Балки перекрытий, ребра, тавровые балки: деформация и прогиб в состоянии с наличием трещин

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator Посмотреть исходный текст

RFEM и RF-CONCRETE дополнительные модули предоставляют различные варианты для расчета деформации Т-образной балки в состоянии трещины (состояние II). В данной статье описываются методы расчета (C) и варианты моделирования (M). Оба метода расчета и варианты моделирования не ограничены T-балочками, но будут объясняться только с помощью примера этой системы.

Методы расчета анальной деформации/прогиба

V1: Аналитический расчет для стержня
Метод согласно EN 1992-1-1, раздел 7.4.3 [1] позволяет упростить приблизительное определение деформации в состоянии II. В этом методе деформация определяется на извлеченной системе стержней. Связанные конструктивные элементы, такие как поверхности, при расчете не учитываются.

V2: Аналитический расчет площади
Дополнительный модуль RF-CONCRETE Deflect определяет деформации в состоянии II с помощью метода, основанного на аналитическом методе в соответствии с EN 1992-1-1 Раздел 7.4.3. В этом случае линейно-упругие свойства материала применяются для арматурной стали и бетона до достижения предела прочности. Если прочность бетона на растяжение превышена, возникает повреждение. Рассматриваемая конструкция должна состоять исключительно из поверхностей. Метод предназначен для поверхностей, подверженных изгибу.

V3: Нелинейный расчетный элемент
Физико-нелинейный метод, который учитывает образование трещин и сопутствующее перераспределение внутренних сил при расчете деформаций. Рассматриваемая конструкция должна быть чистой конструкцией стержня.

V4: Нелинейный расчет площади
Физико-нелинейный метод, который учитывает образование трещин и сопутствующее перераспределение внутренних сил при расчете деформаций. Рассматриваемая конструкция должна состоять исключительно из поверхностей. В этом методе двумерная модель поверхности внутренне расширяется на высоту. Для этого сечение стали делится на определенное количество слоев стали и бетона, так называемых слоев. Для получения дополнительной информации см. Руководство RF-CONCRETE Surfaces, глава 2.8.2 [1] .

V5: Нелинейный расчет в смешанной системе
Конструкции, состоящие из поверхностей и стержней, теоретически могут быть рассчитаны с помощью расчета жесткости. В стержнях RF-CONCRETE и RF-CONCRETE Surface можно экспортировать жесткость, определенную в состоянии II, в загружение или сочетание нагрузок в соответствии с RFEM. Расчет начинается в одном из двух модулей, затем жесткость экспортируется в RFEM, а другой модуль вычисляется еще раз нелинейно с учетом экспортированной жесткости. Обратите внимание, что взаимодействие между поверхностью и элементом стержня не может учитываться при единовременном экспорте жесткости.

Параметры моделирования

Доступные методы расчета могут быть объединены с различными подходами моделирования или связаны с ними. Это будет пояснено ниже с помощью однопролетной балки с поперечным сечением.

Pисунок 01 - M1: Конструкция стержня в визуализированном виде

M1: Конструкция стержня
Конструкция моделируется как чистая стержневая конструкция. Если отдельные компоненты могут быть отделены от всей системы и рассмотрены отдельно, или система может быть полностью представлена стержнями, это возможная опция моделирования.

M2: Смешанная система элементов стержня и поверхности
Хорды Т-образной балки отображаются в виде элементов поверхности, а сетка - в качестве элементов стержня. Это классическая модель при использовании стержней типа ребра. Тип стержня Ребро можно использовать только для аналитического расчета (V1). Для нелинейных методов (V3), ребро должно быть преобразовано в эксцентричную балку, потому что оно не имеет фактической жесткости в модели.

Pисунок 02 - M2: Сборная конструкция из элементов поверхности и стержня

M3: Сложенная конструкция с вертикально выровненным полотном
Конструкция моделируется как полностью сложенная пластина без каких-либо элементов стержня. При моделировании в качестве модели поверхности, сечение балки можно уменьшить до системной линии, которая определяет положение и ориентацию поверхностей. Полотно будет отображаться в виде вертикальной поверхности, ортогональной к поверхностям пояса.

Pисунок 03 - M3: Сложенная конструкция плиты с вертикально расположенной сеткой

M4: Сложенная конструкция с горизонтально ориентированной сеткой
Аналогично M3, модель состоит исключительно из поверхностей. И хорды, и перемычка выполнены в виде горизонтально ориентированной поверхности с эксцентриситетом относительно центральной оси. Области, представляющей полотно, присваивается толщина, соответствующая общей высоте системы.

Pисунок 04 - M4: Сложенная конструкция плиты с горизонтально расположенной сеткой

Общая информация о моделировании в дополнительных модулях
В основном, для расчета деформации в состоянии II, в системе должна быть определена существующая арматура, которая максимально приближена к фактически спроектированной арматуре или, в лучшем случае, соответствует ей. В RF-CONCRETE Members можно настроить существующую арматуру и сохранить ее в качестве шаблона (руководство RF-CONCRETE Members, глава 3.6 [3] ). В RF-CONCRETE Surfaces, среди прочего, можно определить существующее количество арматуры вручную и по площади для каждого элемента (руководство RF-CONCRETE Surfaces, глава 3.4.3 [2] ).

Сочетание методов определения деформации и моделирования

В зависимости от моделирования, рассматриваются только определенные методы определения деформации. На следующем рисунке показаны возможные комбинации.

Pисунок 05 - Сочетание вариантов моделирования и методов расчета для расчета деформаций

* 1) Если в M2 используется стержень типа ребра, можно выполнить аналитический расчет по V1. Для эксцентриковых стержней пропорция поверхности будет игнорироваться при использовании V1.

* 2) Следует отметить, что метод V2 предназначен для компонентов, которые в основном подвергаются изгибу.

Литература

[1] Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: Общие правила и нормы для зданий; EN 1992-1-1: 2004 + AC: 2010
[2] Руководство RF-CONCRETE Surfaces. Tiefenbach: Dlubal Software, май 2017 г. Скачать
[3]  Ручные RF-CONCRETE стержни. Tiefenbach: Dlubal Software, июль 2017 г. Скачать

Ссылки

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы по нашим программам или вам просто нужен совет?
Тогда свяжитесь с нами через бесплатную поддержку по электронной почте, в чате или на форуме или ознакомьтесь с различными решениями и полезными предложениями на страницах часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

RFEM Основная программа
RFEM 5.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций методом конечных элементов (МКЭ) плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек, стержней (балок), тел и контактных элементов

Цена первой лицензии
3 540,00 USD
RFEM Железобетонные конструкции
RF-CONCRETE 5.xx

Дополнительный модуль

Расчет железобетонных стержней и поверхностей (плиты, стены, плоские конструкции, оболочки)

Цена первой лицензии
810,00 USD