3571x
001732
2022-01-13

Изменение жесткости бетона в RFEM 6 по ACI 318-19 и CSA A23.3: 19

В соответствии с разд. 6.6.3.1.1 и раздел 10.14.1.2 норм ACI 318-19 и CSA A23.3-19 соответственно, RFEM учитывает уменьшение жёсткости железобетонных стержней и поверхностей для элементов различных типов. Элементы на выбор включают в себя стены с трещинами и без трещин, плоские пластины и плиты, балки и колонны. Коэффициенты умножения, имеющиеся в программе, взяты непосредственно из таблицы 6.6.3.1.1 (a) и таблицы 10.14.1.2.

Снижение жесткости по ACI 318 и CSA A23.3

Согласно п. 6.6.3.1.1 и раздела 10.14.1.2, площадь сечения брутто Ag и момент инерции Ig разрешены для упругого расчета с применением уровней нагрузки с коэффициентами. Уровни нагрузки, с коэффициентами, определяются по таблице 6.6.3.1.1 (a) из нормы ACI 318-19 [1] и таблице, находящейся в разделе 10.14.1.2 нормы CSA A23.3:19 [2] , где тип элемента и его условие принимаются во внимание. Коэффициенты умножения понижают момент инерции, в то время как площадь сечения брутто остается постоянной. Эти коэффициенты были введены по осторожным подсчетам различными нормами для бетона, чтобы учесть уменьшение площади сечения из-за растрескивания бетона.

В соответствии со статьей 6.6.3.1.1 нормы ACI 318-19, момент инерции и площадь брутто стержней/поверхностей должны быть рассчитаны в соответствии с таблицами 6.6.3.1.1 (a) или 6.6.3.1.1 (b), если не более что необходим тщательный анализ. Аналогичным образом, норма CSA A23.3:19 содержит таблицу, которая включает в себя соответствующие коэффициенты умножения, применяемые к каждому моменту инерции.

Различные условия, такие как «с трещинами» и «без трещин», влияют только на бетонные элементы, отнесенные к категории «стена». При расчете момента и сдвига у стены с трещинами к общему моменту инерции Ig применяется коэффициент 0,70. Если на основе предела прочности при разрыве имеется указание на растрескивание стены, то для дальнейшего расчета применяется момент инерции, равный 0,35Ig.

В отличие от стен, при расчете других элементов, например колонн, балок, плоских пластин и плит, моменты инерции не меняются на основе условий наличия или отсутствия трещин. Сниженное значение основано на одном понижающем коэффициенте, указанном ниже.

Колонны: Ig = 0,70Ig
Балки: Ig = 0,35Ig
Плоские пластины и плиты: Ig = 0,25Ig

Для всех железобетонных элементов, включая стены, к общей площади сечения Ag применяется коэффициент 1,0. Таким образом, общая площадь бетонного сечения остается неизменной. По норме ACI 318-19, значения момента инерции согласно Макгрегору и Хейджу (1977) [3], умножаются на коэффициент снижения жесткости φk = 0,875, указанный в R6.6.4.5.2. Например, момент инерции можно рассчитать как:

0,875(0,80Ig) = 0,70Ig

Принятие RFEM 6

RFEM 6 позволяет пользователю легко изменить значения изгибной или осевой жесткости любого бетонного стержня или поверхности, которые будут учтены в расчете и проектировании по нормам ACI 318-19 или CSA A23.3:19. Изменения жесткости должны быть заданы только для расчетных ситуаций по прочности (с учетом коэффициентов), а не для расчетных ситуаций по пригодности к эксплуатации (без учета коэффициентов). Не смотря на то, что тип компонента можно задать в программе для каждого элемента в загружениях/сочетаниях с помощью функции «модификация конструкции», лучше внести данные изменения непосредственно в расчетную ситуацию на прочность, что, в свою очередь, автоматически применит эти настройки к конструкции последующих расчетных сочетаний нагрузок.

При создании/редактировании «мастера комбинирования» во вкладке «расчетные ситуации» в разделе «опции», содержится флажок для учета «модификации конструкции». См. рисунок 01 и 02.

После установки этого флажка необходимо создать новую модификацию конструкции с помощью кнопки «создать новую модификацию конструкции...». Там находится таблица модификации жесткости, в которой можно проверить, какие из стержней и/или поверхностей нужно откорректировать. Затем, как только будет отмечен хотя бы один из вариантов, вверху появятся новая вкладка (или вкладки).

Во всех вкладках «Тип модификации», например, ACI 318-19 таблица 6.6.3.1.1 (a) или CSA A23.3:19 таблица 10.14.1.2, можно указать для стержней или поверхностей. На рисунках 03 и 04 показаны различные нормы и типы компонентов, которые можно выбрать в раскрывающемся меню.


Автор

Алекс отвечает за обучение клиентов, техническую поддержку и за разработку наших программ для североамериканского рынка.

Ссылки
  1. ACI 318-14, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary
  2. CSA A23.3-14, Design of Concrete Structures
  3. MacGregor, J. G.; Hage, S. E.: Stability Analysis and Design of Concrete Frames, Journal of the Structural Division 10, Seiten 1963 - 1970. 1977