Нелинейный расчет в RF-/CONCRETE

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator Посмотреть исходный текст

При проектировании железобетонных компонентов по EN 1992-1-1, [1] возможны нелинейные методы определения внутренних сил для предельных состояний предельных и пригодных для эксплуатации. Внутренние силы и деформации определяются при учете нелинейного поведения внутренних сил и деформаций. Расчет напряжений и деформаций в состоянии трещины, как правило, приводит к отклонениям, которые значительно выше, чем линейно определенные значения.

В предыдущей статье были описаны общие методы расчета и моделирования балок, ребер и плит, расположенных внизу, в трещиноватом состоянии. В нижеследующих описаниях описана конструкция непрерывной железобетонной балки. Расчет возможен с помощью модулей CONCRETE и RF-CONCRETE Members в сочетании с лицензиями на EC2 и RF-CONCRETE NL.

Система и загрузка

Непрерывная балка состоит из прямоугольного сечения 20/35 см с маркой бетона C30/37.

Постоянные нагрузки и транспортные нагрузки организованы в трех загружениях. Для определения расчетных сочетаний в соответствии с EN 1990, RFEM/RSTAB использует автоматическую комбинаторику для максимального удобства и простоты обслуживания (общая расчетная ситуация).

Линейный расчет арматуры в ULS

Сначала определяется усиление для предельного состояния. Расчет выполнен с учетом перераспределения момента и округления для внутренних сил расчетной комбинации RC1. Кроме того, указываются следующие параметры армирования:

  • Диаметр арматуры 16 мм
  • Масштабирование арматуры для трех областей
  • Бетонное покрытие 30 мм
  • Минимальная арматура 2 Ø 12 для верхнего и нижнего слоя
  • Конструктивная арматура на максимальный интервал армирования 15 см с Ø 12

На основе этих спецификаций программа определяет предложение армирования в соответствии с линейно-упругим подходом. В окне 3.1 можно проверить арматуру, которая является основой для нелинейного расчета.

Нелинейный расчет ширины трещин и деформаций в SLS

Нелинейный расчет для предельного состояния пригодности к эксплуатации выполняется для сочетаний нагрузок CO6-CO8 (расчетные сочетания не позволяют получить четкие соотношения напряжение-деформация). Влияние жесткости на растяжение должно быть учтено в нелинейном расчете. Для этого выбран подход с модифицированной характеристикой стали по [2] .

Pисунок 03 - Window '1.1 General Data' for Serviceability Limit State with Settings for Nonlinear Calculation According to [2]

Кроме того, учитываются эффекты ползучести и усадки. Технические характеристики приведены в окне 1.3.

Pисунок 04 - Window '1.3 Cross-Sections' with Settings for Creep and Shrinkage

Результаты

Выполнен физико-геометрический нелинейный расчет. Итерация состояния напряженного состояния выполняется на плоскости сечения. Начиная с распределения внутренних сил внутри итерационного цикла, всегда рассчитываются новые и текущие состояния напряженно-деформированного состояния. Сходимость достигается при достижении равновесного состояния.

Как и ожидалось, максимальные деформации возникают в поле 1 для нагрузки CO6 (LC1 + 0,5 ∙ LC2). Ширина трещин мала.

Pисунок 05 - Window '6.2.3 Serviceability Limit State for Nonlinear Calculation by Member'

Деформация из нелинейного расчета с учетом эффекта ползучести значительно выше, чем деформация чисто линейного упругого расчета без влияния ползучести. Это хорошо видно при сравнении деформаций.

Pисунок 06 - Рисунок 06 - Сравнение деформаций

Диаграмма жесткости показывает, что в рабочем состоянии большая площадь панели 1 имеет трещины.

Pисунок 07 - Рисунок 07 - Распределение жесткости Iym ∙ E

Резюме

По сравнению с линейно-упругим расчетом железобетонных компонентов, нелинейный расчет жесткости и деформаций дает значения деформации, которые могут быть значительно выше при учете образования трещин. Этот эффект можно учесть с помощью нелинейных методов расчета железобетонных модулей Dlubal. Также можно учесть влияние ползучести и усадки.

Литература

[1] Eurocode 2: Проектирование железобетонных и предварительно напряженных железобетонных конструкций. Часть 1‑1: Общие правила и нормы для зданий; EN 1992-1-1: 2004 + AC: 2010
[2] DAfStb: DAfStb Issue 525 - Пояснения к DIN 1045: 1. Berlin: Beuth, 2003
[3]  Ручной БЕТОН. Tiefenbach: Dlubal Software, август 2017 г. Скачать

Ключевые слова

Нелинейный метод Состояние трещины Состояние II (с трещинами) Ширина раскрытия трещин Растрескивание Пригодность к эксплуатации Эффект усиления при растяжении Ползучесть Усасдка Состояние деформации жесткость

Загрузки

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
RSTAB Основная программа
RSTAB 8.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций рам, балок и ферм, выполняющее линейные и неьинейные расчеты внутренних сил, деформаций и опорных реакций

Цена первой лицензии
2 550,00 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
RSTAB Железобетонные конструкции
CONCRETE 8.xx

Дополнительный модуль

Линейный и нелинейный расчет железобетонных стержней с концепцией армирования

Цена первой лицензии
810,00 USD
RFEM Железобетонные конструкции
RF-CONCRETE NL 5.xx

Дополнительный модуль

Расчет физической и геометрической нелинейности балочных и плитных железобетонных конструкций

Цена первой лицензии
1 300,00 USD
RFEM Железобетонные конструкции
EC2 for RFEM 5.xx

Расширение модуля к RFEM

Расширение модулей для проектирования железобетонных конструкций расчетом по норме Еврокод 2

Цена первой лицензии
360,00 USD