Система автоматизированного проектирования и расчета
+7 (499) 922  00  02

55. Расчет железобетонных колонн

55. Расчет железобетонных колонн

Содержание:

  1. Расчет стержневого элемента железобетоной колонны.
  2. Задание параметров армирования.
  3. Расчет и проверка армирования колонны.

Инженеру-проектировщику в повседневной практике приходится сталкиваться с расчетом и конструированием колонн. Перед ним ставится задача в сжатые сроки выполнить расчет и принять наиболее оптимальное сечение, ориентируясь на планировочные требования, результаты расчета гибкости и устойчивости, конструктивные требования к процентному содержанию арматуры и к ее взаимному расположению в сечении. Помимо этого, необходимо выполнить унификацию и типизацию сечений.

Расчет стержневого элемента железобетоной колонны.

Основным нормативным документом регламентирующим расчет и конструктивные требования к железобетонным элементам на территории РФ является СП 63.13330.2012 “Железобетонные конструкции”. В программном комплексе ЛИРА 10.8 реализован данный документ.

Рассмотрим расчет железобетонной колонны в ПК ЛИРА 10.8.

Расчет, согласно нормативным требованиям, для железобетонного стержневого элемента включает:

  • расчет по прочности нормальных сечений (N);
  • расчет по прочности на действие поперечной силы (Q);
  • расчет по наклонным сечениям на действие моментов (М);
  • расчет на действие крутящих моментов (T);
  • расчет на совместное действие крутящего и изгибающего момента (T,M);
  • расчет на совместное действие крутящего момента и поперечной силы (T,Q);
  • расчет по 2-ой группе предельных состояний на образование и ограничение раскрытия трещин.

Надо отметить, что в ЛИРА 10.8 расчет по прочности нормальных сечений производится на основе нелинейной деформационной модели согласно п.8.1.20-8.1.30 с учетом влияния продольного изгиба элемента согласно п.8.1.15 СП63.13330.2012.

В ПК ЛИРА 10.8 для стержневых элементов реализована возможность:

  • задавать сечения произвольной формы;
  • задавать пользовательские параметры подбора арматуры.

Задание параметров армирования.

Более подробно остановимся на параметрах подбора арматуры. Они включают в себя несколько составляющих (см. рисунок 1):

  • положение стержней в плане (привязка стержней dY/dZ к опорным точкам);
  • назначение групп унификации армирования (логическая группа);
  • фиксирование (блокировка) отдельного стержня/стержней, в расчет принимается указанное фиксированное значение армирования (вкладка блок);
  • граничные значения армирования (начальная площадь, максимальная площадь, кол-во стержней).

Это дает возможность пользователю выполнить проверку  и подбор армирования колонны с произвольной формой сечения и с разнообразными вариантами армирования.

Рассмотрим конкретный пример расчета железобетонной колонны.

На рисунке 1 представлено сечение с пользовательской расстановкой арматуры.

Для сечения сформировано три логические группы (обозначены цветом), в рамках которых будет выполняться подбор  идентичного армирования для всех стержней в составе этой группы.

В качестве начального армирования принят стержень φ20мм (площадь A=3,14см2).

image1.png

Рисунок 1. Пользовательские параметры конструирования сечения для железобетонной колонны.

После ввода всех исходных данных и выполнения расчета схемы, открывается доступ к параметрам конструктивного расчета (см. рисунок 2).

Расчет и проверка армирования колонны.

Выполним расчет с подборкой и проверкой армирования.

image2.png

Рисунок 2. Параметры конструктивного расчета.

На рисунке 3 показаны результаты проверки заданного армирования.

Процент использования прочности сечения в нашем примере превысил 100%, что говорит о недостаточном количестве установленной арматуры.

image3.png

Рисунок 3. Анализ проверки заданного армирования.

На рисунке 4 показаны результаты подбора продольной арматуры.

Для более детального армирования воспользуемся опцией локальные результаты (см. рисунок 5 зона 1).

image4.png

Рисунок 4. Анализ подбора армирования. Продольная арматура.

image5.png

Рисунок 5. Анализ подбора армирования. Локальные результаты.

Как видно (рисунок 5, зона 2), в ходе подбора арматуры, для всех стержней в рамках созданных логических групп подобрано одинаковое армирование.

Во вкладке режим просмотра (рисунок 5, зона 3) выберем положение нейтральной оси.

В результате на экране отображается эпюра деформаций и усилия в арматурных стержнях (рисунок 6).

image6.png

Рисунок 6. Анализ подбора армирования. Продольная арматура.

В редакторе конструирования выберем вкладку поверхность несущей способности.

Выбор исходных данных для расчета показан на рисунке 7.

После этого необходимо выбрать на экране стержневой элемент, для сечения которого будет построена поверхность несущей способности.

Результаты расчета представлены на рисунке 8.

image7.png

Рисунок 7. Поверхность несущей способности. Исходные данные для расчета.

image8.png

Рисунок 8. Поверхность несущей способности. Результаты расчета.

Поверхность несущей способности позволяет оценивать прочность элемента с подобранной арматурой по 1-ой и 2-ой группе предельных состояний на действие усилий (продольная сила и изгибающие момент) в различных комбинациях.

При изменении усилий программа перестраивает огибающие эпюры (плоские – рисунок 8, зона 3 и объемные – рисунок 8, зона 2).

Оценка прочности определяется:

  • визуально, красная точка должна находиться внутри огибающей области;
  • аналитически, предоставляется информация в долях по использованию прочности по каждому силовому фактору (рисунок 8 зона 1).

Таким образом, программный комплекс ЛИРА 10.8 позволяет не только выполнить подбор и проверку армирования стержневых элементов, но и благодаря новым инструментам (в режиме локальных результатов просмотр напряжений и деформации, а также поверхность несущей способности) выполнить более детальный расчет и анализ работы конструкции.

Выполнить расчет железобетонных колонн можно в демоверсии ПК ЛИРА 10.8

Автор заметки: Лаптев Вадим
TEKTA group, главный специалист

Следите за нашими новостями в социальных сетях:

Возврат к списку


Комментарии


Подписка

Вы хотите первыми узнавать о выходе новых версий, проводимых мероприятиях и акциях компании? Подписывайтесь!

Подписаться
Первый выпуск курса «Расчет зданий и сооружений на устойчивость против прогрессирующего обрушения»
     С 3 по 5 июня прошел трехдневный курс повышения квалификации: «Расчет зданий и сооружений на устойчивость против прогрессирующего обрушения».
14 июня 2019
Приглашаем всех пользователей ЛИРА 10 на курс «Лира 10. Расчет строительных конструкций. Продвинутый курс»
Компания «ЛИРА софт» приглашает всех пользователей ЛИРА 10 на второй по уровню сложности курс "ЛИРА 10. РАСЧЕТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ. ПРОДВИНУТЫЙ КУРС"
11 июня 2019
Собери свою комплектацию ПК ЛИРА 10 и сэкономь 126 000 руб.
Специальное предложение июня 2019г. При покупке расчетного комплекса ПК ЛИРА 10.8 Standard, вы можете бесплатно дополнить его комплектацию 3-мя любыми модулями на свой выбор.
03 июня 2019 07:00:00
Новый релиз ПК ЛИРА 10.8 R3.3
Для версии ПК ЛИРА 10.8 вышел релиз 3.3, в котором внесены следующие изменения и исправлены выявленные ошибки:
31 мая 2019
Все новости
Реализация модели контактного слоя при расчете адгезионного соединения с использованием метода конечных элементов
В большинстве опытов по испытанию адгезионных соединений измеряется средняя адгезионная прочность. Данная величина вычисляется как отношение разрушающей нагрузки к площади склейки. Подобный подход подразумевает равномерное распределение касательных напряжений. Исследователи давно обнаружили, что средняя адгезионная прочность соединения является сильной функцией геометрических [1] и физико-механических параметров модели и, следовательно, делает малоинформативными и несопоставимыми экспериментальные данные, выполненные на отличающихся образцах. Малочисленные результаты по измерению касательных напряжений по площади склейки с использованием преимущественно поляризационно-оптических методов [2] показывают, что распределение напряжений является нелинейной функцией. При этом наблюдается концентрация напряжений у торцов модели. В связи с этими фактами возникает необходимость детального изучения напряженно-деформированного состояния адгезионных соединений.
06 июня 2019
Оценка точности нелинейного статического метода анализа сейсмостойкости сооружений

В статье рассмотрено практическое применение методики нелинейного статического анализа сейсмостойкости зданий и сооружений. Произведен расчет одноэтажной стальной рамы нелинейным статическим и нелинейным динамическим методами. В результате анализа полученных результатов расчета показана значимость высших форм колебаний и необходимость анализа их влияния на реакцию системы.

06 февраля 2018
Напряженно-деформированное состояние коррозионно - поврежденных железобетонных элементов при динамическом нагружении
С помощью современного программно-вычислительного комплекса  ЛИРА 10.6 выполнена сравнительная оценка напряженно–деформированного состояния  не поврежденного и коррозионно-поврежденного железобетонного элемента при динамическом и статическом нагружении. Проанализировано   влияния ослабленного коррозией бетонного участка сжатой зоны на перераспределение напряжений в сечении.
25 января 2018
Применение технологий BIM при расчете зданий в условиях сложной геотехнической обстановки в связке программ Revit, ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D
В статье рассматривается методика совместной работы ПК ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D посредством API модуля. С позиции инженера-расчетчика рассматриваются возможности передачи моделей между различными программами с применением технологий информационного моделирования.
21 июня 2017
Все публикации
Цикл вебинаров "Шпаргалки конструктора" - Тема №22. Расчёт железобетонных плит на продавливание
На вебинаре мы разберём методику расчета железобетонных плит на продавливание в ЛИРА 10.8, а также сбор нагрузок с пилонов-пластин для расчета плиты на продавливание.
31 мая 2019
Все записи вебинаров