Расчёт на усталость по норме EN 1992-1-1 в программе RFEM

Техническая статья из области расчета конструкций и использования программ Dlubal Software

  • База знаний

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator

Посмотреть исходный текст

Расчёт на усталость по норме EN 1992-1-1 должен быть выполнен для конструктивных элементов, подверженных большому диапазону напряжений и/или многочисленным изменениям нагрузки. В этом случае расчётные проверки бетона и арматуры выполняются отдельно. Существует два альтернативных метода расчёта.

Введение

Расчет железобетонных элементов на усталость основан на подробном расчете на усталость (уровень расчета 3). Данный расчет имеет высокую точность, но как результат требует большого вычислительного времени. Поэтому были разработаны два упрощенных метода расчета, чтобы сократить время вычислений. Существует уровень проектирования 1, который определяет максимально допустимый диапазон напряжений, и уровень проектирования 2, при котором выполняется упрощенный расчет на усталость с эквивалентными напряжениями разрушения.

В RFEM 6 реализованы Расчетный уровень 1 и Расчетный уровень 2.

Расчет уровня 1 = Упрощенный метод

Для данного расчета основное сочетание ациклических воздействий согласно уравнению 6.67, EN 1992-1-1. Это соответствует сочетанию воздействий «ПС 2г-Частое» по уравнению 6.15 по EN 1990)

Сочетание воздействий ПС 2г Частое

j1 Gk,j"+"P"+"ψ1,1 Qk,1"+" i>1 ψ2,i Qk,i

В случае расчета продольной арматуры максимальный диапазон напряжений в стали не должен превышать значений диапазона напряжений, указанных в нормативе. В каждом случае рассчитываются нагрузки от изгиба и нормальной силы, а также взаимодействие при кручении, изгибе, нормальной силе и сдвиге. При этом ΔσS,max - максимальный диапазон напряжений в стали, а k1 - коэффициент для допустимого диапазона напряжений.

Расчет продольной арматуры, упрощенный метод расчета по по 6.8.6

η = σS,maxk1

Расчет на сдвиг выполняется с арматурой и без нее. Для расчета без поперечной арматуры необходимо выполнить следующее условие.

Расчет на сдвиг без армирования по по 6.8.7 (4)

VEd,min / VEd,max  0  VEd,maxVRd,c 0,5 + 0,45 VEd,minVRd,c0,9 bis C50/60 0,8 ab C55/67VEd,min / VEd,max < 0VEd, maxVRd,c  0,5 - VEd,minVRd,c

В расчете с поперечной арматурой диапазон напряжений поперечной силы не должен превышать диапазон напряжений, указанный в нормативе.

Расчет на сдвиг с арматурой, упрощенный метод расчета по по 6.8.6

σSw,max = VEd,max - VEd,min × tan (θfat)asw,VEd×d×0,9ηSw = σSw,maxk1  

Расчетные проверки сжимающих напряжений бетона и сжатых диагоналей бетона должны соответствовать следующему условию. Для расчета сжатых диагоналей бетона fcd,fat уменьшается на коэффициент ν1 для трещин от сдвига. Сжимающие напряжения бетона определяются по изгибающим и осевым силам, а напряжения сжатых диагоналей бетона - по поперечным и скручивающим силам.

Расчётная проверка на сжимающее напряжение бетона и сжатые диагонали, упрощенный метод расчета по по 6.8.7 (2)

σc,maxfcd,fat0,5+0,45 σc,minfcd,fat 0,9  bei fck  50 N/mm²0,8  bei fck  50 N/mm²

Расчетный уровень 2 = метод диапазона эквивалентных напряжений повреждения

Для данного расчета необходимо объединить циклическое воздействие с неблагоприятным основным сочетанием согласно уравнению 6.69 нормы EN 1992-1-1.

Сочетание воздействий по по уравнению 6.69

j1Gk,j"+"P"+"ψ1,1Qk,1"+"i>1ψ2,iQk,i"+"Qfat

  • Для продольной арматуры необходимо выполнить следующую расчетную проверку. В каждом случае рассчитываются нагрузки от изгиба и нормальной силы, а также взаимодействие при кручении, изгибе, нормальной силе и сдвиге.

Расчет продольной арматуры, метод диапазона эквивалентных напряжений по разрушению по 6.8.5 (3)

γF,fat×σs,equ(N*)σRsk(N*)/γs,fat

Диапазоны эквивалентных напряжений разрушения для N* циклов нагрузок должны быть меньше допустимых диапазонов напряжений для N* циклов нагрузок по кривым SN.

Линия Вёлера

Расчет на сдвиг выполняется с арматурой и без нее. Для расчета без поперечной арматуры необходимо выполнить следующее условие.

Расчет на сдвиг без армирования по по 6.8.7 (4)

VEd,min / VEd,max  0  VEd,maxVRd,c 0,5 + 0,45 VEd,minVRd,c0,9 bis C50/60 0,8 ab C55/67VEd,min / VEd,max < 0VEd, maxVRd,c  0,5 - VEd,minVRd,c

В случае расчета с поперечной арматурой диапазон напряжений поперечной силы не должен превышать диапазоны эквивалентных напряжений разрушения в соответствии с кривой SN, указанные в нормативе.

Расчет на сдвиг с арматурой, метод диапазона эквивалентных напряжений по разрушению по по 6.8.5 (3)

σSw,equ(N*)=VEd,max-VEd,min×tan(θfat)asw,VEd×d×0,9σSw,Rsk(N*)=0,35+0,026×ds,w,mds,w×σRsk(N*)ηSw=γF,fat×σSw,equ(N*)σSw,Rsk(N*)γs.fat

Расчетные проверки сжимающих напряжений бетона и сжатых диагоналей бетона должны соответствовать следующему условию. Сжимающие напряжения бетона определяются по изгибающим и осевым силам, а напряжения сжатых диагоналей бетона - по поперечным и скручивающим силам.

Расчётная проверка на сжимающее напряжение бетона и сжатую диагональ бетона, метод повреждения, диапазон эквивалентных напряжений по 6.8.7

Ecd,max,equ+0,431-Requ1Requ=Ecd,min,equ/Ecd,max,equEcd,min,equ=σcd,min,equ/fcd,fatEcd,max,equ=σcd,max,equ/fcd,fat

Модификация метода диапазона эквивалентных напряжений повреждения

В расчетных конфигурациях можно вручную настроить следующие параметры. Они влияют на диапазон напряжений.

  • Поправочный коэффициент λs

Данный эквивалентный коэффициент разрушения для усталости основан на конструкции моста по норме EN 1992-2, NN.2.1 и NN.3.1. Коэффициент увеличивает диапазон напряжений при действии нагрузки. Данный коэффициент учитывает интенсивность движения, срок службы и пролет несущих элементов, а также количество полос движения, тип движения и шероховатость поверхности.

  • Спецификация циклов нагрузок

Количество циклов влияет на диапазон допустимых характерных напряжений по кривым SN согласно таблице 6.3N.

Заключение

Расчет на усталость позволяет учесть разницу напряжений из-за изменений нагрузок и эффекты ослабления материала из-за большого количества нагрузок. Для обоих упомянутых выше методов расчета, имеется два варианта упрощенного расчета на усталость.

Примечания

Расчетная проверка на усталость выполняется с помощью экстремальных значений одного или нескольких расчетных сочетаний. Таким образом, для расчета необходимо создать хотя бы одно расчетное сочетание.

Автор

Dipl.-Ing. (FH) Richard Haase

Dipl.-Ing. (FH) Richard Haase

Ключевые слова

Усталость Бетон Железобетон Циклический Линия Вёлера

Добавить комментарий...

Добавить комментарий...

Контакты

Связаться с Dlubal

У вас есть дополнительные вопросы или вам нужен совет? Свяжитесь с нами по телефону, электронной почте, в чате или на форуме, или выполните поиск по странице часто задаваемых вопросов, доступной круглосуточно и без выходных.

+49 9673 9203 0

[email protected]

Расчёт массивных сечений RSECTION в RFEM 6

Вебинар 14. сентября 2023 14:00 - 15:00 CEST

RFEM 6

Concrete Design for RFEM 6

расчет

Аддон Расчёт железобетонных конструкций позволяет выполнять различные расчётные проверки по нормативам различных стран. С его помощью можно рассчитывать стержни, поверхности и колонны, а также выполнять расчёт на продавливание и определение деформаций.

Цена первой лицензии
2 850,00 EUR
RSTAB 9

Concrete Design for RSTAB 9

расчет

Аддон Расчёт железобетонных конструкций позволяет выполнять различные расчётные проверки стержней и колонн по нормативам различных стран.

Цена первой лицензии
2 850,00 EUR