Еврокод 2. Железобетонные конструкции

В ПК ЛИРА-САПР реализованы требования строительных нормативных документов многих стран, в том числе, комплекта гармонизированных европейских стандартов Eurocodes (Еврокоды), а также национальных приложений к Eurocodes для Республики Казахстан, Республики Беларусь и Украины.

Еврокод 2. Железобетонные конструкции

ПК ЛИРА-САПР реализован расчет железобетонных конструкций, подбор и проверка заданного армирования в колоннах, балках, плитах, стенах в соответствии с требованиями Еврокод:

  • EN 1992-1-1:2004, IDT "Еврокод 2. Проектирование железобетонных конструкций. Часть 1-1. Общие правила и правила для зданий";
  • СП РК EN 1992-1-1:2004/2011 "Проектирование железобетонных конструкций" (Казахстан);
  • Нормы Республики Беларусь ТКП EN 1992-1-1:2009* (02250). Проектирование железобетонных конструкций. Часть 1-1. Общие правила и правила для зданий.

Для проектирования конструкций из железобетона согласно этим нормам ЛИРА-САПР имеет необходимый набор функций задания исходных данных и анализа полученных результатов.

Сечения элементов:

прямоугольное, тавровое симметричное, тавровое несимметричное, двутавровое симметричное, двутавровое несимметричное, коробчатое, кольцевое, круглое, уголковое, крестовое симметричное, крестовое несимметричное.

Классы бетона и арматуры:

в соответствии с выбранными нормами расчета.

Усилия и напряжения:

усилия в стержнях, напряжения в балках-стенках, погонные усилия в плитах, напряжения и погонные усилия в оболочках.

В режиме конструирование и расчете железобетонных конструкций реализован подбор площадей сечения арматуры колонн, балок (расчет железобетонной балки), плит и оболочек по первому и второму предельным состояниям в соответствии с действующими нормативами.

Предусмотрено использование произвольных характеристик бетона и арматуры, что имеет большое значение при расчетах, связанных с реконструкцией сооружений. Данный режим позволяет объединять несколько однотипных элементов в конструктивный элемент и производить увязку арматуры по длине всего этого элемента.

Результаты подбора армирования в пластинах

Результаты подбора армирования в пластинах

Полученные результаты могут быть представлены в графическом и табличном виде. В графическом виде результаты подбора необходимого армирования может быть представлено в виде площади (см2) и в виде ш(n) s(k).

1. Материалы

1.1 Тип армирования стержень

Для подбора арматуры согласно требованиям Еврокод 2 (EN 1992-1-1:2004, IDT), Еврокод 2 (Беларусь) (ТПК EN 1992-1-1:2009*), Еврокод 2 (Казахстан) (СП РК EN 1992-1-1:2004/2011) в стержневых элементах задаются общие характеристики материалов. Из списка выбирается вид расчета: стержень, балка, колонна, пилон или наклонная балка.

Для расположения арматуры в сечении выбирается тип армирования: симметричное, несимметричное, симметричное и несимметричное. По умолчанию установлен признак расположения угловых арматурных стержней по углам железобетонного сечения. Для всех видов расчета кроме «стержень» можно включить или отключить учет конструктивных требований для выбранного нормативного документа.

Для каждого отдельного вида расчета (строки характеристик) задаются расстояния к центру тяжести арматуры.

Отдельно можно включить или отключить признак расчета армирования по раскрытию трещин. Задается предельное значение ширины раскрытия трещин и диаметр арматуры для расчета ширины раскрытия трещин.

Для внецентренно сжатых элементов необходимо задать информацию о длине элемента и расчетных длинах.

Материалы: тип «Наклонная балка»
Материалы: тип «Наклонная балка»

Примечание. «Наклонная балка», в отличие от обычного вида расчета «Балка» позволяет учесть продольную силу сжатию и соответственно длины и расчетные длины элементов. При этом могут быть учтены конструктивные требования для балок.

1.2 Тип армирования пластина

Материалы: тип «Пластина»

Материалы: тип «Пластина»

Для расчета армирования согласно требованиям Еврокод 2 (EN 1992-1-1:2004, IDT), Еврокод 2 (Беларусь) (ТПК EN 1992-1-1:2009*), Еврокод 2 (Казахстан) (СП РК EN 1992-1-1:2004/2011) в пластинчатых элементах в общих характеристиках из списка выбирается вид расчета (по умолчанию выбирается вид расчета «Оболочка»). Подбор арматуры может быть произведен только по теории Вуда.

Имеется возможность задать разные расстояния к центру тяжести арматуры по направлению местной оси Х и местной оси Y как у верхней, так и у нижней грани. Если задать одинаковые значения расстояния к верхней и нижней граням, арматура подберется посередине сечения пластинчатых элементов.

Отдельно можно включить или отключить признак расчета армирования по раскрытию трещин. Задается предельное значение ширины раскрытия трещин и шаг арматурных стержней, по которому будет вычислен диаметр арматуры для расчета ширины раскрытия трещин, или непосредственно диаметр арматуры для расчета ширины раскрытия трещин.

Для вертикальных пластинчатых элементов стены можно задать информацию о высоте и расчетной высоте стены. Для расположения арматуры в сечении стены выбирается тип армирования: симметричное или несимметричное.

1.3 Характеристики бетона

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

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

Диаграмма напряжение-деформация

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

Относительная влажность воздуха

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

Коэффициент αct учета влияния длительных процессов (растяжение)

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

Коэффициент η для понижения γc по данным испытаний готовой конструкции

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

Коэффициенты ограничения напряжений

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

Коэффициент ползучести

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

Коэффициент αcc учета влияния длительных процессов (сжатие)

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

Коэффициент γc надежности

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

Случайные эксцентриситеты (стержень)

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

Учесть в расчете точный размер сечения

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

Учесть эффекты 1-го рода

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

Учесть эффекты 2-го рода

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

Таблица расчетных характеристик

Для выбранного класса бетона отображаются нормативные и расчетные характеристики:

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

Таблица доступна для редактирования для дополнительных, пользовательских классов бетона.

Рисунок 3.5. Материалы бетон

Материалы: бетон

1.4 Характеристики арматуры

Класс, вид и прочность продольной арматуры

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

Класс, вид и прочность поперечной арматуры

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

Характеристики пластичности. Отношение прочности на растяжение к пределу текучести

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

Характеристики пластичности. Характеристические деформации при максимальной силе

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

Частный коэффициент

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

Вид арматурного каркаса

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

Максимальный диаметр

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

Количество арматурных стержней в углах сечения

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

Сортамент

Устанавливается диапазон используемых диаметров.

Коэффициенты ограничения напряжений

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

Расчет поперечной арматуры

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

Таблица расчетных характеристик

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

  • fyk – характеристическое (нормативное) сопротивление продольной арматуры;
  • класс;
  • D – диаметр, мм;
  • fyd – расчетное сопротивление продольной арматуры;
  • ftk – характеристическое (нормативное) значение временного сопротивления;
  • fywd – расчетное сопротивление поперечной арматуры;
  • Es – модуль упругости;
  • k (ftk/fyk) – отношение прочности арматуры на растяжение к пределу текучести, минимальное значение;
  • eps_uk – характеристическая деформация при максимальной силе.

Рисунок 3.6.Материалы арматура

Материалы: арматура

2. Подбор арматуры в стержневых элементах

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

При подборе арматуры учитываются фундаментальные положения реализуемых норм.

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

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

3. Подбор арматуры в пластинах

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

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

4. Заданное армирование (ТЗА)

Типы заданного армирования
Типы заданного армирования

Для проверки несущей способности сечений стержневых и пластинчатых элементов согласно действующих нормативных документов в программном комплексе ЛИРА-САПР проектировщики может использовать заданную реальную расстановку арматуры.

Максимально быстро и комфортно задать расстановку арматурных стержней любой сложности в пластинах и стержневых элементах можно при помощи типов заданного армирования.

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

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

5. Расчет на продавливание

Параметры контуров продавливания

Параметры контуров продавливания

Технология подготовки МКЭ модели для расчета на продавливание безбалочных перекрытий и фундаментных плит реализованная в ПК ЛИРА-САПР, позволяет наполнять модель необходимой информацией для расчета на продавливание согласно требованиям нормативных документов, отслеживать все изменения в ней, редактировать контуры и анализировать полученные результаты.

Материалы: продавливание

Материалы: продавливание

Для определения коэффициента армирования (используется при расчете сопротивления плиты продавливания) в материалах дополнительно задается площадь или процент армирования плиты по направлениям согласованных осей X и Y. В случае если эти данные не будут заданы, коэффициент армирования будет принят равным 0,02.

Результаты расчета продавливания

Результаты расчета продавливания

В результате расчета на продавливание выдаются данные о коэф. несущей способности для продавливания, площадь арматуры продавливания. Результаты доступны как в графическом, так и в табличном виде.

6. Локальный режим армирования

Результаты подбора армирования в стержнях в ВИЗОР-САПР и ЛАРМ-САПР
Результаты подбора армирования в стержнях в ВИЗОР-САПР и ЛАРМ-САПР

ЛАРМ-САПР (локальный режим армирования) предназначен для определения и проверки армирования отдельного железобетонного стержневого или пластинчатого элемента в соответствии со следующими нормативными требованиями: СП РК EN 1992-1-1:2004/2011, EN 1992-1-1:2004, ТКП EN 1992-1-1:2009.

Позволяет многократно изменять параметры сечения, геометрические характеристики элемента, заданное армирование сечения, информацию о материалах, усилия или расчетные сочетания нагружений [РСН]) и производить подбор или проверку армирования.

7. Система САПФИР-ЖБК

САПФИР-ЖБК

САПФИР-ЖБК

При помощи системы САПФИР-ЖБК можно выполнить выполнить конструирование и получить рабочие чертежи армирования, спецификацию арматуры, ведомость расхода стали и ведомость деталей для плит перекрытий, диафрагм, колонн и балок.

  • Конструирование осуществляется в автоматизированном режиме интерактивными графическими методами на основе результатов расчёта армирования, представленных в виде изополей или мозаик площади арматуры.
  • Обеспечивается обозначение основного (фонового) армирования и участков раскладки стержней дополнительной арматуры, с указанием их параметров, привязки и примечаний, расчёт анкеровки и учёт перерасхода на перепуск.

САПФИР-ЖБК импортирует результаты расчёта армирования из ПК ЛИРА-САПР и показывает изополя и мозаики армирования в качестве фона для конструируемой плиты перекрытия. Осуществляется настройка шкалы представления результатов и выбор основной арматуры, при этом автоматически изменяются пятна изополей. На фоне изополей конструктор размещает участки дополнительного армирования.

Программа позволяет получить картину недоармирования плиты в виде мозаики. При графическом редактировании дополнительной арматуры мозаика недоармирования изменяется.

Спецификация арматуры предусматривает возможности унификации позиций, при этом пользователю сообщается цена каждого шага унификации в смысле перерасхода арматуры.

Автоматически формируются листы чертежей – схемы расположения арматуры. На листе опционно могут быть дополнительно размещены: спецификация арматуры, ведомость деталей, ведомость расхода стали.

Оцените возможности

Если у вас все еще есть сомнения, загрузите демонстрационную версию и попробуйте или свяжитесь с нашей службой поддержки для получения более подробной информации.

Демонстрационная версия или Запросить онлайн-презентацию