутренние усилия и таким образом новые напряжения в поперечном сечении, которые устанавливают обратную связь (сравнивают с напряжениями) в конце первого шага. Если разница большая, нужно выполнять расчет в приращениях на нескольких шагах по ползучести. Более мелким разбиением всего процесса получают более точные результаты, результат сходится таким образом - в рамках исходных величин – к точному значению. Зная развитие напряжения во времени можно сделать процесс интегрирования точнее введением коэффициента релаксации. Эти значения (от 0.5 до 1.0) вычисляются для потери напряжений в бетоне со временем из-за уменьшения усилия предварительного напряжения, и не должны смешиваться с собственно релаксацией напряжения в напрягаемых элементах. Для очень простых отдельных сечений может быть достаточно уменьшить действующие силы во столько же раз во сколько уменьшается преднапряжения Результаты сохраняются как случаи нагружения. Поэтому расчеты могут проводиться на 999 интервалах.


www.pss.spb.ru 20

2.4.1. Усадка Усадка определяется сокращение объема ненагруженного бетона передачей влажности при высыхании. Без арматуры и внешнего стеснения это только вызвало бы напряжения из-за неравномерного высыханием с поверхности. Тем не менее, арматура препятствует этим деформациям и создает вследствие этого напряжения растяжения в бетоне, тем большие, чем большее количество арматуры имеется. Величина конечного значения деформации усадки определялась в DIN 4227 в таблице 7 в случаях от 1 до 4 («сухо/влажно» против «толсто/тонко»). Согласно рис. 3 имеется также зависимость во времени этих коэффициентов от эффективной толщины тела. Однако, как правило, принимается одинаковая временная функция для ползучести и усадки. По отношению к ней еврокод EC2 в дополнении A1 предусматривает подробное описание формулы, которое также полностью реализовано в AQB. Так как эффективная толщина тела определяется в AQUA либо точно, либо как 2A/U, стал возможным полный расчет. Несколько других норм расчета также были реализованы (например, AS 5100), однако, они не предлагают обычно полный объем еврокода. (Дальнейшее смотри запись EIGE) При введении DIN 1045-1, специальных докладов DIN или OENORM 4750, и соответственно проекта EC 2 действие еврокода распространено для высокопрочного бетона. Усадка разделяется для этих материалов теперь согласно выпуска 525 DAfStB на сжатие при высыхании и усадку.


www.pss.spb.ru 21

(11)

2.4.2. Ползучесть Деформация ползучести определяется из выражения:

ϵ= φtσb

Eb (12)

Указание значения ϕ всегда должно быть связано с модулем упругости E. В общем это относится к стандартному значению секущего модуля (например, DIN 4227 таблица 6). Тем не менее, EC2 и DIN 1045-1 используют значение этого параметра в возрасте 28 дней. Поэтому AQB пересчитывает эти коэффициенты ползучести по отношению к заданному параметру Eb. Коэффициент ползучести имеет значение для сжатого бетона. При растяжении снижение производится в AQB в зависимости от величины растягивающих напряжений в центре тяжести частного поперечного сечения. Ползучесть включает не только постоянные, но и обратимые части деформации. Последние называются задержанными во времени упругими деформациями. В случае изменения нагрузки в таком случае всегда имеют место 3 слагаемых:

ϕk= ϕ f , k+ 0,4⋅kv (t− t k )−∑i= 1

k− 1

0,4⋅kv (ti− tt− 1)⋅kv (t− t i) (13)


www.pss.spb.ru 22

Если установленная нагрузка действует в первой части, то воздействие рассчитывается до конца интервала как пластично текучая часть и упругая часть, задержанная во времени (кривые 1 и 2). В то время как пластическая часть принимается неизменной на всех следующих интервалах ползучести, упругая часть, задержанная во времени, возвращается. Во второй части действует теперь общая нагрузка с соответственно новыми коэффициентами ползучести. Все коэффициенты самостоятельно устанавливаются программой посредством введенных данных окружающей среды, временных интервалов и эффективной толщины тела. Однако, пользователь может непосредственно определять условие текучести. Упругая часть, задержанная во времени, самостоятельно устанавливается программой по заданной величине эффективного возраста бетона (см. комментарии к предложению STRE). В EC 2 и соответственно DIN 1045-1 (выпуск 525) это решение оставлено в пользу старой концепции. Однако для этого все коэффициенты из условий среды вычисляются в форме:


www.pss.spb.ru 23

(14) Эти факторы действительны для напряжений ниже 0.45fck или 0.40 fcm. Для более высоких напряжений коррекция основных коэффициентов ползучести указана в коде модели CEB или в EC 2 часть 1-3:

¿

ϕ0,k = ϕ0⋅e1,5(k 0− 0,45) ; kσ=

∣σc , perm∣

f cmj

(15)

Эта коррекция производится только в целом для материала с центральным (осевым) напряжением частичного поперечного сечения, поэтому, если необходимо, нужно строить поперечное сечение из частей из разных материалов. При суммировании принимается закон суперпозиции. Можно с этим отслеживать нагрузку одинаково хорошо 2 различными способами: Отслеживать каждое нагружение согласно формулы (13) до конца

временного интервала. Последовательно нагружать и разгружать конструкцию на каждом

временном шаге Предложенный подход для рассмотрении разных фаз возможен только при вычислении приращений напряжений. При разгрузке используется аналогичная формула с большим количеством значений.


www.pss.spb.ru 24

(16)

2.4.3 Релаксация напряжений в стальных напрягаемых элементах Релаксация напряжений в стальных напрягаемых элементах учитывается следующим способом. Первый фактор получается из действующего напряжения стальной напрягаемой арматуры за время 1000ч. Эти константы материала были определены уже при вводе материала в AQUA. AQB учитывает изменение исходного напряжения итерационным путем. Ниже 0.55 fpk релаксация в основном не происходит. Второй фактор получается из промежутка времени. Пользователь может указать этот фактор явно или рассчитать по 2 вариантам: CEB 1990 таблица 2.3.1 или проект 2 EC2 таблица 3.6 Версия EC2 в 1992 таблица 4.5

Так как проект 2 EC2 принял значения модели CEB, второй вариант используется только при явно заданной и стали EC с датой появления норм до 2000. Французские нормы BPEL 91 предусматривают в приложении 2 комплексную формулу, которая непосредственно устанавливает потерю в зависимости от параметров 0.70 fpk, напряжения и времени.


www.pss.spb.ru 25

2.4.4. Численная реализация Для изменения напряжений вследствие ползучести и усадки определяется согласно формулировки Троста с коэффициентом релаксации p =0.80:

Δσ z= Ez⋅Δϵ− σrelax (17)

Δσb=Eb

1− ρϕ⋅Δ ϵ−ϕ⋅σb− ϵs⋅Eb

1− ρϕ (18)

Для растяжений вследствие ползучести и усадки билинейное изменение деформации принимается при гипотезе плоских поперечных сечений:

Δ ϵ= Δϵ0+ y⋅Δ ϵ y+ z⋅Δ ϵz (19) Величина относительной деформации получается из условия равенства суммы нормальных сил и соответственно моментов отдельных элементов поперечного сечения в статически определимой конструкции нулю. Таким образом, решается система уравнений с 3 неизвестными и вычисляются внутренние усилия в отдельных частичных поперечных сечениях. Результатом этого расчета являются внутренние напряжения всех напрягаемых арматурных элементов и всех элементов поперечного сечения, которые сохраняются в базе данных и учитываются для последующего расчета напряжения или внутренних сил в сечении в статически неопределимой несущей конструкции пролетного строения. Эти внутренние напряжения не сохраняются как нормальные внутренние усилия в сечении, так как при составных поперечных сечениях имеются в наличии значения от каждого материала и поэтому остаются не активными. Полные суммарные собственные (вторичные) напряжения вычисляются. Они равны нулю в нормальных композитных поперечных сечениях. При поперечных сечениях предварительно напряженного железобетона значение получается, тем не менее, при распечатке внутренних усилий в сечении и добавляются при всех расчетах по предельным состояниям II группы. При расчетах по I группе предельных состояний внутренние напряжения учитываются для каждого материала раздельно. Сумма внутренних напряжений в таком случае не участвует в расчете напряжений. Расчет статически неопределимых усилий в простых случаях в отдельном поперечном сечении (если конструкция имеет одно постоянное сечение) может непосредственно производиться с использованием CTRL EIGE 4, которые определяются в том же отношении как статически определимые усилия. Тем не менее, для всей несущей конструкции нужно выбрать более общий путь и сохранять возникающие деформации при помощи записи CTRL EIGE 1 как нагрузки в базе данных и определять статически неопределимые усилия с использованием STAR2/ASE. Поскольку этот метод расчета ползучести


www.pss.spb.ru 26

основывается на начальных напряжениях (метод Эйлера), для получения корректных результатов необходимо рассматривать несколько стадий ползучести. Также нужно обращать внимание на то, чтобы стержень содержал достаточное количество сечений Согласно той же методике могут учитываться также начальные напряженные состояния, которые получаются, например, из сборки поперечного сечения или от внутренных температурных напряжений.


www.pss.spb.ru 27

2.5. Расчет железобетона Расчет нелинейных напряженных состояний – это предпосылка всех дальнейших расчетов при учете свойств материала. В противоположность более общему случаю, представленному в следующей главе, при расчете используются только заданные предельные деформации, однако, необходимое для этого содержание арматуры неизвестно. Определение арматурного распределения является в целом одной существенно более сложной задачей, так как здесь необходимо обращать внимание на дополнительные эмпирические правила различных норм. Свойства материала должны различаться согласно того, должны ли лежать они наиболее близко к реальности (например, для динамических или деформационных расчетов) или должны использоваться с коэффициентом надежности для расчета несущей способности. В то время как предыдущие коэффициенты надежности выделялась скорее случайно один по нагрузке и один по материалу, более точное разделение предусмотрено в более новых нормах (еврокод) между коэффициентом надежности по нагрузке и коэффициентом надежности для материала. Так как коэффициенты надежности материала все еще зависят от характера нагрузки и типа расчета, они точно определяются в AQB. Расчеты в AQUA могут учитываться дополнительно. Предварительное напряжение может учитываться в основном 2 методами. Либо исключаются из внешних сил и моментов статически определимая часть предварительного напряжения и начальных напряжений в сечении и задают преднапряженные арматурные элементы с соответствующей начальной деформацией, либо позволяют всем внутренним усилиям в сечении действовать и рассматривают только прирост напряжений. Оба процесса вполне равноценны. AQBS использует первый метод при предельном расчете, и второй метод – при расчете деформаций Предварительное напряжение напрягаемых арматурных элементов используется с их значениями согласно ползучести и усадки и учитывая декомпрессию внутренними усилиями в сечении поперечного сечения нетто. При этом начальная деформация исходя из действительных значений внутренних усилий в сечении и умножается затем в целом на коэффициент предварительного напряжения.


www.pss.spb.ru 28

2.6. Определение необходимой арматуры

2.6.1. Продольное армирование Арматура в AQUA располагается в слоях. Арматура слоя считается растянутой, если центр тяжести всей арматуры лежит на стороне растяжения от центра тяжести сечения. Арматура с центром тяжести на другой стороне рассматривается как сжатая арматура. Виды слои имеют следующие значения:

М Минимальное армирование Слой всегда учитывается по крайней мере, с заданным количеством. Минимальное армирование в зоне сжатия, тем не менее, устанавливается, даже если соответствующая арматура растяжения имеется в наличии. Если минимальная арматура не добавляется, то максимальную арматуру нужно ставить равной минимальной арматуре.

Z Дополнительное армирование Слои этого типа могут активироваться или нет. Слои в принципе равноценны, номер служит только для идентификации. Значение площади арматуры служит только для определения арматурного коэффициента между отдельными положениями и не является показателем минимального армирования. Если дополнительная арматура не может превосходить определенное значение, то нужно задавать соответствующую максимальную величину значения.

S Последовательные слои армирования Этот вид слоев служит управлению для последовательного наполнения арматурных слоев, как это известно из более старых программ. При достижении максимального значения обращаются к следующему ближайшему номеру слоя. Арматура слоя 0 может быть задана как минимальное армирование (М), все другие слои должны быть типа S и не иметь никакой минимальной арматуры.

Арматура с одинаковым номером слоя всегда повышается с одинаковым коэффициентом. Максимальный коэффициент задается первым приближением максимальной арматуры в слое. Минимальный коэффициент - это ноль для слоев S, Z и 1 – для слоев минимальной арматуры М. Для определения минимальной арматуры статически необходимого поперечного сечения никакие максимальные величины не устанавливаются. Итерационным методом должны определяются деформированное состояние и распределение арматуры, которые отвечают внутренним и внешним усилия в сечении. Класс возможных деформированных состояний ограничивается тем,


www.pss.spb.ru 29

что используются только лишь предельные деформированные состояния. Количество неизвестных в плоскости деформирования уменьшается вследствие этого до 2. Тем не менее, дополнительно неизвестные коэффициенты арматурного распределения добавляются, так что, как правило, в распоряжении находится больше неизвестных, чем условий для решения. Поэтому задачи с более чем одним арматурным слоем не всегда однозначно разрешимы. Также со всеми возможными дополнительными условиями (3) однозначно разрешимы максимум от 4 до 6 слоев в зависимости от диапазона относительных деформаций. Процесс протекает в 2 стадиях. Во внешнем круге предельное деформированное состояние находится итерационно BFGS – методом, как описано в предыдущем разделе. Сначала пытаются, как правило, вызывать равновесие при варьировании

деформации от 3.00 (оптимальная деформация растяжения S1) до -3.50 (максимальная деформация сжатия C1) и варьировании распределения армирования. Если это удается при соблюдении предельных условий, то оптимальное решение найдено. Если это не удается, то дальнейший образ действия устанавливается в зависимости от нормальной силы.

При сжимающем нагружении деформация на стороне растяжения уменьшается до тех пор пока равновесие не достигается.

При растягивающем нагружении равновесие ищется по очереди при следующих распределениях деформаций:

a) Осевая деформация 5.00 промилле b) Деформация сжатия между 0 и -3.50 промилле c) Деформация растяжения между 3.00 и 5.00 промилле d) Полностью растянутое поперечное сечение с переменной

деформацией растяжения Рациональное арматурное распределение ищется во внутреннем цикле задачей о квадратической оптимизации для минимизации погрешности между внутренними и внешними усилиями в сечении с вспомогательными условиями для необходимой арматуры. Сжатая арматура вводится по величине, не превышающей максимальную

растянутую арматуру. Это требование DIN обобщается принятием предположения, что общий центр тяжести арматуры лежит на растянутой стороне поперечного сечения от его центра тяжести. Это положение эквивалентно требованию минимальной деформации согласно некоторых норм проектирования.


www.pss.spb.ru 30

Если минимальная арматура определена в базе данных из предыдущих расчетов, она учитывается в этой части расчета, что не нарушает предыдущего абзаца.

Даже с этими ограничениями задача все еще может быть неоднозначной. Если, например, несколько слоев принимаются в расчет как растянутая арматура, то распределение арматуры руководствуется определенными основными значениями стальных площадей. Так как это, как правило, не желательно, программа дополнительно использует расстояние арматуры от нейтральной оси и момент инерции площадей относительно нейтральной оси. Для этого формулируется вспомогательное условие, которое сильнее учитывает арматуру, расположенную дальше от нейтральной оси. Если два слоя имеют одинаковое расстояние от нейтральной оси, с ними обращаются равнозначно. Если слой имеет расстояние от нейтральной оси нуль, то он вообще не учитывается. Между этими обеими крайними ситуациями используется интерполяция. Так слой, который лежит вдвое ближе к нейтральной оси, чем другой, может увеличиться, например, до половины значения внешнего слоя. Если центр тяжести одного из слоев расположен снаружи совсем (на самом дальнем краю), рассматривается только расстояние до центра тяжести; если все слои имеют расстояние от центра тяжести нуль, то рассматриваются только радиусы инерции (√I/A). Также это условие интерполируется линейно между крайними значениями. В дальнейшем условие тем строже формулируется, чем дальше арматура располагается от нейтральной оси в поперечном сечении. Это вспомогательное условие влияет не на площадь арматуры, а на факторы увеличения. Поэтому изменение заданных в AQUA параметров AS будет иметь определенное влияние на арматурное распределение. Процедура активации последовательности номеров слоев, принятая в старых версиях, не может учитывать переменные нагрузки так же хорошо. В особых случаях как например многослойная периферийная арматура (по объему) или дополнительное сгущение, этот метод может быть применен заданием последовательных номеров слоев в AQUA. В этом случае все слои рассматриваются в отдельности. Слой i добавляется только, если слой i-1 достиг его максимальной величины. Если слой не пригоден (например, сжатая арматура), его могут игнорировать. Наряду с данными для распределения арматуры из программы поперечного сечения имеются еще параметры, в частности, на минимальные арматуры, которые управляются через DESI. Программа делает различие между изгибаемыми и сжатыми элементами. Граница устанавливается либо ориентацией к направлению силы тяжести, либо точным значением относительного эксцентриситета нагрузки e/d (например, 3.5) или явным указанием.


www.pss.spb.ru 31

Для обоих типов может задаваться по одной величине конструктивной арматуры. Это важная опция при исследованиях равновесия. Кроме того, для сжатых элементов может учитываться минимальная арматура статически необходимого поперечного сечения. Эти минимальные арматуры считаются равными для всех поперечных сечений во время расчета и задаются процентом площади поперечного сечения. Новая арматура принимается большей из: Необходимой арматуры текущего расчета Конструктивной минимальной арматуры Минимальной арматуры статически необходимого поперечного сечения Минимальной арматуры, определенной в программе поперечного сечения Уже собранной минимальной арматуры

Таким образом, найденная арматура положена в основу дальнейших расчетов.

2.6.2. Минимальная арматура статически необходимого поперечного сечения

Минимальная арматура статически необходимого поперечного сечения является применимой для сжатых элементов. AQB узнает сжатый элемент либо по явно заданной величине в записи BEAM, либо по ориентации относительно к направлению силы тяжести или в зависимости от расчетного случая по относительному эксцентриситету e/d < 3.5 и предельной осевой силе NGRE (запись CTRL). Минимальная арматура согласно DIN вычисляется так, что сначала принимаемые внутренние усилия в поперечном сечении с соответствующей арматурой (например, 0.8%) устанавливаются и затем в отношении относительной несущей способности арматура сокращается. Напротив, минимальная арматура для сжатых элементов по согласно EC 2 учитывается абсолютно как указано ниже:

AS ,min= min (0,15⋅N /βs ;0,03⋅Ac) Как минимальное, указанное армирование устанавливается в одном слое только если этот слой — единственный, или в слое с минимальным армированием в случае нескольких слоев или в дополнительном слое при поперечных сечениях только со слоями типа (S). При этом указанные максимальные величины слоев игнорируются. Если несколько слоев включаются, то критерии предыдущего раздела привлекаются к выбору слоев. Наиболее удаленная арматура предпочитается.


www.pss.spb.ru 32

Если относительная несущая способность определена, каждый слой уменьшается, причем соблюдают введенную минимальную величину. Если минимальная арматура была достигнута исключительно односторонне лежащим слоем, минимальные коэффициенты армирования не могут быть достигнуты при сокращении согласно этого метода при определенных обстоятельствах. Альтернативный процесс, который предоставляет преимущество абсолютной стальной площади, может вести к серьезным просчетам и поэтому не имеется в распоряжении. Ясно доступные результаты получают, если только слой с минимальной арматурой = максимальной арматурой определяется с допустимым распределением и относительно малой общей массой стали и все дополнения лежат в отдельных слоях. Программа изменяет тогда минимальную арматуру на необходимое значение.

2.6.3. Разделенные поперечные сечения DIN 1045-1 содержит в разделе 10.2 (6) пункт согласно того, что деформацию в середине плиты разделенных поперечных сечений нужно ограничивать значением εс2. Это правило проверяется в AQB во всех средних точках сдвиговых разрезов с типом FLAN. Оно учтено в AQB посредством того, что максимальная деформация сжатия соответствующим образом ограничивается. Если, тем не менее, это не желательно, то вводом явного значения DESI C1 можно деактивировать это свойство. Тогда остаются 2 возможности: Если не определено иначе, AQB проверяет величину относительной

деформации и печатает соответствующее сообщение об ошибке, если это значение превышает предельное по кривой напряжение-деформация.

В критических случаях, если последнее запись этого параграфа хотят учитывать, согласно того, как стенку балки нужно устанавливать в одиночестве с общей максимальной предельной деформацией как нижняя граница, нужно деактивировать участки плит с использованием стадий монтажа, либо определять особенным материалом, не имеющим прямоугольной области на диаграмме напряжения-деформации.


www.pss.spb.ru 33

2.6.4. Неармированные поперечные сечения Расчет подходит также для неармированных поперечных сечений. Программа устанавливает тогда внутренние усилия в сечении, которые находятся в той же пропорции друг относительно друга как внешние силы и моменты. Коэффициент надежности должен определяться в зависимости от норм. Программа фиксирует тогда относительную несущую способность и печатает предупреждение, если она меньше 1.0. Также происходит указание, если деформация в центре тяжести будет положительна, то точка раскрытия трещины находится ниже центра тяжести.

2.7. Расчет на сдвиг Расчет на сдвиг согласно фахверковой (каркасно-стержневой) аналогии - это основа всех более новых вариантов национальных норм. Так как имеющаяся продольная арматура оказывает существенное влияние на расчет, AQB вычисляет максимальное армирование вдоль балки или пролета до начала проверки на сдвиг, (см. запись REIN). При этом основой всех расчетов на сдвиг всегда является поперечная сила Т, действeющая в стенках эквивалентного полого или открытого тонкостенного поперечного сечения, значение которой может быть получено по трем различным теоретическим формулам: Наиболее используемая формула для сечения с трещиной использует

плечо внутренних сил и эмпирическое снижение значений на основании соотношения разделенных сжимающих или растягивающих усилий.

E= Vz⋅∣Zi

Z−

Di

D∣+M t

2Ak (20)


www.pss.spb.ru 34

Для двухосного изгиба V принимается с безопасной стороны как нормаль вектора поперечной силы (Vy, Vz). Z и Zi являются соответственно значениями полного и частного растягивающих усилий в отсеченной части сечения. D и Di соответственно значениями сжимающих усилий. Плечо внутренних сил z может быть получено из расчета на изгиб или отдельно определено в AQUA. В таком случае пользователю необходимо учитывать, что установленное минимальное армирование параллельное оси стержня сокращает величину плеча и в связи с этим в некоторых случаях результаты местного расчета могут оказаться не репрезентативными. AQB таким образом достается целая серия правдоподобных расчетов.

Для расчета плит некоторые нормы проектирования рекомендуют более общий метод, основанный на разнице продольных усилий:

T = Δ Fh f⋅Δ x (21)

Такой более общий подход так же применим к расчету стенок, но не допускается в случае предварительно-напряженных пучков, переходящих между раздельными частями двух сечений.

В то же время имеется возможность расчета сдвиговой деформации на основе теории упругости, учитывая снижение её в зависимости от соотношения плеч для состояния сечения с трещинами и без. Это решение используется в тех случаях, когда два других метода дают различные результаты или не могут быть реализованы.


www.pss.spb.ru 35

Поперечная сила T определяется таким образом как суммарная амплитуда касательных напряжений по ширине b0 трещины. Никакое уменьшение отдельных нагрузок вблизи к опорам не происходит. Наклон сжатых полос обозначается θ (ранее α), Наклон хомутов к площади сечения α (ранее ß). Растягивающая сила в стержнях вычисляется, учитывая нормальное напряжение σq перпендикулярное сечению согласно

Zb=T + σq⋅cotΘ

sin α⋅(cotΘ+ cotα) (22)

Соответствующая нагрузка в продольном направлении получается согласно:

Z 1= V⋅(cotΘ− cotα ) (23) Эта сила вводится в расчет как дополнительная осевая сила, которая ведет к увеличению, в частности, арматуры в растянутой зоне. Вместо этой силы также возможно непосредственно указание величины наклонного разреза. Это управляется вводом CTRL VM. Наклонные главные напряжения сжатия от кручения и поперечной силы устанавливаются согласно:

σ II=σ x⋅cosα− sinα⋅τu

sinΘ⋅sin (Θ+ α ) (24)

Комбинированные главные напряжения сжатия от кручения и поперечной силы определяются при соответствующей нагрузке в том же направлении согласно:

σ II=∣σ II ,V∣+∣σ II ,T∣−σ II ,V⋅σ II ,T⋅sin2(ΘV− ΘT)

σ II ,V⋅sin2(ΘV )+ σ II ,T⋅sin2(ΘT ) (25)

При уравновешивающих (нейтрализующих) сдвиговых нагрузках главное сжимающее напряжение и арматура хомута вычисляется от стержня со средним наклоном сжатой полосы и суммарной сдвиговой нагрузки. Проектировщик должен убедиться, находится ли это во всех случаях в согласии с нормами. В то время как EC 2 специально предусматривает это, старые нормы DIN, тем не менее, предписывали раздельные вычисления, которые не во всех случаях (например, при наклонных хомутах) ведут к рациональным результатам.


www.pss.spb.ru 36

Уменьшение ширины стенки сдвигового сечения может определяться в AQUA для учета ослабления незаполненными каналами. Если это нормы позволяют, AQB всегда пытается обходиться наименьшим наклоном сжатой полосы. Если минимальная арматура связи, тем не менее, не использована, то угол принимается таким крутым, чтобы обеспечить наименьшие продольные силы. Более высокие значения могут вычисляться также явно в записи DESI. Суперпозицией (одновременным применением) вычисленной арматуры управляют в записи REIN. AQB может обращаться также с многими случаями двухосного нагружения на сдвиг, однако подобные результаты не должны вызывать доверия, особенно, если результирующая сдвиговая сила не перпендикулярна нейтральной оси. В таком случае приемлемый расчет возможен только с использованием пространственной каркасно-стержневой нелинейной модели.

2.7.1. Расчет на сдвиг согласно норм проектирования Различия отдельных норм основываются, в том числе на том, в ограничении наклон сжатой полосы и части поперечной силы, которая должна быть воспринята. Как правило, имеется доля бетона и доля арматуры в несущей способности на сдвиг. Проблематично, что большинство норм проектирования ориентируются на прямоугольное поперечное сечение. Проверка тогда основывается либо на допускаемых напряжениях, либо на сравнении полной расчетной сдвиговой силы или крутящего момента с предельными усилиями. Первый метод расширяется без проблем на любые поперечные сечения, но не экономичен, последний метод реализуем для комплексных поперечных сечений только с исключительно высокими затратами. Метод AQB лежит между ними и принципиально предусмотрен в EC2 и соответственно DIN 1045-1 при взаимодействия поперечной силы и кручения. Проверка поперечной силы происходит, например, согласно фахверковой аналогии с переменным углом наклона сравнением расчетной поперечной силы VEd с несущими поперечными силами сжатых полос VRd c и арматуры VRd s. AQB работает однако, с распределенными внутренними силами на сдвиг (кН/м). Где даже нормы проектирования используют значения V=b*h* ... или V=b*d* .. или V=b*z .. AQB применяет распределенную величину на сдвиг Т =V / h и V/d и V/z и соответствующие напряжения на сдвиг. AQB распечатывает соответствующие этому проверочному расчёту необходимую арматуру и допустимое главное напряжение сжатия и соответственно напряжение на сдвиг или кручение. Вывод результатов о степени использования сил на сдвиг Ved/VR выполняется только в расширенном выводе результатов.


www.pss.spb.ru 37

Следовательно, проверка несущей способности сжатой полосы определяется либо максимально допустимым напряжением на сдвиг, либо расчетом главного напряжения сжатия. При таком рассмотрении главные напряжения сжатия должны выполнять следующие условия:

σ II ,V�vV⋅ f cd ; vV = 0,7− f ck / 200�0,5 (26)

σ II ,V�vT⋅ f cd ; vT = 0,7 vV (27)

∣σ II ,V

vV f cd∣2

+∣σ II ,T

vT f cd∣2

�1,0 (28)

Если поперечное сечение загружено осевой силой, то нужно снижать в EC 2 допустимое напряжение сжатия с некоторым коэффициентом.

f rеd = min {1,0 ;1,67⋅(1− σcp ,ef / f cd)} (29) Допускаемые касательные напряжения у конструктивных элементов без арматуры на сдвиг (плиты) заданы:

τ1=V Rd1

b0⋅d= τRd⋅k⋅(1,2+ 40μ)+ 0,15⋅σcp (30)

τ2=V Rd2

b0⋅z = f rеd⋅0,5⋅vV⋅ f cd (31)

Необходимая арматура получается из фахверковой аналогии уравнением (22). AQB начинает с нижнего значения наклона сжатой полосы (0.4 или величина ТАНА в записи REIN)) и повышает наклон, если главные напряжения сжатия превзойдены на необходимое значение. Даже если минимальная арматура больше необходимой арматуры, наклон увеличивается, чтобы достигать сокращения необходимой продольной арматуры.

2.7.2. Расчет на сдвиг круглых поперечных сечений При круглых поперечных сечениях AQB принимает как ширину значение согласно статьи Feltham, которая получается из площади выше результирующей силы сдвига и эффективной высоты. Расчет всегда происходит для одноосных результирующих компонент внутренних усилий в сечении.


www.pss.spb.ru 38

Ширина при расчете на сдвиг в круглых поперечных сечениях


www.pss.spb.ru 39

2.8. Проверочный расчёт напряжений с нелинейным поведением материала

2.8.1. Общие принципы Основой многих следующих расчетов является определение напряженного состояния, учитывая свойства материала. C этой целью деформированное состояние должно определяется с описанным в параграфе 2.4 способом под эксплуатационными нагрузками или повышенными эксплуатационными нагрузками. При этом расчете не имеют значения никакие предельные деформации или коэффициенты надежности. Пользователь может предписывать измененный закон материала для этого расчета. Эта задача вообще может решаться только итерационным путем. Для этого уровень деформирования поперечного сечения, который определен деформацией в центре тяжести и кривизнами в обоих направлениях координат, должен изменяться до тех пор пока внутренние усилия в поперечном сечении достаточно точно не будут совпадают с внешним. Для нелинейных итераций применяется так называемый метод BFGS (Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno). Из разницы между внутренними и внешними усилиями в сечении устанавливается направление изменения уровня деформаций и в итерации в этом направлении выполняются, пока деформации не достигнут оптимального точки. Этот процесс называют линейным поиском и могут влиять на его точность посредством ввода некоторых пунктов в записи CTRL. Новое направление определяется в следующем шаге итерации от установленной оптимальной точки при использовании всех до сих пор вычисленных данных. Математическая предпосылка выпуклости значит механически при рассмотрении, что при увеличении изгиба также внутренний момент должен увеличиваться. Если задаются диаграммы деформирования, которые имеют ниспадающие ветви, то решение может быть неоднозначно и процесс, возможно, будет иметь трудности. При вычислении деформаций диаграммы деформирования для стадии эксплуатации или диаграммы деформирования для предельной стадии или расчетные средние диаграммы деформирования могут использоваться соответственно без или с заданными в AQUA коэффициентами надежности. Выбор правильной диаграммы деформирования может быть существенным для результатов, каждый пользователь должен отвечать в конечном счете сам, согласно лучшего знания и совести. В EC2 как руководящие рекомендации установлены следующие положения:


www.pss.spb.ru 40

Определение деформаций и распределение сил должны идти в основном со средними значениями (Ecm, fctm) (A 2.1 (3))

Для связующих конструктивных элементов, т.е. такие, где пониженная жесткость является неблагоприятной, средние значения бетона нужно разделить на коэффициент надежности. (A3.4 (6) и A3.1 (6)). Так как эти коэффициенты надежности не совпадают с коэффициент надежности расчета на изгиб, они должна задаваться вместе диаграммой деформирования в AQUA.

Для выяснения предельной несущей способности нужно использовать, тем не менее, расчетные значения. (A 2.1 (4)).

Для расчета в общей системе уменьшенные коэффициенты надежности для нагрузок могут использоваться, как для бетона (A 3.1).

Проверка учитывает любую рассчитанную необходимую арматуру в сохраненных случаях нагружения. Если ничего не рассчитывалось или заранее не была определена отдельная комбинация внутренних усилий в сечении, то используется вычисленная в AQUA минимальное армирование.

2.8.2. Проверка деформаций Если нормы проектирования требуют точного соблюдения максимальных дефор-маций или проверку максимального удаления нейтральной оси от центра тяжести, эти величины могут быть непосредственно получены из распечатки результатов.

2.8.3. Диапазон напряжений в арматуре Диапазон напряжений в арматуре по требованию вычисляется и контролируется во всех заданных случаях нагружения или комбинациях. Диапазон напряжений получается из максимума и минимума стального напряжения всех арматурных элементов во всех исследуемых случаях нагружения.

2.8.4. Проверка ширины раскрытия трещин Основой расчета согласно многих норм проектирования является расчет ширины раскрытия трещины согласно формулы:

wk= β⋅srm⋅(ϵ sm− ϵcm) (32) где srm – средняя глубина трещины, εsm представляет среднюю деформацию арматуры, εcm – средняя деформация бетона между трещинами и ß опциональный коэффициент надежности (в старых EC2 = 1.7). Необходимая расчетная ширина раскрытия трещины wk назначается в AQB. Сниженный коэффициент для стесненного деформирования для толстых поперечных сечений должен быть определен явным указанием значения.


www.pss.spb.ru 41

Два характерных значения устанавливаются из следующих формул:

srm= k 3 c+ k 1 k 2 k 4⋅D /ρz (33) k1 = коэффициент сцепления (например, 0.8)

k 2=ϵ1+ ϵ2

2⋅ϵ1

Для коэффициента k2 существенно, в какой части принимается меньшее значение ε1. Для «локальных расчетов» необходимо использовать другие правила, нежели для общего поперечного сечения, где очень часто при изгибе независимо от фактической высоты зоны растяжения используется значение k2 = 0.5. k3 = коэффициент, определяемый в национальных нормах (реком. = 3.4) k4 = коэффициент, определяемый в национальных нормах (реком. =0.425) D = средний диаметр в миллиметрах ρz = Коэффициент армирования относительно эффективной площади растяжения

ϵsm− ϵcm=σ s

Es− k t⋅ f ct ,eff⋅( 1

E s⋅ρeff+ 1

Ecm)�0,6⋅σ s

Es (34)

kt = коэффициент для свойств нагрузки (например, 0.4-0.6) (устанавливается из стандартизируемого коэффициента, например, kt = 0.2+0.4 β2, смотри внизу) ρeff = эффективный коэффициент армирования, учитывающий различные свойства сцепления стальной напрягаемой и обычной арматуры

Несколько другие формулы используют DIN 1045-1 и выпуск 525 DAfStB:

srm=d s

3,6ρeff�

σ s⋅d s

3,6%f ct ,eff; k t= 0,4 (35)

Старые EC 2, также как выпуск 400 DAfStB используют несколько другие формулы:

srm= 50+ 0,25k 1 k 2⋅D /ρz (36)

ϵsm− ϵcm=σ s

Es⋅{1− β1⋅β2⋅(σ sr

σ s )2}�0,4⋅σ s

E s (37)

β1 = коэффициент свойств сцепления (0.8 / K1) β2 = коэффициент свойств нагрузки (например, 0.5-1.0)


www.pss.spb.ru 42

σ sr=f ctμ z⋅(1+ (n− 1)μ z) напряжение первой трещины

AQB вычисляет напряжение первой трещины согласно более точной методики, которая учитывает также переменные напряжения растяжения от изгиба.

Другие нормы проектирования как СНиП используют полностью другие формулы или требуют дополнительных условий как напр. шведские BBK. Подробные указания для этого можно найти в следующих разделах, посвященных этим нормам проектирования. Величина эффективной площади растяжения может задаваться для учета отдельных операций в AQUA явно для каждого арматурного элемента. Значение для всей арматуры вычисляется в AQB, уменьшением (ограничением) высота зоны растяжения.

heff = min {2,5⋅(h− d );(h− x) ; h2

} (38)

Уменьшение высоты зоны растяжения до нижней трети не является практическим, так как при действии осевой силы зона растяжения может быть настолько маленькой, что арматура лежит в верхних третях зоны растяжения. AQB ставит здесь высоту минимум 2.0 (h-d) для этой границы. Арматура с разными диаметрами или характеристиками сцепления (например, преднапряженные стержни) учитывается на базе теоретических исследований, согласно которых сумма компонентов образуется из следующей формулы:

∑ aD⋅K1

и эта часть назначается для формулы (36). Требование квадрата боковой длины 30см так учитывается, что для напрягаемых арматурных элементов относительная площадь AR поддается определению. Если эта площадь в сумме станет меньше или равна 0.09м2, то принимается равномерное распределение и преднапряженный арматурный элемент (пучок) вводится с максимальной величиной. При площадях больше 0.09м2 засчитывается только уменьшенная часть 0.09 / AR. Минимальная арматура согласно 11.2.2. DIN 1045-1 и 6.7.3 DIN 4227-A1 может определяется с предложением STRE.

2.8.5. Другие проверки ширины раскрытия трещины Другие формы определения используют допускаемые напряжения в зависимости от диаметра или расстояния арматуры. Оба значения могут определяться в AQUA.


www.pss.spb.ru 43

Старый DIN 4227 использовал формулу для диаметра:

d�r⋅μz

σ s2 ⋅104

(39)

Проверка ведется для полосы между максимально удаленной наружу арматурой и нейтральной осью, однако, не больше чем HMAX (80см). Вся арматура, обычная и преднапряженная, в пределах этой области принимается для вычисления r·μz. Преднапряженные арматурные элементы с немедленным сцеплением вводится с полной площадью, преднапряженные арматурные элементы с последующим сцеплением (видимо, при натяжении на бетон) засчитывается по следующей формуле:

Δ As= uv⋅r z

r⋅d s

4

Требование сторон квадрата 30 см долго так учитывается, что для напрягаемых арматурных элементов относительная площадь AR поддается определению. Если эта площадь становится меньше или равной 0.09 м2, то принимается равномерное распределение и преднапряженный арматурный элемент (пучок) вводится с максимальной величиной. При площадях больше 0.09 м2 засчитывается только часть, уменьшенная с 0.09 / AR. Для напряжения в стали или увеличения напряжения максимум устанавливается в этой области. Дополнительно отдельные арматурные элементы по отношению к частичной площади могут проверяться, если соответствующие значения заданы в AQUA.

2.8.6. Определение нелинейной жесткости Имеются различные возможности учитывать результаты деформированного состояния в итерационном статическом расчете. Общее соотношение

∣k y

k z∣=1

EID⋅∣EI z EI yz

EI yz EI y∣⋅∣M y

M z∣+∣k y , pl

k z , pl (40)

где EID = Eiy·EIz – (Eiyz)2 не может быть вычислено по заданным моментам и кривизнам для всех 5 жесткостей и пластических кривизн. Единственное решение — принять EIyz и пластические кривизны равными нулю и вычислить остающийся секущие жесткости диагонали элементов.

EI z

EID=

k y

M y (41)

EI y

EID=

k z

M z (42)


www.pss.spb.ru 44

Эта методология дает правильные результаты при итерационном расчете во многих случаях. Тем не менее, если EIyz значительно отличается от нуля, определенная жесткость может быть значительно выше упругих параметров. Далее отношение не применимо в этой форме ни при предварительном напряжении, ни при градиентах температуры. Также при поперечных сечениях с трещинами или несимметрично армированных могут возникать такие эффекты, как смещение центра тяжести, которое делает упомянутые формулы непригодными. В основном итерационный расчет конструкции возможен очень многими способами. Поскольку тангенциальная жесткость в приращениях еще не реализована, то имеются 3 варианта для вычисления секущих жесткостей: 1. Секущая Жесткость Из кривизн ky и kz и моментов новая жесткость получается аналогично уравнениям 41 и 42.

Секущая жесткость

Этот процесс является, как правило, самым быстрым. Тем не менее, в области предельной нагрузки может стать нестабильным. 2. Пластические кривизны Жесткость остается неизменной, однако пластические кривизны вычисляются согласно уравнению 40.

Пластическая кривизна

Этот процесс более общий и как правило несколько стабильнее. Это может легко охватывать также косой изгиб и изменения осевой жесткости.


www.pss.spb.ru 45

3. Тангенциальная жесткость Смесь из этих обоих методов является рациональнее всего в большинстве случаев, т.е. определять жесткость как текущую тангенциальную жесткость и рассчитывать по уравнению 40, вводя необходимые пластические кривизны. Независимо от используемых процессов устанавливается автоматическое ускорение или демпинг, которые управляются в некоторых границах. Возможны, в любом случае, еще 3 под-варианта, которые имеют влияние на определение деформированного состояния.

Жесткость при постоянном моменте (SN, КН)

Метод типа N. Уровень деформации изменяется до тех пор, пока внутренние и внешние усилия в сечении не совпадут. Этот процесс приближается к желаемому решению как будто сверху, почему это работает, как правило, хотя быстрее, но при проблемах в непосредственной близости к нагрузке разрушения.

Жесткость при равной кривизне (S1, K1)


www.pss.spb.ru 46

Метод типа 1. Старые кривизны сохраняются, а осевая деформация изменяется до тех пор, пока не совпадут внутренняя и внешняя осевая сила. Из внутренних моментов Мy и MZ, которые являются как правило меньше чем внешние моменты, и старых кривизн тогда получаются новая жесткость и соответственно пластические кривизны. Этот процесс приближается снизу, функционирует поэтому всегда, нуждается, однако, в большем количестве итераций. По умолчанию - это процесс S1 при автоматическом ускорении. При системах с только незначительно использованными поперечными сечениями SN будет вести, как правило, быстрее к результату. При системах, приближающихся к предельной нагрузке, следует переключаться на K1 и, возможно, автоматическое ускорение должно ограничиваться. Влияние осевой силы Для расчета нелинейных эффектов от осевой силы прежние методы типа S подходят только условно, так как для железобетона очень часто вопреки отрицательной осевой силе деформация в центре тяжести будет положительна. Вычисляемая секущая жесткость становилась бы тогда отрицательной. Тем не менее, методы типа K с пластическими деформациями на нейтральной оси функционируют также в этом случае. Тем не менее, расчет не очень прост при статически неопределимых системах, так как эти пластические деформации могут создавать очень высокие осевые силы. По этой причине пластические деформации используются только при расширенном методе K, хотя они также при методах S теоретически могли бы быть назначены. Расчеты с пластическими перемещениями от нормальной силы поддаются учету только с этими методами. Упрочнение при растяжении Для реального определения жесткости необходимо обращать внимание на участие бетона между трещинами (упрочнение при растяжении). В AQB это может учитываться согласно еврокода EC 2 или выпуска 525 определением ширины раскрытия трещины. Вместо деформации в стали при состоянии II (с трещинами) для расчета кривизн используется средняя деформация в стали.

ϵsm= ϵsmr+σ s

E s⋅{1− β1⋅β2⋅(σ sr

σ s )2} (43)

ϵsmr=f ct

Ec = средняя деформация в стали в момент трещинообразования


www.pss.spb.ru 47

В выпуске 525 DAfStB формулы сформулированы точнее. 0�σ s�σ sr

ϵsm= ϵs1 (44) σ sr�σ s�1,3⋅σsr

ϵsm=ϵs2⋅βt⋅(σs− σ sr)+ (1,3σ sr− σ s)

0,3σ sr⋅(ϵ sr2− ϵsr1) (45)

1,3⋅σ sr�σ s� f y

ϵsm= ϵs2− βt⋅¿ (46) f y�σ s� f t

ϵsm= ϵ y− βt⋅(ϵsr2− ϵ sr1)+ δd⋅(1−σ sr

f y)⋅(ϵs2− ϵsy ) (47)

δd - параметр пластичности. Дальнейшие параметры могут быть найдены в разделе по ширине раскрытия трещины. Перемещение огибающей линии растягивающей силы. Определенная мера смещения учитывается также при расчете жесткости уменьшением эффективных напряжений в стали.

2.8.7. Взаимодействие между касательными и нормальными напряжениями

При расчете несущих конструкций пролетных строений в области предельных нагрузок должно учитываться взаимное влияние нормальных напряжений от изгиба и нормальной силы с касательными напряжениями от кручения и поперечной силы. Для этого имеется в наличии ключевое слово INTE, которое может принимать следующие значения:

CTRL INTE 0 не учитывается CTRL INTE 1 изотропное сокращение CTRL INTE 2 решение по закону текучести Прандтля (по умолчанию) CTRL INTE 3 преимущество сдвига


www.pss.spb.ru 48

Подробная теория была опубликована Katz в журнале Der Stahlbau в 1998. Если жесткость на сдвиг и кручение определены в AQUA, тогда они будут уменьшены в пропорции отношения внутренних усилий к внешним и нелинейные жесткости будут сохранены в базе данных. 1. Сплошные поперечные сечения При сплошных поперечных сечениях определенный учет при бетонных поперечных сечениях задан мерой сдвига. Как следующая возможность также уменьшение жесткости кручения и жесткости на сдвиг реализовано с уменьшением нормальной и изгибной жесткостью. Тогда точная теория не предусмотрена. 2. Тонкостенные поперечные сечения При тонкостенных поперечных сечениях все упругое изменение напряжений известно в поперечном сечении. Для каждого элемента тонкостенного сечения (панели) упругие напряжения устанавливаются при определении внутренних усилий в сечении в 3 выбранных точках (Gauss-Legendre точки): Осевое напряжение σ-x постоянно по толщине Постоянное по толщине напряжение на сдвиг от поперечной силы,

сдвигового течения согласно Bredt и вторичного кручения τ-m Увеличение напряжения по направлению к краю от кручения Сен-Венана Δt

Закон течения Мизеса будет определен для точки на расстоянии t/6 от границы с максимальными напряжениями. При течении перераспределение напряжений могло бы возникать из-за ограничения деформирования в пределах поперечного сечения, тем не менее, это может быть учтено только с трехмерным конечно-элементным нелинейным расчетом. Поэтому в AQBS условие течения учитывается в форме упругой части:

α=f y

√σ2+ 3 τ2

При этом для σ нужно использовать упругое напряжение E·e. Затем нелинейные напряжения определяются как упругие напряжения, умноженные на α, и интегрируются раздельно согласно доле внутренних усилий поперечного сечения. 3 различных способа реализованы для вычисления упругой части. По умолчанию - это метод согласно закону течения Прандтля.


www.pss.spb.ru 49

Для вычисления внутреннего момента кручения части открытого поперечного сечения рассчитываются разделено согласно сдвиговому течению Bredt’а. Сдвиговое течение Bredt’а в значительной степени влияет в самом тонком месте в поперечном сечении. Поэтому минимальный коэффициент α всех частей сечения вычисляется со сдвиговым течением Bredt’а и этот коэффициент применяется к общему моменту кручения.


www.pss.spb.ru 50

2.9. Расчет на выносливость

2.9.1. Общие принципы Проверка против усталости выполняется либо в форме определения прочности с накоплением повреждений согласно Палмгрену-Майнеру, которая недоступна в AQB, либо более или менее упрощенно по допустимой амплитуде напряжений или по напряжениям эквивалентного повреждения. Для нагружения предусмотрены обычно специальные транспортные (поездные) нагрузки (например, еврокод LM 3). При таких транспортных случаях нагружения специальные повышения параметров нагрузки задаются с соответствующим ключевым словом FAT в записи LC. Альтернативно используют частые комбинации влияния с нормальными нагрузками. В каждом случае несколько случаев нагружения нужно исследовать и вести следующие вычисления из установленных максимальных и минимальных значений нагрузки. Для бетона в железнодорожных мостах требуются также еще напряжения от постоянных нагрузок. Проверка напряжения на усталость ведется только для всех арматурных элементов и напрягаемых арматурных элементов и отдельных точек напряжения.

2.9.2. Расчет на выносливость согласно DIN 1045-1 / DIN-FB 102 Проверка регламентируется в DIN 1045-1 в части 10.8 или в специальном докладе DIN в абзаце 4.3.7. Имеются 3 возможных формы определения, так как точная проверка усталостных напряжений не имеется в распоряжении, то упрощенными методами согласно 10.8.3 / 10.8.4 соответственно DIN FB 102 управляют через коэффициенты LAMC, LAMT и LAMS записи BEAM. При этом имеются следующие возможности: Допустимая амплитуда для эквивалентного повреждению диапазона

напряжений, полученная из реального диапазона напряжений с поправочными коэффициентами усталости λs или λt или λc, будет использована со значением λ > 0.0.

��equ= �⋅�� (A.106.1)

��t ,equ≤��Rt , k

�f (4.191)

��s ,equ≤��R s ,k

�f (4.191)

�cd ,max , equ

f cd , fat�0.43�1−

�cd , min , equ

�cd , max ,equ≤ 1.0 (A.106.12)


www.pss.spb.ru 51

�cd , max ,equ≤ f cd , fat⋅�1.0− 0.43�1−�cd , min ,equ

�cd , max ,equ�≤ 1.0

Если параметры λ определяются отрицательными, происходит упрощенная проверка по допустимому диапазону напряжений в бетон и арматуре из максимальных и минимальных напряжений частых комбинаций по (DIN 1045-1 10.8.4). Для стальной напрягаемой арматуры предусмотрена модифицированная проверка декомпрессии с 75% предварительного напряжения.

��s�∣�∣⋅��s , k /��70 MPa

�cd ,max

f cd , fat≤ 0.50�0.45

�cd , min

f cd , fat≤ 0.9∣0.8

Деактивация проверки на усталость определением со вводом λ = 0.0. Допускаемые значения диапазона напряжений определяются материалом уже в AQUA, коэффициенты надежности вводятся уже там. Один в записи NSTR для SIGS заданное значение ограничивает верхние допускаемые значения для всех напрягаемых и ненапрягаемых арматурных элементов (например, SIGS 70). Напряжения ненапрягаемых арматурных элементов повышаются с корректирующим коэффициентом η по сравнению с напрягаемыми арматурными элементами из-за разных свойств сцепления. Здесь применяется дополнительная формула:

�=

As z s�Ap z p

As z s�Ap z p��d s

d p

Тем не менее, при этом нужно обращать внимание, что эта формула может привести к слишком высоким значениям, если задана очень маленькая площадь арматуры. Напротив, очень сложной проблемой является определение нагрузки на сдвиг. Как простое решение в DIN предлагается использовать повышенное (измененное) значение угла наклона сжатых полос:

tan�fatique= �tan� К несчастью почти не возможно это значение из расчета на сдвиг для всех отдельных сечений под абсолютно разными комбинациями нагружения и распределением армирования переносить на расчет усталостных напряжений. AQB использует вместо этого фиксированное значение 4/7 для тангенсов, однако, пользователь может задавать вместо этого любое значение вручную.


www.pss.spb.ru 52

AQB использует иначе реальное плечо рычага внутренних сил, которое могло бы быть меньше по сравнению с расчетом в предельном состоянии. Насколько это положение дел допускает "более точный расчет", должно предоставляться пользователю.

2.9.3. Расчет на выносливость согласно DIN 15018/DS 804 Проверка согласно DIN 15018 или DS 804 автоматически выполняется для всех точек напряжения, которые определялись в AQUA соответствующей группой нагружения и случаем разреза.


www.pss.spb.ru 53

2.10. Особенности расчетов согласно DIN Теперь нормы DIN совершенствуются параллельно к еврокодам. Так как старые нормы еще действительны, пользователь должен посвящать особенное внимание выбору методов расчета.

2.10.1. Расчет на сдвиг DIN 4227 Зона a Проверка согласно DIN 4227 Зона a происходит, если проверка напряжения требуется под предельными нагрузками согласно состоянию I (без трещин) с записью STRE. Наклон полос фахверка устанавливается из напряжений согласно состоянию I:

tan�1=�Iu−�yu

�u (48)

tan�= tan�1⋅�1−0.6⋅�ref

�u�≥ 0.4 (49)

Нижняя граница 0.4 для a не применяется при вычислении главных сжимающих напряжений (См. выпуск 320 DafStB (Deutscher Ausschuss für Stahlbeton = German Committee for Reinforced Concrete)). Для кручения устанавливается наклон 45°. Сдвиговая арматура вычисляется для центра сечения из определенной в AQUA эффективной ширины и среднего сдвигового напряжение кручения um,T с

T= τ u ,V⋅tanα⋅bq+ τ um ,T⋅b0 (50) При поперечных сечениях с напряжениями кручения согласно методу интегрального уравнения AQUA выбирает стабильное среднее сдвиговое напряжение, которое может вести к проектированию с незначительным избыточным запасом прочности (например, 3%). Минимальная арматура устанавливается согласно таблицы 5 A1 и комментариям к этому от Tue, König, Pommerening (Bautechnik в 1999) (отличия, в частности, при широких балках). При расчете главных растягивающих напряжений в пограничных точках продольные растягивающие растяжения не рассматриваются (Часть 12.2. (1)).


www.pss.spb.ru 54

Для поперечных сечений, предельное напряжение которых превзойдено (зона B) арматура не определяются при этом расчете, однако, главные напряжения могут вычисляться и распечатываться с ECHO SHEA EXTR. Предельные напряжения проверяются для каждого материала разделено. Правила зоны b всегда применяются к растянутым поясам (п. 12.4.2 (4)).

2.10.2. Расчет на сдвиг DIN 4227 Зона b Проверка согласно DIN 4227 Зона b выполняется, если требуется проектирование на изгиб с арматурой на сдвиг. При расчете согласно DIN 4227 вычисленное напряжение сравнивается с нижним и верхним предельными значениями по проекту. Наклон стержневых полос фахверка определяется: в целом:

tan�= 1.0⋅�1−0.6⋅�max

�u�≥ 0.4 (51)

для рабочих швов (бетонирования):

tan�= 1.0⋅�1− 0.25⋅0.6⋅�max

�u�≥ 0.4 (52)

Для кручения устанавливается наклон 45°. Если арматура на сдвиг требуется, то она выдается и сохраняется. Если проверка согласно зоны a (STRE) выполнена в одном исходном блоке, то так вычисленная арматура не сохраняется если максимальное предельное напряжение не достигнуто. Соответствующие сечения обозначаются A или I (состояние I без трещин) вместо B. Если это не происходило, то все армирование выбирается. Так как предельное напряжение рассчитывается в состоянии I (без трещин) только способом аппроксимации здесь для приведенного поперечного сечения с отклонением в несколько процентов, возможны в редких случаях сечения, которые не будут рассчитаны с запасом в обоих случаях. При поперечных сечениях с несколькими материалами проверяется значение предельного напряжения, номер материала которого был задан в записи SECT. Для сжатых поясов всегда применяются правила зоны a (п. 12.4.2 (6)).


www.pss.spb.ru 55

2.10.3. Определение ширины раскрытия трещины согласно DIN 4227 прил. A1

Определение минимальной арматуры согласно DIN 4227 A1 происходит на основе линейно упругих напряжений и является, поэтому пост-процессорной опцией к шагу расчета STRE. Коррекции, которые были опубликованы Tue/König/Pommerening, учитывались в B. Увеличение минимальной арматуры для широких балок (не для плит) b0>

2d0. Измененное определение d0 для kc (6.7.3).

Следующие предположения дальше должны быть определены: Материал, который показывает самое маленькое напряжение сжатия для

предела LIMA, становится решающим. Направление нейтральной оси устанавливается средним распределением

напряжений, включая все начальные напряжения в этом материале. Коэффициент k интерпретируется как самое тонкое место в поперечном

сечении, которое определяется, кроме всего прочего, из стеновых элементов или разрезов на сдвиг.

Коэффициент kc может быть также отрицателен, тогда вся минимальная арматура деактивируется этим коэффициентом! dO принимается как эффективная высота перпендикулярно к нейтральной оси.

Пропорциональный учет стальной напрягаемой арматуры выполняется по коэффициентам сцепления согласно EC 2, поэтому специальный ввод коэффициентов напряжений сцепления не предусмотрен.

2.10.4. Расчет на сдвиг согласно DIN 1045 (1988) При расчете непреднапряженных конструктивных элементов согласно DIN 1045 области на сдвиг исследуются для балки с заданными предельными напряжениями и снижение касательных напряжений проводится, если соответствующие сечения балки заданы. Никакое напряжение на сдвиг не устанавливается между заданными сечениями балки. Наклон сжатых полос фахверка всегда принимается 45°. Значение ввода TANA интерпретируется как нижняя граница коэффициента снижения. Области на сдвиг учитываются: la. без арматуры (плиты, только прямоугольного поперечного сечения)

�0≤ k⋅�01 �= 0


www.pss.spb.ru 56

Ib. минимальная арматура (балки)

�0≤ �01 �= 0.4�0 II. уменьшенное обеспечение сдвига

�01��0≤�02 �=�0

2

�02≥ 0.4�0

III. Полное обеспечение на сдвиг (только на поперечную силу)

�0≤ �03 �= �0 Кроме того, уравнение (17.1) проверяет дополнительно:

�0

�03�

�T

�02≤ 1.3 (53)

При полностью растянутых поперечных сечениях расчет основывается на вычислении главного растягивающего напряжения в состоянии I (без трещин) без последующего снижения. По причинам численной реализации только сечения, в которых превышен 1/1.75-кратный предел прочности бетона на растяжение, принимаются как полностью растянутые. При полностью сжатых поперечных сечениях расчет также выполняется в состоянии I (без трещин), если это благоприятнее, при этом снижение больше не допускается. Главное сжимающее напряжение, если необходимо проверяется аналогично DIN 4227. При расчете предельных нагрузок ранее заданные предельные касательные напряжения соответствующим образом повышаются.

2.10.5. Расчет на сдвиг согласно DIN 1045-1 (2001) Расчет на сдвиг отличается в нескольких пунктах от еврокода, в частности, минимальная арматура и наклон фахверка ограничиваются иначе.


www.pss.spb.ru 57

2.11. Особенности расчетов согласно OENORM

2.11.1. Расчет на сдвиг железобетона согласно старых OeNORM Расчет согласно старых ÖNORM частично еще имеется в распоряжении. Он выполняется согласно фахверковой аналогии со стандартным расположением 45°. B 4200, B 4250 и B 4253 отличаются в приложении снижения. Нормы предусматривают рекомендации для напряжения τ1. Следующие предельные напряжения определены согласно B4200 как:

T01�2�1�

�V ≤ T02�10�1�

�T ≤ T02�10�1�

�V �T ≤ T03�12�1�

а также уменьшающая (редуцирующая) сила

V red= b0⋅ z⋅�1 По B 4200 рассчитывают:

Минимальную арматуру, если �V≤ T01

V уменьшенную до Vred, если �V≥ T01 and �T≤ T01

полную поперечную силу, если �V≥ T01 and �T≥ T01 По B 4250 вычисляются предельные нагрузки. Величина снижения (редукции) повышается вследствие этого. Для этого отменяется пункт о напряжении кручения.

Минимальная арматура, если �V≤ T01

V уменьшенная до 1.4 Vred, если �V≥ T01 B 4253 больше не содержит никаких параметров редуцирования, для этого наклон фахверка сокращается согласно 12.2.2. (3):

tan α = от 0.6 до 1 .0 при деформации растяжения от 0.0 до 2.5 ‰


www.pss.spb.ru 58

2.11.2. Расчет согласно OENORM B 4700 Новые нормы B 4700 являются " почти еврокодом", но имеют, тем не менее, несколько существенных отличий. Очевиднее всего является различное определения классов бетона, которое учитывается уже в AQUA. Несколько неясным является пункт в 2.4.2. (3). Растяжение в арматуре ни проверяется AQB, и ни ограничивается. Мы полагаем, что условие симметричного армирования в этих случаях в AQB охватит намеченные запросы. Для наклона фахверка (диагонали в стержневой модели – англ.) при расчете на сдвиг принимаются формулы (23) и (24) OENORM. Нижнее предельное значение 0.4 допускается только для непрерывной арматуры. Поэтому оно должно быть задано в записи REIN как SPAN. При расчете эксплуатационной пригодности может использоваться интерполяционный коэффициент между таблицами 7/8 и соответственно 9/10. Таблицы 9 и 10 могут быть дополнены для наименьших напряжений в арматуре на основании теоретических обоснований. B 4750 предусматривает по сравнению с еврокодом и B 4700 коэффициенты A1 до A3 при ползучести, если прочность fcm превышает 35 МПа. Уменьшенные площади преднапряженных арматурных элементов являются всегда полной площадью арматурных каналообразователей.


www.pss.spb.ru 59

2.12. Расчет согласно SIA SIA 162 и SIA 262 отличаются в расчетах незначительно, существенное различие только в параметрах материалов и коэффициентов надежности. Для поперечной силы и кручения наклон фахверка свободно выбирается в SIA 262 между 25 и 45°, максимальная сдвиговая сила получается согласно уравнения (40)

V Rd , c= bw z k c f cd�cos��cot�sin ��sin� (54) Коэффициенты kc устанавливаются на основе распределения напряжении, а также свойства ПОЯС / СТЕНКА. Коэффициент kv для плит без арматуры на сдвиг принимается с 3.0 и повышается соответственно прочности стали и градации продольной арматуры. Модификации для наибольшего волокна нужно задавать вручную. В старых SIA 162 принимается среднее значение допустимого наклона:

tan�=�1��x

2

4�2��x

�2�� (55)

Эта значение может изменяться в пределах от 25 до 65° на 20°. AQB начинает с нижнего значения наклона сжатой полосы и повышает наклон, если главные напряжения сжатия превышены. Коэффициент надежности устанавливается как при расчете на изгиб. Верхняя граница касательных напряжений (3.24.211) равноценна расчету главного сжимающего напряжения:

�II≤�⋅ f cw ,min �= max{0.4 ,0.65− 0.2545

�} (56)

2.13. Расчет согласно французских BAEL Расчет на сдвиг согласно BAEL-91 в формулировке 1999 работает согласно методу разделенных (deductional) напряжений. Допускаемые касательные напряжения зависят от наклона сдвиговых связей (A5.1, 21), равны, однако, для всех нагрузок. Имеется коэффициент k, который модифицирует принимаемую сдвиговую силу бетона (A5.1, 23) в зависимости от осевой силы и изгибных напряжений. Проверка ширины раскрытия трещины выполняется согласно A.4.5.323 контролем допустимого напряжения для арматуры.


www.pss.spb.ru 60

2.14. Расчет согласно итальянским нормам Постановление по министерству 1996 предусматривает расчет согласно EC2 с модификация для итальянских материалов. Однако, исходя из этого, еще старый расчет может использоваться согласно метода разделенных (deductional) напряжений. Специальной опцией является параметр δ, который принимает значения между 0 и 2 в зависимости от величины осевой силы и момента декомпрессии и на который умножается сдвиговая сила, воспринимаемая бетоном. Дальше допустимое сдвиговое напряжение зависит от наклона сдвиговых связей. В этом документе имеется также указание приспособления к старому EC2, которая предусматривает расчет по правилам еврокода с материалами DM-1996. (Коэффициент надежности для бетона 1.6, наклон фахверка 0.5 <tan <1.0 и т.д.) NTC (Технические нормы) 2005 был временным решением, при котором коэффициент надежности материала (1.9/1.5)был связан с кубиковой прочностью бетона Rck. Ширина раскрытия трещин согласно таблицы 5.1-X зависит также от дискретности арматуры и напряжения должны быть проверены в состоянии эксплуатации согласно таблицам 5.1-XI и 5.1-XII, которые зависят от условий среды. Теперь NTC (Технические нормы) 2008 совпадают почти полностью с EN 1992. Некоторое маленькое отклонение получаются только при нескольких константах материала. Тем не менее, формулы для ширины раскрытия трещины могут приниматься только в примечании, в нормах они даже не указаны. Также для нелинейных расчетов никакие детальные указания не были сделаны.

2.15. Расчет согласно испанским EHE На первый взгляд формулы для EHE очень приближаются к немецким DIN 1045-1, однако, в дальнейшем расчет различается так как EHE все еще использует модифицируемый метод (допускаемой раздельной (deduction) сдвиговой силы – англ.). Сдвиговая сила является (для вертикальных связей):

V ≤ V u1= K⋅ f 1cd⋅b0 d⋅ cot�1�cot2

� (57)

V ≤ V u2= V cu�V su= �cu⋅b0 d⋅��z⋅cot�⋅A�

S w⋅ f yd (58)

Первая строка - это проверка главных сжимающих напряжений и отмечается как таковая, если она не соблюдаться. Второе уравнение получит значение τcu из расчета на изгиб, вычитая его из сдвиговой силы, охватывающую остаточную силу со связями. Коэффициент ß получается из наклона фахверка при помощи более сложной формулы. Наклон полос устанавливается итерационно между 0.5 и 2.0. Для самого низкого наклона коэффициент ßо становится 0.0!


www.pss.spb.ru 61

Проверка выполняется масштабированным сдвиговым напряжением V/bd, уменьшенным (разделенным) сдвиговым напряжением τcu⋅ β, а также максимальным допускаемым сдвиговым напряжением на v−u1 = Vu1/bd.

2.16. Расчет согласно датских норм DS Датские нормы отличаются тем, что имеются 6 защитных коэффициентов по материалу, которые комбинируются в единственное значение, когда определяется материал. По умолчанию расчет ведется с прямоугольной-параболической диаграммой, тем не менее, блок постоянных напряжений также имеется в распоряжении. Расчет на сдвиг происходит согласно фахверковой модели, причем максимальный наклон сжатой полосы зависит от наклона сдвиговых связей. Ширина раскрытия трещины вычисляется по сильно упрощенной формуле для модели распределенных трещин.

2.17. Расчет согласно шведских норм BBK Шведские нормы отличаются тем, что имеются 2 коэффициента надежности по материалу, один вводится для собственно материала η γm (= 1.5 для бетона), который задается для материала в AQUA и коэффициента надежности класса сооружения γn, зависящий от типа сооружения, и который определяется при выборе норм проектирования. Таким образом, эти коэффициенты надежности будут предварительно установленными для DESI. Для расчета на изгиб не получаются никакие особенности, при расчете на сдвиг определен метод дедукции (разделения), при котором несущая способность бетона получается согласно предварительного напряжения, осевой силы и имеющейся продольной арматуры. (Части 3.7.3 и 3.7. 4.)


www.pss.spb.ru 62

2.18. Расчет согласно Британского стандарта Расчет на изгиб Британских стандартов не имеет никаких особенностей по сравнению с стандартным методом. Расчет на изгиб с имеющимися законами деформация-напряжение беспроблемен. При определении напряжения для мостов пользователь должен указывать, как правило, явно допускаемые напряжения. Расчет на сдвиг реализован согласно BS 8110 и BS 5400:Part4:1990. Для последних пользователь должен выбрать класс поперечного сечения или сооружения. Тогда необходимо выбрать между: Поперечная сила "сечение без трещин при изгибе (уравнение 28)"

V co= 0.67⋅b⋅h⋅��f t2�f cp⋅ f t�

Поперечная сила "сечение с трещинами при изгибе (уравнение 29), только класс 1 и класс 2

V cr= 0.037⋅b⋅d⋅�f cu�M cr

M⋅V

Отношение Mcr/М образуется только для заданной комбинации внутренних усилий в сечении с осевыми напряжениями. Вместе с тем имеющееся напряжение на сдвиг может быть тогда непосредственно масштабировано.

Сечение с трещинами при изгибе (уравнение 30), только класс 3

V cr= �− 0.55⋅F pe

F pu�⋅�c⋅b⋅d �

M 0

M⋅V

Также для этого случая все обрабатывается через отношение Mo/М, а не V/М. Теоретически отношение V/М должно определяться для каждого набора нагрузок, но это потребовало бы выполнить все суперпозиции (сочетания) в AQB. Мы полагаем, что это определение коэффициента для заданной комбинации является в целом существенным.

Необходимая арматура

min asv=Asv

S v= 0.4⋅ b

�0.87⋅ f yv�

a sv=Asv

S v=�V �0.4⋅b⋅d− V c�

�0.87⋅ f yv⋅d�

a st=Ast

S v= T

1.6⋅x1⋅y1⋅0.87⋅ f yv


www.pss.spb.ru 63

Для плеча рычага d используется строго установка норм как расстояние от сжатого волокна до центра тяжести арматуры. Это значение принимается не меньше чем 0.8·h. Нет никакого прямого указания в тексте норм, содержит ли V/М внутренние усилия в сечении от предварительного напряжения. Согласно тексту норм - это предельные силы сечения ULS (расчет по несущей способности). Так как таблица комбинации случаев нагружения согласно BS не содержит предварительное напряжение с соответствующими коэффициентами надежности, V/М должен быть образован только из внешних нагрузок, что соответствует нашему теоретическому пониманию. Если рассматривать отношение М/Mcr, часть поперечной силы, воспринимаемой бетоном, может стремиться к нулю, если предварительное напряжение и предел прочности на растяжение полностью использованы внешним моментом. Это значит, что в М предварительное напряжение может не учитываться при V - поперечной силе, включая вклад от наклонной напрягаемой арматуры. Вертикальные составляющие внутренних усилий в сечении от наклонной напрягаемой арматуры согласно нормам BS нужно добавлять к сопротивлению Vc0 (без трещин) алгебраически, а к сопротивлению Vcr (с трещинами) согласно нашей точке зрения добавлять не нужно. Для определения арматуры V предварительное напряжение должно быть учтено, следовательно, в предельных силах в сечении. Теоретически должно исследоваться для каждого сечения балки и в каждом случае нагружения, какая сторона поперечного сечения сжатая, а которая растянута, чтобы рассчитать Mcr и чтобы определить d. Это делается рассмотрением по 4 углам ограничивающего прямоугольника и серединам его боковых сторон на самое маленькое отношение sigv/sig. Для расчета касательных напряжений от кручения может использоваться уравнение 9a норм для прямоугольных поперечных сечений. Вместе с тем допускаются для некоторых отношений hmin/hmax существенно менее значительные касательные напряжения, чем допускает классическое сопротивление материалов. Это компенсируется существенно меньшими допустимыми касательными напряжениями по сравнению с DIN/EC. AQB не использует, поэтому эту формулу, происхождение которой неясно. Вместо этого касательные напряжения, определенные в AQUA, умножаются аналогично уравнению 10a на коэффициент 1.25. Ширина раскрытия трещин может рассчитываться согласно BS 5400 часть 4 5.8.8. Для эффекта растянутой жесткости (эффект бетона между трещинами) уменьшение (reduction) выполняется с условной прочностью на растяжение на высоте армирования 1 MПa (долговременное 0.55 MПa) как ограничение растяжения в арматуре. Для расчета ширины раскрытия трещин требуются номинальные величины защитного слоя бетона согласно таблицы 13:


www.pss.spb.ru 64

2.19. Расчет согласно ACI / AAHSTO ACI, также как и AASHTO существуют как в метрической системе единиц СИ, так и в имперской (британской) версии. SOFiSTiK использует предпочтение метрический вариант. При пересчете эмпирических коэффициентов этих норм небольшие отклонения могут получаться в цифрах после запятой. Так как AASHTO 2002 рассматривает "допускаемые напряжения" и "расчет по прочности" как альтернативы, а приложение А к ACI отменено (2002), мы используем только второй вариант. Проверочный расчёт допустимых напряжений согласно 9.15.2. для преднапряженных конструктивных элементов AASHTO не закрываются полностью (только 0.6 fc'). С появлением ACI 02 ряд важных изменений был введен. Однако старые методы все еще доступны в приложениях В и C, которые также находятся в распоряжении в отдельном в INI-файле. Минимальные моменты по пункту 8.17.1 AASHTO задаются согласно литере MCR как тип нагружения в любой комбинации. Этот коэффициент нужно вводить равным 1.2. Для надежности по материалу указаны обратные (меньшие единицы) коэффициенты (ACI и AAHSTO почти идентичны):

Растяжение, изгиб и изгиб с растяжением: 0.90 Сжатие и сжатие с изгибом: 0.65 Сдвиг 0.85

Для малых сжимающих сил коэффициенты надежности интерполируется в зависимости от деформации в арматуре. Старая версия основана на минимуме из 0.1 fc A и нормальной силе Pb "равновесного деформированного состояния" применяется только в версии норм 318-99. Это состояние "равновесного деформированного состояния" устанавливается сначала, если поперечное сечение не является полностью сжатым. Затем коэффициент надежности определяется и сохраняется независимо от любых изменений деформации в


www.pss.spb.ru 65

процессе итераций. Минимальная арматура определяется по пунктам 10.5.1 и 10.5.3. Пункт 10.5.2, напротив, не используется. Площадь поперечного сечения масштабируется с d/h. Если получающаяся относительная несущая способность больше чем 1.3, то арматура соответствующим образом уменьшается. Дополнительные моменты по пункту 10.12.3 вычисляются при указании величины BETA в записи BEAM, при этом принимается См=1.0 и бета-d=0.6. Для гибких рам при гибкости > 100 должен использоваться более точный расчет с STAR2. Расчет на сдвиг выполняется согласно пункту 11.3.2. ACI или 5.8.3. (2002: 8.16.6) AASHTO. Для напряженных поперечных сечений согласно 11.4.2 необходимы значения Vi и Mmax от различных случаев нагружения, чем действующего, что является проблемой для AQB. Также для расчета Mcr необходимы значения от других комбинаций. Следующее решение, поэтому предусматривается:

1. Случай нагружения для МMAX должен рассчитывать с перед случаем нагружения на VMAX. Только тогда AQB запоминает максимальные значения.

2. Для расчета Mcr принимается одноосный изгиб. Случаи нагружения постоянными нагрузками должны быть обозначены в комбинации как таковые и быть снабженными коэффициентом, чтобы AQB смог определять "нормативные постоянные нагрузки".

3. Сдвиговая часть наклонных напрягаемых арматурных элементов (в поперечной силе) назначается только для Vcw. Это - отклонение от стандартной процедуры AQB, из которой следует, что эта часть будет иметь защитным коэффициент 0.85, или если Vci <Vcw вовсе не использоваться.

Трение сдвига согласно 11.7.4. еще не учитывается. Для плеча рычага d согласно нормам используется как расстояние от сжатого волокна до центра тяжести арматуры, но не менее чем 0.8 h. AASHTO LRFD (2004) описывает в части 5.8.3/4 проверку на сдвиг подробно и достаточно сложно. Если в AQUA задан параметр расстояния между трещинами sxe для поперечного сечения, расчет будет выполнен согласно таблицы 2, иначе используются значения таблицы 1. Деформация εx всегда берется для середины сечения на сдвиг. Для кручения в ACI для сдвиговой арматуры используется точная модель по Bredt’у с эквивалентным пустотелым сечением, для допускаемых напряжений, напротив, применяется упрощенная формула (11.6.1 или 11.6.3). AQB


www.pss.spb.ru 66

интерпретирует значение Mt·U/1.7·A2 из 11.6.3 как реальное напряжение на сдвиг и раскладывает ее на множители для 11.6,1 вариант b этой формулы не учитывается. Для наклона сжатых полос фахверка всегда принимается угол 45°. Для напрягаемых поперечных сечений он может уменьшаться параметром DESI TANA 0.767 до 37.5° для кручения. Минимальная арматура учитывается согласно 11.6.5.2, а пункту 11.65.3 – нет. Расчет напряженных составных поперечных сечений возможен только, если относительный (основной, материал приведения?) материал - это бетон. Раздел 9.5 "Control of deflections" не реализован, так как AQB предоставляет в распоряжение здесь более точные методы. Ширина раскрытия трещин согласно 10.6.4 также не программировалась. Ползучесть и усадка не программируются. Пользователь поэтому должен задавать их определенно.


www.pss.spb.ru 67

2.20. Расчет согласно российским нормам СНиП СНиП 2.03.01-84 содержит так много формул и правил, что вероятно в программном обеспечении 100-процентное преобразование невозможно. AQB должен обобщать очень много положений, чтобы расчет в пределах принципов норм стал возможен. Нормы СП 52-101, правда, упрощены на нескольких местах, но также и здесь остаются многочисленные открытые вопросы. Расчет согласно СНиП предполагает 2 предельных состояний, предельное состояние группы 1 (несущая способность) и предельное состояние группы 2 (эксплуатационная способность). Выбор коэффициентов надежности весьма сложен, так как он учитывает не только нагрузки, но и категорию конструкции. Поэтому этот выбор следует выполнить в SOFiLOAD и MAXIMA, т.е. эти коэффициенты надежности должны быть уже включены во внутренние усилия в сечении. В AQB только лишь коэффициенты Ybi таблицы 15 находят применение. Установка по умолчанию по умолчанию – это Ybi = 0.9.

2.20.1. Изгиб и осевая сила Для расчета на изгиб постоянный блок напряжений (прямоугольная эпюра в сжатой зоне?) предусмотрен как стандарт, причем оптимальная высота сжатой зоны задается через ξR. Если зона сжатия увеличивается, нужно добавлять сжатую арматуру. Это дополнение полностью идентично с заложенным в AQB методом оптимальным растягивающим напряжением в арматуре. Для выбранной максимальной деформации сжатия из ξR получается соответствующее оптимальное растягивающим напряжением. Минимальная арматура согласно 5.16 таблицы 38 или правила 8.3.4 зависит от гибкости и эксцентриситета приложения нагрузки.

2.20.2. Поперечная сила и кручение Расчет по поперечной силе выполняется с фахверковой (каркасно-стержневой) моделью. Вместо наклона сжатых полос СНиП использует проекцию сo косого сечения. Она, тем не менее, задается тангенсом наклона трещины, так что формулы расчета могут быть трансформированы от поперечной силы Q к поперечному течению (распределенной поперечной силе) Т = Q/z без проблем:

c0=z

tan�R

Нижние и верхние границы сo задаются как ho и 2ho, из этого получаются в зависимости от z соответствующие границы для угла наклона трещины. Тем не менее, ввод TANA / TANB в записи DESI всегда базируется на отношении co/ho.


www.pss.spb.ru 68

Следующий важный размер - это расстояние c от рассмотренного сечения до края опоры. Тем не менее, эта величина ограничена большим значением, так что она будет эффективна только вблизи опоры. Максимальная поперечная сила от предельного напряжения сжатия в бетоне получается согласно уравнению (72) СНиП

�b=Q

bh0≤ 0.3⋅�w1⋅�b1⋅Rb

или согласно уравнению (6.65) СП 52-101

�b=Q

bh0≤�b1⋅Rb ; �b1= 0.30

Часть бетона в этой формуле СНиП также как в следующих отношениях определяется коэффициентами φb1·Rb, φb2·Rbt, φb3·Rbt, φb4·Rbt. Так как эти коэффициенты зависят от класса бетона, то они должны быть введены уже в AQUA при задании материала. Расчет на сдвиг происходит по методу разделения (дедукции, уменьшения), т.е. полная поперечная сила получается согласно 3.31, уравнение 75 из суммы:

Q≤ Qu= Qsw�Qs , inc�Qb Часть Qs inc должна идти как в других нормах проектирования также либо в целом по наклону сдвиговых связей, либо рассчитываться в постпроцессоре пропорционально полной требуемой арматуре сдвиговых связей. Часть Tsw получается при опускании расположенных вертикально к сечению сдвиговых связей (арматуры) и осевого напряжения:

Asw

s=

Qsw

c0⋅Rsw=

Qsw

z⋅Rsw⋅tan�R

Часть бетона получается согласно уравнению (76)

�b=Qb

bh0= �b2�1��f��n�⋅Rbt⋅

h0

c

В СП 52-101 больше нет коэффициентов γf и γn (=0), значение φb2 принимается равным 1.5. В старых СНиП коэффициент γf определяется для общих поперечных сечений как отношение площади сдвиговой деформации к площади поперечного сечения:


www.pss.spb.ru 69

�= 0.75⋅�b f− b�h f

b⋅h0= 0.75⋅

A fl

Aw≤ 0.5

Значение φn учитывает нормальную силу по-разному для сил сжатия (78) или сил растяжения (79). Выражение 1 + φn + φf ограничено величиной 1.5. Следующее ограничение для Qb является задано, как указано ниже:

�b2⋅h0

c��b3

Минимальная сдвиговая арматура получается согласно уравнению (83)

qsw=�b3�1��f��n�⋅Rbt⋅b

2

Также в СП 52-101 больше нет коэффициентов φf и φn, значение φb3 может быть принято 0.5. Для поперечных сечений без сдвиговой арматуры допускаемая поперечная сила задается в СНиП согласно уравнению (84) с ограничением 2.5·Rbt·bho и коэффициентом φb3:

�0=Q 0

bh0= �b4�1��f��n�⋅Rbt⋅

h0

c

Кручение рассчитывается независимо от поперечной силы, общее использование возможных напряжений сжатия в бетоне, тем не менее, проверяется.

2.20.3. Эксплуатационная пригодность и ширина раскрытия трещин Для расчета отдельной трещины момент должен определяться при достижении предела прочности на растяжение. Это может задаваться в записи COMB. Для расчета ширины раскрытия трещины acre для заключительной картины трещин пункт 4.14 СНиП дает следующее отношение (144):

acrc= ��l��s

Es20�3.5− 100��3

�d

Значение φ1 предварительно устанавливается в зависимости от класса бетона, тем не менее, определенная величина может быть задана при вводе.


www.pss.spb.ru 70

Для расчета ширины раскрытия трещин acre для заключительной картины трещин пункт 7.2.12 СП 52-101 дает следующее отношение (7.13):

acrc= �1�2�3�s

�s

E sl s


www.pss.spb.ru 71

2.21. Расчет согласно стандарту Японии Публикации Японской дорожной ассоциации предусматривают проверки допускаемым напряжениям (3.2) и по предельным нагрузкам. Для расчета на сдвиг в состоянии II (с трещинами) имеется простая проверка максимальных напряжений при учете постоянной допускаемой прочности на сдвиг бетона. Касательные напряжения устанавливаются с эффективной высотой, касательные напряжения при кручении устанавливаются с повышающим коэффициентом 1.25. Формула для учета силы в продольной арматуре не реализована. Значение должно задаваться явно через CTRL VM (1.0 для вертикальной арматуры).

2.22. Расчет по Индийскому стандарту IS 456:2000 реализован согласно Разделу 5 (Метод предельных состояний). "Метод рабочих напряжений" приложения B также как RC 21-2000 с устаревшим модульным методом предусмотрен только для бетонов CE. Для мостов принимаются IRC-21 (Road Bridges) или IRC-18 (Prestressed Concrete Road Bridges). Из-за многих конструктивных деталей допускаемые касательные напряжения определяются менее значительно в IRC-21. Поскольку IRC-21 допускает "любой признанный рациональный метод" для расчета на изгиб, то мы строго рекомендуем Метод предельных состояний. IRC-18 предусматривает допускаемые напряжения для временных состояний и в эксплуатации. Они имеются в распоряжении с STRE BH и VH. Ползучесть и Усадка согласно таблицам 2 и 3 в зависимости от возраста бетона или времени приложения нагрузки находятся в распоряжении как установки по умолчанию. Для расчета комбинации нагрузок предусмотрены (часть 12):

1.25G�2.0G1�¿SG��2.5 Q (умеренные условия) 1.50G�2.0G1�¿SG��2.5 Q (длительное неблагоприятное воздействие) G�SG1�2.5Q (противоположный эффект)

Имеется следующее минимальное армирование: Балки (26.5.1.1.) Аs / (bd) = 0.85 / fy

Колонны (26.5.1.1) rmin = 0.8% статич. требуемое сечение. Арматура сдвиговых связей (26.5.1.1) Asmin/s = 0.4/0.87 fy b


www.pss.spb.ru 72

Правило пункта 38.1 (f) к сожалению, не обще-программируемо. Исследования показали в итоге, что реализованное в AQB правило равноценно. AQB задает только симметричную арматуру для предотвращения эффекта необъявленного отказа вследствие того, что деформации растяжения становятся меньше предельной величины S1 в записи DESI. Для опор минимальный эксцентриситет нужно устанавливать пользователю по пункту 25.4 для расчетов согласно нелинейной теории 2 порядка:

emin=sk

500�

h30

�20 mm

Он должен определяется при двухосном изгибе – вокруг слабой оси (с наименьшей жесткостью), для плоских систем при одноосном изгибе – в направлении z. При упрощенном расчете по пункту 39.7 определяются дополнительные моменты, которые активизируются коэффициентами свободной длины BETA. Расчет на сдвиг по согласно IS 456 имеет таблицу 19 для допускаемых касательных напряжений Vc в бетоне, при силе сжатия с повышающим коэффициентом согласно пункту (40.2.2). Вблизи опоры это значение увеличивается согласно пункту 40.5, поэтому сдвиговая сила к опоре принимается не переменно линейной, как в других нормах, а постоянной. Для расчета на сдвиг в IRC-18 для бетона минимальное из следующих 2 значений должно определяется: Поперечная сила "Сечение без трещин при изгибе (14.1.2.1)"

V co= 0.67⋅b⋅h⋅��f t2�0.8⋅ f cp⋅ f t�

Поперечная сила " Сечение с трещинами при изгибе (14.1.3)"

V cr= 0.037⋅b⋅d⋅�f cu�M cr

M⋅V�0.1⋅b⋅d⋅�f cu

Отношение Mcr/М вычисляется только для соответствующих внутренних усилий в сечении через нормальные напряжения. Это позволяет непосредственно масштабировать сдвиговое напряжение или силу. Этот коэффициент определяется только для текущей комбинации нагружения.

Необходимая арматура (сдвиговые связи) вычисляются согласно 14.1.4., максимальное растягивающее напряжения - 415 MПa.


www.pss.spb.ru 73

Ширина раскрытия трещин может рассчитываться согласно приложения F. Как растянутая жесткость (бетона между трещинами) треугольная эпюра напряжений с напряжением растяжения 1 МПа (долговременное 0.55 МПа) на уровне арматуры используется как сокращение (редукция) деформации в арматуре. Для расчета ширины раскрытия трещин требуется еще задать номинальную величину защитного слоя согласно таблицы 16. Для опор – минимум 40 мм или 25 мм согласно п. 26.4.2.1.


www.pss.spb.ru 74

2.23. Расчет по Австралийскому стандарту Австралийские нормы AS 3600/AS 5100, а также новозеландский вариант NZS 3 101 отличаются в деталях, имеют, однако, много общностей. Коэффициенты надежности определены как "факторы, уменьшающие прочность" φ ≤1.0. АС предусматривает исключительно сложную схему для его вычисления (таблица 2.3), которая исходит из того, что проверка несущей способности ведется на один момент без нормальной силы и выполняет модификацию уменьшающего фактора с учетом нормальной силы. Этот метод совершенно не подходит для AQB. Тем не менее, AQB принимает для расчета критическую высоту сжатой зоны с коэффициентом ku = 0.4 согласно строки b. При деформации сжатия -3.0 промилле соответствует одна оптимальная предельная деформация растяжения в арматуре (SS1) + 4.5 промилле. Коэффициент надежности интерполируется так же как в ACI линейно в зависимости от деформации в арматуре и сжатая арматура принимается. В 2005 году в АС введена формула непосредственно, зависящая от относительной высоты сжатой зоны kuo. Этот коэффициент φ модифицируется при нормальных силах, для этого арматура должна быть известна, однако, это может определяется правильно только если проверка несущей способности с имеющейся арматурой ведется согласно общей арифметической практике и ручных расчетов. Расчет может выполняться с прямоугольно-параболической диаграммой или специальной постоянной эпюрой напряжений, которая, однако, не используется по умолчанию. Максимальное значение напряжения уменьшается коэффициентом 0.85 fс', который сокращает высоту сжатой зоны согласно 8.1.2.2. Ползучесть и усадка согласно части 6.1 полностью доступны. Расчет на сдвиг использует сдвиговую прочность бетона vсu согласно пункту 8.2.7 и долю от сдвиговой арматуры согласно пункту 8.2.9/10. Максимальное напряжение на сдвиг является для поперечной силы и кручения 0.2 fс'. Линейное взаимодействие предусмотрено. Расчет ширины раскрытия трещин выполняется по допустимому напряжению согласно таблицы 8.6.1 a/b. Для предварительно напряженного железобетона максимальное напряжение растяжения поперечного сечения без трещин со средним пределом прочности бетона на растяжение проверяется согласно 8.6.2. Если эта величина достигается напряжение в арматуре ограничивается 200 MПa.

AQB Расчет и проектирование сечений

Версия 13.72 75

3. Входные данные

3.1. Язык входных данных Модуль AQB использует язык входных данных CADINP, описание которого доступно в общем руководстве SOFiSTiK.

3.2. Записи входных данных Определены следующие записи.

Записи Пункты

ECHO OPT VAL SELE

CTRL OPT VAL SELE

BEAM FROM TO STEP TYPE X NCS

BETA BETS STYP LAMS LAMT LAML LAMC

CS0 CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 ... CS29

TEND NO NOB MNO ICS1 ICS2 ICS3 X Y Z

ZZ AZ NY NZ YHR ZHR AHR DZ AR

UZ TEMP



Записи Пункты

LC NO TYPE CST REF TITL

GAMU GAMF PSI0 PSI1 PSI2 PSIS GAMA APAR SUP

FAT

S NCS NO X N VY VZ MT MY MZ

MB MT2 Y Z

COMB EXTR SCOM SFAC LC1 F1 LC2 F2 LC3 F3

LC4 LC4 F4 LC5 F5 LC6 F6 LCST CST TITL

EIGE MNO PHI EPS REL T RH TEMP T0 GRP

STRE SMOD STYP SC ST SBC SBT SBBC SBBT SI

SII TAU SV TAUS SSTM SSEM SSKM SSER SSKR

CC CBC CBBC LIMA ZMAX ZDIF

REIN MOD RMOD LCR ZGRP SFAC

P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 TITL

DESI STAT KSV KSB AM1 AM2 AM3 AM4 AMAX

SC1 SC2 SCS SS1 SS2

C1 C2 S1 S2 Z1 Z2

SMOD TVS MSCD KTAU TTOL TANA TANB SCL

NSTR KMOD KSV KSB KMIN KMAX ALPH FMAX

CRAC CW BB HMIN HMAX CW-

CHKD CHKT CHKS FAT SIGS TANS TANC DUMP Входные данные упорядочены блоками, заканчивающимися записью END. В пределах каждого из блоков может быть выбрано и обработано любое сочетание стержней и загружений. Для каждого блока входных данных допускается только одиночное использование записей EIGE, DESI и NSTR. Работа модуля прерывается при достижении пустого блокак (END / END). Записи HEAD, END и PAGE описаны в общем руководстве пользователя SOFiSTiK



3.3. Обзор расчетных операций Имеются различные расчетные операции, каждая из которых активируется в соответствующей записи. Кроме STRE каждая операция может быть активирована только один раз. Индивидуальными операциями являются: EIGE Начальные напряжения вследствие ползучести и усадки в

составных и предварительно-напряженных железобетонных поперечных сечениях(только AQBS);

STRE Определение напряжений согласно теории упругости. DESI Расчет необходимой арматуры или относительной несущей

способности, включая сопротивление сдвигу в состоянии трещинообразования.

NSTR Определение напряжений, деформаций и жесткости с учетом реального закона деформирования материала, расчет ширины раскрытия трещин или диапазона напряжений в арматуре.

Хранение результатов: Результаты расчета (комбинации внутренних усилий в сечении, арматура, напряжения, степени использования) могут сохраняться в базе данных различными способами. Для армирования создается собственный случай загружения LFB (более подробно — см. описание записи REIN). Все другие результаты будут сохранены либо по номеру случаев нагружения идентичному выбранному случаю расчета (TYPE "(D)" и т.д.), либо по явно заданному номеру для расчетного сочетания усилий LCST. Если должны выполняться итерации со статическим расчетом в модулях STAR2 или ASE, то в большинстве случаев можно непосредственно указать записи DESI, REIN и NSTR в модулях STAR2 или ASE. При различиях с требованиями расчетных норм вместо указанного способа возможно использовать пакетный вызов обработчика PS (см. общее руководство).



3.4. Важные изменения по сравнению с версией 99 Записи входных данных существенно изменились при переходе от версии 99 к версии 21. Несмотря на то, что возможно создавать совместимые входные данные для многих задач, возникает необходимость модификации существующих входных данных в большинстве случаев. Теперь настоятельно требуется указывать используемые нормы

проектирования в записи NORM модулей AQUA или AQB В записи LC имеются новые или изменившиеся типы нагрузок, новые

коэффициенты надежности и коэффициенты сочетаний, для которых появились так же новые типы сочетаний в записи COMB. По умолчанию тип поперечного сечения изменен с GROS на PART.

Записи REIN и DESI (бывш. ULTI) реорганизованы. В целом параметры для DESI устанавливаются по умолчанию в INI-файле для конкретных норм проектирования. Вследствие этого отпадает также необходимость указывать REIN перед DESI.

Теперь REIN содержит независимые от требований норм проектирования данные об армировании, в частности (как и ранее) распределение арматуры и параметры сочетаний MOD SECT / BEAM /SPAN и RMOD. Даже при удалении этих значений из записи DESI вы получаете совместимый набор входных данных. Параметры AMAX ELIM NLIM преобразованы в опцию CTRL (также совместимо с 99).

DESI содержит все зависящие от норм проектирования NORM данные. Для DESI STAT имеются только лишь 4 состояния SERV / ULTI / ACCI / NONL, которые активируют соответствующие предварительные установки в зависимости от норм проектирования. Для расчета на сдвиг имеются только YES или NO. Параметры от AM1 до AMAX соответствуют записи REIN с незначительными изменениями (совместимость с предыдущей версией невозможна, но возможен выбор INI-файла).

Значения KSV И KSB теперь устанавливаются указанием норм проектирования и расчетной задачей. Пользователь должен тщательно проверить соответствие его спецификаций другим параметрами и требуемой расчетной задаче. Коэффициенты надежности для зависимостей напряжений и деформаций теперь настроены более удобным образом.



3.5. NORM - Выбор норм проектирования Команда Описание Ед. изм. По умолч. DC Семейство нормативных документов

EN Еврокоды DIN Немецкие нормы OEN Австрийские нормы SIA Швейцарские нормы AS Австралийские нормы BS Британские нормы IS Индийские нормы JS Японские нормы US Нормы США (ACI etc.) GB Китайские строительные нормы NF Французские нормы I Итальянские нормы E Испанские нормы S Шведские нормы DS Датские нормы NS Норвежские нормы SNIP Российские нормы NZS Ново-Зеландские нормы ET Египетские строительные нормы MSZ Венгерские нормы SFS Финские нормы NEN Голландские нормы

LIT EC

NDC Обозначение нормативного документа Lit16 -



Команда Описание Ед. изм. По умолч. COUN Кодовое обозначение страны по таблицам EN

00 Общие EN FR /F / 33 Франция ES / E / 34 Испания IT / I / 39 Италия CH / 41 Швейцария AT / A / 43 Австрия UK / 44 Великобритания DE / D / 49 Германия или другие действительные TLD

- / Lit4 *

CAT ALT WIND SNOW SEIS WCAT

Категория или класс Высота над уровнем моря Ветровой район Снеговой район Сейсмический район Категория местности для ветра

Lit4 м

Lit4 Lit4 Lit4

-/! - - - -

Множество предустановок для материалов, правила определения расчетных сочетаний и проверок устанавливаются в соответствии с выбранными нормами расчета, кодом страны (по необходимости) и всеми другими данными, указанными с этой записью. Поэтому настоятельно рекомендуется указывать эти данные в начале проекта. Переопределение норм расчета после того, как были заданы типы воздействий или загружения, или редактирование файла INI для включения “недостающих” материалов, не совпадает с представлениями SOFiSTiK о корректном использования программного обеспечения. Расчетные нормы NORM можно переопределить временно (например для расчета бетона/стали), если параметры нагрузок и воздействий останутся прежними, однако, это подразумевает некоторые риски и пользователю следует использовать данную функцию очень осторожно. Но все же определенные внешние описания неизбежны, поскольку множество предустановок задано в так называемых файлах INI, размещенных в каталоге SOFiSTiK. Имена соответствующих файлов INI могут быть получены из файла DC_NDC.INI. Некоторые значения (например в Еврокодах) связаны с характеристиками региона (табличные значения). Код региона может быть использован для выбора значений в оговоренном объеме. То же справедливо для расхождений в нормах Гонконга и Британии или других схожих.



Некоторые нормы требуют или позволяют выбор категории или класса. Это может быть уточнено при помощи параметра CAT. Возможные значения указаны в файле INI. Расширения норм, для которых приведены регионы по высоте, ветру / снегу или сейсмичности описаны в документации к модулям, использующим эти значения. Пользователю никогда не следует допускать, что все предписания расчетных норм выполняются автоматически при выборе такого значения. Возможные пункты и предустановки приведены в соответствующем файле INI. Если пользователь хочет полностью исключить такие значения, он может указать их значения как “NONE”. ВНИМАНИЕ: В текущей версии необходимо указывать расчетный код во всех расчетах, хотя наличие соответствующего файла INI не обязательно в каждом случае. Поэтому, если не будет найден соответствующий файл INI, будет выведено предупреждение.



Следующие расчетные нормы доступны в виде файлов INI, и/или специальных процедур, выполненных для соответствия особым правилам. Символы A, B и C указывают, что указанные нормы реализованы в AQB, BEMESS и SOFiSTiK. Для более детализированной информации, в особенности касающейся реализованных положений норм, пожалуйста, проверьте инструкции и файлы HTM расчетных модулей. Во многих случаях возможно добавить несколько условий за короткое время с помощью модуля или CADINP. EN − Eurocodes EN 1992−1991 EN 1992−1 (1991) A,B,C EN 1992−2004 EN 1992−1 (2004) A,B CAT AN/AP Building construction Table 7.1N EN 1992−1−1 CAT B,C,D Bridges EN 1993−2005 EN 1993−1 (2005) A CAT A Building construction CAT B,C,D Bridges EN 1994−2004 EN 1994−1 (2004) A CAT A Building construction CAT B,C,D Bridges EN 1995−2004 EN 1995−1 (2004) A EN 1996−2005 EN 1996−1 (2005) EN 1997−2004 EN 1997−1 (2004) EN 1999−2007 EN 1999−1 (2007) A DIN − Deutsche Norm DIN 1045 Старые нормы (1988) A,B,C DAfStb hochfest.Beton (1995) A DIN 4227 Старые Spannbetonnorm + приложение A1 A DIN 4228 Betonmaste (1990) A DIN 18800 Stahlbau (2008) A CAT A/B A − расчет сочетаний в соотв. с DIN 18800 B − расчет сочетаний в соотв. с DIN 1055−100 DIN 18800−1990 Stahlbau (1990) A



DIN 18800−EXT Stahlbau (1990) расчет сочетаний в соотв. с DIN 1055−100 A DIN 1052 Holzbau (1988) A,C DIN 1052−2008 Holzbau (2008) A DIN 1045−1 DIN 1045−1 (2001) A,B,C CAT −/A/B/C/D/E/F (Tab. 18) Классификация в зависимости от условий DIN 1045−2008 DIN 1045−1 (2008) A,B,C CAT −/A/B/C/D/E/F (Tab. 18) Классификация в зависимости от условий DIN FB102−2003 DIN Fachbericht 102 (2003) A,B CAT A/B/C/D/E (Tab. 4.118) Классификация в зависимости от условий DIN FB102−2009 DIN Fachbericht 102 (2009) A,B CAT A/B/C/D/E (Tab. 4.118) Классификация в зависимости от условий DIN FB−103 DIN Fachbericht 103 (2003) A DIN FB−104 DIN Fachbericht 104 (2003) A CAT A/B/C/D/E (Tab. 4.118 des FB 102) Классификация в зависимости от условий DIN EN1992−2004 DIN EN 1992−1 −1/NA:2011 A,B DIN EN 1992−2/NA:2011 CAT AN/AP/AV Hochbau Tabelle 7.1 DE CAT B,C,D Brückenbau OEN − Österreichische Norm OEN 4700 Stahlbeton OENORM B 4700 (2001) A,B,C OEN 4750 Spannbeton OENORM B 4750 (2000) A OEN 4300 Stahl OENORM B 4300 (1994) A OEN EN1992−2004 OENORM B 1992−1 EN 1992−1 (2004)) A,B CAT AN/AP/AV Hochbau, табл. 4 B 1992−1−1



CAT B,C,D Brückenbau B 1992−2 OEN EN1993−2005 OENORM B 1993−1-1 EN 1992−1 (2007)) A,B CAT A Hochbau CAT B,C,D Brückenbau OEN 4200 старые OENORM A,C OEN 4250 старые OENORM Spannbetonbrücken A OEN 4253 OENORM Eisenbahnbrücken A Для старых норм проектирования OEN 4200, OEN 4250, OEN 4253 не существуют INI файлы. Модуль AQB выполнен таким образом, что обеспечивает получение правильного результата при указании норм проектирования. В качестве материалов для бетона и стали используются BOE и BSOE. SIA − Schweizer norm SIA 162 Schweizer Stahlbetonnorm (1989) A SIA 262 Schweizer Betonbaunorm (2003) A,B SIA 263 Schweizer Stahlbaunorm (2003) A SIA 265 Schweizer Holzbaunorm (2003) A BS − Британский стандарт BS 8110 British Standard Concrete (1997) A,B BS 5400 British Standard Concrete Bridge (1990) A CAT 0 without Prestress CAT 1/2/3 Prestress for Class 1/2/3 BS 5950 British Standard Steelwork (2001) A BS EN1992−2004 BS EN 1992−1 (EN 1992−1 (2004)) A,B CAT AN/AP Building construction, табл. 7.1N EN 1992−1−1 CAT B,C,D Bridges



US − American Standards and Unified Building Code US ACI−318−99 American Standard ACI / UBC (1999) A US ACI−318−02 American Standard ACI / UBC (2002) A,B включая ACI−318−05 US AASHTO−2002 American Highway (2002) A US AASHTO−2004 American Highway (2005) A US AISC American Standard AISC (сталь) 1998 A US AISC−2005 American Standard AISC (сталь) 2005 A СНиП − Российские стандарты SNIP 20301 SNIP II 03.01 − 84 (89) (бетон) A,B SNIP 52101 SP 52−101−2003 (2004) (бетон) A,B SNIP 22381 SNIP II 23.81 (89) (сталь) A SNIP RK50333 SNIP RK (Казахстан) 5.03−33−2005 (бетон) A IS − Indian Standards IS 456 Indian Standard (2000) (бетон) A IS IRC18 Indian Roads Congress Prestressed Road Bridges A IS IRC21 Indian Roads Congress Road Bridges A AS − Australian Standards AS 3600 Concrete Structures A,B AS 4100 Structural Steel A AS 5100 Bridge Design A E - Instrucciones espaniola E EHE Instrucion de hormigón estructural A,B Nivel de control de ejecución: EHE Normal EHE_INTENSIO Intensio EHE_REDUCIDO Reducido



I - Decreto Ministeriale Italiane I DM-96 Decretto Ministeriale 9. gennaio 1996: A,B,C Parte I: Cemento armato normale e precompresso Parte II: Acciaio Parte III: Manufatti prefabbricati prodotti Parte IV: Costruzioni composte d elemeti in metalli Parte V: Per travi composte “acciaio - calcestruzzo” I EC Decretto Ministeriale 9. gennaio 1996: A,B,C Parte VIII: Eurocode This will select EC as design code with a Country-Code I (39) and additionally introduce the materials of the Italian decreto (CAN, CAP, FEB etc.). I DM-2005 Decretto Ministeriale 2005 A,B I DM-2008 Decretto Ministeriale 2008 A,B CAT A1 Costruzioni Civili CAT A2/A3 Ponti NF - AFNOR Association francaise de normalisation NF BAEL Règle techniques de conception et de calcul A,B des ouvrages et construction en beton armé suivant la methode des états limites. BAEL-91 revisées 99 NF EN1992-2004 Annexe Nationale á la NF EN 1992-1-1/-2 A,B CAT AN/AP Bâtiment Tableau 7.1NF NF EN 1992-1-1/NA CAT B,C,D Ponts S - Svenska Boverkets Konstruktionsregler (BKR) S BBK-94 Boverkets Handbok om Betongkonstruktioner A,B CAT 1/2/3 (Säkerhetsklass låg/normal/hög) S BBK-04 Boverkets Handbok om Betongkonstruktioner A,B CAT 1/2/3 (Säkerhetsklass låg/normal/hög)



S BRO-2004 Vägverket BRO 2004 A S BSK-99 Boverkets Handbok om Stålkonstruktioner - CAT 1/2/3 (Säkerhetsklass låg/normal/hög) S EN1992-2004 National Annex to Eurocode 2 A,B SS-EN 1992-1-1:2004/NA:2009, SS-EN 1992-2:2005/NA:2009 CAT A1 = byggnader & säkerhetsklass 1 A2 = byggnader & säkerhetsklass 2 A3 = byggnader & säkerhetsklass 3 B1 = vegbruer & säkerhetsklass 1 B2 = vegbruer & säkerhetsklass 2 B3 = vegbruer & säkerhetsklass 3 C1 = gangbruer & säkerhetsklass 1 C2 = gangbruer & säkerhetsklass 2 C3 = gangbruer & säkerhetsklass 3 D1 = jernbanebruer & säkerhetsklass 1 D2 = jernbanebruer & säkerhetsklass 2 D3 = jernbanebruer & säkerhetsklass 3 DS - Danish Standard DS 411 Norm for betonkonstruktioner A,B CAT LE = low safety & extended control NE = normal safety & extended control HE = high safety & extended control LN = low safety & normal control NN = normal safety & normal control (def.) HN = high safety & normal control LR = low safety & reduced control NR = normal safety & reduced control HR = high safety & reduced control DS 411-bro Norm for betonkonstruktioner A,B Default for superpositions for bridges DS EN1992-2004 National Annex to Eurocode 2 A,B EN 1992-1-1 DK NA:2007 CAT LE = low safety & extended control NE = normal safety & extended control HE = high safety & extended control LN = low safety & normal control



NN = normal safety & normal control (def.) HN = high safety & normal control LR = low safety & reduced control NR = normal safety & reduced control HR = high safety & reduced control - safety acc. to EN 1990 DK NA:2007 consequences classes - control acc. to EN 1992-1-1 DK NA:2007 inspection level NS - Norsk Standard NS 3472 Prosjektering av Stålkonstruksjoner A CAT 1/2/3/4 (Pålitelighetsklasse) Liten / Middels / Stor / Saerlig stor NS 3473 Prosjektering av Betongkonstruksjoner A CAT 1/2/3/4 (Pålitelighetsklasse) Liten / Middels / Stor / Saerlig stor NS EN1992-2004 National Annex to Eurocode 2 A,B NS-EN 1992-1-1:2004/NA:2008, NS-EN 1992-2:2005/NA:2010 CAT A1 = bygninger & pålitelighetsklasse 1 A2 = bygninger & pålitelighetsklasse 2 A3 = bygninger & pålitelighetsklasse 3 A4 = bygninger & pålitelighetsklasse 4 B = vebruer (pålitelighetsklasse 3) C = gangbruer (pålitelighetsklasse 3) D = jernbanebruer (pålitelighetsklasse 3) SFS - Finnish Standard SFS EN1992-2004 National Annex to Eurocode 2 A,B SFS-EN 1992-1-1 NA:2007 CAT LE = low safety & extended control NE = normal safety & extended control HE = high safety & extended control LN = low safety & normal control NN = normal safety & normal control (def.) HN = high safety & normal control LR = low safety & reduced control NR = normal safety & reduced control



HR = high safety & reduced control - safety acc. to SFS-EN 1990 NA consequences classes - control acc. to SFS-EN 1992-1-1 NA:2007 inspection level SFS TA1992-2004 National Annex to Eurocode 2 for bridges only CAT B,C,D,E Bridges NEN - Dutch Standard NEN EN1992-2004 NEN-EN 1992-1-1:2005 A,B (EN 1992-1(2004)) CAT AN/AP Building construction Table 7.1N EN 1992-1-1 CAT B,C,D Bridges MSZ - Magyar Szabvány MSZ UT414 Code of Roadbridges A NZS - New Zealand Standards NZS 3101 Concrete Structures Standard A ET - Egypt Reinforced Concrete Design Code ET RC-2001 Based on description A,B “Reinforced Concrete Design Handbook” Prof.Dr.Shaker El-Behairy, Ain Shams Univers. GB - Chinese Standard GB 50010 Chinese Standard A JS - Japan Standard JS JRA Japan Road Association Standard A



Следующая таблица описывает реализованные опции для расчета стальных и деревянных конструкций, за исключением простой проверки напряжений или полного нелинейного расчета:

Нормы расчета F-ASD LRD b/t λ σdyn BDK

EN 1993-2005 - X X X X X

EN 1999-2007 - X X X X -

DIN 18800 (1990) X (X) X X DIN 4132 X

DS 804/805 (2000/2004) - - - - X -

DIN 4113 (1980) - X X - -

DIN FB 103 - X X X X -

OEN 4300 (1994) - (X) - - - X

SIA 263 (2003) - - X X X -

BS 5950 (2001) - - X X - X

US AISC - - - X - -

US AISC-2005 - - - X - -

SNiP 22381 (1989) - - - - X -

AS 4100 - - - - - -

S BSK 99 - - - - - -

NS 4372 - - - - - -

EN 1995 (1994) X - - X - -

DIN 1052 (2004) X - - X - -

SIA 265 (2003) X - - X - - где F-ASD Коэффициенты для различных допускаемых напряжений LRD Расчет коэффициента несущей способности b/t Предельная гибкость для плит λ Кривые потери устойчивости при осевом сжатии σdyn Усталостные напряжения BDK Поперечная устойчивость при кручении (модуль BDK)



Следующая таблица описывает реализованные опции проектирования бетонных конструкций за исключением проверок на изгибающий момент и поперечную силу:

Нормы расчета SK CC CZ VB CT CW DY

EN 1992-1991 X X - - X X X

EN 1992-2004 - X X - X X X

EN 1994-2004 - X - - X X X

DIN 1045 (1988) DAfStb hochfest.Beton X X - - X X -

DIN 4227+A1 (1995) - X - X - X -

DIN 4228 (1990) - - - - - - -

DIN 1045-1 (2001) X X X - X X X

DIN 1045-2008 (2008) X X X - X X X

DIN FB 102 (2003) - X X - X X X

DIN FB 104 (2003) - X X - X X

DIN EN1992-2004 - X - - X X X

OEN 4700 (2001) X X - - X X -

OEN 4750 (2000) - X - - X X -

OEN EN1992-2004 - X - - X X X

SIA 262 (2003) - X - - X -

BS 8110 (1997) - - - - - X -

BS 5400 (1990) - - - - - X -

BS EN1992-2004 - X X - X X X

SNIP 20301 (1989) - - - - - X -

SNIP 52101 (2004) - - - - - X -

E EHE (1999) - - - - - X -

I DM-96 - - - - - -

I EC (DM 1996) - X X - X X -

I DM-2005 - - - - - - -

I DM-2008 - X - - X X X

NF BAEL (1999) - - - - X X -

NF EN1992-2004 - - X - X X -



Нормы расчета SK CC CZ VB CT CW DY

S BBK 94 / BRO 94 - - - - - X -

S BBK 04 / BRO 04 - - - - - X -

DS 411 - - - - - X -

DS EN1992-2004 - X X - X X X

SFS EN1992-2004 - X X - X X X

NEN EN1992-2004 - X X - X X X

NS 3473 - X - - - - -

US ACI 318-99 (1999) - X - - X X X

US ACI 318-02 (2005) X - - - - - -

US AASHTO-2002 X - - - - - -

US AASHTO-2004 - - - - - - -

ET RC-2001 - - - - X - -

AS 3600 (2001) - X - - - - -

AS 5100 (2001) - X X - - - -

NZS 3101 (1995) - - - - - X -

GB 50010 - X - - - - -

IS 456 (2000) X - - - - - -

IS IRC 18 (2000) - - - - - X -

IS IRC 21 (2000) - X - - - X -

JS JRA - X - - - - - где SK Дополнительные моменты от гибкости CC Коэффициенты ползучести и усадки CZ Коэффициенты релаксации для преднапряженной арматуры VB Проверка напряжений сцепления CW Проверка ширины раскрытия трещин расчетом CT Проверка ширины раскрытия трещины по табулированным

значениям напряжений DY Проверка амплитуды напряжений для расчета на усталость Если проверка по соответствующим норма проектирования не реализована, программа будет учитывать соответствующие положения EN. Тем не менее, не все положения норм могут быть реализованы в программе и указаны в данной таблице.



3.6. CTRL – Управление расчетом Команда Описание Ед. изм. По умолч. OPT Литера из следующего списка:

AXIA Тип изгиба ACT Группы воздействий EIGE Опции для внутренних напряжений SVRF Коэффициент для арматуры с

заданными свойствами поперечного сечения

VRED Максимальный наклон косого сечения для преобразования силы сдвига

SMOO Сглаживание моментов INTE Эффекты нелинейной осевой

деформации на взаимодействие сдвиговых и нормальных напряжений

PIIA Преднапряжение в стадии II VM Перемещение огибающей линии

растягивающей силы USEP Уровень использования MSEL Выбор сечения с заданным типом

материала CNOM Величина защитного слоя бетона для

всех сечений DESV Метод для расчета на сдвиг сечений с

трещинами Определение колонн / балок VERT Вертикальный коэффициент NLIM Относительная нормальная сила ED Относительный эксцентриситет Параметры итераций ELIM Предельная деформация IMAX Максимальное количество итераций ETOL Точность определения внутренних сил

и моментов AMAX Максимальный коэффициент

line−search AGEN Относительная точность line−search

LIT !

VAL Дополнительное значение

- -

VAL2 Второе дополнительное значение

- -



Пояснения к опциям записи CTRL AXIA Тип изгиба:

1 = одноосный изгиб (VY=MZ=0, по умолчанию для плоских систем и при отсутствии лицензии AQUA). Для круглых поперечных сечений VY и MZ учитывается.

2 = Двухосный изгиб, одноосные максимальные фибровые напряжения в системе главных осей

3 = Двухосный изгиб для всех сечений, в том числе заданных с ZSYM в AQUA (в системе главных осей)

-1 = Одноосный изгиб вследствие симметрии (VY=MZ=0, IYZ=0, YS=YSMP=0) Это значение обязательно ставится для поперечных сечений с принудительной симметрией из AQUA. Вместо -1 также может вводиться ZSYM.

-2 = двухосный изгиб, одноосные максимальные фибровые напряжения в системе y-z поперечного сечения

-3 = двухосный изгиб для всех сечений, в том числе заданных с ZSYM в AQUA (в системе y-z)

ACT Группы действий (только для AQB/AQBS) 0 = Каждое воздействие рассматривается раздельно 1 = Воздействия одной категории будут принадлежать к одному

типу воздействия (по умолчанию) 2 = Воздействия одного ряда в таблице записи LC

рассматриваются как один тип воздействия SMOO

Сглаживание моментов 0 = Без сглаживания 1 = Только основной изгибающий момент (по умолчанию) 2 = Основной и поперечный изгибающий момент 4 = Применяеть также для моментов от предварительного

напряжения (типа PR, но не ZP,SP) 8 = Также линейно сокращать поперечные силы от

преднапряжения +128 = не устанавливать относительных систем +256 = не изменять поперечн. силы при наклонной нейтральной оси +512 = не преобразовывать моменты при наклонной нейтральной оси Сглаживание моментов происходит только, если задана опорная грань. Поперечная сила становится нулевой на опоре.



VRED Максимальное применяемое отклонение для преобразования поперечной силы в вутах (по умолчанию: 0.3333, 0 — не преобразовывать)

SVRF Коэффициент для учета ненапрягаемого армирования со свойствами сечения CS0... ...CS15 (по умолчанию 0 или значение, указанное в CTRL RFCS модуля AQUA, которое не может изменяться для цельного сечения). Для усадки и ползучести эффект армирования может учитываться указанием опции CTRL EIGE 64.

VM

Коэффициент, с которым продольные усилия возникающие от поперечной силы из уравнения (23) рассматриваются для продольной арматуры (смещение огибающей растягивающей силы) 0.0 = не учитывать (установка по умолчанию) > 0 = коэффициент для значения из стержневой аналогии (EC 2) <0 = коэффициент для высоты поперечного сечения как величина

смещения огибающей растягивающей силы (DIN) STD = только определение величины смещения для правила сдвига

без изменения армирования MSEL

Выбор сечения с заданным типом материала. Возможны следующие значения: CONC (бетон), STEE (сталь), TIMB (дерево) или номера 1, 2, 3

CNOM Фиксированная величина защитного слоя бетона для всех сечений В AQB в записи BEAM пользователь может явно определить, идет ли речь о изгибаемом или сжатом элементе. Значение по умолчанию зависит от направления силы тяжести относительно оси балки и эксцентриситета нагрузки < ED, а так же величины усилия сжатия > NLIM·A·βr. VERT

Предельное значение для максимального отклонения оси балки от горизонтальной плоскости, чтобы балка классифицировалась еще как изгибаемая (установка по умолчанию: 0.3333). Различать изгибаемые и сжатые элементов существенно для учета минимальной арматуры статически необходимого поперечного сечения. Так как нормальные критерии решения (эксцентриситет нормальной силы e/d < 3,5 и N > Nboun) могут отказывать поблизости от нулевой точки моментов, дополнительным критерием является горизонтальное или вертикальное положением балки (заданное через SYST GDIR в SOFiMSHA / SOFiMSHB). Таким образом пользователь отвечает за то, чтобы идентифицировать горизонтальные сжатые элементы посредством явного ввода в записи BEAM.



NLIM

Относительная нормальная сила Нижняя граница нормальной силы по отношению к пластической нормальной силе для "сжатых элементов" (0.001)

ED

относительный эксцентриситет для границы между сжатыми и изгибаемыми элементами, если не задано в записи BEAM (3,5)

USEP Коэффициент использования несущей способности, который необходимо проверить. Некоторые проверки работают со значениями несущей способности вместо напряжений (например для расчета в пластической стадии N/Npl). Параметр USEP управляет коэффициентом использования, для которого должна появиться соответствующая отметка.

EIGE Опции для внутренних (начальных) напряжений (только AQBS, см. запись EIGE) 0 нет (установка по умолчанию) 1 нагрузки от ползучести создаются для статически

неопределимого расчета. 2 устанавливают потери для напрягаемых арматурных элементов

без сцепления 4 статически неопределимые части вычисляются в той же

пропорции как статически определимые части 8 имеющиеся внутренние усилия в сечении от ползучести не

будут удалены 16 внутренние (собственные) напряжения от ползучести

включаются в новый расчет. (Наложение (комбинация) вместо отдельных величин, например, для графики)

32 не отключать ползучесть для напряжений растяжения (растянутых сечений)

64 не использовать ненапрягаемую арматуру, даже если SVRF был установлен равным 1,0.

128 Вклад от добавления поперечного сечения определяется (только в особых случаях с больше, чем максимально возможного количества поперечных сечений при монтаже)

256 Только начальная деформация создается для нелинейного расчета

512 Уменьшающее влияние ползучести на модуль упругости E подавляется



INTE

Эффекты нелинейной осевой деформации и взаимодействие сдвиговых и нормальных напряжений 0 = не учитываются 1 = линейное изотропное уменьшение напряжений 2 = теоретическое решение согласно Прандтлю (установка по

умолчанию) 3 = Преимущественное влияние касательных напряжений (при

сплошных поперечных сечениях опции 1 - 3 идентичны) 4 = нелинейные осевые деформации (осевая жесткость +

пластическая деформация) 5 = 4+1 6 = 4+2 7 = 4+3

PIIA Параметры трещинообразования (только для опытных пользователей, значение по умолчанию 7 5. Опции активируются указанием +n и деактивируются указанием -n) Величины VAL для DESI и величины VAL2 для NSTR Значения: 1 = Используется состояние с трещинами 2 = статически определимые силы будут вычитаться, начальные

деформации будут вычислены для напрягаемой арматуры (альтернатива: общие силы + прирост напряжения)

4 = Учитывается дополнительная деформация бетона вследствие предварительного напряжения

8 = устанавливают плечо рычага растянутой зоны с полной силой вместо расчета в приращениях.

16 = не использовать приращения напряжений для поперечной силы 32 = площадь строительного раствора заполнения не учитывается

при расчетах после инъецирования. (по умолчанию для OeNORM B4700 и B4750)

64 = Использовать внутренние напряжения как начальную деформацию

N10 = установить относительную несущую способность нормальной силы равной 1.0

MY10 = установить относительную несущую способность момента My равной 1.0

MZ10 = установить относительную несущую способность момента Mz равной 1.0

REST = сброс предыдущих установок N10, MY10 или MZ10. Ввод N10 – MZ10 является кумулятивными опциями. С ними



могут вычисляться допускаемые внутренние усилия в сечении (например, момент при заданной нормальной силе или другие случаи), что необходимо для расчета по несущей способности

DESV Метод расчета на поперечную силу сечений с трещинами 0 сдвиговые силы только из рассмотрения поперечного сечения 1 сдвиговые силы из разницы продольных усилий в поясах (см. DIN 1045-1, 10.3.5., ENV 1992 6.2.4.) 2 сдвиговые силы из разницы продольных усилий для всех типов

сдвиговых сечений 3 максимум из опций 0 и 2 +4 дополнительное минимальное значение, основанное на

уменьшенном сдвиге без трещин ELIM

Предельная деформация для расчета в ‰ (0.002). Рассчитываются только поперечные сечения с внутренними усилиями в сечении, упругая деформация на гранях которых численно больше, чем ELIM.

ETOL

Точность определения внутренних сил и моментов (значение по умолчанию: 0.0001)

IMAX Максимальное количество итераций (установка по умолчанию: 50)

AMAX Максимальный коэффициент линейного поиска (установка по умолчанию: 1000)

AGEN Относительная точность линейного поиска (установка по умолчанию: 0.2)

Ввод параметров итерационного метода (IMAX, AMAX, AGEN) должен применяться только в исключительных ситуациях.



Смотри также: TEND LC

3.7. BEAM — Выбор рассчитываемых элементов Команда Описание Ед. изм. По умолч. FROM Наименьший номер элемента или GRP для группы

- 1

TO Наибольший номер элемента или номер группы, если используется GRP

- FROM

INC Приращение

- 1

TYPE Тип элемента (см. комментарии)

LIT BEAM

X Доп. значение положения сечения X Не задано = все сечения

м -

NCS Номер поперечного сечения или литера арматуры AS / ASV

- / LIT (!)

BETA Коэффициент эффективной / свободной длины - * BETS Тоже для вторичного поперечного изгиба - BETA STYP Битовая комбинация свойств сечения

1 Неоднородность для нагрузок EIGE 2 Расчет всех сечений на сдвиг без минимальной арматуры

- -

LAMS Коэфф. диапазона напряжений ненапр. арматуры - 1,0 LAMT Коэфф. диапазона напряжений напр. арматуры - 1,0 LAML Коэфф. диапазона напряжений хомутов - 1,0 LAMC Коэфф. диапазона напряжений бетона - 1,0

Составные поперечные сечения и сечения предварительно напряженного железобетона:

CS0 № строительной стадии для фазы 0 (нетто)

- -

CS1 № строит. стадии для фазы 1

- -

CS2 № строит. стадии для фазы 2

- -

... ... - - CS28 № стр. стадии для фазы 28

- -

CS29 № стр. стадии для фазы 29

- -


Версия 13.72 100

В одном блоке ввода может обрабатываться только один тип элемента. Как один тип считаются: BEAM, FLEX, COMP стержневые элементы базы данных TRUS элементы ферм CABL элементы нитей SECT ... SHEA внешние сечения При указании записи BEAM только соответствующие элементы рассчитываются. Как тип может определяться: BEAM = стержневые элементы FLEX = изгибаемые стержневые элементы COMP = сжатые стержневые элементы (см. 2.5.2 или CTRL) TRUS = элементы ферм CABL = элементы нитей SECT = внешнее сечение в изгибаемом элементе SCOM = внешнее сечение сжатого элемента FACE = опорная грань HFAC = опорная грань, шарнирно-неподвижная опора IFAC = опорная грань, косвенное опирание SHEA = внешнее сечение, сечение в состоянии сдвига Типами FLEX и COMP иным способом задается различие между сжатием и изгибом относительно ориентации оси балки к направлению силы тяжести. Тем не менее, AQB проверяет еще эксцентриситет и величину нормальной силы в каждом сечении и выдает при необходимости предупреждения. Если задано CS0, установка по умолчанию параметра TYPE изменяется на FLEX. Хранение нелинейной жесткости с записью NSTR возможно только для группы, относящейся к типу BEAM. Если задается значение X, рассчитываются только соответствующие сечения; X может принимать только значения существующих сечений в базе данных. Несколько сечений в балке должны вводиться несколькими записями. Если указано только TYPE, то выбираются все элементы этого типа. Если указывается NCS, то расчет выполняется с этим поперечным сечением, даже если база данных содержит другое поперечное сечение.


Версия 13.72 101

Коэффициент длины BETA необходим для расчета с учетом общей эффективной длины, он может задаваться положительным или отрицательным. Только положительные значения активируют проверку устойчивости для сжатых элементов. Тем не менее, ввод этого значения не значит, что вместе с тем автоматически выполняются все расчеты устойчивости. Так как STAR2 предназначен для исследования рамных конструкций, только некоторые немногие возможности этого вида расчета запрограммированы. В настоящее время имеются: Для центрально сжатых стержней (стержневые связи или слабая ось в

плоской раме) согласно DIN 18800 часть 2. Подробнее см. комментарии к записи STRE.

Для расчета с дополнительными моментами по нормам: DIN 1045 17.4.3

ÖNORM B 4700 2.4.3 ACI 318 и IS 456

Проверка в этой упрощенной форме допустима только для определенного диапазона гибкости, соблюдение которого контролируется. Она принципиально выполняется всегда в обоих направлениях. Распечатка дополнительных моментов происходит только для усилий в комбинациях.

Для проверок по Еврокодам дополнительные моменты будут оцениваться на основе упрощенной модели колонны, однако этот метод достаточно неэкономен в случае малых эксцентриситетов (e/d<0.1) или длинных колонн (l>15d). Вывод дополнительных моментов возможен только для усилий в комбинациях.

Независимо от знака имеются в наличии следующие прочие эффекты: Для преднапряженных элементов приращение силы натяжения

ограничивается предельной силой сцепления согласно п.13 DIN 4227. Дополнительные свойства сечения определяются через STYP:

1. Если задано CTRL EIGE 1, то при вычислении кривизны в этой точке должен быть принят перелом профиля.

2. Минимальная сдвиговая арматура всех сечений на сдвиг не учитывается


Версия 13.72 102

Пересчет установленного программой диапазона напряжений в эквивалентный повреждению диапазон напряжений определяется коэффициентами LAMC, LAMT и LAMS. При этом возможен следующий ввод:

> 0.0 для пересчета и проверки

< 0.0 для упрощенных расчетов = 0.0 для деактивации расчета на усталость


Версия 13.72 103

3.7.1. Внешние сечения В общем случае пользователь обрабатывает только результаты базы данных или отдельные внешние силы и моменты нулевого случая нагружения. Чтобы быть в состоянии использовать обширные возможности образования комбинации, стадий ползучести и расчетов на сдвиг, возможно определять внешнюю статическую систему, которая определяется и управляется независимо от существующей системы. Эта система описывается как внешние сечения. Пользователь должен задавать все сечения номером балки FROM и величиной X в восходящей последовательности, а также номером поперечного сечения. Когда такое сечение задано, весь дальнейший ввод с TYPE SECT будет интерпретироваться как установка по умолчанию. Система хранится отдельно в базе данных и может повторно активироваться при более поздних расчетах при помощи записи BEAM TYPE SECT. Так как напрягаемые пучки и внутренние усилия в сечении также сохраняются в базе данных для заданного типа стержня, загружения и напрягаемые пучки должны вводиться после сечений балки. Пример: см. «Проектирование моста», раздел 5.2.3.

3.7.2. Стадии монтажа Для описания строительных стадий пользователь должен выбирать любую, но однозначно определенную нумерацию. Каждое изменение поперечного сечения, монтаж или инъецирование каналов напрягаемых арматурных элементов должно получать собственный номер. Каждое поперечное сечение в AQUA может иметь до 9 фаз строительства, каждая с номером стадии монтажа. В AQBS каждый стержень или сечение могут получать до 99 различных поперечных сечений для расчета напряжений (например, брутто, нетто, приведенное). Они обозначаются как поперечные сечения брутто и стадий монтажа от CS0 до CS99. Ввод более высоких номеров стадии монтажа выполняется легко в строках последовательности как описано ниже. Каждая строка с литерой CS+X увеличивать выделенный номер CS на 10, так что вторая строка определяет CS 10 - CS 19:

BEAM 1001 1099 CS0 10 CS1 11 …….. CS9 19 CS+X CS0 101 CS1 102

Каждый случай нагружения также назначается одному из этих типов поперечного сечения. Двойным назначением возможно для одного случая нагружения рассматривать разные типы поперечного сечения в различных местах в пределах несущей конструкции.


Версия 13.72 104

Номера стадий монтажа CSi служат для предварительно напряженного железобетона и составных поперечных сечений для выбора частичных поперечных сечений фаз строительства. Номер стадии монтажа содержит информацию об активной в этой строительной фазе части заданного в AQUA полного поперечного сечения и напрягаемых арматурных элементов. Если это не задано в AQUA (и только тогда), можно составить CS-номер из номера материала MAi и стадии преднапряжения SAi как указано ниже: CSi = MAi 1000 + SAi Составные части поперечного сечения задаются в таком случае так, что все номера материала, меньшие или равные MAi являются в этом поперечном сечении активными. Если в стандартном случае MAi=0, то используются все материалы. Поэтому уже в AQUA нужно обращать внимание на то, чтобы позже определенные материалы получали более высокие номера материала. CSi может указываться отрицательным, тогда площадь поперечного сечения рассчитывается только из участвующих частей поперечного сечения (иначе вся площадь используется из-за предварительного напряжения как типичного загружения). SAi - это номер стадии предварительного напряжения, который должен быть определен соответственно для напрягаемых пучков (значения от ICS1 до ICS3). Напрягаемые пучки могут быть установлены, инъецированы или дотянуты на отдельных стадиях. Кроме первого пучка ICS1 и ICS2 не могут быть равны, так как программа должна воспринимать различие в состояниях до и после инъецирования. Для стадии SAi имеют значение следующие соглашения: Пустой канал: Напрягаемые пучки с SAi < ICS1 или SAi ≥ICS3 вводятся только с их каналами как вычитаемой площадью. Напрягаемый пучок в неинъуцированном канале: Напрягаемые пучки с SAi ≥ ICS1 и SAi < ICS2 включаются в расчет с их площадью стального сечения без сцепления и вычитаемой площадью канала. В расчете прочности предварительное напряжение с постоянным значением засчитывается без приращения деформаций. Инъецированный напрягаемый арматурный элемент: Напрягаемые пучки с SAi ≥ICS1 и SAi ≥ICS2 учитываются в расчете с площадью заинъектированного стального сечения и такой же вычитаемой площадью канала. Для перераспределения из-за изменения поперечного сечения, CTRL EIGE 2, напрягаемые арматурные элементы учитываются с ICS2 = SAi. ICS2 = 0 определяет напрягаемые арматурные элементы с немедленным сцеплением.


Версия 13.72 105

Для следующих фаз фиктивных стадий монтажа соответствующие критерии предложены. Присвоение случаев нагружения к этим поперечным сечениям нужно предпринимать пользователю: 1.1. Предварительно напряженная железобетонная балка (ферма) с

последующим сцеплением арматуры с бетоном Пучок ICS1 =0, ICS2=1 Сечения CS0 = 0

CS1 = 1 Поперечное сечение нетто Приведенное сечение

2.1. Готовая часть из предварительно напряженного железобетона с многопроволочными прядями в немедленном сцеплении

2.2. Бетонирование на месте с материалом 2 Пучок ICS1 = ICS2 = 0 Сечения CS0 = 10

CS1 = 20

Сборный элемент без монолитного бетона. Немедленное сцепление с пучком. Сборный элемент с участком монолитного бетона. Пучок в сцеплении.

3.1. Готовая деталь предварительно напряженного железобетона со стрендами (0) в немедленном сцеплении.

3.2. Установка дополнительных пучков (11) с последующим сцеплением для сборных элементов.

3.3. Завершение укладки бетона омоноличивания на стройплощадке и установка следующих напрягаемых арматурных элементов (21)

Стренд ICS1 = 0, ICS2 = 0 Пучок (1) ICS1=11, ICS2=12 Пучок (2) ICS1=21, ICS2=22 Сечения CS0=10 Сборный элемент без

монолитного бетона. Стренды с немедленным сцеплением. Пучок (1) как отверстие канала Пучок (2) как отверстие канала

CS1 = 11 Сборный элемент без монолитного бетона до сцепления с первым пучком


Версия 13.72 106

CS2 = 12 Сборный элемент без монолитного бетона. Стренды с немедленным сцеплением. Пучок (1) как отверстие канала Пучок (2) как отверстие канала

CS3 = 21 до сцепления со вторым пучком CS4 = 22 Сборный и монолитный бетон,

сцепление для всех пучков Эти свойства могут быть заданы также и другими способами, чтобы пользователь при больших системах со многими стадиями монтажа мог следовать удобной ему методологии. Учет напрягаемых пучков руководствуется только относительным положением номеров ICS к номерам SA. Для расчетов в состоянии с трещинами, также как при ползучести и усадке всегда применяется наивысший использованный номер случая нагружения CS. Поэтому для расчетов поперечных сечений на стадиях монтажа значение CS не должно явно указываться в записи COMB. Определение последовательности натяжения SAi: Напряжение стальной напрягаемой арматуры нужно учитывать только тогда, когда преднапряженный пучок действительно активен. Для определения последовательности натяжения пучков SAi нужно соблюдать следующие требования: Строго рекомендуется использовать по меньшей мере, 2 стадии монтажа

для любой стадии с пост-натяжением (например, 10, 11): первая — для сечения, подверженного пост-натяжением, и вторая для сечения с инъектированным пучком со сцеплением с бетоном. Так же предполагается, что при пост-натяжении ICS1 < ICS2. Старый ввод с ICS1 = ICS2 автоматически исправляется с предупреждением на ICS1 = ICS2-1.

Установка по умолчанию для поперечного сечения CS комбинации отделена от случаев нагружения, участвующих в этой комбинации (это, возможно, имеет отягчающие воздействия на расчет EIGE, ULTI и NSTR).

Если пучок еще не используется в CS сечении, он не будет получать начального значения напряжений. Если он включен, будет учитываться коэффициент к величине напряжения, особенно для самой первой стадии монтажа. Соглашение о декомпрессии пучков без сцепления не применяется.


Версия 13.72 107

3.7.3. Определение армирования BEAM может использоваться также для определения дискретного армирования для системы, необходимого, например, для нелинейных расчетов или определения относительной несущей способности. При указании стержней по номерам и значениям ординат X пользователь может в параметре NQS определить литеры AS для продольного армирования или ASV для хомутов. В положении Csi вы можете указать количество армирования в см2 или см2/м для слоев армирования с номером I. Кроме того, отсутствующие значения X будут интерполированы.


Версия 13.72 108

Смотри также: BEAM LC

3.8. TEND - Напрягаемые арматурные элементы (только AQBS) Команда Описание Ед. изм. По умолч. NO Номер стержня - 1 NOB Номер пучка - 1 MNO Номер материала пучка +

1000 номер материала инъецирования

- 1

ICS1 Стадия монтажа пучка - 1 ICS2 Стадия инъецирования пучка - 1 ICS3 Стадия демонтажа пучка

- 1

X Значение x на оси балки м 0 Y Знaчение y в координатах поперечного сечения * 0 Z Значение z в координатах поперечного сечения

* 0

ZZ Сила натяжения кН 0 AZ Площадь напрягаемого арматурного элемента мм2 0 NY Наклон напрягаемого арматурного элемента в

направлении y - 0

NZ Наклон напрягаемого арматурного элемента в направлении z

- 0

YHR Значение y центра канала * Y ZHR Значение z центра канала * Z AHR Площадь канала

мм2 AZ

DZ Эффективный диаметр мм * AR Относительная площадь для расчета ширины

раскрытия трещины м2 -

UZ Длина окружности напрягаемого арматурного элемента для расчета ширины раскрытия трещины

мм *

TEMP Температура для расчета при нагреве град. C 0 Напрягаемые пучки определяются, как правило программой GEOS (TENDON). Тем не менее, в особых случаях и для пользовательских сечений они также могут быть определены непосредственно в AQB. Напрягаемые пучки нужно вводить согласно порядку стержней и сечений. При этом параметры X необходимо указывать с точностью в 1 мм. Номера фаз преднапряжения — это номера временных стадий в процессе стадий монтажа и присваиваются они отдельным поперечным сечениям при вводе CS в записи BEAM. Для напрягаемых пучков с немедленным сцеплением нужно указывать ICS2 0.


Версия 13.72 109

Если случай нагружения от TYPE PR в комбинации задан настроечным коэффициентом, то силы растяжения также умножаются на этот коэффициент. Для расчета на сдвиг требуется, чтобы напрягаемые арматурные элементы в лежали пределах поперечного сечения. Иначе пропорциональная сила растяжения будет рассчитана с ошибкой. Поэтому не возможно свести все напрягаемые арматурные элементы к одному, который окажется тогда вне поперечного сечения. AQB проверяет положение напрягаемых арматурных элементов с точностью, которая соответствует радиусу площади стальной напрягаемой арматуры. Внешние напрягаемые элементы без сцепления, которые должны исключаться из этой проверки, должны задаваться как ICS2 999. Величины DZ и UZ имеют предварительные установки соответствующих значений отдельной балки. Для UZ литерой BUND может быть задействована формула

. Если AR задан положительным, то проверка ширины раскрытия трещины дополнительно ведется отдельно для этого напрягаемого пучка. Напрягаемые пучки вычисляются для этого в общую арматуру с коэффициентом min (1.0, 0.09 / AR). Это делается, чтобы выполнить требование, что напрягаемые элементы с последующим сцеплением могут определяется только в пределах квадрата со стороной 30см. AR может быть отрицательным, если необходим только расчет. Если отдельные напрягаемые арматурные элементы вообще не вычисляются или подбираются по ширине раскрытия трещин, то AR нужно определять большой отрицательной величиной. NY и NZ являются соответственно наклонами напрягаемых арматурных элементов к оси балки как тангенсы:

NY = dY / dX; NZ = dZ / dX

Примечание: Более старые версии AQB использовали метр как единицу измерения. Это изменено в версии 12.47 к использованию более распространенного ввода в миллиметрах (или других единицах, выбранных в записи PAGE UNII) также как в GEOS/TENDON. Старый способ ввода ведет к ошибке 13 или 14.


Версия 13.72 110

Смотри также: COMB S

3.9. LC - Выбор загружения для расчета Команда Описание Ед. изм. По умолч. NO TYPE

Номер случая нагружения Тип случая нагружения = наименование действия

– LIT

– –

CST Тип поперечного сечения для напряжений GROS поперечное сечение брутто CS0 сечение на стадии монтажа 0 CS1 сечение на стадии монтажа 1 ….. CS99 сечение на стадии монтажа 99

LIT *

REF Относительная точка внутренних усилий в центре тяжести:

GROS общего поперечного сечения EFFE эффективного сечения PART частичного сечения брутто EFPA эффективного частичного поперечного

сечения IDEA поперечного сечения стадии монтажа

CS NULL начало системы координат сечения

LIT PART

TITL Наименование загружения

Lit24 –

GAMU GAMF PSI0 PSI1 PSI2 PS1S GAMA APAR SUP

Неблагоприятный коэффициент надежности Благоприятный коэффициент надежности Коэффициент сочетания стандартный Коэффициент частого сочетания Коэффициент квази-постоянного сочетания Коэффициент не частого сочетания Коэффициент надежности для особых воздействий Раздел воздействия: G, P, Q, A или E Сочетание в пределах воздействия

– – – – – – –

LIT LIT

* * * * * * * * *

FAT Специальное расширение для усталости DIN согласно DIN FB 102 A 106.2

LIT –


Версия 13.72 111

LC используется для выбора загружений для расчета и определения соответствующих поперечных сечений. Определение поперечных сечений выполняется через задаваемые величины CS записи BEAM. Поэтому загружение может воздействовать в различных балках на различные типы поперечного сечения. Тип нагрузки – это наименование воздействия, к которому принадлежит этот случай загружения или тип сочетания для результатов. Без заданных номеров загружений выбираются все случаи загружения указанного типа, что очень помогает, прежде всего, при анализе сочетаний случаев нагружения. Для этого имеются следующие типы сочетаний: (D) предельное расчетное сочетание (I группа ПС) (A) предельное особое состояние (I группа ПС) (E) предельное состояние при сейсмическом воздействии (I группа ПС) (P) Квази постоянное сочетание (II группа ПС) (F) Частое сочетание (II группа ПС) (N) Нечастое сочетание (II группа ПС) (R) Редкое сочетание (II группа ПС) (H) Сочетание основных нагрузок (HZ) Основные нагрузки + дополнительное нагружение (PT) Сочетание постоянных нагрузок, например, для дерева (LT) Сочетание длительных нагрузок, например, для дерева (MT) Сочетание средней длительности, например, для дерева (СВ) Сочетание краткой продолжительности, например, для дерева (VT) Сочетание очень краткой продолжительности, например, для дерева Возможны иные любые комбинации до 4 символов, тем не менее зарезервированы 48 комбинаций с фиксированными значениями, которые вызывают определенные эффекты или сочетания. AQB хранит результаты расчета в базе данных для всех комбинаций (COMB) с явным указанием LCST, а также во всех отдельных случаях нагружения с присвоенным одним из выше указанных типов. Если необходимо классифицировать случай нагружения только временно указывают тип воздействия (-).


Версия 13.72 112

Норма Дополнение Особо Примечание

Gg ZGg SGq Собственный вес

G1g Z1g S1q Начальный собственный вес

G2g Z2g S2q Дополнительный собственный вес

Pg ZPg SPq Предварительное напряжение

Сg ZСg SСq Ползучесть и Усадка

Qq ZQx SQx Эксплуатационная полезная нагрузка

Lx ZLX SLx Подвижная нагрузка (L аналогично L_Т (TS), ZL аналогично L_U (UDL))

WX ZWX SWx Ветер (ZW для мостов)

Sq ZSX SSX Снег (ZS для мостов)

Rg ZRX SRx Давление грунта / напор воды

Fq ZFX SFX Осадки опор (ZF = предполагаемое,SF = возможное)

ТХ ZTX STx Температура

AX ZAx SAx Особые

BX ZBX SBx Монтажные воздействия (ZB = сопротивление опорных частей, SB = замена опорных частей)

EX ZEx SEx Сейсмика (ZE = II группа ПС, SE = I группа ПС)

g = Постоянно присутствующие загружения (всегда учитываются)

q = Загружение присутствует в неблагоприятных сочетаниях

x = Взаимоисключающие загружения Дополнительно можно подразделять каждое действие на категории, обозначаемые символами А... ...Z с разными коэффициентами сочетания или коэффициентами надежности. Оно прибавляется через символ подчеркивания к имени действия (например, Q_B). При помощи CTRL ACT можно указывать, как соответствующие действия нужно обрабатывать. CTRL ACT 2 определяет, что случаи нагружения одного ряда из приведенной выше таблицы рассматриваются принадлежащими одному действию, так при анализе одной комбинации действие L также включает загружения типов ZL и SL. Примечание: Предварительное напряжение учитывается только, если определены загружения типа P. Коэффициент, который может указываться в комбинации, действует на все эффекты предварительного напряжения (сила натяжения + внутренние усилия в сечении). При расчете отдельных загружений с предварительным напряжением все загружения должны иметь, поэтому тип P (предварительное


Версия 13.72 113

напряжение). С указанием DIN FAT внутренние усилия в сечении этого случая нагружения увеличиваются в зависимости от положения сечения в пролете согласно п. A 106.2 DIN FB 102 коэффициентом от 1.4 до 1.75. К сожалению, как правило, информация, где пролет начинается или кончается, не имеется в распоряжении. AQB поэтому использует более высокие коэффициенты только в сечении для области начала балки, если балка имеет часть с атрибутом «опорная грань», аналогично для конца балки. Установка по умолчанию для CST – это CS1 для всех типов случаев нагружения кроме G1 и PR; для них CS0 установлен по умолчанию. Случаи нагружения с неопределенными поперечными сечениями CS будут присоединены к поперечному сечению брутто. Поэтому без определения параметров CS в записи BEAM все случаи нагружения действуют на поперечное сечение брутто. С TITL не только вновь определяемый случай нагружения может озаглавливаться, но и наименование сохраненных в базе данных случаев нагружения может изменяется или дополняться. AQB имеет разные возможности использовать случаи нагружения:

1. Нет указаний для LC Если никакие указания не даны для LC, все загружения, собранные в базе данных, рассчитываются по отдельности. Внешние усилия в сечении S обрабатываются отдельно как загружение 0. 2. Указание только для LC При указании LC рассчитываются только эти загружения. 3. LC и S Если внутренние усилия определены после любой записи LC, то они сохраняются в этом загружении и учитываются в дальнейшем расчете. Эта опция позволяет не только определять загружения для сечений, но также разрешает вводить дополнительные внутренние усилия в сечении в расчет для отдельных сечений без статического расчета существующей системы. Вследствие этого результаты, собранные под одинаковым номером загружения, удаляются. 4. LC и COMB Если расчетные сочетания определены дополнительно, расчету подлежат только эти сочетания. Типы загружений будут учтены только в связи с этими правилами. Ввод COMB дополняет возможности программы MAXIMA, и допускает расчет с раздельными коэффициентами или выбор из загружений подвижной нагрузкой.


Версия 13.72 114

Возможные внутренние усилия от случаев нагружения в сечении должны непосредственно вводиться сразу за записью LC. Начальные напряжения автоматически удаляются при вводе внутренних усилий в сечении. Коэффициенты сочетания и коэффициенты надежности для загружений определяются при первом вводе загружений. Поэтому ввод в AQB будет иметь только временное влияние и обрабатывается без установок по умолчанию от типа загружений. Только в тех случаях загружений, где внутренние усилия в сечении определяются в AQB явным образом, установки по умолчанию получают эти значения из соответствующего файла INI. Величины APAR и SUP определяют комбинацию отдельных случаев нагружения внутри типа воздействия. Установка по умолчанию принимается в зависимости от типа воздействия. APAR Комментарий G постоянные нагрузки (без параметров PSI) P предварительное напряжение (без параметров PSI) Q переменные действия (нагрузки) A исключительные (чрезвычайные, аварийные) действия E сейсмическое воздействие SUP Комментарий PERM всегда используются / постоянные COND действующее условно (только если воздействие

неблагоприятно) EXCL условные, взаимно исключающиеся случаи нагружения UNSI переменная нагрузка (например, землетрясение) USEX взаимно исключающиеся случаи нагружения переменной

нагрузкой ALEX взаимно исключающие постоянные случаи


Версия 13.72 115

Смотри также: LC

3.10. S - Внутренние усилия в сечении Команда Описание Ед. изм По умолч. NCS Номер поперечного сечения 1 NO Номер балки 1 X Значение X

м 0

N Нормальная сила кН 0 VY Поперечная сила кН 0 VZ Поперечная сила кН 0 MT Общий крутящий момент кНм 0 MY Изгибающий момент кНм 0 MZ Изгибающий момент кНм 0 MB Бимомент депланации кНм2 0 MT2 Вторичный rрутящий момент

кНм 0

Y Z

Координаты точки, относительно которой вычисляютсявнутренние усилия

м м

* *

Этими записями можно определять пользовательские внутренние усилия и моменты в сечении для отдельного расчета. Внутренние усилия в сечении, определенные в записи S, сохраняются обычно в загружении с номером 0. Значения NO и X в таком случае используются только для идентификации выходных данных. Если случай нагружения задан с LC, внутренние усилия в сечении сохраняются под этим конечным номером загружения. В этом случае сечение NCS используется только для определения координат точки, относительно которой вычисляются усилия, и внутренние усилия в сечении должны вводиться в восходящей последовательности номеров стержней и X. Отрицательные значения X интерпретируются как размеры от конца балки. Нормальная сила и изгибающие моменты определяются относительно центра тяжести, крутящий момент и поперечные силы – относительно центр сдвига поперечного сечения. Если задаются величины для Y или Z, то все внутренние усилия в сечении относятся к этой определенной контрольной точке в системе координат поперечного сечения. Они сразу пересчитываются к центру тяжести или центру сдвига. Крутящий момент является суммой из части Сен-Венана и вторичному кручению от изгибно-крутильного усилия.


Версия 13.72 116

Внутренние усилия в сечении без указания загружений нужно задавать без статически определенной доли предварительного напряжения, которое определялось, например, в AQUA. Тем не менее, если используются загружения или их сочетания, усилия и моменты всегда представляют собой сумму всех составляющих.


Версия 13.72 117

См. также: LC

3.11. COMB – Определение сочетаний внутренних усилий в сечении

Команда Описание Ед. изм. По. умолч. EXTR Экстремальные значения сочетаний

SOLO отдельное загружение без проверки MAX максимум MIN минимум MAMI максимум и минимум SUM все значения складываются AND продолжение следующие случаи

нагружения (см. комментарий)

LIT MAMI

SCOM SFAC

Внутренние силы/моменты для экстремального значения

N нормальная сила VY компонент поперечной силы VZ компонент поперечной силы MT Крутящий момент MY изгибающий момент MZ изгибающий момент Коэффициент для внутренних усилий в сечении

LIT –

MY

1.0/*

LC1 F1 LC2 F2 LC3 F3 LC4 F4 LC5 F5 LC6 F6

Номер загружения или тип нагрузки Коэффициент для LC1 Номер загружения или тип нагрузки Коэффициент для LC2 Номер загружения или тип нагрузки Коэффициент для LC3 Номер загружения или тип нагрузки Коэффициент для LC4 Номер загружения или тип нагрузки Коэффициент для LC5 Номер загружения или тип нагрузки F6 коэффициент для LF6

–/LIT –

–/LIT –

–/LIT –

–/LIT –

–/LIT –

–/LIT –

– 1.0 –

1.0 –

1.0 –

1.0 –

1.0 –

1.0

LCST Номер загружения для результатов

– –


Версия 13.72 118

Команда Описание Ед. изм. По. умолч. CST Тип поперечного сечения для EIGE / DESI / NSTR

GROS сечение брутто CS0 сечение стадии монтажа 0 CS1 сечение стадии монтажа 1 … … CS99 сечение стадии монтажа 99

LIT *

TITL Наименование сочетания

LIT24 *

AQBS обычно выполняет свои операции расчета в выбранных загружениях. Кроме того, сочетания загружений могут определяться в COMB, например, при проектировании согласно частных положений различных международных строительных норм предварительно напряженного железобетона. Сочетания должны быть введены перед указанием соответствующего расчета и остаются до нового определения для следующих заданий. Для каждой комбинации может указываться номер загружения LCST. Тогда результаты сохраняются в загружении с указанным номером. Ими являются: Внутренние усилия в сечении, включая все специальные эффекты и

трансформации (не при EIGE!) Напряжения для каждого материала и выбранных точках напряжения или

каждого центра сдвига сечения для STRE. При расчете на сдвиг для бетонных поперечных сечений и поперечных сечений предварительно напряженного железобетона для относительного напряжения записывается значение касательных напряжений только от поперечной силы.

Начальные напряжения при определении EIGE Нелинейные напряжения для DESI и NSTR

Можно также для каждого блока сочетаний определить две специальных комбинации GMAX и GMIN в LCST, тогда максимальные и минимальные (экстремальные) значения всех сочетаний записываются по этим номерам загружений в том же самом формате. Если TITL не определен, AQB конструирует себе собственное наименование из участвующих случаев нагружения. Для каждого загружения может указываться его номер, тогда такие загружения учитываются в сочетаниях независимо от типа. Альтернативным образом можно обращаться также к типу воздействия (см. запись LC), тогда все загружения с указанным типом воздействия участвуют в сочетаниях и выбираются в пределах типа воздействия, т.е:


Версия 13.72 119

У типов G1, G2, PR и C все добавляемые компоненты складываются (постоянные нагрузки). Тип нагрузки G охватывает все типы нагрузки G1 и G2.

У типа Q, S, F все добавляемые компоненты складываются, если они оказываются неблагоприятными (переменное влияние). Это имеет значение также для ZG, Z1, Z2, ZP, ZC, ZQ и SG, S1, S2, SP, SC, SQ.

У всех других типов всем случаям нагружения устанавливается одинаковый тип, который поставляет самый неблагоприятный добавляемый компонент. Если все случаи нагружения этого типа поставляют благоприятные добавляемые компоненты ничего не устанавливается. Типичные примеры – это альтернативные случаи нагружения max−My и min−My, которые происходят из огибающей экстремальных значений или оценки линий влияния.

ВНИМАНИЕ: Поведение модуля может настраиваться через файл INI для любых пользовательских типов воздействий. Каждый случай нагружения и соответственно тип случаев нагружения может получать еще дополнительный коэффициент. Более 6 случаев нагружения должны вводиться со второй записью применяя AND и EXTR. Со вводом специального типа сочетания пользователь может применять коэффициенты сочетания специальных загружений, учитывая коэффициенты надежности и коэффициенты комбинации. При этом возможны: Расчетное сочетание (выгодное / невыгодное)

MAXD / MIND / MAMD

Случайное сочетание (выгодное / невыгодное)

MAXA / МINA / МАМА


Версия 13.72 120

Сочетание для расчета на сейсмику MAXE / MINE / MAME

Редкое сочетание для II группы ПС

MAXR / MINR / MAMR

Частое сочетание для II группы ПС

MAXF / MINF / MAMF

Нечастое сочетание для II Группы ПС

MAXN / MINN / MAMN

Квази-постоянное сочетание для II группы ПС

MAXP / MINP / MAMP

При переменных воздействиях Q первый заданный случай нагружения будет рассматриваться с особым коэффициентом сочетания, все другие – с последующими значениями коэффициентов. Поскольку каждое из загружений, входящих в один тип воздействия может иметь различные коэффициенты сочетаний, то используемые коэффициенты могут указываться явно, указанием одной из литер как указано ниже:

GAM γu / γf

GAMU γu GAMF γf

PSI γu / γf ψ0

PSIU γu ψ0 PSIF γf ψ0

PSI0 ψ0 PSI1 ψ1

PSI2 ψ2 PS1S ψ1'


Версия 13.72 121

ВНИМАНИЕ: Явное задание величины коэффициента заменяет коэффициент по умолчанию не зависимо от типа экстремума и комбинации. Ведущее действие не определяется в AQB, как в MAXIMA! AQB позволяет задавать явные комбинации для нахождения максимальной арматуры. ACI требует чтобы следующие комбинаций были исследованы:

При использовании соответствующих коэффициентов, сочетания так же могут быть определены с целью получения максимальных напряжений в углах сечений. Если коэффициент продольной силы задан как 1,0, то коэффициенты к моментам определяются соотношением площади и моментов сопротивления. Для рамных конструкций, например, случай нагружения с большой нормальной силой в максимальных комбинациях внутренних усилий в сечении может быть оставлен без внимания, если участие моментов выглядит маленьким, и соответственно благоприятным. Здесь к расчету должны привлекаться случаи нагружения, которые создают максимальное значение 1,0·MY±0,15·N. (Величину 0,15 нужно выбирать в зависимости от поперечного сечения). Это происходит со вводом:

COMB MAX MY 1.0 ; MAX N 0.15 G 1.0 L 1.0 COMB MAX MY 1.0 ; MAX N -0.15 G 1.0 L 1.0

Сочетание также может определяться соответствующими коэффициентами из условия максимальных напряжений в угловых точках. Если коэффициент нормальной силы задан 1,0, то коэффициенты моментов задаются отношением площади к моменту сопротивления. Эти коэффициенты влияют не на внутренние усилия сочетания в сечении, а используются только для определения, является загружение благоприятным или нет. Тем не менее, редкий вариант, где коэффициенты непосредственно добавляются во внутренние усилия комбинации в сечении, может быть рассмотрен через ввод следующих параметров EXTR:

FSUM, FMAX, FMIN, FMAM, FSOL, FSMA, FSMI и FSMX Следующий ввод определяет комбинацию из 1,5-кратного момента и 1,0-кратной продольной поперечной силы.

COMB FMAX MY 1.5 LCI


Версия 13.72 122

Тем не менее, коэффициенты не действуют на вторичные внутренние усилия в сечении и из требования их согласованности также не действуют на внутренние усилия типа «Предварительное напряжение». Принципиально возможны другие варианты, однако на каждую из сил в сечении допускается только один коэффициент. Если определяются несколько коэффициентов, то их нужно устанавливать с параметром FSOL без указания загружений перед записью активной комбинации.

COMB FSOL MY,MZ 1.5 COMB FSOL VY,VZ 1.1 COMB FSOL N 1.0 COMB FMAM MY LC1 ...

Некоторые дополнительные моменты отдельных расчетов могут выбираться согласно нормам через отдельные литеры типа нагрузки. С литерой MCR будет образован такой минимальный момент My, что при заданном центральном напряжении на крайней грани достигается растяжение равное среднему пределу прочности бетона на растяжение (ACI / AASHTO / DIN 1045-1 / OEN B4750 12.5 (прочность) и т.д.). Отклонения задаются в: Специальный доклад DIN 102 использует менее 5% отклонения (выбором

CLAS в записи NORM) AASHTO использует более высокое значение отклонения (модуль

трещинообразования). Это выбирается для NORM US С литерой DMR дополнительный момент устанавливается для контроля образования трещин согласно DIN 4227 или указания DAfStb.

или

DMR создает только дополнительные моменты My, через DMRZ они могут определяться также для MZ. Кроме того, доступны еще постоянные дополнительные моменты DMY и DMZ, которые соответствуют разнице температур 1°.


Версия 13.72 123

Дополнительные моменты для обеспечения трещиностойкости


Версия 13.72 124

3.12. EIGE - Определение внутренних напряжений (только AQBS) Команда Описание Ед.изм. По умолч. MNO Номер материала

- !

PHI Коэффициент ползучести или Класс консистенции KS / KP / KR или Коэффициент к 1000-часовой релаксации

преднапряжения

- / LIT *

EPS Коэффициент усадки (не отриц. знака!) - * - * REL Коэффициент релаксации по Тросту (Trost)

- 0,8

T Эффективный период времени дней 0 RH Относительная влажность воздуха или степень

зрелости ARID = 45% сухая окружающая среда INTE = 50% внутренние помещения TEMP = 55% умеренная окружающая среда TROP = 67% тропики или приморье

% / LIT 70

TEMP Температура бетона или фактор времени градусы 20 T0 Возраст при нагрузке дни 7 TS Возраст при начале высыхания

дни 0

GRP Номер группы

- все

При указании записи EIGE рассчитываются перераспределения внутренних напряжений. Эти параметры могут определяться раздельно для каждого материала и группы. Поперечное сечение фазы строительства, которое будет использовано для перераспределения, должен быть выбрано через COMB или LC. Без явного ввода выбирается сечение, которой следует за наибольшей использованной фазой строительства активных загружений (учет ползучести после инъецирования пучков). Наиболее общим случаем является анализ усадки и ползучести, и релаксация в преднапряженных пучках, но в то же время могут быть учтены многие другие эффекты, такие как неравномерное распределение температуры. Результатами являются вторичные деформации и напряжения в поперечном сечении. Они сохраняются под отдельным номером загружения или под номером загружения LCST записи COMB. Эти результаты удаляются, если внутренние усилия в сечении определяются через S для этого загружения или если новые нагрузки для этого загружения вводятся в STAR2. Интегральные усилия в сечении могут быть добавлены к внешним усилиям лишь для информации.


Версия 13.72 125

Поперечное сечение, для которого должна выполняться проверка, может обозначаться в записи LC в том же загружении, которое указывается в COMB LCST. Если этого не происходит, расчет всегда выполняется с поперечным сечением, которое описывалось в последней позиции CS записи BEAM. Эта установка по умолчанию должна непременно проверяться при составных несущих конструкциях. Если PHI или EPS не заданы, они устанавливаются из условий среды (влажность, температура), возраста бетона в момент загрузки, сорта цемента / области консистенции (AQUA) и эффективной толщины тела A/U. Для этого AQB использует всегда нормы проектирования, из которых выбирается соответствующий материал, а не данные расчета, так как для этого требуются очень специфические указания! Реализованы формулы согласно старым DIN 4227, индийским IRC 18, австралийским AS 3600/5100, а также точные формулы для бетона и стальной напрягаемой арматуры EC 2 приложение I, а также модифицированные формулы выпуска 525 DAfStB. Если задается Т, то основные значения PHI и EPS изменяются согласно развитию во времени по формулам или таблицам норм проектирования. Для этих норм проектирования (старые DIN, Китай, Япония) зависящая от подхода суммирования замедленная упругость будет включена автоматически. Если основные значения PHI/EPS заданы явно функциями развития во времени, то нужно использовать Т с отрицательным значением. Значение на момент возникновения повреждения Т0 управляет на первом шаге возрастом бетона при нагружении для функции ползучести, но также частью усадки, которая уже произошла. Если необходимо учесть полную усадку при высыхании, нужно увеличить TS до значения Т0. Величина TEMP определяет либо температуру (от 0 до 80°), либо, если задана отрицательной, коэффициент для эффективного возраста бетона. В этом случае коэффициент температуры для усадки должен учитываться согласно DIN 4227 уже в параметре T. Дальше нужно обращать внимание для DIN 4227, что эффективный возраст бетона основан на медленно твердеющем цементе, вместо новых коэффициентов (kz = 0.5, 1.0, 1.5) старые факторы должны использоваться согласно Rüsch (kz = 1.0, 2.0, 3.0). Для анализа с запаздывающей упругостью (старые DIN, Япония и Китай) доли от запаздывающей упругости всегда складываются, если величина Т задана для всех участвующих расчетных нагрузок на ползучесть с соответствующим отрицательным значением. При этом последовательность номеров загружений должна соответствовать хронологической последовательности. Более высокие номера загружений должны описывать более позднюю стадию ползучести. Если для EIGE вводится значение PHI равной 0.0, то часть от замедленной упругости подавляется. Если необходимо определять только обратную ползучесть, то для


Версия 13.72 126

PHI должно вводиться небольшое значение. Если необходимо, явное задание KS, KP или KR для PHI установит требуемые значения для подхода с суммирование. Нормы проектирования, использующие этот подход (например, Япония, Китай) будут установлены автоматически. В других случаях EC предоставляет большинство подробных инструментов анализа для всех других норм. Если необходимо использовать вместо этого другие значения, то их нужно задавать как правило явно. Тем не менее, в качестве особого случая тем не менее доступны: Если выбраны индийские нормы и не указана Т, то RH интерпретируется

как степень зрелости согласно таблицы 2 IRC 18 для расчета коэффициента ползучести PHI. Для усадки выше значения параметра времени Т0 согласно таблицы 3 IRC 18 устанавливается значение EPS. Однако, вследствие этого эффекты по времени не доступны.

AS 3600 / 5100 применяет кривые и окончательные параметры для ползучести и усадки в зависимости от эффективной толщины, условий среды и прочности бетона. Не учтены при этом температура, цементы с другим содержанием сульфатов или высокими напряжениями. Со вводом EC для PHI можно переключаться на формулы еврокода.

С установкой CTRL EIGE 1 нагрузки изгиба сохраняются для расчета статически неопределимых частей от ползучести и усадки. Как правило требуются при этом несколько стадий ползучести (например, от 3 до 5), так как STAR2 / ASE не знают напряжений или внутренних усилий в конце интервала. Для случае параметры релаксации также соответствующим образом могут изменяться в AQB. Без расчета этих случаев нагружения в STAR2 / ASE расчет остается статически определенным. Если центр части поперечного сечения имеет растягивающие напряжения, то коэффициенты ползучести уменьшаются с использованием отношения этого напряжения к среднему пределу прочности на растяжение (См. CTRL EIGE 32). С CTRL EIGE 128 дополнительные начальные (внутренние) напряжения создаются, что необходимо для описания перехода полной нагрузки к последнему поперечному сечению CS (См. примеры). Согласно EC или выпуска 525 (H.9-16) зависимый от времени модуль упругости E используется только для нагрузок, действующих в это время. Все деформации ползучести всегда относятся к касательному модулю E в возрасте 28 дней. Для бетона определяются как секущий, так и касательный модули, но так как параметры поперечного сечения устанавливаются с секущим модулем, коэффициенты ползучести соответствующим образом пересчитываются на другой модуль E. С CTRL EIGE 512 можно деактивировать такой пересчет.


Версия 13.72 127

3.13. STRE — Упругие напряжения и пластические усилия в сечении

Команда Описание Ед. изм. По умолч. SMOD Способ / номер материала

U Степени использования C Проверка согласно EC3 / BS для

классифицируемых поперечных сечений

E Проверка напряжений K Активировать для ECHO TABS Ennn E и сохранение экстремальные

значения Knnn K и сохранение экстремальные

значения D Предлагаемые размеры DG Выбор поперечного сечения из группы

LiT / – K

STYP Табулируемые предельные допускаемые напряжения

LIT -

SC Макс. нормальное напряжение сжатия

Н/мм2 -

ST Макс. нормальное напряжение растяжения

Н/мм2 SC

SBC Макс. напряжение сжатия с изгибом по грани

Н/мм2 SC

SBT Макс. напряжение растяжения с изгибом по грани

Н/мм2 ST

SBBC Макс. Напряжение сжатия с изгибом по углу

Н/мм2 SBC

SBBT Макс. Напряжение растяжения с изгибом по углу

Н/мм2 SBT

SI Макс. главное растягивающее напряжение

Н/мм2 -

SII Макс. главное напряжение сжатия

Н/мм2 -


Версия 13.72 128

Команда Описание Ед. изм. По умолч. TAU Макс. напряжение на сдвиг

Н/мм2 -

SV Макс. эквивалентное напряжение

Н/мм2 -

TAUS Макс. напряжение на сдвиг фланговых швов

Н/мм2 -

SSTM Макс. сдвиг / растяжение кручение середина

Н/мм2 TAU

SSEM Макс. сдвиг / растяжение отдельная середина

Н/мм2 TAU

SSKM Макс. сдвиг / растяжение комбинированные середина

Н/мм2 TAU

SSER Макс. сдвиг / растяжение в отдельности край

Н/мм2 TAU

SSKR Макс. сдвиг / растяжение комбинирует край

Н/мм2 TAU

CC Макс. нормальное напряжение зоны сжатия

Н/мм2 (SC)

CBC Макс. напряжение зоны сжатия на грани

Н/мм2 (CC)

CBBC Макс. напряжение зоны сжатия в угловой точке

Н/мм2 (SBC)

LIMA граница декомпрессии или зона a/b

Н/мм2 *

ZMAX Макс. напряжение стальной напрягаемой арматуры

Н/мм2 *

ZDIF Макс. диапазон напряжений в преднапряженныхе арматурных элементах

Н/мм2 -

SDIF не употребляется, смотри AQUA

TDIF не употребляется, смотри AQUA

SCMG глобальный фактор сооружения

- -


Версия 13.72 129

Комментарии к SMOD: U: степени использования

Если допускаемые напряжения определены, то степени использования напряжений будут распечатаны вместо напряжений. Если никакие напряжения не определены, то упрощенные упруго-пластические расчеты будут выполнены.

C: Проверка согласно EC3 / BS для классифицируемых поперечных сечений. Сначала проверяются допускаемые напряжения и отношения b/t для класса поперечного сечения 3 или 2, затем выполняется упруго-пластический расчет.

E: Определение напряжений для каждого внутреннего усилия в сечении и дополнительно главного напряжения и эквивалентного напряжения по Мизесу для всех точек поперечного сечения.

K: если ECHO TABS ставится, то будут выданы дополнительные таблицы для сечения (установка по умолчанию)

?nnn: последовательность чисел nnn, прибавленные к буквам U, C, E или K, сохраняет экстремальные значения напряжений и соответственно степеней использования в базе данных по номерам случаев нагружения nnn и nnn + 1. (См. COMB GMAX/GMIN)

D: Предлагаемые размеры При заданной величине допустимых напряжений необходимые поперечные сечения устанавливаются для прямоугольника, круга, а также профилей стальных конструкций. Для всех других поперечных сечений разыскивается линейный размерный коэффициент. Для прямоугольных поперечных сечениях можно сначала определять, должны ли высота или ширина считаться по-возможности постоянными. Если никакие напряжения не определяются для опции D, то проверка выполняется как при U на пластические внутренние усилия в сечении, учитывая упрощенные правила взаимодействия. С опцией ECHO USEP можно получать подробные коэффициенты использования.

DG: как D, однако, сечение может выбираться из группы сечений. Группа определена последовательностью сечений с непосредственно следующими друг за другом номерами и возрастающей несущей способностью. Первое сечение группы может отличаться от активного сечения только в последней цифре номера поперечного сечения. Если например, поперечные сечения 8, 9, 10, 11 и 12 определены, то программа может выбрать вместо


Версия 13.72 130

поперечных сечений 8 и 9 все эти поперечные сечения, в то время как для сечений 10, 11 и 12 могут использоваться только эти три сечения. Эту опцию нужно выбирать, прежде всего тогда, когда необходимо иметь другую последовательность (например, UC 305 x 305 x 97 до UC 254 x 254 x 132) как при британских или американских профилях.

Сохранение напряжений для комбинации случаев нагружения происходит при указании LCST в записи COMB. Без COMB напряжения отдельных случаев нагружения сохраняются, если они определялись типом случая расчета (например, LC TYPE (D)). Для STYP может вводиться литера, тогда допускаемые напряжения, а также особенности норм устанавливаются заранее. Явный ввод предельных напряжений рационален только в особых случаях. Явно заданная отличающаяся величина напряжений должна была использоваться только для разъяснения «что, если». Как правило определенные в AQUA значения должны использоваться через неопределенную литеру ”H”. STRE D / DG не доступно в целом для выполнения окончательного выбора поперечного сечения, так как изменение поперечного сечения обуславливает также другие нагрузки и распределения внутренних усилий в сечении. Для SMOD может также указываться число. В этом случае допускаемые напряжения определяются для соответствующего материала этого номера различно, причем SMOD 0 описывает напряжения всех материалов. Однако, определение напряжений вследствие этого еще не начинается, это происходит только с позже следующей записью с обычным вводом для SMOD. Допускаемые напряжения ставятся в порядке введенных записей, все не определенные значения занимаются значениями, указанными в заключительном вводе STRE. При неоднократной активизации STRE все определения материала должны вводиться перед соответствующей записью STRE. STRE только с номером материала вызывает расчет напряжений с опцией E.


Версия 13.72 131

Для стали и алюминия может вводиться литера из следующей таблицы, тогда значения в [Н/мм2] устанавливаются заранее следующим образом:

STYP SC ST SBC SBT SBBC SBBT TAU SV TAUS

DIN 18800 часть 1 3.81 или ÖNORM B 4600 или DIN 4113:

H напряжения для основных нагрузок в зависимости от материала

140 160 140 160 140 160 92 160 135

210 240 210 240 210 240 139 240 170

и т.д.

HZ напряжения для основных дополнительных нагрузок в зависимости от материала

160 180 160 180 160 180 104 180 150

240 270 240 270 240 270 156 270 190

и т.д

S напряжения с повышенными основными (угловыми – англ.) значениями (DIN 18800) или без надежности по материалу (DIN 4113)

SZ напряжения с повышенными основными (угловыми –англ.) значениями (DIN 18800)

Определение согласно DIN 18800 часть 1/2 11.90: или ÖNORM B 4300:

F предел текучести с коэффициентом надежности (например, 1.1)

FF полный предел текучести соответствующего материала без коэффициента надежности

Расчет центрально сжатых балок согласно DIN 18800 часть 2 / EC3 также включен при расчете напряжений в AQB, так как она обычно применяется для бокового перемещения перпендикулярно к плоскости несущей конструкции и для стержневых связей. Для упруго-пластического расчета по предельным усилиям (опции U и D) коэффициенты использования анализируются сначала в отдельности для всех внутренних усилий в сечении и назначаются тогда как для линейной, так и для расширенных отношений взаимодействия. Правила EC3 / BS используются для классов поперечного сечения 1 и 2 (см. 2.3). DIN 18800 имеет несколько иные формулы для взаимодействия, однако допускает применение других образований. Более точные значения могут быть получены через NSTR.


Версия 13.72 132

Для норм проектирования с глобальным коэффициентом надежности сооружения, этот коэффициент может указываться для STRE, либо как число для STYP, либо как отдельное ключевое слово SCMG. Тогда допускаемые напряжения и пластическое сопротивление умножаются на этот коэффициент. Для древесины допускаемые напряжения определяются уже в AQUA. Таким образом только литера "H" должна быть указана для выбора этих параметров. Для расчетов согласно старых DIN 1052 литера HZ может быть также выбрана, что увеличит занчения параметров на 25%. В особых случаях любой коэффициент также может быть выбран через ключевое слово LIMA (более старые версии норм проектирования или теория 2 порядка). Согласно EN 1995 / DIN 1052-2004 в AQUA определены 5 коэффициентов (kmod) для различной продолжительности нагружения. Теперь все загружения могут получать соответствующий тип и тогда правильный коэффициент устанавливается AQB на основании активных загружений. Проверка согласно старых DIN 1052 выполняется в форме:

а также

или

Вместе с тем условия взаимодействия подтверждены для m=1 и m=2. Значение для допускаемого τt может определяется через TAUW. Должно быть указано еще то, что этот тип напряжений нужно проверять только для внешних границ поперечного сечения. Для напряжений кручения в средней площади, как это может встречаться, например, при коробчатом поперечном сечении, напряжение кручения ограничивается значением TAU, как это также используется для поперечной силы. Расчет согласно EN 1995 или DIN 1052-2004 комбинирует напряжения при изгибе для My и Mz с специальным коэффициентом сочетания. Дальше учитывается снижение прочности на сжатие и изгиб вследствие потери устойчивости.


Версия 13.72 133

Взаимодействие для сжатых элементов согласно формулы из EN 1995 или DIN 1052-2004 применяется только в случае, если не заявлена свободная длина элемента.

Для расчетов согласно EC 2 или DIN Fachbericht 102 может вводиться при STYP: VH Устанавливает LIMA 0.00 для напряжений растяжения в бетоне для

проверки ее декомпрессии, иначе как BH. Для этого нечастые, частые или квази постоянные комбинации действия служат мерилом в зависимости от категории сооружения. Значение проверяется только в преднапряженной зоне растяжения.

BH для нечастых или редких сочетаний воздействий: 0.60 fck для напряжений сжатия в бетоне 0.80 fyk для напряжений в ненапрягаемой арматуре 0.7S fpk для напряжений в напрягаемой арматуре (EC) 0.80 fpk / 0.90 fyk для напряжений в напрягаемой арматуре (DIN)

VZ для квазипостоянных воздействий: 0,45 fck для напряжений сжатия в бетоне (если ползучесть имеет существенное влияние) 0.6S fpk для напряжений в стальной напрягаемой арматуре (DIN 11.1.4), иначе как BH

BZ для редких воздействий: fctm для напряжений растяжения в бетоне для классификации (DIN), иначе как BH

BX согласно ARS 11_2003 главные растягивающие напряжения при частом сочетании будут ограничены ftck 0.05

Для расчетов по согласно DIN 4227 часть 1 может задаваться STYP для состояния эксплуатации: VH полное предварительное напряжение с основными нагрузками VZ полное преднапряжение с основными и дополнительным нагрузками VA полное преднапряжение в состоянии строительства VB полное преднапряжение в состоянии строительства, учитывая

ограничения деформаций (часть 15.1.) VT полное преднапряжение в транспортном состоянии (как A+п.15.5)


Версия 13.72 134

BH ограниченное преднапряжение (мосты) под основными нагрузками BZ ограниченное преднапряжение под основными и дополнительным

нагрузками BA ограниченное преднапряжение в состоянии строительных работ BB ограниченное преднапряжение состояние строительных работ вкл.

ограничения деформаций BT ограниченное преднапряжение в транспортном состоянии EH внешнее преднапряжение, никакие напряжения растяжения в бетон

не допускаются EZ внешнее преднапряжение без сцепления (проверяются только

напряжения стальной напрягаемой арматуры) EB внешнее преднапряжение в состоянии строительных работ с

напряжениями растяжения от 3.0 / 3.5 МПа для B35 / 45 Если уменьшение преднапряжения не должно происходить в предварительно сжатой зоне сжатия, то нужно вводить CC -999. Преднапряженные пучки без сцепления (R=0.0 в AQUA) получают более высокие допускаемые напряжения согласно DIN 4227 часть 6. Согласно австрийским нормам OeNorm B 4250 или B 4253 для расчетов напряжения в состоянии эксплуатации может задаваться для STYP: VH полное предварительное напряжение в общем (Tab. 2/3, строка

1/2/3/7) VZ под предположением 11.2.1.2 (Tab. 2, строка 1/2/3/8/9) VA перед приложением всех постоянных нагрузок (Tab. 2, строка 4/5/6) VB на стадии строительства (Tab. 3, строки 1/2/3/4/5/6) VT самое неблагоприятное сочетание (Tab. 3, строки 1/2/3/8/9/10) VX железнодорожные мосты (OENORM 4253, LK I) BH ограниченное преднапряжение (Tab. 2, строки 1/2/3/11/12/13) BZ под предположением 11.2.1.2 (Tab. 2, строки 1/2/3/14/15/16) BA перед приложением всех постоянных нагрузок (Tab. 2, стр. 4/5/10) BB на стадии строительства (Tab. 3, строки 1/2/3/4/5/6) BT самое неблагоприятное сочетание (Tab. 3, строки 1/2/3/14/15/16) BX железнодорожные мосты (OENORM 4253 LK II, V и VI) Для расчетов согласно BS 5400 может вводиться для STYP: VH для элементов класса 1 BH для элементов класса 2 (натяжение на бетон) BZ для элементов класса 1 (натяжение на упоры)


Версия 13.72 135

Для расчетов по согласно IRC 18 может вводиться для STYP: VH для эксплуатационных (7.2): 0.33 fck для сжатия, 0.0 для растяжения BH для кратковременных (7.1): 0.50fck - сжатие, 0.05fck - растяжение Для расчета под предельными нагрузками предусмотрены дополнительные литеры. Этот ввод определяет не только проверку напряжений в зоне a, но и предельные напряжения для расчета на сдвиг согласно состоянию II (с трещинами) зоны b DESI. Поэтому смысл нескольких параметров был изменен. UL для расчетов на сдвиг согласно DIN 4227 по I группе ПС Здесь для величин TAU, SV и TAUS рекомендуются значения согласно таблицы 9 строки 56, 59, 61 и для величин SSTM - SSKR – значения согласно строк 53, 50, 54, 52, 55. Расчет выполняется, если напряжение на сдвиг или главное растягивающее напряжение превосходит следующие границы:

или или Базовые значения для касательных напряжений для состояния II (с трещинами) требуют

и и и (стенки) или CBC (пояса) Если никакая запись STRE не определена с ULnn, общая проверка на сдвиг выполняется DESI в состоянии с трещинами. Иначе между зонами a и b проводится различие в зависимости от максимального предельного напряжения LIMA и рассчитываются только сечения в зоне b. Для установленных через STRE напряжений превышение пределов отмечается только в зоне a. При указании STRE E RL проверка может быть выбрана согласно 11.2.2. DIN 1045-1 или 6.7.3 DIN 4227-A1. Проверка ведется как для обеих сторон, так и для отдельных частей поперечного сечения, которые выбраны через определение сечения сдвига в AQUA. Объем растягивающих напряжений определяется для расчетной комбинации, при которой достигается предел прочности бетона на растяжение. Исходя из этого рассчитывается требуемое количество арматуры, которая закрывается заданными слоями армирования и уменьшенной (редуцированной) площадью пучков. Ключевое слово SD используется для ширины раскрытия трещин в миллиметрах согласно таблицы 20 (по умолчанию 0.3), SZ можно использовать


Версия 13.72 136

для явного задания коэффициента k. LIMA - это предельное значение растягивающих напряжений (по умолчанию LIMA = -1Н/мм2). Распечатка руководствуется соглашениями DIN 1045-1.


Версия 13.72 137

Смотри также: DESI

3.14. REIN –Описание распределения арматуры Команда Описание Ед. изм. По умолч. MOD Способ расчета

SECT Арматура в срезе BEAM Арматура в стержне SPAN Арматура в пролете GLOB Арматура во всех активных стержнях TOTL Арматура во всех стержнях

LIT SECT

RMOD

Режим армирования SING Отдельный расчет SAVE Сохранение как минимального

армирования SUPE Сочетание с минимальным

армированием ACCU Сочетание с существующей арматурой

LCR ACSA Комбинация ACCU и SAVE ACSU Комбинация ACCU и SUPE NEW Новое описание распределения

арматуры (только в особых случаях)

LIT SING

LCR

Номер распределения арматуры отрицательное значение переопределяет все

– 1

ZGRP Группировка пучков

– 0

SFAC Коэффициент для непрерывной арматуры

– 1

P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12

Параметры описания арматуры (см. комментарии) – – – – – – –

* * * * *

0.20 *

TITL Наименование расчетного случая

LIT24 –


Версия 13.72 138

В базе данных могут записываться любые арматурные распределения. По номеру LCR рассчитанная арматура всегда сохраняется для последующего графического отображения и расчета относительных деформаций. Значение LCR = 0 зарезервировано для хранения минимальной арматуры. Вследствие этого возможно, например, рассчитывать сначала с запасом несколько случаев нагружения и назначить полученную арматуру локально или глобально как минимальную арматуру по умолчанию. Значение ввода RMOD относится к минимальной продольной и поперечной арматуре: SING SAVE SUPE ACCU ACSA ACSU

создает новые арматурные элементы LCR используя сохраненную минимальную арматуру. сохраненная минимальная арматура игнорируется и заменяется текущей арматурой. использует сохраненную минимальную арматуру и заменяет ее более высокими значениями из текущего расчета сочетание с существующей LCR арматурой (например, для пострасчетов) Комбинация ACCU и SAVE Комбинация ACCU и SUPP

При указании REIN RMOD ACCU LCR nnn возможно добавлять до 255 арматурных распределений для текущего расчета, номер LCR сохраняется под последним вводом. SUPE не может использоваться при итерационном расчете, так как в таком случае максимальное армирование на каждой из итераций не может быть сокращено. Поэтому модуль STAR2 игнорирует указание от SUPE, до тех пор пока сходимость не будет достигнута. AQB может обновлять или добавлять в сочетания арматуру в более позднее время; с REIN RMOD SUPE но без любого DESI указания. Указание записи BEAM, SPAN, GLOB или TOTL для MOD относится к интерполированным поперечным сечениям или сечениям с одинаковым номером поперечного сечения. Для всех соседних областей с одинаковыми поперечными сечениями, максимум для области, умноженный на коэффициент SFAC, принимается как минимальная арматура. Тем не менее, расчет происходит, в любом случае, разделено в каждом случае нагружения, чтобы пользователь смог узнавать определяющие случаи нагружения.


Версия 13.72 139

Распределение армирования

Так как имеющаяся продольная арматура необходима для расчета на сдвиг, AQB выполняет промежуточную суперпозицию (комбинацию) непосредственно после расчета прочности по нормальной силе и моментам. С другой стороны, минимальная арматура при расчете по предельным усилиям отражается несколько неблагоприятно на арматуре на сдвиг, так как уменьшается плечо рычага внутренних сил. Пользователь может принимать необходимую предосторожность заданием величины минимального плеча рычага в AQUA. Так как этот эффект особенно существенен для преднапряженных сечений, AQBS может особенным образом учитывать их при расчете по предельным усилиям. Этой опцией управляют через ZGRP:


Версия 13.72 140

ZGRP = 0 Учитывается как площадь, так и величина предварительного натяжения пучков. Нормальная (ненапрягаемая) арматура устанавливается с минимальным процентным содержанием. Определяется относительная несущая способность.

ZGRP > 0 Пучки задаются с их полным предварительным напряжением, но их площадь (прирост напряжения) задается только, если это необходимо. Нормальная (ненапрягаемая) арматура назначается только тогда, когда одних преднапряженных арматурных элементов не достаточно. Определяется требуемая площадь стальной напрягаемой арматуры.

ZGRP < 0 пучки заданы с их предварительным напряжением, но только если это необходимо, как и ZGRP > 0.

Если указано значение ZGRP <> 0, то напрягаемые пучки объединяются в группы. Номер группы пучка может быть определен целочисленным делением идентификационного номера пучка на значение ZGRP. Группа 0 задается с полной площадью, более высокие группы – по мере надобности. Все группы большие 4 присоединяются к группе 4. Номер группы напрягаемых арматурных элементов является независимым от номера группы ненапрягаемой арматуры. Предположим, что напрягаемые арматурные элементы были определены номерами 1, 21, 22 и 101. Тогда соответствующим вводом ZGRP будет получено следующее распределение пучков по группам:

ZGRP 0 Все напрягаемые арматурные элементы являются минимальной арматурой

ZGRP 10 Пучок 1 - это группа 0 и минимальная арматура Пучки 21 и 22 — дополнительные в группе 2 Пучок 101 является дополнительным в группе 4

ZGRP 100 Пучки 1, 21 и 22 являются минимальной арматурой Пучок 101 — дополнительный в группе 1

Пример использования ZGRP может быть найден в п. 5.1.5.3.


Версия 13.72 141

Примечание: параметры определения арматуры Следующие параметры обычно пользователю изменять не нужно:

По умолчанию Обычно P7 весовой коэффициент нормальной силы 5 0.5 - 50 P8 весовой коэффициент моментов -2 -2 При расчете плоскость деформации подбирается итерациями согласно метода BFGS. В самом внутреннем цикле необходимая арматура устанавливается согласно минимума квадратичного отклонения.

Установка P8 по умолчанию ведет к одинаковым размерам ошибок. Значение P7 было определено эмпирически. При симметричной арматуре и растяжении лучше выбирать меньшее значение, при нескольких слоях и сжатии - выбирать большее. При маленьких максимальных величинах арматуры значение параметра P7 должно повышаться.

По умолчанию Обычно P9 коэффициент для отн. точки растяжения 1.0 1.0 P10 коэффициент для отн. точки моментов 1.0 0.2-1.0 Отсутствие сходимости расчета при двухосном нагружении может быть приписана тому, что эти коэффициенты больше не оформляют проблему выпукло, так что имеется или несколько решений или ни одного. В этих случаях пользователь может повышать значение P7 или варьировать значением P10 от 0.2 до 1.0 для отдельных поперечных сечений. Однако, в большинстве случаев проблемы вызваны неподходящей заданной величиной минимальной арматуры. P11 коэффициент для предпочтения наболее удаленной наружу арматуры Арматура, которая расположена только на одной трети плеча рычага, может получить максимум одна треть площади наиболее удаленной наружу арматуры. P11 - коэффициент для управления этим. При двухосном изгибе P11 = 1.0, при одноосном изгибе P11 = 0.0


Версия 13.72 142

См. также: REIN NSTR

3.15. DESI - Расчет железобетона Команда Описание Ед. изм. По умолч. STAT Состояние нагрузки и код

NO Сохраняет только арматуру SERV II группа предельных состояний ULTI I группа предельных состояний NONL Нелинейный расчет ACCI Случайное сочетание нагрузок

LIT *

KSV Управление материалом поперечного сечения

– *

KSB Управление материалом арматуры

– *

AM1 Минимальная арматура изгибаемых балок

% *

AM2 Минимальная арматура колонн

% *

AM3 Минимальная арматура статически требуемого поперечного сечения

% *

AM4 Минимальная арматура на основе продольной силы

% *

AMAX Максимальная арматура

% *

SC1 Коэффициент надежности бетона на изгиб

- *

SC2 Коэффициент надежности бетона на сжатие

- *

SCS Коэффициент надежности бетона на сдвиг

- *

SS1 Коэффициент надежности ненапрягаемой арматуры

- *

SS2 Коэффициент надежности конструкционной стали

- *

C1 Максимальная деформация при сжатии

‰ *

C2 Максимальная деформация при центральном сжатии

‰ *

S1 Оптимальная деформация растяжения (смотри внизу) (= предел для симметричной арматуры)

‰ *

S2 Максимальная деформация растяжения

‰ *


Версия 13.72 143

Команда Описание Ед. изм. По умолч. Z1 Контролируемая деформация сжатия

преднапряженной стали

‰ *

Z2 Контролируемая деформация растяжения преднапряженной стали

‰ *

SMOD Способ расчета на сдвиг NO нет расчета на сдвиг

LIT *

TVS Вычитаемое напряжение сдвига / предельное напряжение на сдвиг

Н/мм2 *

MSCD Максимальное продольное напряжение растяжения

Н/мм2 *

KTAU Расчет на сдвиг для плит K1 не дифференцировано для нормальных

плит (DIN 1045 17.5.5. уравнение 14) K2 не дифференцировано для плит с

равномерно распределенной нагрузкой (DIN 1045 17.5.5. уравнение 15)

K1S как K1, но дифференцировано (DIN 1045 17.5.5. Tab.13 1 a)

K2S как K2, но дифференцировано num коэффициент k для уравнения 4.18 EC2

0.0 нет проверки на сдвиг

- / LIT *

TTOL Точность для предельных значений

- 0,02

TANA TANB

Нижнее и верхнее предельное значение для наклона полос фахверка расчета на сдвиг (tan Θ = 1 / cot Θ)

- -

* *

SCL Контроль пластичности для стальных и композитных сечения 1 напряжение стали не ограничено 2 ограничивается напряжение текучести

в сжатом пограничном волокне 3 напряжение сжатия ограничивается

пределом текучести 4 напряжение текучести приложено как

предел в растянутой и сжатой областях

–

3

Расчет может выполняться для различных стратегий надежности. При расчете по предельным состояниям с различными коэффициентами надежности коэффициент надежности по нагрузке должен быть учтен в составе внутренних усилий в сечении. Этого можно достигнуть, например, записями COMB.


Версия 13.72 144

С величинами KSV и KSB в особых случаях может регулироваться применение материалов. Правильные установки по умолчанию принимаются из INI-файла согласно записи NORM, в особых случаях вы можете использовать значения:

EL Линейно упруго, но без растяжения в бетоне

ELD Линейно упруго с дополнительным коэффициентом надежности по материалу из AQUA

SL Расчет по II группе предельных состояний без коэффициентов надежности

SLD Расчет по II группе предельных состояний с дополнительным коэффициентом надежности по материалу из AQUA

UL Расчет по I группе предельных состояний без коэффициентов надежности из AQUA

ULD Расчет по I группе предельных состояний с коэффициентом надежности из AQUA

CAL Рассчитываемые средние значения CALD Рассчитываемые средние значения с коэффициентами надежности из AQUA PL Расчет в пластической стадии без коэффициентов надежности

PLD Расчет в пластической стадии с коэффициентами надежности по материалу из AQUA

Указанные значения относятся к коэффициентам надежности, определенным в AQUA. Без "D" применяются коэффициенты, определенные в INI-файле или явно заданные в AQB значения (SC1 – SS2) записи DESI, дополнительно учитывается только значение γ’ для высоко-прочного бетона согласно DIN. При выводе устанавливается пометка “global safety factors”. С опцией "D" нужно различать 2 принципиальных случая: Если введенные в DESI коэффициенты надежности < 1.0 или отрицателен

или SC1 неравно SC2 (например, ACI или старые DIN) или нормы проектирования предусматривают их явно (СНиП), коэффициент надежности действует мультипликативно. Выдаваемые напряжения содержат только коэффициенты надежности материала.

Во всех других случаях заданное при материале значение принимается вместо установленного по умолчанию глобального коэффициента надежности. Если коэффициент надежности однако явно определен в DESI ≥ 1 опция D будет отключена и выдано предупреждение (Внимание: имеются изменения сентябрь 2008).

Если необходимо рассчитывать без коэффициентов надежности, нужно задавать все коэффициенты надежности равными 1.0, вследствие этого также изменятся установка по умолчанию KSV/B на UL. PL или PLD преобразуют для некоторых норм проектирования (DIN, EC, ACI) закон деформирования в так называемый блок постоянных равных напряжений. при этом как значения напряжений, так и диапазон деформаций изменяются согласно требований этих норм.


Версия 13.72 145

Минимальное армирование AM1 – AM4 применяются для всех поперечных сечений и вводятся в процентах от площади поперечного сечения бетона. Важным значением является максимум минимального армирования:

− Абсолютное Минимальное армирование (AM1 / AM2) − Минимальная арматура статически необходимого поперечного сечения − Минимальное армирование, определенное в программе поперечного

сечения AQUA − Минимальное армирование, сохраненное в базе данных

Внимание: Статически определимая часть внутренних усилий в сечении от предварительного напряжения всегда вычитается при вычислении внешних усилий. Эта часть находится из расположения напрягаемых арматурных элементов и их усилия натяжения. Только AQB: Определение коэффициента бифуркации BETA в записи BEAM заменяется на дополнительные моменты согласно DIN 1045 17.4.3, EN 4.3.5.6, DIN 1045 (5.6.4), OeNORM B 4700 2.4.3 или других норм проектирования. Расчет всегда выполняется в направлениях обеих осей. При выводе данных дополнительные моменты приводятся совместно с усилиями в сочетании. Установки по умолчанию для предельных деформаций и коэффициентов надежности зависят от выбранных норм проектирования и типа комбинации нагрузок. Они могут быть заданы в INI-файле норм проектирования. Если SC1 и SC2 определены по-разному (например, старые DIN 1045, ACI), то коэффициенты надежности для ненапрягаемой арматуры и бетона также интерполируются, если SS1 является равным на SC1. Максимальная деформация зависит от кривой напряжение-деформация. Значение 2.2 автоматически уменьшается, например, для старых DIN или при расчете сечений из высокопрочного бетона. Величины Z1 и Z2 не ограничивают размер возможных деформаций, но для максимальные соответствующие значения используются как приращение деформаций для вычисления напряжений напрягаемых арматурных элементов в поперечном сечении. Это требуется, например, при расчете с частичным предварительным напряжением согласно DIN 4227 часть 2. Согласно DIN 1045-1 8.2(3) высота сжатой зоны x в некоторых изгибаемых кон-струкциях не должна быть больше 0.45d, или для бетона начиная с C55 – 0.35d. Если это не соблюдается, согласно 13.1.1(5) должна добавляться соответству-ющая минимальная поперечная арматура. Поскольку максимальная деформация сжатой зоны бетона фиксирована (3.5‰), это эквивалентно требованию, что деформация в стали имеет минимум 4.278 или более высокое значение для C55.


Версия 13.72 146

Контроль этого пункта возможен по деформации в стали. Эквивалентное требование указано в OENORM 4700, там требуется, чтобы сталь достигала предела текучести. Старые DIN 1045 имели более общую формулировку, что сжатая арматура может приниматься не выше, чем арматура растянутая. Если деформация в стали станет меньше чем S1, то симметричная арматура добавляется для всех норм проектирования и вместе с тем требование более высокой пластичности выполняется. Расчет подходит также для неармированных поперечных сечений. Программа устанавливает тогда внутренние усилия в сечении, которые наодятся друг к другу в том же отношении, как и внешние усилия. Коэффициенты надежности SC1 и SC2 должны определяться в зависимости от норм проектирования. Программа фиксирует тогда относительную несущую способность и печатает предупреждение, если она меньше 1.0. Проверка на сдвиг находит плечо рычага внутренних сил во всех случаях нагружения с силами сжатия и растяжения в поперечном сечении и находит напряжение на сдвиг и арматуру на сдвиг вследствие поперечной силы и кручения. Предельные касательные напряжения автоматически устанавливаются заранее в зависимости от норм SMOD и материала. Отличающиеся значения предельных касательных напряжений могут определяться в AQB через запись STRE (только при 4227) или TVS. Так как при превышении предельных касательных напряжений расчет больше не выполняется, то такое превышение может допускаться с толерантностью под собственную ответственность пользователя. Для снижения несущей способности на сдвиг в элементах растяжения нормальное напряжение σpc ограничивается значением MSCD. Установка по умолчанию – это средний предел прочности бетона на растяжение fctm. Учет смещение огибающей линии растягивающей силы (правило смещения) руководствуется опцией CTRL VM. Отношение Ved/Vrd,max а также смещение сохраняется в базе данных. Требование расчета сечения как плиты определяется свойством самого сечения. Поэтому ввод KTAU действует только на такие поперечные сечения. Для поперечных сечений из предварительно напряженного железобетона напряжение сцепления стальной напрягаемой арматуры устанавливается по пункту 13 DIN 4227 или похожих норм как приращение силы натяжения в предельном состоянии, деленная на периметр, и как длина, заданная через BETA в записи BEAM. Для изгибаемых элементов BETA нужно вводить отрицательной.


Версия 13.72 147

См. также: REIN DESI

3.16. NSTR - Определение деформаций и жесткости (нелинейные напряжения и деформации – англ.)

Команда Описание Ед. изм. По умолч. KMOD Условия нагружения и оценки жесткости

SERV Оценка напряжений без ULTI именения жесткости ACCI для заданых условий нагружения NONL для остальных опций см. примечания

- !

KSV Управление для материала поперечного сечения - * KSB Управление для материала армирования и растянутой

жесткости

- *

KMIN Минимальная жесткость - 0,01 KMAX Максимальная жесткость - 4 ALPH Коэффициент демпфирования - 0,4 FMAX Коэффициент ускорения

- 5

CRAC Тип расчета ширины раскрытия трещины NO расчет не выполняется YES проверка согласно NORM (норм) TAB с ограничением напряжений в

арматуре и расстояний (опционально – расстояний) или непосредственно:

EC2 расчет по еврокоду EC 2 DIN расчет по DIN 1045-1 (2001) BS расчет по BS 5400 / IS 456 / IRC

LIT NO

CW ширина раскрытия трещин или коэффициент для окружающей среды

мм / - 0,2 / 1

BB фактор нагрузки β2 (от 0.5 до 1.0) или ßt DIN 1045 новые (0.25) или редукция согласно 3.2.2 B4700 (0.0) или напряжение растяжения в бетоне для BS или коэффициент φl СНиП 2.03.0 или коэффициент k2 испанских EHE

- 0,5

HMIN минимальная высота зоны растяжения (номинальный защитный слой)

мм 0

HMAX макс. учитываемая высота зоны растяжения м 0,8 CW− Ширина раскрытия трещины или коэффициент для

окружающей среды "наверху" RW

мм / - CW

CHKC проверяемое напряжение в поперечном сечении – / МПа –


Версия 13.72 148

Команда Описание Ед. изм. По умолч. CHKT проверяемое напряжение в напрягаемых пучках – / МПа - CHKS проверяемое напряжение ненапрягаемой арматуре

Все значения вводятся либо абсолютно в МПа или относительно (+) прочности материала fy или fc относительно (-)прочности материала ft или fck

– / МПа -

FAT Расчет на усталость DINF согласно DIN / DIN-FB

LIT –

SIGS Диапазон допускаемых напряжений в арматуре

Н/мм2 *

TANS наклон полос для напряжений в поперечной арматуре

0.756

TANC наклон полос бетона для напряжений в бетоне

0.571

DUMP имя файла для создания истории нелинейных напряжений для согласования динамических случаев наружения (см. DYNA CTRL RLC)

Lit96

–

С NSTR проводится расчет нелинейных напряжений и деформаций. Эта опция охватывает проверки в состоянии II (с трещинами) или пластические расчеты. "Сопутствующие результаты" – это определение диапазона напряжений или ширины раскрытия трещины и нелинейная жесткость, которая может использоваться для расчета, например, с STAR2 / ASE или DYNA. Для этого предусмотрены различные итерационные варианты определения состояния (см. STAR2 пункт 2.7.5.). Установка по умолчанию для KMOD является S0 в AQB / ASE, и S1 в STAR2. Расчет может проводиться с различными параметрами материалов и коэффициентами надежности. Используя параметры KSB и KSV возможно так же использовать различные диаграммы деформирования. При этом:

EL линейно упруго, но без растяжения в бетоне ELD линейно упруго с коэффициентом надежности по материалу SL эксплуатационное состояние без коэффициентов надежности SLD эксплуатационное состояние с коэффициентом надежности по материалу UL предельное состояние без коэффициентов надежности ULD расчет по предельным нагрузкам с коэффициентом надежности CAL Вычислительные средние значения CALD Вычислительные средние значения с коэффициентами надежности PL пластическое состояние без коэффициентов надежности PLD пластический расчет с коэффициентами надежности по материалу TS0 жесткость растянутого бетона (только для KSB)

Используются следующие значения по умолчанию (необбходимо всегда


Версия 13.72 149

контролировать): Расчет по II Группе ПС KSV=KSB=SL Расчет по I Группе ПС Задано в INI-файле,

(например KSV=SLD, KSB=SL) При случайных воздействиях (ACCI) KSV=KSB=SL При нелинейном расчете (NONL) KSV=KSB=CAL

Для определения жесткости доступны следующие возможности итерационного расчета (см. STAR2, раздел 2.7.5). Условия нагружения могут определяться префиксами G, U, A или N.

S1 Секущая жесткость по заданной кривизне SN Секущая жесткость по заданному моменту K0 Пластические деформации без итерационного расчета K1 Пластические деформации по заданной кривизне KN Пластические деформации по заданному моменту T0 Касательная жесткость без итерационного расчета T1 Касательная жесткость по заданной кривизне TN Касательная жесткость по заданному моменту


Версия 13.72 150

3.16.1. Расчет стальных конструкций (DIN 18800, EC 3) Упруго-пластический расчет

NSTR S0 KMIN 0.7 Этим устанавливается могут ли быть восприняты усилия, для этого внутренние усилия в сечении вычисляются с учетом нелинейных зависимостей напряжения-деформации. Если усилия не могут быть восприняты, то выдается предупреждение. Пункт (755) DIN 18800 часть 1 или (123) в части 2 в нескольких случаях ограничивают М < 1.25 Mmax,упругий. Это должно обеспечивать главным образом предел перераспределения сил, поскольку в особенности метод пластического шарнира с теорией 2 порядка ведет к достаточно большим деформациям. К сожалению, этот пункт при нормальных силах в действительности рационально не применим, так что мы предлагаем вместо этого отмечать с KMIN 0.7 все сечения AQB, при которых жесткость падает менее, чем 1/1.41, так как контроль пластических деформаций и кривизн выполняется гораздо квалифицированнее. Тем не менее, KMIN 0.0 активирует этот пункт. NSTR S1 KSV PLD Очень большие (полностью пластические) деформации создаются. При этом внутренние усилия в сечении не всегда состоят в том же отношении к внешним усилиям, тем не менее, средняя относительная несущая способность распечатывается. Пункт 755 непосредственно применяется, если только KMIN > 0 не указывается явно. Эту опцию главным образом нужно устанавливать для получения точек кривой полного взаимодействия. Расчет в пластической стадии

В рамках итераций с ASE / STAR2 и NSTR расчет может проводиться согласно теории пластических зон. При этом ограничение пластического момента как при теории пластического шарнира не требуется. Проверка отношений b/t отличается для упругих напряжений и полностью пластических расчетов. Для переходных областей с теорией пластических зон они интерполируются только условно. Поэтому AQB ведет расчет согласно более сдержанного метода, когда максимальные напряжения не превышают 1‰ предела текучести. При NSTR DEHN S0 используется таблица 15 DIN 18800, для всех других случаев - таблица 18.


Версия 13.72 151

3.16.2. Расчет железобетона Для расчета правильного деформированного состояния требуется знание активной существующей арматуры. Если она не определялась в AQUA как минимальная арматура, соответствующая запись DESI должна быть рассчитана заранее. В базе данных сохраняется самое последее установленное арматурное распределение для каждого случая. Тем не менее, это не имеет значение для внутренних усилий в сечении случая нагружения 0! При заданной величине CRAC выполняется проверка ширины раскрытия трещин и соответственно предельного диаметра с диаметрами и расстояниями балки, определенными в AQUA, а также возможными относительными площадями. Не специфицированные расстояния балки вычиляются для линейной арматуры из полной площади имеющейся арматуры и указанного диаметра, однако, не больше, чем допустимое расстояние, определенное максимально в INI-файле. Параметр CW определяет необходимую ширину раскрытия трещины (wk, cal) почти во всех случаях и устанавливает предварительно соответствующим образом. Табулируемые напряжения (TAB) Теперь прямые значения допустимого напряжения реализованы для следующих норм проектирования в зависимости от диаметра и расстояния или как упрощенный метод от коэффициента армирования: EN 1992 2004 (Таблица 7.2 / 7.3) DIN 1045−1 (Таблица 20 / 21) OEN 4700 (Таблицы 8 - 10) BAEL (только Свойства материала), AS 5100, Египетские нормы В каждом случае также непосредственно можно определять допустимое напряжение через SIGS. EN 1992 / DIN 1045 / B 4700: CW - это необходимая ширина раскрытия трещин (wk, cal) с значением по умолчанию 0.2 мм. Редуцированные значения для стесненного нагружения толстых поперечных сечений по EC 2нужно пересчитывать пользователю (например, с wk = 1.3/1.7·0.2 = 0.15). Коэффициент BB нужно задавать как 0.5 для долговременных и 1.0 для кратковременных воздествий. Другие коэффициенты формул трещины отличаются из этого значения, например, EN 1992 kt = 0.2+0.4·BB. DIN 1045-1 не требует никаких других коэффициентов для определения


Версия 13.72 152

ширины раскрытия трещин. Тем не менее, для нелинейных методов, включающих с жесткость при растяжении, формулы задаются в выпуске 525 DAfStB часть 8.5 (страница 36), BB относится для задания коэффициента βt. Для B 4700, напротив, значение BB управляет интерполяцией между между таблицами 7 / 8 и 9 / 10. BB = 1 определяет преобладающее стеснение, в то время как BB = 0 (по умолчанию) – главным образом нагружение (без стеснения). Так как не только нормы постоянно изменяются для ширины раскрытия трещины, но и их интерпретации, очень вероятно, что при разных версиях разные результаты получаются в итоге. DIN 4227: Проверка согласно приложения A1 выбирается через запись STRE. NSTR рассчитывает старую форму проверки, при этом CW – это коэффициент условий среды. Получаются таким образом следующие значения: Окружающая среда 1 CW = 1.0 (по умолчанию) окружающую среду 2 CW = 0.75 окружающей среды 3 CW = 0.50

BS 5400 / IS 456: Эти нормы проектирования классифицируют три возможных значения ширины раскрытия трещин (0.30, 0.20 и 0.10 мм). Для расчета ширины раскрытия трещины необходима номинальная толщина защитного слоя бетона Cnom таблицы 13 (BS 5400-4) или таблицы 16 IS 456, которую нужно вводить с ключевым словом HMIN. Влияние жесткости на растяжение вводится напряжением растяжения в размере BB в центре тяжести арматуры. Имеются следующие варианты этого расчета ширины раскрытия трещины, при котором значение Cnom должна задаватся со ввода HMIN в [мм]: По BS 5400 согласно формулы 25, если выбраны эти нормы. Отношение

(1−Mq/Mg) может быть получена в комбинации из постоянных случаев нагружения (собственного веса). Если никакая комбинация не существует (используется единственный случай нагружения), параметром BB можно задавать этот коэффициент явно. Величина Cnom должна быть задана через HMIN, это не установлено по умолчанию.

Для BS 8110 и IS 456 считается, напротив, следующее: если BB определено как напряжение растяжения в бетоне, то уменьшение растяжения в стали выполняется на основе треугольной эпюры распределения напряжений растяжения, если BB = 0 вместо этого используется формула аппроксимации BS/IS для прямоугольных сечений.


Версия 13.72 153

AS 5100 / 3600: BB значениями 1 или 2 задает допускаемое напряжение в стали для комбинаций нагружения SLS или постоянных нагрузок согласно AS 5100 п.8.6.1 (c). Для напрягаемой арматуры дополнительно проверка 200МПа на приращения напряжений выполняется согласно 8.6.2, если максимальное напряжение в бетоне превышает пределе прочности на растяжение. Явные значения для напряжений могут быть заданы также через BB, где исходный номер таблицы должен быть сдвинут к дробной части числа (например, 190.2). При распечатке дополнительно выводятся напряжения в бетоне с префиксом "c" или напряжениями в напрягаемой арматуры с префиксом "t". СНиП 2.03.01: Для расчета необходимо выбрать ширину раскрытия трещин. Для расчета ширины раскрытия трещины используется полная картина трещин согласно формулы 144. Значение BB используется для явного параметра ϕl, который в целом устанавливается классом бетона. EHE: Испанские нормы проектирования EHE подобны Еврокоду (BB определяет коэффициент k2). Однако, формулы отличаются для высоты эффективной зоны растяжения, ширины раскрытия трещин и расстояние между трещинами. Для ширины раскрытия трещин задаются четыре значения (0.40, 0.30, 0.20 и 0.10мм). Также нет зависимости от свойств сцепдения арматуры. Расстояние подольных стержней всегда принимается как 15 ∅ , так как фактические расстояния недостаточно точно известны. Жесткость при растяжении устанавливается как для EC 2.

3.16.3. Способ последовательных приближений Расчет нелинейной жесткости в AQB с другими значениями, чем S0 имеет только тогда успех, если другие программы как ASE, STAR2 или DYNA вызываются на новой итерации как рестарт, и этот процесс повторяется до тех пор, пока сходимость не будет достигнута. Поэтому как правило это рациональнее вводить в ASE или STAR2 непосредственно и определять количество количество там. В командной процедуре WPS/SPS многократный расчет с поочередным вызовом других программ предусмотрен с опцией PROG ITER, который оптимизирован, однако для использования первоначально с STAR2. (См. AQB 5.2.2 пример колонны заводского изготовления). Сейчас расчет разгрузки или гистерезиса при циклической нагрузке не возможен для балочных элементов! Выбор оптимального способа последовательных приближений не прост, так как тип преобразования жесткости определяет свойства итераций и сходимости. В


Версия 13.72 154

большинстве случаев использование KMOD S1 или SN будет непосредственно целью. KMOD SN ускоряет сходимость при слабо-нелинейных системах, в то время как KMOD S1 подходит скорее для сильно нагруженных систем, при которых во время итераций может быть превышена несущая способность поперечного сечения по предельным нагрузкам. При методах K0, K1 и КН не жесткость обновляется, а рассчитываются пластические деформации, которые устанавливаются на следующем шаге итерации как дополнительные нагрузки как начальные деформации или температура. Используя этот подход разрушение системы опеделяется больше не нестабильностью, выявленную при решении системы уравнений, а монотоным неограниченным возрастанием деформаций, что, однако, нужно проверять тщательно в каждом случае. Поэтому пользователь должен был работать при слабо нагруженных системах с SN, при сильно нагруженных системах – с S1 и в крайнем случае переходить на K1 или K0. При многих аналогичных системах выгодно определять оптимальный процесс попытками. Чтобы не угрожать устойчивости способа последовательных приближений, изменения жесткости допускаются только до определенной величины. Значение ALPH 0.4 значит, что жесткость может падать на каждом шаге максимально в 0.4 раза от ее последнего значения или возрастать в 1/0.4 раз от ее последнего значения. ALPH устанавливается равным 0.4 в ASE / STAR2, но в AQB, тем не менее, равным 0.01. Независимо от того жесткость по отношению к упругой жесткости остается ограниченной в области между KMIN и KMAX. При критических системах, которые превышают свою несущую способность в течение итерации, может быть необходимо ограничивать максимальный коэффициент ускорения через FMAX. Значение меньше, чем 1.0 смягчает процедуру итераций. Значение 0.0 исключает итерационный процесс. При расчете с NSTR KMOD SN и CTRL INTE 4 установкой по умолчанию является FMAX 2.0.

3.16.4. Усталость / Амплитуда напряжений Для шарнирных (фланцевых) соединений и других конструкций может потребоваться проверка предела усталости с заданным диапазоном (амплитудой) напряжений. Для этого нужно проанализировать с NSTR лишь несколько случаев нагружения для одного сечения балки. Если для расчета на усталость также требуется постоянная нагрузка, следует включить один случай нагружения типа MAXP в анализ. Чтобы сохранить диапазон напряжений в базе данных требуется определить собственный номера случая нагружения для комбинации через COMB GMAX LCST ..... . AQB запоминает минимальные и максимальные напряжения и сравнивает их разницу с заданной в AQUA величиной амплитуды напряжений от стали и


Версия 13.72 155

бетона. Значение SIGS в этой записи уменьшает предельное значение для всех материалов до заданной величины. Если допустимое значение для арматуры будет превышено, арматура увеличивается в AQB, однако, никакой новый анализ с измененными значениями арматуры не выполняется. Распечатанные амплитуды напряжений относятся всегда к имеющейся перед расчетом арматуре. Особенно нужно обращать внимание на то, чтобы без предварительного расчета только минимальная арматура из AQUA устанавливается для продольной или поперечной арматуры. Для расчета на усталость согласно DIN 1045-1 или DIN FB-102 литера FAT DINF должна быть указана, дальнейшие определения должны быть сделаны через записи LC и BEAM или при определении материала (AQUA). Это может помочь увеличить объем выходных данных с ECHO NSTR EXTR.


Версия 13.72 156

3.17. ECHO —Управление выводом Команда Описание Ед. изм. По умолч. OPT Литеры из следующего списка:

FORC внутренние усилия в сечении COMB комбинации и их внутренние усилия в

сечении STRE упругие напряжения DESI расчет NSTR нелинейные напряжения EIGE определение собственных

(внутренних) напряжений SHEA расчет на сдвиг CRAC ограничение ширины раскрытия

трещин B2T предельные отношения устойчивости

b/t DIN 18800 USEP степени использования SECT статические свойства сечения REIN армирование TABS табличные значения SSUM максимальные внутренние усилия в

сечении LC отдельные случаи нагружения BSEC сечения STAT обзор времени расчета FULL все опции кроме LC и BSEC

LIT FULL


Версия 13.72 157

Команда Описание Ед. изм. По умолч. VAL Параметры вывода

OFF ничто не рассчитывается / не печатается

NO Без вывода YES Обычный вывод FULL Расширенный вывод EXTR Максимально-полный вывод

LIT *

SELE Маска вывода LIT4 ???0 Поскольку большинство опций ECHO идентичны наименованиям соответствующих записей, имя записи ECHO должно указываться при каждой вводимой записи. Коротко значения опций приведены в обзоре (дальнейшие сведения см. главу 4). ECHO BSEC NO YES FULL

Только сечения, явно выбранные через BEAM все сечения, выбранные для печати все сечения

ECHO LC NO YES FULL

Только экстремальные (max/min) значения напряжений / армирования случай нагружения 0 и комбинации (суперпозиции) Все отдельные случаи нагружения

ECHO FORC NO YES FULL EXTR 4

Таблица опущена Только внутренние усилия в сечении случая нагружения 0 внутренние усилия в сечении для указанных случаях нагружения внутренние усилия в сечении для комбинаций дополнительные внутренние усилия в сечении для каждого материала для композитных поперечных сечениях (только в AQBS)

ECHO SECT NO YES/FULL EXTR

Таблица опущена Распечатка при поперечных сечениях стадий монтажа Распечатка при всех поперечных сечениях, а также частей поперечного сечения групп напрягаемых арматурных элементов

ECHO SSUM Печатаются максимальные внутренние усилия для всех сечений в

сохраненных случаях нагружения


Версия 13.72 158

YES FULL EXTR

только одну строку на поперечное сечение MAX и MIN на поперечный сечение MAX и MIN также для каждого случая нагружения

ECHO COMB NO YES FULL

Таблица опущена Таблица комбинаций печатается внутренние усилия в сечении от комбинаций печатаются

ECHO EIGE NO YES FULL EXTR

Таблица опущена Распечатка только внутренних усилий в сечении от внутренних напряжений силы, включающие ползучесть, частичного поперечного сечения на каждый случай нагружения для ползучести с примененными коэффициентами ползучести собственные внутренние усилия в частичном поперечном сечении, полные суммарные внутренние усилия в сечении, компоненты поперечных сил и определенные изменения деформаций и кривизн Дополнительная Распечатка остаточного напряжения и потери напряжения во всех преднапряженных арматурных элементах. Распечатка напряжений от ползучести и усадки в поперечном сечении

ECHO STRE ECHO STRE - это битовый номер, который содержит в себе

номера: 0 1 2 4 8 16

печтаются только напряжения, превышающие предел главные величины sig−/sig+/tau/sig−I/sig−II/sig−s (по умолчанию) Компоненты отдельных усилий в сечении напряжения в выбранных точках (SELE) (SPT и PANE/PLAT с OFF и, если необходимо, сечения на сдвиг) При расчете на сдвиг распечатка включает наклон эквивалентного стержня фахверка, напряжение на сдвиг для расчета и необходимая арматура связи (поперечная) диапзон напряжений в указанных точках Распечатка во всех точках (SELE)

С ECHO STRE NO напряжения, которые лежат выше предельных значений, еще печатаются. С ECHO STRE OFF эта Распечатка также опускается.


Версия 13.72 159

ECHO SHEA NO YES FULL EXTR

Таблица опущена Только максимальные величины выпускаются Проверка состояния I (без трещин): Все сечения в зоне A печатаются Проверка состояния II (с трещинами): Все сечения печатаются Распечатка параметров расчета и отношений имеющейся к допустимой поперечной силе / силы на сдвиг от кручения Проверка состояния I (без трещин): Все сечения в зоне B печатаются, дополнительно печатаются в зоне A напряжения в сечениях

ECHO TABS ECHO TABS - это битовое число, которое складывается из

следующих значений: 0 1 2 4 +8

Таблица опущена (по умолчанию) Отдельные напрягаемые арматурные элементы в вместо групп Нормальные напряжения Касательные напряжения дополнительно диапазон напряжений для нормальных напряжений и напряжений на сдвиг (дополнительно для 2 и 4) нормальные напряжения: ECHO TABS 10 (2+8) напряжения на сдвиг: ECHO TABS 12 (4+8)

ECHO USEP ECHO USEP управляет распечаткой степеней использования NO YES FULL

Таблица опущена Распечатка значений (по умолчанию) дополнительно пояснения к печатаемым параметрам таблицы согласно каждого расчета

ECHO DESI NO YES FULL EXTR

Таблица опущена Таблица печатается (установка по умолчанию) Плечо рычага внутренних сил в сечении и растягивающая сила после перемещения огибающей линии печатаются. Дополнительно напряжения в пучках в сечении балки и MAX и MIN деформации для материалов по граням


Версия 13.72 160

ECHO REIN NO YES FULL EXTR

Таблицы опущены Только таблица максимального армирования Таблица с максимальным армированием и отдельным расчетом (распределение деформаций, сдвиг и т.д.) Арматура для каждого ряда при NSTR (ширина раскрытия трещин), а также расширенная таблица максимального армирования(только когда GLOB и TOTA активны) печатаются

ECHO NSTR NO YES FULL EXTR

Таблица опущена Внутренние усилия в сечении, кривизны и жесткость, значения расчета предела усталости Дополнительно максимальные и минимальные деформации и напряжения в полном поперечном сечений (Q), преднапрягаемой арматуре (S) и непреднапрягаемой арматуре (B) Напряжение и деформация в выбранных точках поперечного сечения

ECHO B2T NO YES/FULL EXTR

Никакие расчеты не печатаются Превышения допустимых значений b/t для устойчивости печатаются Все значениями с их отношениями b/t печатаются

Распечатка предельного отношения b/t принимается в зависимости от вида расчета: STRE K (в упругой стадии)

Распечатка выдается в таблице Stresses (Напряжения), если ECHO B2T указывается. STRE C (упруго-пластический) Проверка выполняется только при наличии пластичных областей. Если они не встречаются, то проверка также выполняется здесь упруго-упруго. Распечатка выводится в таблице Stresses utilisation (Напряжения степень использования), если ECHO B2T указывается. NSTR S0 (таблица 15 DIN 18800 часть 1, упруго-пластический) Распечатка выводится в таблице Nonlinear Stresses (нелинейные напряжения), если ECHO B2T указывается. NSTR S1 или SN, K0, K1, КН, Т0, T1, TN (таблица 18 DIN 18800 часть 1, пластично-пластично) Распечатка выводится в таблице Nonlinear Stresses (нелинейные напряжения), если ECHO B2T указывается.


Версия 13.72 161

ECHO CRAC NO YES FULL EXTR

Распечатка опускается только одна строка к выполненному проверочному расчёту трещины в таблице ’Parameters for nonlinear stress / Crack width’('параметры для нелинейного напряжения / ширина раскрытия трещин') печатается Распечатка состояния с окончательной арматурой Полная растянутая зона и все элементы после увеличения как YES и дополнительно печатается состояние с имеющейся арматурой дополнительная распечатка всех шагов итерации

Если никакая запись ECHO не задается явно, то по умолчанию принимается значение YES для всех опций (кроме LC, BSEC). Напротив, если отдельные опции определяются в ECHO, то установкой по умолчанию является здесь FULL, например, ECHO DESI значит полную выдачу результатов расчета. Маски вывода: Все элементы поперечного сечения были маркированы в AQUA с литерой до 4 знаков. Распечатка отдельных значений (точки полигона, арматуры и т.д.) содержит на первом шаге только элементы, которые охватываются маской SELE. SELE является снова литерой до 4 знаков, который содержит так называемые "заполнители" (универсальные знаки, заменяющие отдельные символы или группы символов). Ими обычно являются:

’*’ для любого количества любых символов ’?’ для отдельного символа например ’A*’ включаются все слова, начинающиеся на А ’?0’ все слова с двумя буквами, вторая из которых – '0' '1??0' все слова с 4 буквами, в которых только первая '1' и последняя

'0' ’*’ все слова ’*A’ или любое другое с любым знаком после *, равноценно

являются литерой до него *


Версия 13.72 162

[страница оставлена пустой]


Версия 13.72 163

4. Вывод результатов Если запись ECHO не определена пользователем, то в качестве значения по умолчанию для всех параметров принимается YES. С другой стороны, при указании отдельных параметров в записи ECHO значение по умолчанию принимается как FULL, например, ECHO DESI указывает на необходимость полного вывода результатов расчета.

4.1. Таблица выбранных элементов В начале выходных данных приводится таблица выбранных элементов с их свойствами:

Selected beam elements FROM Наименьший номер элемента TO Наибольший номер элемента INC Шаг элементов в диапазоне от FROM до TO X−VALUE Выбранное сечение стержня, если не требуется

расчет для стержня целиком NC Номер поперечного сечения MEMBER Тип элемента CS0 Параметры CS сечения 0

возможно CS6 двумя строками ниже CS1 Параметры CS сечения 1





возможно CS10 двумя строками ниже Последующие части CS сечений выводятся в последующих строках соответственно в позициях от CI0 до CI5. Эта таблица пропускается, если указана запись ECHO FORC NO. Кроме того, существуют две более общие записи ECHO для последующего вывода сечений стержней и загружений:


Версия 13.72 164

ECHO BSEC указывает, для каких сечений стержней выполняется вывод:

BSEC NO Только сечения, явно указанные в BEAM BSEC YES Все сечения, указанные для печати BSEC FULL Все сечения

4.2. Материалы Следом приводится информация о используемых нормах проектирования и выводятся данные об используемых материалах

Materials Default design code is ... No. Распечатка используемых материалов No. (из модуля AQUA) с соответствующими No. номерами материалов …

4.3. Загружения Далее приводится выдержка из результатов расчета на одноосное или двухосное загружения, перечень использованных загружений и их свойства.

Considered Load Cases No. Номер загружения refer ссылка act on часть сечения CS Title/ Наименование загружения и type of load case тип воздействия gam−u Коэффициент надежности в невыгодном

значении gam−f Коэффициент надежности в выгодном

значении в конце: информация о расчетных сочетаниях

усилий по умолчанию для указанного типа воздействия

ECHO LC так же определяет, которые из загружений выводятся в случае, когда программа рассчитывает экстремальные значения:


Версия 13.72 165

LC NO Только экстремальные значения напряжений/армирования

LC YES Загружение 0 и комбинированные загружения LC FULL Все отдельные загружения

4.4. Внутренние усилия и моменты Следующая таблица содержит значения внутренних усилий и моментов для каждого из сечений стержней. Все значения теперь относятся к сечению нетто.

Forces and Moments (Combination − Forces and Moments) Beam Номер стержня x [m] значения x для сечения стержня LC Номер загружения N [kN] Продольная сила Vy [kN] Поперечная сила Vz [kN] Поперечная сила Mt [kNm] Крутящий момент My [kNm] Изгибающий момент Mz [kNm] Изгибающий момент Mb [kNm2] Бимомент Mt2 [kNm] Вторичный крутящий момент eMY [kNm] Дополнительный момент MY для прямой

проверки устойчивости eMZ [kNm] Дополнительный момент MZ для прямой

проверки устойчивости

ECHO FORC NO Таблица не выводится YES Только усилия и моменты от загружения 0 FULL Усилия и моменты от указанных загружения EXTR Усилия и моменты от сочетаний

При указании ECHO FORC EXTR или ECHO COMB FULL, на этапе формирования комбинаций, перед выполнением расчета выводсят расчетные сочетания в форме комбинированных внутренних усилий и моментов (заголовок таблицы: Combination − Forces and Moments).


Версия 13.72 166

4.5. Статические характеристики поперечных сечений Если выводятся внутренние усилия и моменты для указанных загружений, то каждое сечение балки сопровождается информацией о сглаживании значений, применении градиентов в капителях и, возможно, выводом статических характеристик сечения целиком и на стадиях строительства (CS), так же как и частей сечения для групп преднапрягаемых пучков.

A [m2] Площадь сечения ys [m] Положение центра тяжести zs [m] в системе координат сечения Iyz [m4] Момент инерции Iy [m4] Момент инерции Iz [m4] Момент инерции ECHO SECT NO Таблица не выводится YES/FULL Вывод для сечений на стадиях строительства EXTR Вывод для всех сечений, включая части

сечений для групп преднапрягаемых пучков

4.6. Сочетания Если были определены комбинации, то используемые выводятся до дополнительных данных расчета. Следом указываются номер комбинации, который имеет положительные/отрицательные значения для комбинаций MAMI (максимум и минимум), номер LCST для хранения результатов (в кавычках), условие возникновения экстремального значения и задействованные загружения.

ECHO COMB NO Таблица не выводится YES Выводится таблица комбинаций FULL Выводятся значения внутренних усилий и

моментов в комбинациях


Версия 13.72 167

4.7. Внутренние напряжения Сначала указываются используемые параметры для всех материалов. Значения, измененные для индивидуальных срезов приводятся индивидуально.

Creep and Shrinkage Mno Номер материала h [mm] Эффективная высота или высота сечения phi Доля текучести или коэффициент релаксации eps Абсолютная деформация усадки RH Относительная влажность в процентах T [C] Температура в град. Цельсия dt [d] Продолжительность временного шага в днях t [d] Полное время (в конце последнего шага) t0 [d] Минимальный возраст на начальном шаге tw [d] Эффективный возраст на последнем шаге ts [d] Эффективный возраст на начало высыхания

Значения релаксации (Trost) для бетона или рассеивания в преднапряженной стали при 0.70/0.55 beta−z

Beam Номер стержня x [m] Значение x для сечения стержня NoS Номер поперечного сечения M Номер материала CI Номер загружения усадки N,My,Mz Внутренние усилия и моменты в отношении [kN bzw. kN/m] к целому сечению phi Доля текучести или коэффициент релаксации max−dsz Максимальный перепад напряжений в пучках −prz Потеря напряжений в процентах на пучок или

для общего преднапряжения Для каждого сечения стержня выводятся деформации ползучести , усилия и моменты внутренних напряжений по элементам сечения. Для старых загружений ползучести отображаются отрицательные коэффициенты обратной ползучести. Далее выводятся результирующие (включая напряжения) внутренние усилия и моменты, потери преднапряжения в Мпа и процентах, а так же в последующих строках приводятся по три значения результирующих внутренних усилий и


Версия 13.72 168

моментов N/My/Mz или Vy/Vt/Mt и результирующие деформации и кривизны.

ECHO EIGE NO Таблица не выводится YES Вывод усилий и моментов от внутренних

напряжений FULL Усилия, вызванные ползучестью отдельных

частей сечения на загружение ползучести с примененными коэффициентами ползучести. Внутренние усилия частей сечения, результирующие усилия компоненты поперечной силы и заданные модификации деформаций и кривизн.

EXTR Дополнительный вывод остаточных напряжений и потерь напряжения во всех растянутых элементах. Вывод напряжений от ползучести и усадки в сечении.


Версия 13.72 169

4.8. Максимальные внутренние усилия для типов сечений Максимальные значения усилий и моментов для типо сечений выводятся перед таблицей напряжений при указании записи ECHO SSUM:

Maximum forces and moments at section types No. Номер поперечного сечения LC Загружение (информация только для

SSUM EXTR) max.N [kN] Максимальная продольная сила max.Vy [kN] Максимальная поперечная сила max.Vz [kN] max.Mt [kNm] Максимальный крутящий момент max.My [kNm] Максимальный изгибающий момент max.Mz [kNm] max.Mb [kNm2] Максимальный бимомент max.Mt2 [kNm] Максимальный вторичный изгибающий

момент Title ECHO SSUM Выводятся максимумы усилий на сечение для всех загружений YES Только одна строка на сечение FULL Максимум и минимум в сечении EXTR Максимум и минимум в сечении для всех

загружений


Версия 13.72 170

4.9. Напряжения Если был выбран анализ напряжений в упругой стадии, напряжения выводятся в Н/мм2 (МПа). Количество значащих цифр после запятой определяется максимально полученным значением осевых нормальных напряжений. Значения ниже чем 100 Н/мм2 выводятся с 2 значащими цифрами после запятой. Об особенностях расчета напряжений см. раздел 2.2.

Stresses Utilization Beam Номер стержня x(m) Значение X для сечения стержня NoS Номер сечения LC Номер загружения или комбинации M Номер материала

Вывод включает несколько строк на сечение, разделяемых по буквам: Отмеченные A (Общие):

sig− Наивысшее фибровое напряжение при одноосном изгибе. Максимальное напряжение сжатия при двухосном изгибе.

sig+ Низшее фибровое напряжение при одноосном изгибе. Максимальное растягивающее напряжение при двухосном изгибе.

tau Максимальное касательное напряжение sig−I Максимальное главное напряжение

растяжения sig−II Максимальное главное напряжение сжатия sig−v Максимальное эквивалентное напряжение

(если недоступны данные о стадиях работы сечения CS, в противном случае sig−z)

sig−z Максимальное напряжение в преднапрягаемой арматуре

sig−s Напряжение нерастянутой арматуры N/Npl* Коэффициент использования по устойчивости

/ продольной силе Для DIN 1052−2004 в строке вывода отображается так же: k kmod − модифиц. коэффициент для древесины


Версия 13.72 171

Отмеченные H (Основной изгиб):

sig−1− Экстр. напряжения от изгиба + продольная сила для наименьшего плеча (выше)

sig−1+ Экстр. напряжения от изгиба + продольная сила для наименьшего плеча (ниже)

tau−Vz Макс. касательное напряжение от попер. силы tau−T Макс. касательное напряжение от кручения sig−s Напряжение нерастянутой арматуры dsig−s Диапазон напряжений tau−rt Взаимодействие поперечной силы и крутящего

момента для деревянных конструкций N/Npl* Коэффициент использования поперечной

устойчивости Отмеченные Q (Поперечный изгиб):

sig−2− Экстр. напряж. от попер. изгиба + продольная сила для наименьшего плеча (справа)

sig−2+ Экстр. напряж. от попер. изгиба + продольная сила для наименьшего плеча (слева)

tau−Vy Макс. касательное напряжение от попер. силы tau−T2 Макс. касательное напряжение от вторичного

кручения SIG−W− Макс. напряжение сжатия от бимомента SIG−W+ Макс. напряжение растяжения от бимомента

Отмеченные C (Преднапряженный бетон):

sig−c0 Макс. нормальное напряжение сжатой зоны (CC из записи STRE)

sig−c1 Макс. краевое напряжение сжатой зоны (CBC из записи STRE)

sig−c2 Макс. угловое напряжение сжатой зоны (CBBC из записи STRE)

sig−ct Напряжение декомпрессии Растягивающее напряжение со стороны пучков

sig−z Максимальное напряжение в преднапрягаемых пучках

dsig−z Диапазон напряжений


Версия 13.72 172

Указанные значения применимы к сжатой зоне или зоне обжатия при преднапряжении; Крайние значения в общем случае ниже чем для предобжатой растянутой зоны, которые приводятся только в строке A.

Отмеченные V (композитные сечения):

sig−N Нормальные напряжения tau−s Максимальные касательные усилия в

продольных сварных швах comp. shear Сдвиг в элементах объединения longitudinal force

При композитных поперечных сечениях сдвиг в между элементами поперечного сечения и материал соответствующего поперечного сечения, определенного в AQUA в записи SECT указывается для каждого заданного номера материала. Это усилие сила может использоваться для упругого расчета нагелей (упоров). Для пластического расчета необходимо иметь значение максимальной продольной силы в месте максимального изгибающего момента, который также выводится. Проверка устойчивости для соответствующих сечений с заданной свободной длиной указывается степень использования при расчете на устойчивость. Этот коэффициент является соотношением критического загружения к действующему. Отмеченные (B) (Устойчивость) или (обозначение кривой устойчивости):

sk [m] Свободная длина lamda Lambda ak [−] Значение“kappa” в выражении

N/(kappa*Nplas,d) Nki [kN] Критическая нагрузка Npl,k Характ. значение продольной силы Npl,d Расчетное значение продольной силы

для алюминия по DIN 4113: выходные данные согласно разделу 8.2

k [−] Коэффициент из таблицы 11 ak [−] Коэффициент к Nplas (μ or 1/ψ)


Версия 13.72 173

am [−] Коэффициент к Mplas Nki [kN] Критическая нагрузка M* [kNm] k ⋅σ⋅ W d Mu [kNm] Расчетный момент включая eu eu [mm] несовершенство согласно табл. 10

Напряжения распечатываются для каждого загружения также, как и для нескольких загружений в виде максимумов и минимумов для всех загружений. (См. ECHO LC). Напряжения, которые были найдены, могут сравниваться с предельными значениями, превышение которых обозначается в распечатке через * после напряжения с комментарием. Если для проверки напряжений определен параметр SMOD A в записи STRE, то вместо напряжений в таблице Stresses utilization печатаются степени использования, описанные выше. Если выполнен расчет на сдвиг с STRE и если указано ECHO SHEA EXTR, то в таблице напряжений дополнительно распечатываются напряжения сдвиговых сечений в зоне A. Для DIN 18800 при ECHO B2T дополнительно выводится соотношение b/t (для YES/FULL только если отношение b/t превышено, для EXTR – полная распечатка):

Designation Обозначение пластины b/t Гибкость пластины и сравнение с допускаемой

гибкостью psi Краевое напряжение табл. 12 ksig Параметр устойчивости L Длина пластины Buckl. Устойчивость

ECHO STRE ECHO STRE — битовая комбинация, содержащая сумму следующих

чисел:

0 Только напряжения, превышающие предельные

1 Главные значения sig−/sig+/tau/sig−I/sig−II/sig−s (по умолчанию)

2 Components of the individual forces 4 Напряжения в указанных точках (SELE)

(SPT и PANE/PLAT с OFF и если нужно — номер среза)


Версия 13.72 174

При расчете на поперечную силы вывод включает перемещение эквивалентной фермы, расчетные касательные напряжения и требуемое количество хомутов.

8 Диапазоны напряжений в указанных точках 16 Вывод для всех точек (SELE)

При указании ECHO STRE NO напряжения, превышающие предельные значения тем не менее выводятся. Тем не менее, этот вывод можно отключить при помощи ECHO STRE OFF.

4.10. Рекомендуемые поперечные сечения Таблица рекомендованных поперечных сечений выводится, если поиск рекомендуемых сечений запрошен в записи STRE SMOD D.

Recommended Cross Sections Beam Номер стержня x [m] Значение X сечения стержня LC Номер загружения Recommended:


Версия 13.72 175

4.11. Предельные значения для материалов и коэффициенты несущей способности

4.11.1. Проверяемые предельные значения для материалов Рассматриваемые максимальные значения для материала (МПа) с соответствующими степенями использования могут принимать следующие значения в зависимости от материала и вида расчета:

Reviewed Maximum Values Material Constant compression Constant tension Uniaxial compression factor for centric parts Uniaxial tension factor for centric parts Biaxial compression factor for centric parts Biaxial tension factor for centric parts Main tension Shear / tension torsion middle Shear / tension separate middle Shear / tension combined middle Shear / tension separate edge Shear / tension combined edge Interaction My/Mz rectangular Shear stress Torsion + Shearforce − parts Comparison stress Shear in weldings Compression in compr. zone Uniaxial compr. in compr. zone Biaxial compr. in compr. zone Admissible tendon stress Fatigue normal stress Fatigue shear stress

Отметка !*! после приведенного значения обозначает превышение предельного значения для материала и перенапряжение поперечного сечения.


Версия 13.72 176

4.11.2. Коэффициенты использования в пластической стадии Коэффициенты использования могут быть запрошены в записи STRE U/D/DG. Если обозначены допустимые напряжения, эти значения близки относительному коэффициенту использования для каждого из компонент напряжений. Если указанные величины не заданы, мы получаем расчетный коэффициент сопротивления, основанных на свойствах всего сечения (упруго-пластический расчет).

Usage of Allowable Plastic Forces Beam Номер стержня x [m] Значение X для сечения стержня LC Номер загружения или комбинации N [−] Ne/kappa*Npld,d Vy [−] Vye/Vypl,d Vz [−] Vze/Vzpl,d Mt [−] Mte/Mtpl,d My [−] Mye/Mypl,d (opt. Mye/1.25Myel,d) Mz [−] Mze/Mzpl,d (opt. Mze/1.25Mzel,d) N+M [−] N[−]+My[−]+Mz[−]

уравнение 5.36 DIN FB 103 V+Mt [−] Vy[−]+Vz[−]+Mt[−] Tot [−] Максимум всех значений Nred Снижение за счет Vy/Vz Myred Снижение за счет продольной и поперечной Mzred силы, уравнения (6.30)−(6.36) EN 1993−1−1,

5.22−5.25 DIN FB 103 My+Mz,r уравнение (6.41)/(6.44) EN 1993−1−1,

уравнение 5.35 DIN FB 103 ay,az отношение Mplas и Mgrenz

(может ограничиваться отдельными нормами) к общей площади

sk [m] Свободная длина lam−a Значение λ type Кривая потери устойчивости ak [m] “kappa” value in equation

N/(kappa*Nplas,d) Nki [kN] Критическая нагрузка Npl,k Характ. значение продольной силы Npl,d Расчетная продольная сила


Версия 13.72 177

usage Коэффициент использования

для алюминия DIN 4113: выходные значения согласно разделу 8.2 k [−] коэффициент из таблицы 11 ak [−] коэффициент к Nplas (μ or 1/ψ) am [−] коэффициент к Mplas eu [mm] несовершенство согласно табл. 10 M* [kNm] k ⋅σ⋅ W d Mv [kNm] Расчетное значение момента включ. eu (number) Вывод кривой потери устойчивости value Вывод коэффициента использования

Опциональные ограничения пластических моментов величиной 1.25 от упругого предельного момента применяются только для расчета согласно DIN 18800 и OEN 4300. Промежуточные результаты распечатываются при проверке отношения b/t или коэффициентов использования по устойчивости при осевом сжатии.

4.11.3. Максимальная степень использования Следующие значения выводятся в таблице максимальных степеней использования сечений:

Maximum Degree of Utilization в первой строке: Cross sect. Номер поперечного сечения N Коэфф. использ. продольной силы Vy Коэфф. использ. поперечной силы Vz Коэфф. использ. поперечной силы Mt Коэфф. использ. крутящего момента My Коэфф. использ. изгибающего момента Mz Коэфф. использ. изгибающего момента Mb Коэфф. использ. момента депланации Mt2 Коэфф. использ. вторичн. крутящего момента Total Общий коэффициент использования во второй строке: lamda Коэфф. использ. по гибкости sig−c Коэфф. использ. при двухосном сжатии sig−t Коэфф. использ. при двухосном растяжении tau Коэфф. использ. по касательным напряжениям


Версия 13.72 178

sig−* Коэфф. использ. по эквивалентн. напряжению tend. Коэфф. использ. по допуск. напряж. в пучках As−l Коэфф. использ. по прод. арматуре As−v Коэфф. использ. по хомутам crack Коэфф. использ. по ширине раскрытия трещин

Коэффициенты использования по арматуре и ширине раскрытия трещин всегда относятся к имеющейся минимальной арматуре а не к используемой арматуре! Максимумы коэффициентов использования по допускаемым усилиям в сечении и в системе целиком могут быть выведены при помощи записи ECHO USEP:

ECHO USEP NO Таблица не выводится YES Вывод значений (по умолчанию) FULL Дополнительные разъяснения к значениям

4.12. Расчет на поперечную силу до образования трещины Если в расчете STRE указана проверка на сдвиг, то результаты проверки на поперечную силу приводятся после выдачи всех напряжений. Таблица выводится только в случаях, если задано ECHO SHEA EXTR, либо напряжение на сдвиг в минимум одном срезе поперечного сечения лежит выше границы. При расчетах на действие поперечной силы для сечений из предварительно напряженного железобетона (ULnn) выводится одна строка для всех срезов. Если поперечное сечение лежит в зоне a, т.е. если одноосное напряжение на грани не превосходит заданное предельное значение, заданные предельные напряжения проверяются и распечатываются вместе с хомутами. В противном случае появляется указатель на минимальное армирование, если главные растягивающие напряжения не превышают предельные, либо выводится требуемое армирование. При расчете на поперечную силу до образования трещин вначале осуществляется вывод общих расчетных значений - см. п. 4.15. Таблица требуемого поперечного армирования в состоянии до образования трещин включает следующие значения для каждого из срезов поперечного сечения и загружений:

Required Stirrup Reinforcements Beam Номер стержня


Версия 13.72 179

x [m] Значение X для сечения стержня NoS Номер поперечного сечения LC Номер загружения S Номер среза Z Зона A/B bs [m] Ширина сечения при расчете на сдвиг

(полная ширина эквивалентного тонкостенного сечения)

tau−V Касательное напряжение от поперечной силы tau−T [MPa] Касательное напряжение от кручения sig−x Нормальное напряжение в продольном

направлении sigI Главное растягивающее напряжение sigII [MPa] Главное сжимающее напряжение cot Угол наклона сжатого столба бетона в составе

эквивалентной фермы при расчете на поперечную силу

As−v [cm2/m] Полное количество хомутов в см2/м, или информация о минимальном армировании, или превышении предельных напряжений

bet [°] Угол наклона хомутов ECHO SHEA NO Таблица не выводится YES Все срезы в зоне A (по умолчанию) FULL Так же срезы в зоне B EXTR В дополнение к зоне A напряжения в срезах в

таблице напряжений (Stresses)


Версия 13.72 180

4.13. Детализированный расчет напряжений Когда при анализе напряжений указана запись ECHO TABS для каждого из срезов могут быть получены суммарные результаты. Каждая распечатка (ECHO TABS 1)начинается с обозначения исследуемого сечения. Следом указываются статические характеристики всех поперечных сечений на стадии строительства:

Analysis of Section BEAM: Cross Section CNo Номер поперечного сечения Gross Поперечное сечение нетто ConSta No Поперечное сечение на стадии строительства A [m2] Соотв. площадь сечения Iy [m4] Соотв. момент инерции Iz [m4] Соотв. момент инерции Iyz [m4] Соотв. момент инерции ys [m] Соотв. положение центра тяжести в системе zs [m] координат поперечного сечения

Следом выводится таблица, содержащяя заданные точки расчета напряжений и моменты сопротивления изгибу Wy и Wz для типов поперечных сечений (ECHO TABS 1):

Selected Stress Locations Type Тип точки расчета напряжений Id Обозначение y [m] Положение точки расчета напряжений z [m] Wy [m3] Моменты сопротивления изгибу Wz [m3] Wy−CS0 Моменты сопротивления Wz−CS0 на стадиях строительства Wy−CS1 Wz−CS1 ...


Версия 13.72 181

Следующая таблица содержит (ECHO TABS 1) данные по всем преднапрягаемым пучкам (усилия, площадь и напряжение). Значения объединяются в группы или приводятся раздельно

Tendons TenNo Номер пучка Grp Номер группы y [m] Положение пучка z [m] Z [kN] Усилие преднапряжения Az [cm2] Площадь поперечного сечения пучка sigz [MPa] Напряжение в пучке

Кроме того, могут быть дополнительно выведены одна или несколько (ECHO TABS 2/4/8) таблиц со значениями внутренних усилий, моментов и напряжений в отдельных точках расчета напряжений или пучках выводятся для всех заданных усилий и комбинаций. Если какие-либо значения превышают допустимые,следом выводится строка с комментарием, содержащим предельное значение, которое было превышено.

Normal Stresses [MPa] (при S Отметка для полного поперечного сечения на

которое действуют внутренние усилия G − Поперечное сечение брутто number − Номер стадии строительства

load case Обозначение загружения N [kN] Продольная сила MY [kNm] Изгибающий момент MZ [kNm] Изгибающий момент Pt xx [MPa] Напряжения в заданных точках сечения Pt yy [MPa] ... Ten G Z [MPa] Напряжения в пучках дополнительно п Upper stress Отн. значение в точке расчета напряжений Range of stress Отн. значение в точке расчета напряжений Range coeff. Отн. значение в точке расчета напряжений


Версия 13.72 182

Shear Stresses [MPa] ( при S Отметка для полного поперечного сечения на

которое действуют внутренние усилия G − Поперечное сечение брутто number − Номер стадии строительства

load case Обозначение загружения MT [kNm] Крутящий момент QY [kN] Поперечная сила QZ [kN] Поперечная сила Pt xx [MPa] Напряжения в заданных точках сечения Pt yy [MPa] ... дополнительно п Upper stress Отн. значение в точке расчета напряжений Range of stress Отн. значение в точке расчета напряжений Range coeff. Отн. значение в точке расчета напряжений

Превышение допускаемых напряжений отмечено здесь как > доп. значение ECHO TABS ECHO TABS - битовая комбинация, содержащая сумму следующих

чисел:: 0 Таблица не выводится (по умолчанию) 1 Отдельные напрягаемые пучки вместо групп 2 Нормальные напряжения 4 Касательные напряжения +8 Дополнительно выводить диапазон

нормальных и касательных напряжений (в дополнение к 2 и 4) Норм. напряжения: ECHO TABS 10 (2+8)

Касат. напряжения: ECHO TABS 12 (4+8) Если в записи STRE была указана опция E, то ECHO TABS не будет оказывать влияния на вывод результатов данного раздела.


Версия 13.72 183

4.14. Расчет изгибаемого элемента В первой таблице (Ultimate Load Design), выводятся глобальные параметры расчета (предельные деформации, коэффициенты надежности и минимальное армирование).

Ultimate Load Design Design for ultimate loads + распечатка действующих норм Информация об одноосном и двухосном изгибе Safety factors Strain limits parameters for reinforcement Minimum reinforcements Минимальное армирование Bending. [% or cm2] для изгибаемых элементов Compress. [% or cm2] для сжатых элементов compression e / d N / Npl min. reinforcem. Минимальное армирование статически requ. section требуемого поперечного сечения (см2) maximum−reinforc. Максимальное армирование в см2

MNo. Номер материала temp lev. Material safety max. compr stress Максимальное сжимающее напряжение [MPa] at strain [o/oo] max. tens stress [MPa] at strain [o/oo] tension stiffening [MPa]

Таблица расчетных значений для каждого из разделов включает следующее: Required Reinforcements Beam Номер стержня x [m] Значение X для сечения стержня


Версия 13.72 184

NoS Номер поперечного сечения LC Номер загружения или комбинации Ni [kN] Внутренняя продольная сила Myi/Mzi [kNm] Внутренние моменты e1 / yn [o/oo / mm] Краевые деформации сжатой зоны в промилле = деформации полностью растянутой стали и осевому сегменту нейтральной оси e2 / zn [o/oo / mm] Краевые деформации растянутой зоны в

промилле = деформации неполностью сжатой стали и осевому сегменту нейтральной оси nue C/S Коэффициент надежности по материалу бетона

и стали reltra Относительная несущая способность As Полное армирование каждого слоя в см2

L Обозначение слоя 0... ...9 для обычной стали A... ...E для площади требуемой напр. стали Z для площади всей напрягаемой стали T для продольного армирования при кручении

в см2/м Delta−Vzi Приращение доли поперечной силы от Delta−Vyi преднапряжения при возрастании Delta−Mzi напряжений в наклонных пучках

при выводе дополнительной (ECHO DESI FULL) строки

e Плечи внутренних сил Положение растягивающей и сжимающей

равнодействующих сил и предполагаемое плечо внутренних сил.

tau−b [MPa] Напряжение сцепления E0 Плечо внутренних сил ZV Растягивающая сила по правилу сдвига

При указании ECHO DESI EXTR выводятся данные о деформациях и напряжениях для каждого сечения стержня и материала (без коэффициентов надежности), включающие так же эффективные напряжения (включая коэффициент надежности и сцепление) для всех пучков.

ECHO DESI


Версия 13.72 185

NO Таблица не выводится YES Таблица выводится (по умолчанию) FULL Выводятся плечи внутренних усилий и

моментов и проекция усилия растяжения в направлении перемещения.

EXTR В дополнение, выводятся напряжения в группах пучков в сечениях балок, равно как и максимальные и минимальные краевые деформации материалов.

Указанная в этой таблице продольная арматура для кручения рассчитывается с наклоном сжатого столба бетона равным 45°. Окончательное продольное армирование устанавливается только после назначения хомутов. При одноосном расчете выводятся только соответствующие значения. Полное армирование выводится для каждого активированного слоя. Если поперечное сечение использовано не полностью, внутренние усилия в сечении становятся больше, чем внешние на коэффициент RELTRA. Если поперечное сечение перегружено, то RELTRA может оказаться меньшим 1.0. Если минимальное армирование статически необходимого поперечного сечения была существенной, внутренние усилия в сечении были установлены с минимальным процентом армирования, в то время как арматура была уже редуцирована этим коэффициентом. Сообщение «not calculated» появляется, если поперечное сечение не может быть рассчитано вследствие низкого уровня нагрузки. Критерием служит абсолютная предельная деформация, заданная в CTRL ELIM. Сообщение «no reinf.» появляется, если проектируется неармированное бетонное сечение или правила расчета для минимальной арматуры были деактивированы, и, таким образом, никакая арматура не требуется. Однако, если деформация центра тяжести является положительной в этих случаях, то вместо этого выводится сообщение «e/d > max» о превышении эксцентриситета. Стальные поперечные сечения в общем случае не рассчитываются. Значения As, которые появляются, могут быть меньше, чем заданная минимальная арматура, если она была не допустимой или не рациональной. С указанием ECHO SHEA FULL наиболее характерные величины распределения касательных напряжений выводятся в таблице требуемого поперечного армирования:

Section No Номер сечения при расчете на сдвиг T / Tmax Пропорциональный сдвиг по Katz Dfak Отношение отсоединенной сжимающей силы Zfak Отношение отсоединенной растягив. силы


Версия 13.72 186

4.15. Расчет на поперечную силу с трещиной Если расчет на поперечную силу затребован в разделе расчета DESI, то он выполняется после того, как все поперечные сечения были рассчитаны на изгибающий момент. Вначале осуществляется вывод общих значений при расчете на поперечную силу в следующей таблице:

Shear Design Design for shear ... + распечатка действующих норм Минимальный коэффициент сдвига или тангенс угла наклона сжатого

столба бетона MNo Номер материала Для EC 2, DIN 1045−1, SIA, OENORM B 4700 f−cd [N/mm2] Расчетное сопротивление сжатию для бетона tau−rd [N/mm2] Расчетное сопротивление сдвигу для бетона sigIIQ [N/mm2] Главное сжимающее напряжение от

поперечной силы sigIIT [N/mm2] Главное сжимающее напряжение от кручения sigQ+ [N/mm2] Главное сжимающее напряжение от

поперечной силы и кручения beta−s [N/mm2] Прочность стали для DIN 4227: tau−V [MPa] Макс. поперечная сила в центре tau−Tm [MPa] Макс. напряжение от кручения в центре tau−Tr [MPa] Макс. краевое напряжение от кручения tau−VTm [MPa] Макс. касательное напряжение в центре tau−Vtr [MPa] Макс. краевое касательное напряжение sig−II [MPa] Главное сжимающее напряжение sig−r [MPa] Допускаемое главное сжимающее напряжение

в стенке beta−s [MPa] Прочность стали for old DIN 1045: Обозначения согласно норм проектирования tau011a [N/mm2] tau011b [N/mm2]


Версия 13.72 187

tau012 [N/mm2] tau02 [N/mm2] tau03 [N/mm2] tau−vs v beta−s [N/mm2] Прочность стали для British Standard и Indian Standard: Обозначения согласно норм проектирования f−cu [N/mm2] v−max [N/mm2] vt−min [N/mm2] vt−max [N/mm2] beta−s [N/mm2] Прочность стали для AASHTO и ACI−318: Обозначения согласно норм проектирования fc’ [N/mm2] fct [N/mm2] fcr [N/mm2] vs−max [N/mm2] PHI beta−s [N/mm2] Прочность стали для French Standard (BAEL) и Spanish Standard (EHE): Обозначения согласно норм проектирования fcj [N/mm2] ftj [N/mm2] vc−min [N/mm2] beta−s [N/mm2] Прочность стали для Italian Standard (DM−96): Обозначения согласно норм проектирования f−cd [N/mm2] f−ctd [N/mm2] v−max [N/mm2] t−max [N/mm2] beta−s [N/mm2] Прочность стали


Версия 13.72 188

Таблица требуемой поперечной арматуры (хомуты) содержит следующие значения для каждого среза и загружения:

Required Stirrup Reinforcements Beam Номер стержня x [m] Значение X для сечения стержня NoS Номер поперечного сечения LC Номер загружения S Номер среза Z Обозначение зоны без трещин (I) или зоны

сдвига A/B Tv [kN/m] Касательные напряжения в срезе от

поперечного сдвига z [m] Плечо внутренних сил или процентное

отношение упругих касательных напряжений, принятых взамен, например 74%I

bs [m] Минимальная ширина установленная программой

K [−] Коэффициент для плит tau−V Касательное напряжение или главное

растягивающее напряжение от поперечной силы

tau−T [MPa] Касательное напряжение от кручения sigII Главное сжимающее напряжение стадии II cot or tan Угол наклона сжатого столба эквивалентной

фермы для поперечной силы As−v [cm2/m] Требуемое количество хомутов в см2/м на

элемент сечения, или индикатор минимального армирования или превышения предельного напряжения

bet [°] Угол наклона хомутов As−l(T) Продольное армирование, воспринимающее

кручение в смз2


Версия 13.72 189

Значения для Eurocode / DIN 1045−1 / OEN B 4700 (в послед. строках): Vrd1,c / Vrd,ct Поперечная сила без попер. армирования Vrd2,c / Vrd,c Сопротивление бетона попер. силе Vrd3,s / Vrd,sy Сопротивление хомутов попер. силе Vrd,c Попер. сила в бетоне = часть бетона

(уравнение 74) Vrd,s Поперечная сила в стали (уравнение 75 или 77) Ve/Vr Отношение возможной попер. силы к

допускаемой при Ve = Tv ⋅ z in kN TVrd2,c Сопротивление бетона сдвигу при кручении TVrd3,s Сопротивление хомутов сдвигу при кручении Te/Tr Отношение возможного усилия сдвига при

кручении к допускаемому Значения для British Standard, Indian Standard, AASHTO, ACI−318: d [mm] Эффективная глубина растянутой арматуры v−c Касательные напряжения в бетоне xsi Коэффициент согласно BS (British Standard) в

послед. строках для BS (British Standard) и Indian Standard:

Vco Поперечная сила в бетоне сечения без трещин Vcr Поперечная сила в бетоне сечения с трещиной fcp Значение соответственно уравнениям гл. 2: Расчет согласно British Standard Расчет согласно Indian Standard Mcr/M or Mo/M Отношение соответственно уравнениям гл. 2: Расчет согласно British Standard Расчет согласно Indian Standard Значения для Spanish Standard и French Standard: d [mm] Эффективная глубина растянутой арматуры v−c [N/mm2] Касательные напряжения в бетоне v−max [N/mm2] Макс. напряжение сжатия в бетоне (Vu1)

Армирование хомутами применяется в каждом случае для каждого заданного среза. Для сечений SREC приводится значение на полную ширину сечения. Для CUT сечений, как правило, один срез слева и один справа, таким образом, полное армирование эквивалентно удвоенному значению. Сравнение срезов, заданных в AQUA важно для верной интерпретации результатов.


Версия 13.72 190

ECHO SHEA NO Таблица не выводится YES Выводятся только максимальные значения FULL Выводятся значения по всем срезам и наиболее

характерные значения распределения касательных напряжений (по умолчанию) Вывод отношения возможных и допускаемых поперечных усилий и усилий сдвига при кручении

4.16. Сборка требуемого армирования Если было запрошено сочетание арматуры (BEAM/SPAN/GLOB/TOTL) или если были рассчитаны несколько загружений, максимальные степени армирования выводятся в отдельной таблице. (При GLOB и TOTL, для каждого поперечного сечения; при SPAN и BEAM, для начала каждого диапазона; при SECT, для каждого среза.) Коэффициенты отдельных слоев показываются раздельно. Слои воспринимающие кручение, так же как и чисто сжатые слои армирования выводятся с обозначениями T и/или ’.

Longitudinal Reinforcement LCR Номер расчетного случая Beam Номер стержня x [m] Сечение стержня NoS Номер поперечного сечения mue Общий процент армирования As−Sum [cm2] Общее армирование в см2 Lay−0&5 [cm2] Армирование слоя 0 в см2

Армирование слоя 5 в см2 в след. строке . . . Lay−4&9 [cm2] Армирование слоя 4 в см2

Армирование слоя 9 в см2 в след. строке


Версия 13.72 191

Shear Reinforcement per Section LCR Номер расчетного случая Beam Номер стержня x [m] Сечение стержня NoS Номер поперечного сечения Asl−Mt [cm2/m] Продольное армирование, воспринимающее

кручение в см2/м SLay−0&5 [cm2/m] Хомуты слоя 0 в см2/м

В каждом случае доля кручения + полное армирование. Хомуты слоя 5 в след. строке

. . . SLay−4&9 [cm2/m] Хомуты слоя 4 в см2/м

Хомуты слоя 9 в след. строке Torsion Доля армирования, воспринимающего

кручение Поперечное армирование (хомуты) рассчитывается в каждом случае как максимум на заданный срез (см. AQUA). Доля от кручения Asl-Mt учитывается так же, или вызывается при помощи записи ECHO REIN в следующей строке:

ECHO REIN NO Таблицы не выводятся YES Только таблица макс. Арматуры (по умолч.)

Таблица поперечного армирования на сечение, при более чем 1 загружении и ECHO SHEA NO

FULL Таблица макс. Арматуры и отдельные параметры (распределение деформаций, касательных напряжений и т.п.)

EXTR Армирование каждого ранга NSTR (ширина трещин) равно как и описанная таблица макс. армирования (только GLOB и TOTL)


Версия 13.72 192

4.17. Расчет деформаций В первую очередь осуществляется вывод параметров расчета деформаций:

Parameters for nonlinear stresses MNo. Номер материала temp lev. Material safety max. compr stress Макс. напряжение сжатия [MPa] at strain [o/oo] max. tens stress [MPa] at strain [o/oo] tension stiffening [Mpa]

The table of the non−linear stresses includes the following for each cut:

Nonlinear Stresses Beam Номер стержня x [m] Значение X для сечения стержня NoS Номер поперечного сечения LC Номер загружения e−o [o/oo] Деформация в уровне центра тяжести в

промилле ky/kz [1/km] Кривизна x [m] Высота сжатой зоны zn/yn [m] Сечение оси от нулевой линии Ni/Vi Внутр. продольная, поперечная сила Myi/Mzi Внутренние моменты Ey/Ez/G−EFF [MPa] Эффективные модули упругости и сдвига Для проверок выносливости: sig−c [MPa] Напряжение в бетоне sig−t [MPa] Напряжения в высокопрочной стали sig−s [MPa] Напряжения в стали в послед. строках точка диапазон Диапазон напряжений в точке вывода

напряжений


Версия 13.72 193

shear cut Номер среза sig−(perm,min) См. уравнение A 106.13, DIN−FB 102 shear link Stressrange Диапазон напряж. в хомутах среза tendon Stressrange Диап. напр. для пучка группы No lin.−reinf Stressrange Диап. напр. для арматуры группы No в послед. строках fact Mt−i Нелин. увелич. коэфф. поворота при кручении fact−Vz−i Нелин. увелич. коэфф. сдвига fact−Vy−i part of tendons Доля армирования пучков Reinforcem.R Армирование (только для ECHO REIN FULL) TensStiff Plastic strain / curv. Tangential Stiffness соотв. касательная жесткость plast.fact sig [MPa] Нормальное напряжение tau [MPa] Касательное напряжение eps [o/oo] Деформация sII [MPa] Главное напряжение сжатия sAs [MPa] Напряжение в арматуре Material Номер материала Reinforcem. Номер материала армирования Spannstahl Номер материала пучков max /min Максимальное и минимальное значения

напряжений и деформаций point Точка поперечного сечения с соотв.

напряжениями и деформациями


Версия 13.72 194

Проверка соотношения b/t: Первая строка panel Наименование листа L Длина листа в мм value Напряжение в начале psi Отношение краевых напряжений b/t−max Информация о допускаемом соотношении b/t

для класса сечения Вторая строка b/t Гибкость (допускаемое отношение b/t) value Напряжения в конце k Значение устойчивости ECHO NSTR NO Таблица не выводится YES I Внутренние усилия, кривизны и жесткости,

значения проверки на выносливость FULL В дополнение, максимальное и минимальное

значение деформаций и напряжений сплошного сечения (Q), напрягаемого (S) и ненапрягаемого армирования (B).

EXTR Напряжения и деформации в выбранных точках поперечного сечения

Выбранные элементы поперечного сечения: Все точки расчета напряжений и листы отмеченные OFF Точки полигона, круги, арматурные и напрягаемые элементы, идентиф.

номер которых заканчивается на 0 или выбранные при помощи ECHO SELE.

Примечание: Эффективный модуль упругости корректируется после вывода для улучшения сходимости, так же как и возможные максимальные и минимальные значения. Это отмечается знаками >> и/или << перед печатью значения. Эти значения секущего модуля могут быть даже более высокими чем модуль упругости в случаях чистого изгиба.


Версия 13.72 195

Диапазоны напряжений в напрягаемой и обычной арматуре выводятся в отдельные строки после анализа загружений для сечения. При помощи ECHO NSTR EXTR могут быть выведены диапазоны напряжений для отдельных арматурных элементов. Для элементов поперечного сечения печатаются продольные деформации в столбце Zusatz−e, нормальные напряжения в столбце Zusatz−s и непосредственно за этим сдвиговые напряжения. Если установлена опция CTRL INTE, то раздельно выводятся степень пластичности a для нормальных напряжений за каждой точкой пластических напряжений и сдвиговые напряжения (см. 2.7.7). Значение "Fct. 1.00" обозначает первую пластическую деформацию, значение "Fct. 0.1" является точкой, в которой упругие напряжения в 10 раз выше предела текучести. В том случае, если пластификация касательных напряжений достигнута, касательные напряжения также уменьшаются. Для этого строка печатается при распечатке соответственно начиная с литер Vy-i, Vz-i или Mt-i. Затем установленный коэффициент сдвиговых деформаций ставится в столбце plast−fact (нелинейное = e * упругую деформацию). После появляются внутренние поперечные силы и/или моменты кручения и наконец в столбце жесткости с идентификатором G−EFF соответствующие эффективные модули сдвига.

4.18. Параметры нелинейных напряжений и контроля трещин Следующая таблица выводится для используемых параметров расчета нелинейных напряжений и ширины раскрытия трещин.

Parameters for nonlinear stress / Crackwidth Mno Номер материала sig−comp [MPa] [o/o] Напряжение сжатия в МПа и % sig−tens [MPa] [o/o] Напряжение растяжения в МПа и % sig−dyn [MPa] [o/o] Диапазон напряжений в МПа и % design width [mm] Ширина трещины или параметр окружения первое значение: “ниже” второе значение: “выше” bond [−] Коэфициент сцепления load [−] Параметр BB записи NSTR h−max [m] Максимальная высота растянутой зоны


Версия 13.72 196

Результаты проверки допускаемой ширины раскрытия трещин выводятся непосредственно после вывода рассчитанных деформаций в таблице Nonlinear Stresses. Каждая строка относится либо к отдельному элементу или целиком к растянутой зоне с указанной высотой (h = xx). Если требуется увеличение армирования, в результатах выводятся новые значения соответствующих деформаций и новые значения ширины раскрытия трещин.

T−zone h [m] Высота растянутой зоны D [mm] Диаметр для расчета D [mm] Предельный диаметр sig [MPa] (Максимальное) напряжение в арматуре ssr [MPa] Начальное напряжение трещинообразования As−eff [cm2] Эффективное армирование в растянутой зоне.

Площади армирования с остальными свойствами сцепления включены здесь пропорционально расчету.

При использовании проверок согласно п.п. 11.2.2 DIN 1045−1 или 6.7.3. DIN 4227−A1 (STRE E RL), соответствующие значения ширины раскрытия трещин выводятся при помощи ECHO CRAC YES в таблице напряжений:

Crack width: с указанием норм проектирования ACT = эффективное частное сечение

− без спецификаций: полная растянутая зона − номер или обозначение: из записи CUT в модуле AQUA

centr. stress [MPa] Tens. stress concr. [MPa] Area tensional zone [m2] Reference diameter [mm] Steel stress Tab. Effective thick d0 [m] centr. stress bv [MPa] Coefficient k Coefficient k1 Coefficient kc Requ. reinforcement [cm2] Part of reinfor. R2 Part of tendons


Версия 13.72 197

Значение d0, согласно Tue/König/Pommerening, Bautechnik (1999) составляет удвоенное расстояние от центра до наиболее напряженного волокна.

ECHO CRAC NO Вывод не выполняется YES Полная растянутая зона и соответствующие

элементы до возрастания. Полная растянутая зона и соответствующие элементы после возрастания.

FULL Все значения до и после возрастания EXTR Вывод всех промежуточных шагов

4.19. Жесткость растянутого бетона Если включена опция «Жесткость растянутого бетона», то после результатов расчета ширины раскрытия трещин выводятся 2 дополнительные строки. Коэффициент k2 и первое напряжение трещинообразования s1r приводятся в первой строке. Во второй строке кроме текста «TensStiff» приводятся три других значения:

1-е значение Напряжения в арматуре стадии 2 2-е значение Среднее напряжение в арматуре с учетом

влияния бетона между трещинами 3-е значение Эффективный модуль упругости с учетом

влияния бетона между трещинами


Версия 13.72 198

4.19.1. Время расчета на задачу Таблица затраченного на расчет времени и общее время выводится при помощи ECHO STAT FULL, в случае если переключатель статистики активен в URSULA:

E l a p s e d A n a l y s i s T i m e Initialisation of system...............: CPU = 2.73 WCT = 3 [sec] Input with CADINP and processing.......: CPU = 0.33 WCT = 0 [sec] Print of system data...................: CPU = 0.09 WCT = 0 [sec] Eigenstress evaluation.................: CPU = 0.09 WCT = 0 [sec] Stresses and usage factors.............: CPU = 0.30 WCT = 1 [sec] Bending design.........................: CPU = 0.09 WCT = 0 [sec] Shear design...........................: CPU = 0.01 WCT = 0 [sec] Nonlinear stresses.....................: CPU = 0.00 WCT = 0 [sec] Superposition of reinforcements........: CPU = 0.08 WCT = 0 [sec] -------------------------------------------------------------------------------- CPU = 3.73 WCT = 4 [sec]


Версия 13.72 199

5. Примеры Файлы входных данных, пояснения к которым представлены в этом разделе могут быть найдены в установочном каталоге SOFiSTiK в подкаталоге aqb.dat\english. Кроме того, эти примеры могут быть найдены в программе TEDDY, меню HELP > EXAMPLES, упорядоченные по наименованию модуля и языку. За дополнительными материалами (пособия, обучающие видеоролики и практические примеры) обращайтесь к инфопорталу SOFiSTiK (www.sofistik.com/infoportal).


Версия 13.72 200

5.1. Обучающие примеры

5.1.1. Обучающий пример: Расчет напряжений Рассмотрим шестиугольный стальной профиль, верхняя и нижняя сторона которого выполнены из более толстой стали. Записью SPT определены две точки расчета напряжений в центрах тяжести более толстых пластин (с номерами 3 и 6). Пластины 4 и 5 объединены сварным швом.

Профиль

Задание сечения в AQUA выполняется при помощи следующего входного файла:

PROG AQUA HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 1/1 AQB-MANUAL NORM DIN 18800 ECHO SECT EXTR STEE 1 S 235 $ PAGE UNII 2 SECT 11 PLAT 1 50 -86.6 100 0.0 8 2 100 0.0 50 86.6 8 3 50 86.6 -50 86.6 12 OUT M 4 -50 86.6 -100 5.0 8 5 -100 -5.0 -50 -86.6 8 6 -50 -86.6 50 -86.6 12 OUT M WELD 10 -100 5.0 -100 -5.0 -8 SPT P3 0 86.6 P6 0 -86.6 END

В результате получены следующие значения для материала и поперечного сечения:


Версия 13.72 201


Версия 13.72 202

Проверки напряжений и их расширенный вывод: При помощи модуля AQBS рассматриваются два сочетания усилий и моментов, например под нагрузкой с коэффициентом 1,5, и ограничением напряжений величиной 1,1 от предела текучести частным коэффициентом надежности (литера F для параметра STYP записи STRE). Для реальных ситуаций, либо загружение должно рассчитываться ос учетом соответствующим образом взросших нагрузок, либо расчетное сочетание должно быть сформировано в записи COMB.


Версия 13.72 203

PROG AQB HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 1/1 AQB-MANUAL NORM DIN S 11 1 0 150 150 -120 0.9 42 25 = = = -150 -120 150 0.9 25 42 STRE K F END

Вначале выводится информация об используемом материале и нормах проектирования, включая общие данные:

Далее следуют внутренние усилия и моменты от загружения 0 и напряжения:

А так же таблица предельных значений для материала:


Версия 13.72 204

Звездочка '*' после значения напряжения в таблице напряжений указывает на превышение предельного значения 218,18МПа, а символы !*! в таблице предельных значений материалов — превышение коэффициента использования. Наконец выводится таблица максимальных коэффициентов использования для сечения 11 и системы в целом (в данном случае они совпадают):

Выходные данные были сформированы при значениях записи ECHO, принятых по умолчанию. При значении по умолчанию 1 для записи ECHO STRE выводятся только главные значения, отмеченные символом A в таблице напряжений. Если пользователю требуются более детализированные данные, вывод возможен с использованием записи:

ECHO STRE 2

В таком случае выводятся значения напряжений от изгиба в основном и поперечном направлениях:

Еще более расширенные данные можно вывести с использованием:

ECHO STRE 2+4 SELE 3

При этом будут выведены напряжения в пластине 3 (SELE 3) дополнительно к основным значениям (A) значения при изгибе в основном и поперечном (H, Q) направлениях. Тем не менее, в данном случае выводятся только значения по оси пластины (thinM 3), поскольку в качестве точки вывода напряжений для пластины 3 указан только центр пластины (OUT M).


Версия 13.72 205

При запросе максимально-возможных данных

ECHO STRE 2+4 *

выводятся значения для всех точек поперечного сечения. Для каждого элемента пластины могут быть проанализированы до 20 точек. Тем не менее, в соответствии с данными AQUA (PLAT OUT) выводятся только значения в начале, середине и конце пластин. Поэтому максимальные значения касательных напряжений, главных или эквивалентных напряжений могут попасть между выводимыми значениями. Кроме этого, выдаются значения напряжений в заданных точках сечения P3 и P6 и в продольном сварном шве.


Версия 13.72 206

Для вывода диапазона напряжений требуется другой формат записи ECHO:

ECHO STRE 8 *


Версия 13.72 207

Выводятся максимальные и минимальные значения и диапазон действующих напряжений для каждой пластины (в начале, середине и конце) и для каждой заданной точки вывода напряжений (SPT в модуле AQUA). При указании

ECHO STRE 15 SELE *

в таблице напряжений выводятся все компоненты напряжений (A,H,Q) для каждого поперечного сечения, значения во всех пластинах для начала, середины и окнца, в заданных точках вывода напряжений, в сварных швах, а так же значения диапазона напряжений. Надежность устойчивости и коэффициенты использования Для анализа надежности устойчивости должны быть заданы длина стержня и соответствующий коэффициент свободной длины. Если статическая схема отсутствует, то это значение должно быть указано в записи BEAM. При этом максимальное значение ординаты X сечения определяет длину стержня.

PROG AQB HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 1/2 NORM DIN ECHO STRE ECHO LC BEAM 1 X 0.0 BETA 1.0 TYPE SECT NCS 11 1 X 5.0 BETA 1.0 TYPE SECT NCS 11 LC 1 S 11 1 0 150 150 -120 0.9 42 15 = = 5 -150 -120 150 0.9 15 42 STRE K F END

В таком случае в таблице напряжений выводятся дополнительные строки для сечения с X=5,0м, отмеченные как (B) при расчете устойчивости.


Версия 13.72 208

Проверка: в данном случае, при заданной свободной длине 5,0м расчетное значение критической силы составляет 1206,8кН относительно наиболее опасной оси. Значению гибкости λa=92,93 соответствует относительная гибкость λk=0,886 и коэффициент k (=ak в выходных данных) на основании типа b кривой потери устойчивости составляет 0,67. При указании SMOD A (вместо K) в записи STRE в таблице напряжений вместо значений напряжений выводятся коэффициенты использования:

STRE A F

Выходные данные содержат:

При указании

STRE A

выводятся коэффициенты использования при расчете в упруго-пластической стадии:


Версия 13.72 209

Расчет по требованиям DIN 1052 Для расчета согласно DIN 1052 должны быть рассмотрены особенные случаи, учитывающие различные весовые коэффициенты компонент напряжений. Кроме того, в следующем примере демонстрируются возможности подбора параметров поперечных сечений. В программе AQUA определяются материал хвойного пиломатериала (класс 1) и три прямоугольных поперечных сечения (b/h=20/30см). При определении необходимых размеров поперечного сечения в AQB для поперечного сечения 26 варьируются оба размера, для поперечного сечения 27 варьируется только ширина, а для поперечного сечения 28 - только высота.

PROG AQUA HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 1/TIMBER NORM DIN 1052 ECHO SECT EXTR PAGE UNII 0 TIMB 4 NA 1 SREC 26 0.30 0.20 MNO 4 SREC 27 0.30 -.20 MNO 4 SREC 28 -.30 0.20 MNO 4 END

В следующем блоке AQB проверка напряжений запрашивается в записи STRE K H. Требуемое поперечное сечение определяется записью STRE D H:

PROG AQB HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 1/3 NORM DIN ECHO STRE 2 STRE K H STRE D H S 26 11 0.0 MY 20 26 11 0.1 MZ 20 26 11 0.2 MY 10 MZ 10 26 11 0.3 N 50


Версия 13.72 210

26 11 0.4 N -50 26 11 0.5 N 50 MY 20 26 11 0.6 N -50 MY 20 S 27 12 0.0 MY 20 27 12 0.1 MZ 20 27 12 0.2 MY 10 MZ 10 27 12 0.3 N 50 27 12 0.4 N -50 27 12 0.5 N 50 MY 20 27 12 0.6 N -50 MY 20 S 28 13 0.0 MY 20 28 13 0.1 MZ 20 28 13 0.2 MY 10 MZ 10 28 13 0.3 N 50 28 13 0.4 N -50 28 13 0.5 N 50 MY 20 28 13 0.6 N -50 MY 20 END

Первая часть выходных данных с расчетом напряжений идентична для всех трех поперечных сечений:


Версия 13.72 211

Напряжения от продольной силы увеличиваются на соответствующие коэффициенты. При выборе ECHO STRE, невозрастающее напряжение sig-N появляется в столбце Buckl. Следующая таблица показывает требуемые размеры сечений при которых достигается значение допускаемого напряжения.


Версия 13.72 212

5.1.2. Обучающий пример: Расчет железобетонного сечения по I группе предельных состояний

Расчет продольного армирования при расчете по I группе предельных состояний Рассмотрим прямоугольное сечение размером 40х60см, для которого исследуются различные распределения продольного армирования:

Прямоугольные сечения


Версия 13.72 213

Определение норм проектирования, материалов и различных поперечных сечений выполнены в модуле AQUA. Рассмотрены семь поперечных сечений с различным расположением арматуры:

Сечение 1 четыре симметричных отдельных стержня, все в слое 1

Сечение 2 четыре отдельных стержня сверху / снизу, сверху: слой 1 снизу: слой 2

Сечение 3 четыре отдельных независимых стержня, Каждый отдельный стержень расположен в отдельном слое (слои 1... ...4)

Сечение 4 четыре линии армирования, Каждая линия расположена в отдельном слое (слои 1... ...4)

Сечение 5 два независимых слоя армирования по периметру внешнее: слой 1 внутреннее: слой 2

Сечение 6 два последовательных слоя армирования по периметру внешнее: слой 0 используется вначале до значения 20см2/м, или в данном случае — до 30,4см2

внутреннее: слой 1

Сечение 7 попарное симметричное периметрическое армирование сверху и снизу: слой 1 боковое: слой 2

Периметрическое армирование сечений 5 и 6 отличается только расположением слоев армирования. Два дополнительных слоя армирования определены для сечения 5 (Z1 и Z2), это означает, что слои эквивалентны. В то же время для сечения 6 оба слоя заданы как последовательные (S0 и S1). В слое S0 указано максимальное значение армирования 20см2/м (или 30,4см2 при длине 1,84м). Вначале учитывается только слой S0, при достижении максимального армирования активируется слой S1.


Версия 13.72 214

PROG AQUA HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 2 / AQB-MANUAL NORM DIN 1045-1 ECHO FULL ; PAGE 1 CONC 1 C 20 ; STEE 10 BST 500SA $ RECTANGLE 40/60 HD'/D=HB'/B=0.1 SECT 1 ; POLY OPZ ; VERT 1 0.2 -0.3 ; 2 0.2 0.3 $ uniform RF 1 0.16 -0.24 1. - Z1 RF 2 0.16 0.24 1. - Z1 RF 3 -.16 -0.24 1. - Z1 RF 4 -.16 0.24 1. - Z1 SECT 2 ; POLY OPZ ; VERT 1 0.2 -0.3 ; 2 0.2 0.3 $ Reinforcement above/below RF 1 0.16 -0.24 1. - Z2 RF 2 0.16 0.24 1. - Z1 RF 3 -.16 -0.24 1. - Z2 RF 4 -.16 0.24 1. - Z1 SECT 3 ; POLY OPZ ; VERT 1 0.2 -0.3 ; 2 0.2 0.3 $ absolutely variable RF 1 0.16 -0.24 1. - Z1 RF 2 0.16 0.24 1. - Z2 RF 3 -.16 -0.24 1. - Z3 RF 4 -.16 0.24 1. - Z4 SECT 4 ; POLY OPZ ; VERT 1 0.2 -0.3 ; 2 0.2 0.3 $ absolutely variable LRF 1 0.16 -0.24 -0.16 -0.24 1. - Z1 LRF 2 0.16 0.24 -0.16 0.24 1. - Z2 LRF 3 -0.16 -0.24 -0.16 0.24 1. - Z3 LRF 4 0.16 -0.24 0.16 0.24 1. - Z4 SECT 5 ; POLY OPZ ; VERT 1 0.2 -0.3 ; 2 0.2 0.3 $ Perimetric reinforcement CURF 6 AS 1 LAY Z1 ; CURF 8 AS 1 LAY Z2 SECT 6 ; POLY OPZ ; VERT 1 0.2 -0.3 ; 2 0.2 0.3 $ Perimetric reinforcement CURF 6 AS 1 ASMA 20 LAY S0 ; CURF 8 AS 1 LAY S1 SECT 7 ; POLY OPZ ; VERT 1 0.2 -0.3 ; 2 0.2 0.3 $ pairwise symmetrically LRF 1 0.16 -0.24 -0.16 -0.24 1. - Z1 LRF 2 0.16 0.24 -0.16 0.24 1. - Z1 LRF 3 -0.16 -0.24 -0.16 0.24 1. - Z2 LRF 4 0.16 -0.24 0.16 0.24 1. - Z2 END


Версия 13.72 215

В результате получены семь поперечных сечений с различными распределениями армирования:


Версия 13.72 216

Для расчета заданы шесть различных сочетаний внутренних усилий и моментов с учетом требуемых коэффициентов надежности и сочетаний. На практике необходимо либо отдельно формировать каждое расчетное загружение с соответствующими значениями коэффициентов надежности и сочетаний в модуле MAXIMA, либо создавать расчетные сочетания в записи COMB. Расчет по предельным состояниям вызывается указанием STAT ULTI записи DESI. Расчет на действие поперечной силы в данном примере не рассматривается (SMOD NO). Для AQB необходимы следующие входные данные:

PROG AQB HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 2 DESI STAT ULTI SMOD NO S 1 1 0.0 N 0 MY 300 ; 2 1 1.0 == ; 3 1 2.0 == ; 4 1 3.0 == 5 1 4.0 == ; 6 1 5.0 == ; 7 1 6.0 == S 1 2 0.0 N 0 MY 600 ; 2 2 1.0 == ; 3 2 2.0 == ; 4 2 3.0 == 5 2 4.0 == ; 6 2 5.0 == ; 7 2 6.0 == S 1 3 0.0 N 500 MY 100 ; 2 3 1.0 == ; 3 3 2.0 == ; 4 3 3.0 == 5 3 4.0 == ; 6 3 5.0 == ; 7 3 6.0 == S 1 4 0.0 N -500 MY 100 ; 2 4 1.0 == ; 3 4 2.0 == ; 4 4 3.0 == 5 4 4.0 == ; 6 4 5.0 == ; 7 4 6.0 == S 1 5 0.0 N -500 MY 300 ; 2 5 1.0 == ; 3 5 2.0 == ; 4 5 3.0 == 5 5 4.0 == ; 6 5 5.0 == ; 7 5 6.0 == S 1 6 0.0 N -500 MY 250 250 ; 2 6 1.0 == ; 3 6 2.0 == ; 4 6 3.0 == 5 6 4.0 == ; 6 6 5.0 == ; 7 6 6.0 == END

Вначале выводятся данные о материалах и общая информация для расчета:


Версия 13.72 217

Параметры плоскости деформаций выводятся следом за таблицей внутренних усилий и моментов, используемых в расчете:

Минимальное армирование сжатых элементов определяется согласно DIN 1045-1, 13.5.2. Указанное здесь значение 4,5см2 получено исходя из предписанного минимального конструктивного армирования 4 стержнями диаметром 12мм. Таблица требуемого армирования показывает различные возможности назначения армирования:


Версия 13.72 218


Версия 13.72 219


Версия 13.72 220

Некоторые комментарии к вышесказанному: В первом случае (стержень 1) чистого изгиба без необходимой сжатой

арматуры при симметричной арматуре получается приблизительно удвоенная площадь армирования. Поперечные сечения с 4 слоями имеют при случаях для одноосного изгиба как правило равные значения в сравнении со случаями с 2 слоями. Во втором случае (балка 2) с также сжатой арматурой при свободном арматурном расположении стержней расход стали сокращается.

В третьем случае (стержень 3) поперечное сечение полностью растянуто, при свободном выборе установлено арматурное распределение с постоянной деформацией 25 промилле согласно закону рычага. Для симметричного поперечного сечения равновесие должно быть достигнуто благодаря изменению плоскости деформирования, на растянутой стороне получается, однако, почти та же самая арматура.

В четвертом случае (стержень 4) поперечное сечение является полностью сжатым и эта минимальная арматура становится существенной. Относительный эксцентриситет e/d = 20/60 меньше чем 3.5. Выдаваемые внутренние усилия в сечении дают в итоге значение 4.52 cm2 (4 ∅12). Относительная несущая способность в первом случае в 2.45 раза больше, чем требуемая. При свободном выборе арматуры программа подбирает несимметричную арматуру, которая дает в целом более низкую несущую способность.

В пятом случае (стержень 5) как во втором случае при свободном


Версия 13.72 221

распределении арматуры получается почти оптимальное решение при распределении деформаций (3.59 / -3.50). В общем случае, задача с 4 слоями является неопределенной, так как имеются только 3 условия равновесия. Из-за ошибок округления и минимальной арматуры не всегда получается симметричное армирование. Суммарное растянутое или сжатое армирование, тем не менее постоянно для всех возможных распределений.

В последней части (стержень 6) ясно видно, что при двухосном изгибе возможна значительная экономия при свободном распределении армирования. Однако, последний случай показывает, что неблагоприятное арматурное распределение дает иногда более высокий расход стали.

Следующая таблица противопоставляет расход стали для отдельных вариантов:

Случай 1 2 3 4 5 6

N 0 0 500 −500 −500 −500

M 300 600 100 100 300 250/250

Поперечное сечение

1 симметричное 27.06 55.44 19.56 4.52 16.97 39.63

2 верх/низ 14.60 39.12 10.95 4.52 10.98 37.71

3 свободное по углам 14.60 39.12 10.96 4.52 10.98 19.54

4 свободное по сторонам 14.60 39.12 10.95 4.52 10.98 46.08

5 свободное по периметру 30.50 67.69 19.68 4.52 22.12 53.45

6 последовательное по периметру 30.27 73.07 19.64 4.52 22.02 57.52

7 парное 27.29 56.42 19.59 4.52 17.26 47.37 Расчет на поперечную силу для сечения плиты Расчет на действие поперечной силы должен быть пояснен далее для железобетонной плиты толщиной d=20см. Материалы и поперечное сечение плиты заданы в модуле AQUA следующим образом:

PROG AQUA HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 2 / AQB-MANUAL NORM DIN 1045-1 CONC 1 C 20 ; STEE 10 BST 500SA SREC 9 0.20 END

Создано поперечное сечение плиты со следующими параметрами:


Версия 13.72 222

Для расчета поперечного армирования в AQB Далее указаны различные значения поперечной силы. Сопуствующее значение изгибающего момента в каждом случае — 100кН·м.

PROG AQB HEAD Shear Design for Plate Cross Section LET#FAK 1.2 S 9 1 0.0 VZ 20*#FAK MY 100 $ VZ = 24 kN/m S 9 1 1.0 VZ 50*#FAK MY 100 $ VZ = 60 kN/m S 9 1 2.0 VZ 80*#FAK MY 100 $ VZ = 96 kN/m S 9 1 3.0 VZ 150*#FAK MY 100 $ VZ = 180 kN/m S 9 1 4.0 VZ 250*#FAK MY 100 $ VZ = 300 kN/m S 9 1 5.0 VZ 350*#FAK MY 100 $ VZ = 420 kN/m S 9 1 6.0 VZ 550*#FAK MY 100 $ VZ = 660 kN/m DESI ULTI ECHO SHEA FULL END


Версия 13.72 223

Расчет по первой группе предельных состояний, включая расчет на действие поперечной силы запускается при указании записи DESI ULTI. Как описано выше, вывод данных начинается с информации о материалах, внутренних усилиях и моментах, сводных данных о проверках по предельным состояниям первой группы и требуемом армировании. Данные о проверках на действие поперечной силы выводятся в таблице требуемого поперечного армирования.


Версия 13.72 224

Плечо z внутренних сил в выходных данных AQB в данном примере приведено с шагом 0,15м.Это значение определено из установок по умолчанию модуля AQUA, поскольку предшествующий расчет на изгиб не выполнялся. По умолчанию в записи AQUA SREC расстояние арматуры сверху и снизу принято равным H/10=0,2/10=0,02м. Таким образом, при предварительно-принятом диаметре арматуры 10мм величина z определена как 0,15м. Для первого из двух исследованных вариантов со значениями поперечных сил V=24 или 60кН/м арматура на сдвиг не требуется. В этом случае выводится Vrd,ct –несущая способность по поперечной силе без поперечной арматуры. Дальше определяется отношение имеющейся к допускаемой поперечной силе Vr/Ve, причем здесь Vr = Vrd,ct. Ve вычисляется через Tv z. Для следующих вариантов 3... ...6 (Vz=96,180,300,420кН/м) соответственно требуется поперечная арматура. Для каждого варианта выводятся соответственно несущая способность бетона по поперечной силе Vrd,c, максимальная несущая способность по поперечной силе Vrd,max, несущая способность поперечной арматуры по поперечной силе Vrd,sy и соответствующие этому отношения Ve/Vr. В 6 варианте с Vz=660м несущая способность поперечного сечения по поперечной силе не обеспечивается. Таким образом, расчет на действие поперечной силы более не представляется возможным. Расчет на действие поперечной силы для стержня Расчет на действие поперечной силы выполняется для прямоугольного поперечного сечения с соотношением d/b=30/30см в состоянии I группы. Поперечное сечение задается в модуле AQUA записью SREC.

PROG AQUA HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 2 / AQB-MANUAL NORM DIN 1045-1 CONC 1 C 20 ; STEE 10 BST 500SA SREC 8 0.30 0.30 END

Внутренние усилия заданы записью S в модуле AQB. В данном примере рассмотрены 4 случая:

1. Только поперечная сила Vz=100кН 2. Продольная сила N=-12кН и поперечная сила Vz=100кН 3. Продольная сила N=-120кН и поперечная сила Vz=100кН 4. Продольная сила N=-600кН и поперечная сила Vz=100кН


Версия 13.72 225

При указании записи DESI ULTI в данном случае дополнительно к расчету по I группе предельных состояний выполняется проверка на действие поперечной силы:

PROG AQB HEAD Shear Design in State I LET#FAK 1.2 S 8 1 0.0 N 0*#FAK VZ 100 S 8 2 0.0 N -10*#FAK VZ 100 $ N = -12 kN S 8 3 0.0 N -100*#FAK VZ 100 $ N = -120 kN S 8 4 0.0 N -550*#FAK VZ 100 $ N = -600 kN DESI ULTI ECHO SHEA FULL END

Результаты расчета на поперечную силу следуют за данными о используемых материалах и сечениях и результатами расчета по I группе предельных состояний:


Версия 13.72 226

Расчет момента, воспринимаемого заданным продольным армированием Армирование растянутой зоны (ниже), выполненное 6 стержнями диаметра 28мм (36,96см2) и сжатой зоны (3Ø12 — 3,39см2) приведено для прямоугольного поперечного сечения размером d/b=70/30см. Для исходных данных модуля AQUA

PROG AQUA HEAD Example for Design NORM DIN 1045-1 CONC 1 C 20 STEE 2 BST 500SA $ ECHO SECT FULL SECT 2 POLY OPZ VERT 1 Y .15 Z -.35 $ 2 Y -.15 Z -.35 $ 3 Y -.15 Z .35 4 Y .15 Z .35 RF 1 .09 .296 AS 6.16 ASMA 6.16 LAY M0 2 0 == 3 -.09 == 4 .09 .264 AS 6.16 ASMA 6.16 LAY M0 5 0 == 6 -.09 == RF 11 .09 -.32 AS 1.13 ASMA 1.13 LAY M1 12 0 == 13 -.09 == END

получено следующее поперечное сечение с арматурными стержнями:


Версия 13.72 227

Заданная арматура определяется в записи RF. Нижняя арматура располагается в арматурном слое M0, а верхняя арматура в арматурном слое M1. Вид слоя М определяет, что введенная арматура учитывается как минимальная арматура (см. п. 2.6.1. Продольное армирование). Поскольку поставлена задача определения несущей способности сечения, данная арматура при расчете AQB не должна изменяться. В этом случае максимальная арматура ASMA должна быть указана в записи AQUA RF равной минимальной площади армирования AS. Ввод для AQB очень прост:

PROG AQB HEAD Example for Design TXB The moment which can be included is searched for given reinforcement. S 2 2 MY 600 $ bending moment 600 kNm $ DESI ULTI SMOD NO END


Версия 13.72 228

Здесь указывается изгибающий момент 600кНм, который не перегружает поперечное сечение. Вывод AQB выполняется как при нормальном расчете. Допускаемый изгибающий момент My равный 615,89кН·м выводится в столбце Myi/Mzi.

Для следующего поперечного сечения с d/b = 70/30 см должна определяется при заданной сжатой арматуре (наверху) от 3 ∅ 12 ( растяжения (внизу) при одноосном напряжении при изгибе. Поперечное сечение определяется в AQUA как указано ниже:

SECT 3 POLY OPZ VERT 1 Y .15 Z -.35 $ 2 Y -.15 Z -.35 $ 3 Y -.15 Z .35 4 Y .15 Z .35 LRF 4 .09 .30 -.09 .30 AS 1 LAY 0 $ or LAY - But not LAY Z0 RF 11 .09 -.32 AS 1.13 ASMA 1.13 LAY M1 $ above 3 diameter 12 12 0 == 13 -.09 ==

Верхняя арматура вводится как уже выше описано с записью RF в слой М1 и с арматурной площадью AS как максимальной арматурой ASMA. Определяемая нижняя арматура активируется с записью LRF и заданной величиной минимальной арматуры AS 1 cm2. Здесь нужно обращать внимание, что для слоя только номер слоя или – может вводиться. Расчет в AQB выполняется для напряжения при изгибе My = 600 кНм.

PROG AQB HEAD Example for Design TXB The tensile reinforcement (below) is searched for given compression $$ reinforcement. S 3 3 MY 600 $ bending moment 600 kNm $ DESI ULTI SMOD NO END

Для момента при изгибе My = 600 кНм с заданной сжатой арматурой 3 ∅ 12 (3.39 cm2 в слое 1) получается арматура растяжения 27.01 cm2.


Версия 13.72 229


Версия 13.72 230

5.1.3. Обучающий пример: Расчет деформаций Для фундаментов с деформационными швами, стальных сечений в пластической стадии и железобетонных сечений в общем, может оказаться необходимым исследование деформированного состояния с учетом физической нелинейности материала. Предположим, что в AQUA заданы четыре поперечных сечения:

PROG AQUA HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 3 AQB-MANUAL NORM DIN 1045-1 ; CTRL SCUT 0 CONC 1 CE 25 SCM 1.0 ; STEE 2 BST 500SA SCM 1.0 ECHO MAT,SECT $ SREC 1 0.60 1.00 MRF 0 $ no reinforcements SREC 2 0.60 1.00 ASO 20 RTYP SYM MRF 2 $ SYMMETR. SREC 3 0.60 1.00 ASO 20 ASU 20 MRF 2 $ SYMMETR. SECT 4 ; POLY O ; DVER 1 1.00 0.60 RF 1 0.0 -0.24 AS 10 2 0.0 +0.24 AS 10 SPT 'O' 0.0 -.30 'U' 0.0 +.30 END

Бетон типа CE задан с линейно-упругим поведением, но без растягивающих напряжений, и, таким образом, приемлем для расчета железобетонных сечений и фундаментов. Сечения в данном случае загружены сжимающей продольной силой в 300кН и изгибающим моментом MY равным 60кН, что соответствует эксцентрисистету нагрузки в 0,2м и должно привести к раскрытию зазора приблизительно до середины сечения. При помощи ECHO NSTR EXTR возможно получить напряжения и деформации во всех точках сечения. Поскольку сечения не были предварительно рассчитаны, при определении деформаций будет учитываться только минимальное армирование, которое, в случае первого сечения отсутствует. По этой причине для первого сечения напряжения и деформации в арматуре выводиться не будут.

PROG AQB HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 3 FOUNDATION STRESS S 1 1 0 N -300 MY 60 ; 2 2 0 == ; 3 3 0 == ; 4 4 0 == ECHO NSTR EXTR * NSTR S0 END


Версия 13.72 231


Версия 13.72 232

Полученные результаты соответствуют ожидаемым значениям. Максимальные и минимальные деформации выведены в столбце eps с указанием максимального и минимального значений, а соответствующие напряжения — в столбце sig для материала и арматуры.


Версия 13.72 233

В дополнение, при указании ECHO EXTR выводятся напряжения и деформации во всех вершинах полигона прямоугольного сечения, а так же напряжения в арматуре. Для четвертого сечения дополнительно заданы точки вывода напряжений. По этой причине полный вывод для вершин полигона в данном примере не приводится, однако пользователь может получить его заменив маску вывода в записи ECHO. Для железобетонных сечений одновременно может быть рассчитан диапазон напряжений в стали. Для определения диапазона напряжений необходимы следующие входные данные:

PROG AQB HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 3 STRESS RANGE ECHO NSTR YES S 2 2 0 N -300 MY 60 = = = N -300 MY -50 = = = N -50 MY 40 S 2 2 1 N -300 MY -60 = = = N -300 MY 70 = = = N -400 MY 30 S 4 4 0 N -300 MY 60 = = = N -300 MY -50 = = = N -50 MY 40 S 4 4 1 N -300 MY -60 = = = N -300 MY 70 = = = N -400 MY 30 NSTR S0

При изменении сечения стержня в выходных данных появляется дополнительная строка с диапазоном напряжений. Указанные значения могут быть детально изучены при указании ECHO NSTR EXTR.


Версия 13.72 234


Версия 13.72 235

5.1.4. Обучающий пример: Расчет жесткости При полном статическом расчете сооружения, учитывающем влияние поведения материалов результаты последующего расчета деформированного состояния с изменившимися характеристиками жесткости должны быть переданы обратно в базу данных. В данном случае рассматривается стальной профиль HEB 200, который в ходе определения несущей способности переходит в пластическое состояние. Сечение задается в AQUA следующим образом:

PROG AQUA HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 4 /1 NORM DIN 18800 ; PAGE UNII 2 ECHO SECT ; ECHO MAT EXTR ; CTRL SCUT 0 STEE 1 S 235 SECT 11 ; PROF 1 HEB 400 DTYP S SECT 12 ; PROF 1 HEB 400 DTYP T END

Сечение загружено следующими усилиями и моментами: N = -1000кН и MY = 900кН·м

Указание NSTR SN

вызывает обычный расчет деформированного состояния при заданных внутренних усилиях и моментах. Поскольку нет возможности получить внутренние усилия из сечения, выводится предупреждение:

и выводятся следующие данные о деформированном состоянии:

Сечение было полностью разрушено, однако изгибная жесткость снижена до нижнего предела в 1% от упругой жесткости, отмеченной символами <<. Тем не менее, расчетная схема в целом останется геометрически неизменяемой, если существует возможность перераспределения усилий. Жесткость элемента,


Версия 13.72 236

рассчитанная в данном примере ни в коем случае не должна использоваться для последующих расчетов, поскольку это может привести к существенным численным проблемам. Вместо этого необходимо использовать

NSTR S1

для определения жесткости с использованием более стабильного алгоритма.

При использовании данного алгоритма поиск производится снизу,таким образом внутренний момент ниже, чем внешний. Жесткость снижается более умеренно. С другой стороны, для достаточной сходимости требуется большее количество итераций. В последующих итерациях внешний момент становится меньше из-за распределения усилий и может быть достигнуто равновесие внутренних и внешних сил. В дополнение, программа пытается распознать любую закономерность в значениях жесткости и следовать ей. Как правило, указание S1 является достаточным для итераций. Степень использования, которую может определить модуль AQB рассчитывается на основании текущей с учетом изменения усилий в сечении. Как правило, эти значения не могут оказаться значительно большими 1.

В железобетонных или предварительно напряженных железобетонных сечениях алгоритм аналогичен, тем не менее необходимо отметить, что процент армирования должен быть задан или как минимальное армирование в AQUA, или получен в предшествующем расчете с DESI. Другая особая опция — учет бетона между трещинами. В общем случае это может быть учтено изменением деформаций стали или зависимостей напряжения-деформации для стали. В следующем случае рассматривается прямоугольное сечение размерами D=60 / B=100 под различными нагрузками.


Версия 13.72 237

PROG AQUA HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 3 AQB-MANUAL NORM DIN 1045-1 ; CTRL SCUT 0 CONC 1 CE 25 SCM 1.0 ; STEE 2 BST 500SA SCM 1.0 ECHO MAT,SECT SREC 3 0.60 1.00 ASO 20 ASU 20 MRF 2 $ SYMMETR. END

Данные для AQB PROG AQB HEAD TUTORIAL EXAMPLE FOR DESIGN 4: TENSION STIFFENING S 3 1 0 N -300 MY 60 S 3 1 1 N -300 MY 160 S 3 1 2 N -300 MY 260 S 3 1 3 N -300 MY 360 S 3 1 4 N -300 MY 460 S 3 1 5 N -300 MY 560 S 3 1 5 N -300 MY 610 NSTR SN SL TS0 CRAC DIN ; ECHO CRAC END

автоматически запускают расчет ширины раскрытия трещин, без учета каких-либо граничных значений. Вывод, таким образом, включает строку с параметрами растянутой зоны и дополнительную строку, в которой указано, как изменились деформации стали и конечная жесткость.


Версия 13.72 238

Явно видно, что эффект проявляется при значительных деформациях стали. Влияние в данном случае ничтожно мало для систем, в которых заданно только требуемое армирование в каждом сечении.


Версия 13.72 239

5.1.5. Обучающий пример: Сталежелезобетонное сечение

Сталежелезобетонное сечение

В этом примере рассматривается пример, отражающий основные особенности расчета напряжений в композитных, например — сталежелезобетонных сечениях. Сечение, эскиз которого приведен выше состоит из профиля HEB 300 и монолитной бетонной плиты. Данные для AQUA:

PROG AQUA HEAD COMPOSITE SECTION NORM EC ; PAGE UNII 2 ECHO SECT EXTR ; CTRL STYP 3 STEE 1 S 235 CONC 2 C 20 STEE 3 S 500 SECT 1 MNO 1 MRF 3 PROF 1 HEB 300 DTYP S REF UM POLY OPZ MNO 2 SMAX 100 ; VERT 1 500 -120 ; 2 500 0 3 150 0 ; 4 0 0 PHI 4 CUT 1 150 0 -150 0 MNO 2 CUT 2 100 0 100 -80 MNO 2 MRF 3 2 100 -80 -100 -80 MNO 2 2 -100 -80 -100 0 MNO 2 MRF 3 CUT 3 YB -151 MNO 2 MRF 3 $ CUT WITHIN IN SITU CONCRETE CUT 4 YB -75 MNO 2 MRF 3 $ CUT AT DOWEL END

Важно отметить, что номер материала монолитного бетона должен быть выше, чем номер стали. Наиболее важные статические характеристики сечения обобщены последовательно.


Версия 13.72 240


Версия 13.72 241

При выполнении статического расчета усилия M=200кНм и V=200кН приложены к стальной части конструкции на этапе возведения, а усилия M=300кНм и V=280кН — к окончательному сечению от подвижной нагрузки. Следующие входные данные запускают расчет напряжений в AQB для комбинаций загружений. Особо необходимо уделить внимание назначению параметра CS0 в записи BEAM только для стальной части сечения и приложению к этому сечению загружения 1.


Версия 13.72 242

PROG AQB HEAD STRESSES FOR COMPOSITE SECTION ECHO SECT ECHO FORC 2+4 ECHO STRE,DESI,NSTR EXTR BEAM 1 X 0.0 NCS 1 TYPE SECT CS0 1000 2000 LC 1 CST CS0 REF GROS ; S 1 1 0. VZ 200 MY 200. LC 2 REF GROS ; S 1 1 0. VZ 280 MY 300. LC 4 COMB SUM MY LC1 1 LC2 2 LCST 4 EIGE 2 PHI 2.5 EPS -20E-5 COMB SUM MY LC1 1 COMB SUM MY LC1 2 COMB SUM MY LC1 4 COMB SUM MY LC1 1 LC2 2 COMB SUM MY LC1 1 LC2 2 LC3 4 LCST 100 STRE K END

Остаточные напряжения от усадки и ползучести бетона определяются при для комбинации MY загружений 1 и 2 и сохраняются в загружении 4. Они учитываются при определении напряжений. Содержание выходных данных следующее:


Версия 13.72 243


Версия 13.72 244


Версия 13.72 245

Четко видно, что загружение 1 (C01) не вызывает напряжений в бетоне, а комбинация 4 отражает добавочные напряжения от 2 загружений. Касательные напряжения в первом загружении оценены приближенно через отношение статических моментов. Таким образом соотношение 2/3 не выполнено. При указании ECHO STRE выводятся только дальнейшие напряжения и дополнительные строки с усилиями сцепления. В первом загружении эти усилия не присутствуют, поскольку монолитный бетон не учитывается. В исходных данных этого примера предусмотрены параметры EIGE, изменение которых может представлять интерес в особых случаях.


Версия 13.72 246

5.1.6. Учебный пример: Предварительно-напряженный бетон В данном разделе на примере простого прямоугольного сечения демонстрируется влияние различных типов сечения на определение напряжений.

Прямоугольное сечение с предварительно-напрягаемым элементом

Сечение создается при вводе: PROG AQUA HEAD TUTORIAL-EXAMPLE PRESTRESSED CONCRETE CROSS SECTION NORM DIN 4227 ECHO SECT EXTR CONC 1 SB 55 ; STEE 11 BST 500 ; STEE 12 PST 1570 R 0.4 K1 2.0 STEE 13 PST 1570 R 0.6 K1 1.5 SECT 1 ; POLY OPZ ; VERT 10 0.25 -0.6 ; 20 0.25 0.6 CURF 2.5 AS 0.5*0.1*50 LAY 0 TORS ACTI LRF 1 0.20 0.53 -0.20 0.53 AS 1 LAY 1 CUT 1 -0.30 0.00 +0.30 0.00 $ ALL COORDINATES NEEDED FOR ROTATION END

Необходимо отметить, в частности, что для предварительно-напрягаемой стали были заданы сниженные коэффициенты сцепления. Файл входных данных содержит большое количество вариантов с различными пучками различной


Версия 13.72 247

площади. В последующем все входные данные и вывод сокращены для упрощения. 1. Расчет напряжений Первый блок входных данных для AQB определяет сечение с внутренними усилиями и моментами, а так же пучки без дополнительной площади каналообразователя, а так же указывает на необходимость выполнения дополнительных проверок напряжений:

PROG AQB HEAD STRESSES AND CREEP AND SHRINKAGE ECHO SECT,FORC,COMB CTRL AXIA 2 BEAM 1 X 0. NCS 1 TYPE SECT CS0 0 CS1 1 TEND 1 10 1012 0 1 0 0.0 0.00 0.55 3622 3720 AR -0.5*0.3 LC 1 TYPE V ; S 1 1 0.0 N -3622 MY -1992.1 LC 2 TYPE G1 ; S 1 1 0.0 MY 1800 LC 3 TYPE G2 ; S 1 1 0.0 MY 400 LC 4 TYPE P ; S 1 1 0.0 MY 1800 LC 5 TYPE K $ To be created $ COMB SUM LC1 G1 1.0 V 1.0 LCST 5 ECHO EIGE ; EIGE 1 2.0 $ COMB SUM LC1 G1 1.0 V 0.9 K 0.9 P 1.0 STRE E RL $ COMB SOLO LC1 V 1.0 COMB SOLO LC1 G1 1.0 COMB SOLO LC1 G2 1.0 COMB SOLO LC1 K 1.0 COMB SUM LC1 G1 1.0 V 1.0 COMB SUM LC1 G1 1.0 V 1.0 G2 1.0 COMB SUM LC1 G1 1.0 V 1.0 G2 1.0 K 1.0 STRE K BB END


Версия 13.72 248

Выходные данные начинаются с:


Версия 13.72 249

Расчет начинается с определения деформаций ползучести.

Вызванные ползучестью усилия из первой строки получены преобразованием заданных усилий и моментов для сечения нетто (формула 5-7 раздел 2.2.2):

Nn = 3622 кН Mn = 1800 − 1992.1 − 0.0034*3622 = −204.5 кНм

Следом усилия и моменты в части сечения брутто определяются интегрированием полученных напряжений по площади сечения (формула 8-10).

Ntb = −1.006*3622 −0.0288*204.5 = −3650 кН Mtb = −1.016*204.5 = −207.8 кНм

Усилия от ползучести и внутренние усилия, находятся в равновесии. Потери напряжения в стали равная 59,46 площадям в 37,2см2 соответствует продольной силе 221,2кН, указанной в строке N/My/Mz и моменту 221,2 ⋅0.55= относительно центра тяжести сечения брутто. Продольная сила и момент в бетоне вызывают напряжения, равные N/Ab+M/Wb. Поскольку площадь преднапрягаемой стали уменьшена, эта сила оказывается несколько более усилия преднапряжения. В этом случае напряжение в центре предполагаемой области снижения составляет


Версия 13.72 250

221.2/0.6+121.7/0.072*0.55 = 1.298 Н/мм2; умножая на 37,2см2 мы получаем недостающие 4.9=(226.1−221.2) kN. Возможна и ручная проверка. Напряжения в уровне преднапрягаемого пучка могут быть получены из последующих таблиц со значениями напряжений при помощи интерполяции:

σb,v = −21.73 Н/мм2 σb,g = +14.06 Н/мм2

Согласно Trost, отсюда может быть получено

Это значение достаточно точное, но напряжения в бетоне отличаются, поскольку формула Trost использует пропорцию, которая не вполне корректна, поскольку преднапряжение действует на сечение нетто, а изменения напряжений происходят в идеальном сечении.

Следующая проверка служит для определения минимального армирования и ширины раскрытия трещин согласно DIN 4227, приложение A1.


Версия 13.72 251

Далее следуют комбинации и напряжения от всех загружений:


Версия 13.72 252


Версия 13.72 253

Особый случай: Перераспределение на новое сечение Следующее определение внутренних напряжений, полученных из-за изменения сечения не является обязательным для обычных железобетонных конструкций. Оно требуется при учете более чем 9-ти различных стадий монтажа для одного сечения. Здесь приведен пример с комментариями для иллюстрации принципа ввода данных.

PROG AQB HEAD SPECIAL CASE: VARIANT WITH REDISTRIBUTION TO NEW SECTION CTRL AXIA 2 ECHO SECT EXTR ECHO SCHN ECHO COMB BEAM 1 X 0. NCS 1 TYPE SECT CS0 0 CS1 1 TEND 1 10 1012 0 1 0 0.0 0.00 0.55 3622 3720 LC 1 TYPE V ; S 1 1 0.0 N -3622 MY -1992.1 LC 2 TYPE G1 ; S 1 1 0.0 MY 1800 LC 3 TYPE G2 ; S 1 1 0.0 MY 400 LC 4 TYPE P ; S 1 1 0.0 MY 800 $ COMB SUM LC1 G1 1.0 V 1.0 LCST 11 ECHO EIGE CTRL EIGE 128 EIGE 1 0.0 0.0 END

Отсюда следует следующее:


Версия 13.72 254

Сумма внутренних усилий и моментов от перераспределения здесь не рассматривается. Поскольку рассматривается внутреннее перераспределение нагрузок, величина кривизны нулевая. Обычно оказывается достаточным одной строки для вывода. После того, как перераспределение учтено, комбинация G+V может быть отнесена к идеальному сечению при последующем расчете, что освобождает дополнительный номер стадии монтажа, который может понадобится впоследствии при большом количестве стадий, например при уравновешенной консольной сборке. Последующий вывод данных показывает, что напряжения корректны для окончательной комбинации, но отдельные загружения более недействительны. Здесь две комбинации должны быть сформированы в EIGE:

PROG AQB HEAD MODIFIED CONDITION FOLLOWING GROUTING ECHO COMB BEAM TYPE SECT CS0 1 LC 1 TYPE V CST CS0 LC 2 TYPE G1 CST CS0 LC 3 TYPE G2 CST CS0 COMB SUM LC1 V 1.0 COMB SUM LC1 G1 1.0 COMB SUM LC1 G1 1.0 V 1.0 G2 1.0 STRE K BB END


Версия 13.72 255


Версия 13.72 256

3. Расчет по первой группе предельных состояний Для того, чтобы показать два варианта расчета по первой группе предельных состояний будут заданы два сечения, второе из которых включает два пучка на различной высоте:

PROG AQB HEAD STRESSES, CREEP AND SHRINKAGE ECHO SECT,FORC,COMB CTRL AXIA 2 BEAM 1 X 0. NCS 1 TYPE SECT CS0 0 CS1 1 BEAM 2 X 0. NCS 1 TYPE SECT CS0 0 CS1 1 TEND 1 10 1012 0 1 0 0.0 0.00 0.55 3622 3720 AR -0.5*0.3 TEND 2 10 1013 0 1 0 0.0 0.00 0.58 1811 1860 AR -0.5*0.3 TEND 2 20 1013 0 1 0 0.0 0.00 0.52 1811 1860 AR -0.5*0.3 LC 1 TYPE V ; S 1 1 0.0 N -3622 MY -1992.1 S 1 2 0.0 N -3622 MY -1992.1 LC 2 TYPE G1 ; S 1 1 0.0 MY 1800 S 1 2 0.0 MY 1800 LC 3 TYPE G2 ; S 1 1 0.0 MY 400 S 1 2 0.0 MY 400 LC 4 TYPE P ; S 1 1 0.0 MY 1800 S 1 2 0.0 MY 1800 LC 5 TYPE K $ to be generated $ COMB SUM LC1 G1 1.0 V 1.0 LCST 5 ECHO EIGE EIGE 1 2.0 0.0 END

Далее мы имеем дело с двумя практически идентичными блоками взодных данных. Разница заключается в основном в принятом значении ZGRP, равном 0 (по умолчанию) или 10:

PROG AQB HEAD ULTIMATE LIMIT DESIGN ZGRP 10 CTRL AXIA 2 BEAM TYPE SECT CS0 0 CS1 1 LC 1 TYPE V LC 2 TYPE G1 LC 3 TYPE G2 LC 4 TYPE P LC 5 TYPE K COMB SUM LC1 G1 1.75 V 1.0 G2 1.75 K 1.0 COMB SUM LC1 G1 1.75 V 1.0 G2 1.75 P 1.75 K 1.0 REIN ZGRP 0 ; DESI ULTI SMOD NO ; ECHO DESI EXTR END


Версия 13.72 257

Комбинации подобраны таким образом, что в первом случае достаточной оказывается предварительно-напрягаемая арматура, во втором случае требуется добавка обычной ненапрягаемой арматуры. Когда указан параметр ECHO DESI EXTR, выходные данные так же включают начальные значения деформаций предварительно-напряженных элементов. Поскольку они определены по отношению к бетону с нулевыми напряжениями, вводятся две корректировки, вызванные изменением сечения для G1, V и стадии ползучести Далее приведено разъяснение для первого случая:

Напряжения от преднапряжения 973.66 Н/мм2

Изменение сечения V+G1 = n·7.59 37.93 Н/мм2

Напряжения в бетоне от K = n·1.243 −6.22 Н/мм2

Ползучесть и усадка −59.46 Н/мм2

−−−−−−−−−−−− Напряжения от пред. деформации 945.91 Н/мм2

Эти значения совместно с окончательными напряжениями указаны в таблице в строках с предварительно-напряженной арматурой.


Версия 13.72 258

Предварительно-напряженная арматура перечислена в таблице как слой Z. Поскольку её количество достаточно, не вводится дополнительная ненапрягаемая арматура. Далее в ZGRP 10 формируются две группы предварительно-напряженной стали: группа A (от 10 до 19) и B (от 20 до 21). Отсюда получено следующее:


Версия 13.72 259

Относительная грузоподъемность всегда составляет 1.0. Данные о высокопрочной стали с её площадью и напряжениями от преднапряжения обозначены как слой P. Увеличение до предела текучести отмечено в первом случае с коэффициентом 3.96/37.20 = 0.106. Это вызывает увеличение плеча внутренних сил от внешних усилий (E0) от 0,97 до 1,02, что оказывает влияние при расчете на поперечную силу. Если компонент V от преднапряжения сам по себе адекватен, то относительная грузоподъемность так же будет около 1,0 и будет получено меньшее значение плеча внутренних сил. При ZGRP<0 может быть получено болшее значение плеча, однако это рекомендуется использовать только опытным пользователям.


Версия 13.72 260

5.2. Примеры из практики

5.2.1. Неразрезная балка в промышленном строительстве Следующий пример взят из «eispiele zur Bemessung nach DIN 1045» («Examples for design under DIN 1045»), German Concrete Association EV, Wiesbaden. Рассматривается двухпролетная тавровая балка с консолью переменной высоты. STAR2 и AQB обычно оказываются достаточными для расчета такого рода строительных конструкций.

Двухпролетная балка с консолью

Двухпролетная балка с консолью В AQUA последовательно должны быть определены сечения в части конструкции с переменной высотой.

PROG AQUA HEAD TWO-SPAN CONTINUOUS BEAM WITH CANTILEVER ARM HEAD CONTINUOS BEAM IN INDUSTRIAL CONSTRUCTION PAGE UNII 1 ; CONC 1 B 25 ; STEE 2 BST 420 NORM DIN 1045 SREC 1 100 35 15 210 7 7 MRF 2 DASO 20 DASU 25 SREC 11 112.5 35 15 210 7 7 == SREC 12 125.0 35 15 210 7 7 == SREC 13 137.5 35 15 210 7 7 == SREC 14 138.3 35 15 210 7 7 == SREC 15 147.5 35 15 210 7 7 == SREC 2 150 35 15 210 7 7 == SREC 3 150 35 15 284 7 7 == END


Версия 13.72 261

Свойства срезов относительно соответствующих срезов и опорные поверхности должны быть заданы в SOFiMSHA.

PROG SOFIMSHA HEAD Two span continuous girder with cantilever SYST FRAM GDIR POSY NODE 1 0.00 2 4.00 FIX PP 3 12.00 FIX PP 4 20.00 FIX PP BEAM 101 1 2 1 102 2 3 2 DIV 8 103 3 4 3 DIV 8 BSEC NO X NCS TYPM SPEC 101 1.00 11 101 2.00 12 101 3.00 13 101 0.94 14 SHEA E 101 0.20 15 FACE E 101 4.00 2 BSEC NO X NCS TYPM SPEC 102 0.20 2 FACE A 102 0.95 2 SHEA A 102 0.95 2 SHEA E 102 0.20 2 FACE E BSEC NO X NCS TYPM SPEC 103 0.20 3 FACE A 103 0.95 3 SHEA A 103 0.25 3 IFAC E END


Версия 13.72 262

Выборочный отчет SOFiMSHA:


Версия 13.72 263

Далее в модуле SOFiLOAD формируются нагрузки и загружения рассчитываются в STAR2, после чего в MAXIMA формируются расчетные сочетания усилий:

PROG SOFILOAD HEAD TWO-SPAN CONTINUOUS BEAM WITH CANTILEVER ARM HEAD CONTINUOS BEAM IN INDUSTRIAL CONSTRUCTION LC 1 ; BEPL 101 TYPE PYY P 214.0 A 0.2 BEAM 101 TYPE PYY PA 11.0 PE 90.0 BEPL 102 TYPE PYY P 416.0 A 4.0 BEAM 102,103 TYPE PYY PA 90.0 LC 2 ; BEAM 101 TYPE PYY PA 40.0 LC 3 ; BEAM 102 TYPE PYY PA 40.0 BEPL 102 TYPE PYY P 284.0 A 4.0 LC 4 ; BEAM 103 TYPE PYY PA 30.0 END PROG STAR2 HEAD TWO-SPAN CONTINUOUS BEAM WITH CANTILEVER ARM HEAD CONTINUOS BEAM IN INDUSTRIAL CONSTRUCTION CTRL I LC 1,2,3,4 END PROG MAXIMA HEAD TWO-SPAN CONTINUOUS BEAM WITH CANTILEVER ARM HEAD CONTINUOS BEAM IN INDUSTRIAL CONSTRUCTION COMB 1 STAN LC 1 G LC 2,3,4 Q SUPP 1 EXTR MAMI ETYP BEAM TYPE MY LC 11 SUPP 1 EXTR MAMI ETYP BEAM TYPE VZ LC 13 END

Отчет в данном случае не приводится. Следом выполняется модуль AQB со следующими данными:

PROG AQB HEAD TWO-SPAN CONTINUOUS BEAM WITH CANTILEVER ARM HEAD CONTINUOS BEAM IN INDUSTRIAL CONSTRUCTION LC 1,11,12,13,14 COMB SUM LC1 11,12,13,14 DESI STAT SERV COMB SUM LC1 1 1.0 COMB SUM LC1 11,12 0.7 NSTR S0 CW 0.25 END


Версия 13.72 264

Для расчета ширины раскрытия трещин рассматриваются сочетания с 70% полной нагрузки или полным значением постоянной нагрузки. Для этого должны быть сформированы комбинации. Указание KSV SL указывает AQB на необходимость полного расчета на стадии с трещиной для линейно-упругого бетона. Сокращенный вывод приведен ниже:


Версия 13.72 265


Версия 13.72 266


Версия 13.72 267


Версия 13.72 268


Версия 13.72 269


Версия 13.72 270


Версия 13.72 271


Версия 13.72 272


Версия 13.72 273

При необходимости расчета той же системы согласно требований EC2 необходимо задать в AQUA другие материалы в дополнение к изменениям норм проектирования.

CONC 1 C 20 $ DIN 1045 7.4.5.3 25/1.18 = 21.19 STEE 1 S 400 $ OLDER STEEL TYPE BST 420

Далее следует ввод системы и нагрузок обычным образом, где типы воздействий уже указаны в SOFiLOAD в записи ACT. Частные коэффициенты надежности для типов воздействий могут быть учтены для различных сочетаний загружений в MAXIMA:

PROG MAXIMA HEAD TWO-SPAN CONTINUOUS BEAM WITH CANTILEVER ARM HEAD CONTINUOS BEAM IN INDUSTRIAL CONSTRUCTION COMB 1 DESI ACT G LC 1 ACT Q LC 2,3,4 SUPP 1 EXTR MAMI ETYP BEAM TYPE MY LC 11 SUPP 1 EXTR MAMI ETYP BEAM TYPE VZ LC 13 END

Далее может быть выполнен обычный расчет в AQB, который не приведен. Этот способ, конечно не особенно подходит для проверки ширины раскрытия трещины, поэтому принят коэффициент надежности 1,0. В других случаях применяется среднее значение коэффициента (например 1,4), экстремальные значения от подвижной нагрузки необходимо заранее определить в MAXIMA:

PROG MAXIMA HEAD TWO-SPAN CONTINUOUS BEAM WITH CANTILEVER ARM HEAD CONTINUOS BEAM IN INDUSTRIAL CONSTRUCTION COMB 1 STAN LC 2,3,4 Q SUPP 1 EXTR MAMI ETYP BEAM TYPE MY LC 5 END

Далее расчетные комбинации могут быть заданы в AQB с различными коэффициентами надежности. Для упрощения влияние нагрузки от собственного веса в выгодном положении (коэфф. надежности 1,0) не учитывается, как и комбинации с экстремумами поперечной силы, поскольку они не оказывают влияния в данном случае.


Версия 13.72 274

PROG AQB HEAD DESIGN ACCORDING TO EC2 AND DESIGN COMBINATION LC 1 G 5 L 6 L COMB MAMI MY LC1 G 1.35 L 1.50 DESI ULTI COMB MAMI MY LC1 G 1.00 L 1.00 NSTR S0 KSV SL CW 0.3 END

На последующих страницах приводится выдержка результатов расчета. Необходимо указать, что в EC2 наклонная трещина принимается с заложением 0,4 если получены главные сжимающие напряжения. Поскольку в данном случае это имеет место для всех срезов, получается значительно меньшая площадь хомутов, чем в DIN 1045. Указание другого предельного значения учитывается в зависимости от региона при помощи параметра TANA записи REIN. Табличное значение DAFSTB и новый проект DIN 1045 теперь учитывают значение 4/7, что активируется при выборе норм проетирования.


Версия 13.72 275


Версия 13.72 276


Версия 13.72 277


Версия 13.72 278


Версия 13.72 279


Версия 13.72 280

Значительных отклонений не обраружено. Проверка по ширине трещин соответствует требованиям DIN 1045. Согласно EC2 могут возникать большие усилия, в то же время допускается несколько большая ширина раскрытия трещины (0,3мм).


Версия 13.72 281

Увеличение армирования над колоннами обычно просто определяется через большую растянутую зону в плите и должно быть добавлено как распределительная арматура.


Версия 13.72 282

5.2.2. Сборная колонна Двухярусная сборная колонна с соотношением b/d = 40/40см представленная ниже рассчитывается по деформированной схеме 2-го порядка точности с поведением материала согласно DIN 1045-1:

Сборная колонна

Ввод поперечного сечения в модуле AQUA выполнен с использованием SREC и симметричного армирования.

PROG AQUA HEAD EXAMPLE PREFABRICATED COLUMN ACOORDING TO DIFFERENT DESIGN CODES ECHO MAT CONC 21 C 35 ; STEE 22 BST 450SA SREC 2 0.40 0.40 ASO 1.13 SYM MNO 21 MRF 22 END

Ввод для SOFiMSHA выглядит следующим образом: PROG SOFIMSHA HEAD EXAMPLE PREFABRICATED COLUMN ACOORDING TO DIFFERENT DESIGN CODES SYST FRAM GDIR NEGX GDIV 1000 CTRL CONT 31 NODE 1 0 0 F 2 6 0 PY 3 12 0 GRP 2 BEAM 1 1 2 2 DIV 4 2 2 3 2 DIV 4 END


Версия 13.72 283

В первом расчете выполняется нормальная проверка опорной системы. Для этого заданы заранее увеличенные нагрузки и расчет по теории 1-го порядка выполняется в STAR2. Ввод ля STAR2 следующий:

PROG STAR2 HEAD TOTAL FACTURED ULTIMATE LOADS CTRL I ; GRP 2 LC 21 1.50 ; NL 2 PX -300. ; 3 == ; 3 PY 20. END

Возникают следующие усилия и моменты:

Новый блок AQB начинается с

PROG AQB HEAD STANDARD DESIGN


Версия 13.72 284

NORM DIN 1045-1 LC 21 ; BEAM 2001 2999 REIN MOD BEAM SAVE ; DESI ULTI SMOD NO END

Таким образом обычный расчет выполняется соответственно требованиям DIN 1045-1; армирование постоянно по участкам и сохранено в качестве минимального армирования. Пользователь получает следующие данные:

В таблице «Longitudinal Reinforcement» показаны максимальные значения для каждого участка. Ниже будет продемонстрирован вариант совместного использования PS (интерпретатор) и AQB для организации итераций, который является более общим случаем и используется в большинстве случаев, когда расчет необходимо выполнить с использованием различных критериев для отдельных


Версия 13.72 285

частей конструкции. Ниже приведен расчет STAR2 согласно теории первого порядка в котором заданы полные нагрузки и возможные несовершенства, необходимые для дальнейшего расчета. Далее следуют два блока итераций:

PROG AQB ITER HEAD DESIGN AND NONLINEAR STIFFNESS FOR ITERATION NORM DIN 1045-1 LC 21 ; BEAM 2001 2999 REIN MOD BEAM ; DESI NONL S2 3.0 SMOD NO NSTR SN ALPH 0.4 $ DEFAULT AQB <> STAR2 ! END PROG STAR ITER HEAD ITERATION 2ND ORDER THEORY CTRL II 1 END

Важно отметить, что загружения не могут быть заданы в блоке итераций для STAR, поскольку это обновит линейную жесткость и итерационный расчет станет невозможным. Не имеет смысла указывать количество итераций большим 1, поскольку в таком случае STAR2 может остановить итерации слишком рано. В сильно нагруженном опорном элементе полезным будет ограничить предельную деформацию до 3 промилле, чтобы сечение не стало слишком податливым. Далее PS вызывает AQB и STAR2 поочередно, пока STAR2 не сообщит о достижении сходимости. В таком случае два последних результата будут сохранены в файл результатов. Вывод начинается с AQB:


Версия 13.72 286


Версия 13.72 287


Версия 13.72 288

В данном примере армирование было задано постоянным для каждого стержня. Это обычно имеет преимущества, поскольку отвечает конструктивным решениям. Поскольку в таком случае колонна в целом оказывается жестче, перемещения, а следовательно и дополнительные усилия будут меньше. Для длинных элементов преимущественным оказывается ступенчатое армирование. В этом случае в REIN необходимо указывать значение SECT вместо BEAM. Следующая таблица сравнивает индивидуальные возможности для армирования. Интересно, что максимальное значение для армирования единым стержнем несколько ниже, чем для ступенчатого армирования.

Расчет согласно EC2 оказывается более сложным, поскольку в этом случае необходимо использовать различные зависимости напряжений-деформаций для расчета жесткости. Для стандартного случая это легко выбрать, в более общем случае необходимо задавать отличные законы деформирования для любого материала.

CONC 31 C 35 TYPR B ; SSLA SERV 1.35 ; STEE 32 S 450

Как и в случае DIN 1045-1 здесь задана увеличенная нагрузка для расчета в STAR2. В замен в блоке AQB итерации с KSV SL необходимо заменить для


Версия 13.72 289

использования альтернативного закона деформирования. Параметр EC2B выбирает сниженные коэффициенты надежности в 1,35.

PROG STAR2 HEAD TOTAL FACTURED ULTIMATE LOADS CTRL I ; GRP 3 LC 31 1.50 ; NL 2 PX -300. ; 3 == ; 3 PY 20. END PROG AQB HEAD STANDARD DESIGN NORM EC 2 LC 31 ; BEAM 3001 3999 REIN MOD BEAM SAVE ; DESI ULTI SMOD NO END PROG AQB ITER HEAD DESIGN AND NONLINEAR STIFFNESS FOR ITERATION NORM EC 2 LC 31 ; BEAM 3001 3999 REIN MOD BEAM ; DESI NONL S2 3.0 SMOD NO NSTR SN KSV SLD ALPH 0.4 $ DEFAULT AQB <> STAR2 ! END PROG STAR ITER HEAD ITERATION 2ND ORDER THEORY CTRL II 1 END

Результаты итераций следующие:


Версия 13.72 290


Версия 13.72 291


Версия 13.72 292


Версия 13.72 293

5.2.3. Сечение пролетного строения моста Полный расчет мостовой конструкции превышает цели данного пособия. В качестве альтернативы будет представлен расчет П-образной балки, заданной в форме двух пользовательских сечений.

Половина сечения в виде тавровой балки Предположим, что пролетное строение имеет пролет 22м и располагается на прямой. В связи с тем, что оно является симметричным, расчет может быть проведен для половины сечения с указанием опции «обязательная симметрия». Без этого параметра обычно возникают неверные результаты ввиду асимметричности сечения. Ввод для AQUA задает вершины полигона сечения, положение ненапрягаемой арматуры и срезы для расчета на сдвиг. Из-за нелинейного распределения главных напряжений, по высоте ребра необходимо задать несколько срезов.

PROG AQUA HEAD T-Beam Cross Section Prestressed Concrete NORM DIN 4227 ECHO SECT EXTR ; CTRL REST 1 CONC 1 SB 35KP STEE 11 BST 500 ES 205000 12 PST 1450 FT 1600 ES 205000 R 0.4 SECT 1 MRF 11 FSYM YES SV YSC 2.325 $ shear centre in the middle of web POLY O VERT 10 0.00 0.00 11 3.23 0.00 12 3.27 -.04 13 3.27 -.09 20 3.50 -.09


Версия 13.72 294

21 3.50 0.04 22 2.65 0.27 30 2.65 1.10 31 2.00 1.10 32 2.00 0.35 33 1.70 0.25 34 0.00 0.25 SPT RU 2.65 1.10 RO 2.65 0.00 CUT 1 ZB 0.35 BMAX 0.11 CUT 2 ZB 0.55 BMAX 0.11 CUT 3 ZB 0.75 BMAX 0.11 CUT 4 ZB 0.95 BMAX 0.11 CUT 11 YB 2.66 ZB 0.30 ZE 0.0 TYPE AFLA LAY 1 WTM 0.0 WTD 0.0 MS -1.78 CUT 'WEB' YB 1.99 ZB 1.10 ZE 0.00 TYPE ACT 'WEB' YB 2.66 ZB 0.00 ZE 1.10 TYPE ACT $ constructive minimum reinforcement for torsional area LRF 1 2.60 0.05 2.60 1.05 AS 14.82 LAY M0 D 20 TORS ACTI LRF 2 2.60 1.05 2.05 1.05 AS 14.82 LAY M0 D 20 TORS ACTI LRF 3 2.05 1.05 2.05 0.05 AS 14.82 LAY M0 D 20 TORS ACTI LRF 4 2.05 0.05 2.60 0.05 AS 14.82 LAY M0 D 20 TORS ACTI LRF 10 2.60 1.05 2.05 1.05 AS 14.82 LAY Z1 D 28 END

Для срезов ширина эквивалентного тонкостенного сечения была задана как dm/6. Центр сдвига необходим, чтобы определить знак срезывающей силы. Более детальные разъяснения могут быть найдены в руководстве AQUA. Коэффициент сцепления напрягаемых пучков в каналах задан равным ξ=0.4 в соответствии с уравнением (9) DIN 4227. Следом последовательно выводятся наиболее значимые статические характеристики сечения:


Версия 13.72 295


Версия 13.72 296


Версия 13.72 297

Далее сечение рассчитывается в соответствующих срезах и в середине области. Указаны усилия и моменты от загружений P, G, G1 и Q. Положение пучка и внутренние усилия заданы в последующем вводе AQB вместе с параметрами расчета:

PROG AQB HEAD T-Beam Cross Section Prestressed Concrete HEAD Definition of the System and the Tendons HEAD Calculation of Creep and Shrinkage BEAM 1 X 1.00 NCS 1 TYPE SECT BETA -2.0 CS0 0 CS1 1 1 X 11.00 NCS 1 TYPE SECT BETA -2.0 CS0 0 CS1 1 TEND 1 10 12 0 1 0 X 1.00 Y 2.19 Z .478 ZZ 2770. AZ 3200 NZ 1/9 1 11 12 0 1 0 X 1.00 Y 2.46 Z .478 ZZ 2720. AZ 3200 NZ 1/9 1 10 12 0 1 0 X 11.00 Y 2.19 Z .970 ZZ 2770. AZ 3200 1 11 12 0 1 0 X 11.00 Y 2.46 Z .970 ZZ 2720. AZ 3200 $ LC 1 TYPE 'V' TITL 'Prestress' S 1 1 1.00 -5456.42 VZ -606.27 MY -749.68 S 1 1 11.00 -5490.00 VZ 0.00 MY -3420.00 LC 2 TYPE 'G1' TITL 'Dead Load' S 1 1 1.00 VZ 376. MY 451. S 1 1 11.00 MY 2070. LC 3 TYPE 'G2' TITL 'Deck+Footway' S 1 1 1.00 VZ 82. MY 98. S 1 1 11.00 MY 450. LC 4 TYPE 'Q' TITL '(SLW 60)' S 1 1 1.00 VZ 395.3 MT -201 MY 474. S 1 1 11.00 MY 1962. LC 5 TYPE 'K' TITL 'C+S' $ CTRL AXIA ZSYM ECHO EIGE ECHO FORC,SECT COMB SUM LC1 G1 1.0 G2 1.0 V 1.0 LCST 5 EIGE 1 1.5 -6.8E-5 REL 0.8 EIGE 12 T 1000 $ ECHO TABS SELE 'R*'


Версия 13.72 298

ECHO COMB,REIN,DESI,SHEA COMB SOLO LC1 V COMB SOLO LC1 G1 COMB SOLO LC1 G2 COMB SOLO LC1 Q COMB SUM LC1 G1 1.0 V 1.0 COMB SUM LC1 G1 1.0 V 1.0 G2 1.0 COMB SUM LC1 G1 1.0 V 1.0 G2 1.0 Q 1.0 K 1.0 STRE K BH $ COMB SUM LC1 G1 1.0 V 0.9 K 0.9 Q 1.0 STRE E RL $ COMB SUM MY LC1 G1 1.75 V 1.0 G2 1.75 Q 1.75 K 1.0 LCST 101 STRE E UL $ DESI STAT ULTI $ COMB SUM MY LC1 G1 1.0 V 0.9 G2 1.0 Q 1.0 RMY 1.0 K 0.9 LCST 102 NSTR S0 CRAC 4227 END

Проверка положения пучков может быть выполнена позже при помощи модуля AQUP при помощи следующих записей:

PROG AQUP HEAD SIZE 4 0 REIN SECT 1 1.0 CS 1 ; SECT 1 REIN REIN SECT 1 11.0 CS 1 ; SECT 1 REIN END

Сечение над опорой (x=0)


Версия 13.72 299

Сечение в пролете (x=11,0)

В результате работы AQBS получено следующее:


Версия 13.72 300


Версия 13.72 301

Так же могут быть выполнены все остальные виды расчета. Результаты отображаются, пропуская результаты расчета на сдвиг в середине области:


Версия 13.72 302

Опция ECHO TABS создает отдельную страницу для каждого сечения с обобщенными данными по напряжениям. Результаты расчета в середине пролета:


Версия 13.72 303

Результаты в напрягаемых пучках объединены вместе. Этим можно управлять с использованием опции TABS записи ECHO или указанием REIN ZGRP.


Версия 13.72 304

Значения в середине пролета, представленные в вышеприведенной таблице появляются только при указании записи ECHO SHEA EXTR.


Версия 13.72 305


Версия 13.72 306


Версия 13.72 307


Версия 13.72 308

Армирование, требуемое для восприятия кручения в 6,4см2/м на длине 3,1м дает суммарное значение 19,8см2. Поскольку продольное армирование используется с коэффициентом 2,24, суммарное армирование составляет 45,9/2,15+19,8=41,1см2. Таким образом увеличения продольного армирования не требуется. Для хомутов в зоне А первого сечения получены значения 11,1 и 5,2см2/м. Полная площадь хомутов 22,2см2/м. Значения для зоны b не учитываются, поскольку выполнена проверка для зоны а. Поэтому для изменения плеча внутренних сил не требуется дополнительного ввода данных. Площадь напрягаемых пучков согласно DIN 4227 (9) ΔAS =Uv·rz/rs·ds/4 = 20.05·80/200·2.8/4 = 5.61 cm2.


Версия 13.72 309

5.2.4. Бетонная балка с предварительным напряжением на упоры Следующий пример сборной бетонной балки взят из статьи Kupfer в Betonkalender.

Предварительно-напрягаемая бетонная балка

Система описывается при помощи следующего ввода данных для AQUA и SOFiMSHA:

PROG AQUA HEAD BETONKALENDER PRESTRESSED CONCRETE GIRDER KUPFER NORM DIN 4227 ECHO MAT FULL ; ECHO SECT EXTR CONC 1 SB 55 ; STEE 11 BST 420 ; 12 PST 1420 R 0.75 SECT 1 1 11 ; POLY OPZ VERT 10 0.050 0.000 12 0.050 0.035 14 0.020 0.060 16 0.020 0.175 18 0.060 0.185 20 0.060 0.220 CUT S1 ZB 0.060 S2 ZB 0.115 S3 ZB 0.175 S11 YB 0.02 ZB 0.07 ZE 0.00 BMAX 999 S12 YB 0.02 ZB 0.23 ZE 0.17 BMAX 999 SPT 'O' 0.000 0.000 SPT 'U' 0.000 0.220 LRF 1 0.05 0.21 -0.05 0.21 LAY 1 LRF 2 0.04 0.01 -0.04 0.01 LAY 2 END


Версия 13.72 310

PROG SOFIMSHA HEAD BETONKALENDER PRESTRESSED CONCRETE GIRDER KUPFER HEAD STATIC SYSTEM OF THE SINGLE SPAN GIRDER $ Support width 5 cm , determinant shear section (A+D)/2 =13.5 $ transmission length 40 cm SYST FRAM NODE 1 0.0 FIX PP ; 2 3.88 FIX PY BEAM 101 1 2 NCS 1 STO#X 0.000,0.135,0.400,0.913,1.427,1.940,2.453,2.967,3.480,3.745,3.880 LOOP#1 9 ; BSEC X #X(#1+1) ; ENDLOOP END

Положения пучков в балке выбраны таким образом, что в каждом сечении пучок проходит в уровне соответствующего среза. Пучки указываются в отдельном блоке данных для модуля AQB.

PROG AQB HEAD DEFINITION OF THE TENDONS $ support point, 15.8 percent prestress LET#1 0.0 TEND 101 10 12 0 0 0 X #1 Z 0.202 117.6*0.158 120 TEND 101 20 12 0 0 0 X #1 Z 0.018 12.0*0.158 040 $ determinant shear section, 44.2 percent prestress LET#1 0.135 TEND 101 10 12 0 0 0 X #1 Z 0.202 117.6*0.442 120 TEND 101 20 12 0 0 0 X #1 Z 0.018 12.0*0.442 040 $ end of the transmission length, 100 percent prestress LET#1 0.40 LOOP 7 TEND 101 10 12 0 0 0 X #1 Z 0.202 117.6 120 TEND 101 20 12 0 0 0 X #1 Z 0.018 12.0 040 LET#1 #1+3.08/6 ; ENDLOOP $ determinant shear section, 44.2 percent prestress LET#1 3.745 TEND 101 10 12 0 0 0 X #1 Z 0.202 117.6*0.442 120 TEND 101 20 12 0 0 0 X #1 Z 0.018 12.0*0.442 040 $ support point, 15.8 percent prestress LET#1 3.88 TEND 101 10 12 0 0 0 X #1 Z 0.202 117.6*0.158 120 TEND 101 20 12 0 0 0 X #1 Z 0.018 12.0*0.158 040 END


Версия 13.72 311

Три загружения G, G1 и Q, и загружение от предварительного напряжения V рассчитываются в STAR2 с соблюдением принятого расположения пучков.

PROG STAR2 HEAD STATIC SYSTEM OF THE SINGLE SPAN GIRDER CTRL I LET#1 8/3.88**2 LC 1 TITL 'G1' ; UL 101 PY 0.7*#1 LC 2 TITL 'G2' ; UL 101 PY 5.3*#1 LC 3 TITL 'P' ; UL 101 PY 7.0*#1 LC 4 TITL 'V' ; LV CSMI 0 KTYP POL END

Ввод данных для AQB разделен на 3 блока. Расчет кждой стадии ползучести требует отдельного блока, поскольку заново рассчитанные загружения не могут быть использованы до начала следующего блока. С двумя стадиями ползучести, таким образом, требуется как минимум три блока расчета в разные интервалы времени (t=0, t=t1 и t=∞). В первом блоке определяется перераспределение напряжений от ползучести и усадки в сборном элементе.

PROG AQB HEAD CREEP REDISTRIBUTION IN PRECASTING WORKS BEAM 101 CS0 1 LC 1 G1 ; 4 V COMB SUM LC1 G1 LC2 V LCST 5 EIGE 1 2.20 -24.E-5 REL 0.5 T 180 COMB SUM LC1 G1 LC2 V STRE K BB END

Указание CS0 1 для AQBS приводит к тому, что напряженные элементы с номером вытяжки 0 уже вытянуты, поскольку балка собрана с натяжением на упоры.


Версия 13.72 312

В результате расчета получены следующие данные:


Версия 13.72 313

Ввиду отложенной упругой составляющей потери в преднапряженных пучках несколько больше, чем в оригинальной статье (190МПа). Дополнительные отклонения так же получены, поскольку при выполнении ручного расчета на ранних стадиях величины округлялись (например соотношение модулей упругости принято равным 5 вместо 5,256).


Версия 13.72 314

Согласно параграфу 15.5 DIN 4227 допускаемые напряжения растяжения в сборных элементах при транспортировке в два раза выше напряжений при строительстве. Допускаемые напряжения в стали 1021МПа.


Версия 13.72 315

На втором этапе рассчитывается ползучесть до достижения конечного состояния. Ввод отличается коэффициентами ползучести и дополнительным загружением 5.

PROG AQB HEAD CREEP REDISTRIBUTION TILL INFINITE ECHO EIGE EXTR '?0' BEAM 101 CS0 1 CS1 1 LC 1 G1 ; 2 G2 ; 4 V ; 5 K COMB SUM LC1 G LC2 V LC3 K LCST 6 EIGE 1 1.35 -9.2E-5 REL 0.5 T 9999 END

Вывод включает полную информацию; повторяются только данные для середины балки.


Версия 13.72 316

В последующих блоках пользователь может создать любые требуемые сочетания одновременно для трех точек. При определении комбинаций загружений тот факт, что однопролетная балка не требует рассмотрения значительного количества вариантов, учтена полная нагрузка. Для более сложных систем необходимо рассчитывать экстремальные значения отдельно.

PROG AQB HEAD CHECKS ECHO COMB $ BEAM 101 CS0 1 CS1 1 $ LC 1 G1 LC 2 G2 LC 3 Q LC 4 V LC 5 K LC 6 K COMB SOLO LC1 V COMB SOLO LC1 G1 COMB SOLO LC1 G2 COMB SOLO LC1 Q COMB SOLO LC1 5 COMB SOLO LC1 6 COMB SUM LC1 G1 1.0 V 1.0 K 1.0 COMB SUM LC1 G1 1.0 G2 1.0 V 1.0 Q 1.0 K 1.0 STRE K BH COMB SUM LC1 G1 1.75 G2 1.75 Q 1.75 V 1.0 K 1.0 LCST 101 STRE K UL COMB SUM LC1 G1 1.75 G2 1.75 Q 1.75 V 1.0 K 1.0 LCST 102 DESI ULTI COMB GMAX LCST 103 COMB SUM LC1 G1 1.0 G2 1.0 V 0.9 K 0.9 Q 1.0 RMY 1.0 COMB SUM LC1 G1 1.0 G2 1.0 V 1.1 K 1.1 Q 1.0 RMY 1.0 NSTR S0 CRAC YES END


Версия 13.72 317

Вывод представлен в сокращенной форме и все данные приведены только для первой половины балки.


Версия 13.72 318


Версия 13.72 319


Версия 13.72 320


Версия 13.72 321

Оставшиеся сечения в зоне B могут быть выведены при указании ECHO SHEA EXTR. Как результат значительных потерь от ползучести нормальные напряжения снижаются до 2,4МПа, по сравнению со значением 3,0, полученным ручным расчетом. Таким образом расчетный предел напряжения σI увеличен и требуемое армирование составляет 2*0,63=1,27см2.


Версия 13.72 322


Версия 13.72 323


Версия 13.72 324

Расчеты по ширине раскрытия трещин в данном примере представляют меньший интерес, поскольку в поперечном сечении не возникает значительных растягивающих напряжений.


Версия 13.72 325


Версия 13.72 326

В середине пролета может быть обнаружено незначительное увеличение напряжений до 77,18МПа, не представляющее опасности для пучков при соблюдении условия трещиностойкости.

aqb - sofistik · Санкт-Петербург +7(812) 622 -10-14 [email protected]...

Documents