Категории воздействий
Загружения можно классифицировать по различным категориям: постоянные воздействия (постоянная нагрузка, неравномерные осадки, преднапряжение), переменные воздействия (транспорт, климатические воздействия), воздействия на стадиях строительства и монтажа, особые воздействия, а также сейсмические воздействия.
В частности, при назначении загружений от транспортных нагрузок необходимо следить за тем, чтобы загружения уже здесь были отнесены к правильной группе нагрузок. На простом примере автодорожного моста с двумя полосами движения будет пояснено использование автоматического сочетания воздействий по EN 1990 + EN 1991-2 в RFEM.
Группы нагрузок для транспортных нагрузок
Группировка транспортных нагрузок по EN 1991-2 предназначена для учёта вероятности одновременного появления максимальных значений различных составляющих транспортной нагрузки. В RFEM и RSTAB включены только группы транспортных нагрузок для загружения автодорожных мостов; для загружения железнодорожных мостов автоматическое сочетание в настоящее время недоступно.
Группы транспортных нагрузок 1–6 для автодорожных мостов соответствуют следующим ситуациям загружения.
| gr1a | максимальная вертикальная нагрузка от транспорта, LM1 |
| gr1b | максимальная вертикальная нагрузка от транспорта, LM2 |
| gr2 | максимальная горизонтальная нагрузка от транспорта |
| gr3 | нагрузка на пешеходные и велосипедные дорожки (без дорожного движения) |
| gr4 | нагрузка от скопления людей |
| gr5 | нагрузка от специальных транспортных средств |
| gr6 | нагрузка при замене опорных частей, напрягаемых канатов и т. п. |
Путём назначения загружений от транспортных нагрузок правильным категориям воздействий автоматически устанавливаются соотношения сочетаний между этими загружениями. В примере это будет показано наглядно для групп нагрузок gr1a и gr2. Также возможен учёт нескольких загружений на тип нагрузки, например, в виде поверхностной нагрузки, приложенной по участкам, как в примере.
Транспортные нагрузки в gr1a
Модель нагрузки 1 для дорожного движения включает равномерно распределённую поверхностную нагрузку (UDL) и соответствующие сосредоточенные нагрузки в тандемной системе (TS). Эти нагрузки вместе с нагрузками на пешеходные и велосипедные дорожки следует отнести к группе 1a. Автоматически учитываются альтернативные соотношения между всеми загружениями, обозначенными как TS; загружения с обозначением UDL или «пешеходная и велосипедная дорожка» могут при этом действовать одновременно.
Если требуется исследовать не только одно возможное положение наиболее нагруженной полосы движения 1, можно активировать опцию «Разделение на условные полосы». Затем соответствующие загружения необходимо вручную назначить в зависимости от направления. В примере сначала исследуется положение полосы движения 1 на левой стороне моста. Для этого были созданы ЗГ10 и ЗГ11 как UDL и ЗГ50–ЗГ55 как TS. Для исследования полосы движения 1 на правой стороне моста необходимо учитывать ЗГ20 и ЗГ21 как UDL и ЗГ60–ЗГ65 как TS. Загружения ЗГ30 и ЗГ31 обозначены как «пешеходная и велосипедная дорожка» и поэтому прикладываются дополнительно независимо от положения первой полосы движения.
Транспортные нагрузки в gr2
Горизонтальные нагрузки от торможения и трогания с места, а также от центробежных сил следует отнести к gr2. Автоматически формируются альтернативные соотношения между загружениями одного типа нагрузки. В соответствии с требованиями EN 1991-2 в группе нагрузок gr2 дополнительно учитываются вертикальные нагрузки от модели нагрузки 1 с коэффициентом сочетания ψ₁ для частого сочетания.
Другие категории воздействий
Для загружений других категорий воздействий одновременное или альтернативное действие загружений можно определить вручную с помощью известных диалоговых окон. В файле примера были добавлены два загружения с температурным воздействием (ЗГ100 и ЗГ101). Эти два загружения должны представлять нагрев или охлаждение поверхности моста и поэтому определяются как альтернативные загружения.
Сочетание воздействий в ПСН
Для предельного состояния по несущей способности в примере теперь создаются возможные сочетания воздействий. Группы транспортных нагрузок при этом всегда принимаются как переменные воздействия, действующие альтернативно друг другу. Другие воздействия сочетаются с этими группами транспортных нагрузок в соответствии с выбранным правилом сочетания.
При этом группы транспортных нагрузок не сочетаются с нагрузками от реализации проекта и соответствующими ветровыми нагрузками. Аналогично, различные категории воздействий ветровых нагрузок учитываются как альтернативные, а нагрузки от реализации проекта сочетаются только с соответствующим ветровым воздействием.
Дополнительные параметры настройки позволяют пользователю адаптировать комбинаторику, например, для одновременного учёта групп транспортных нагрузок со снеговым и ветровым воздействием.
Расчётные сочетания для ПСН
Таким образом, в сочетании для предельного состояния по несущей способности от каждой группы транспортных нагрузок требуется как характеристическое значение для сочетания в качестве ведущего воздействия, так и значение, сниженное коэффициентом сочетания, для сочетания в качестве сопутствующего воздействия. При рассмотрении транспортной нагрузки из gr1a для двух случаев расположения наиболее нагруженной полосы движения это сочетание формируется для каждого из обоих случаев. В примере, таким образом, получаются расчётные сочетания РС3 и РС4 для полосы движения 1 слева и РС5 и РС6 для полосы движения 1 справа. Аналогично, для группы нагрузок gr2 создаются четыре расчётных сочетания, чтобы учесть это деление полос движения. Окончательное сочетание выполняется путём создания расчётных сочетаний РС11–РС15.
Примечания
С помощью автоматического сочетания воздействий в RFEM и RSTAB можно создавать либо сочетания нагрузок, либо расчётные сочетания. В примере было показано создание расчётных сочетаний. При этом учёт групп нагрузок и полос движения выполняется путём создания отдельных подсочетаний. В варианте с сочетаниями нагрузок соотношения между загружениями учитываются через автоматически заполненное диалоговое окно «Независимые/одновременно действующие загружения».
Особенность заключается в применении частичного коэффициента надёжности для неравномерных осадок. Если выбраны сочетания нагрузок, автоматически используется коэффициент для нелинейного упругого расчёта. При выборе расчётных сочетаний применяется коэффициент для линейно-упругого расчёта.
Существующее создание сочетаний нагрузок и расчётных сочетаний при необходимости можно расширить вручную путём корректировки частичных коэффициентов надёжности и коэффициентов сочетания или последующим использованием схемы сочетаний.
Модель и нагрузка были созданы только для пояснения комбинаторики. Ни величины, ни расположение нагрузки не следует переносить на собственные случаи применения без проверки.