Железобетонные конструкции требуют проверок как общей, так и местной устойчивости. Хотя большинство современных программ способны выполнять такие расчёты, метод проверки и уровень прозрачности вычислений существенно различаются. Ниже приведён краткий обзор типовой проверки устойчивости, а затем сравнение ETABS и RFEM 6.
Общая устойчивость
Общая устойчивость, как правило, учитывается путём включения эффекта P–Δ в расчёт конструкции после снижения жёсткости элементов конструкции для учёта трещинообразования.
Согласно ACI 318, обычно используются следующие коэффициенты снижения жёсткости:
| 0,70 | колонны |
| 0,35 | балки |
| 0,25 | плиты |
При расчёте общей устойчивости снижение жёсткости вследствие ползучести часто принимается равным нулю, поскольку боковые нагрузки, как правило, являются кратковременными.
Местная устойчивость
После завершения общего расчёта необходимо дополнительно проверить местную устойчивость, особенно для колонн. В ACI 318 этот вопрос рассматривается с помощью метода увеличения моментов через коэффициент βdns, который в основном зависит от внутренних усилий, действующих на колонну, и эффективной изгибной жёсткости (EI) элемента.
ACI 318-19 (6.6.4.4.4) предлагает три подхода к оценке эффективной жёсткости с учётом трещин:
- Метод а) учитывается только бетонное сечение
- Метод б) учитываются и бетон, и арматура
- Метод в) учитываются арматура и приложенная нагрузка
Во всех методах влияние ползучести на жёсткость учитывается через коэффициент βdns.
Пример
Ниже сравниваются результаты расчёта из ETABS и RFEM 6 на простой модели железобетонной колонны.
Параметры
| Сечение колонны | 1,0 м × 1,0 м |
| Длина | 8,5 м (направление X: защемление–свободный конец, направление Y: защемление–шарнир) |
| Прочность бетона | f'c = 40 МПа |
| Коэффициент армирования | 1% |
| Продольная сила | 10 000 кН |
| Момент вокруг оси X | 3000 кНм |
Результаты ETABS
→ при расчёте колонны внутренне используется метод а)
согласно результатам:
- dns = 4,33 → значительно больше предельного значения ACI, равного 1,4
- колонна считается небезопасной
- коэффициент использования составляет 1,14
Результаты RFEM
→ при расчёте колонны внутренне используется метод в)
согласно результатам:
- dns = 1,39 → меньше предельного значения ACI, равного 1,4
- колонна считается безопасной
- коэффициент использования составляет 0,94
Примечания
Одним из ключевых преимуществ RFEM 6 является подробный расчётный отчёт, обеспечивающий необходимую прозрачность, которая позволяет инженерам уверенно проверять принятые допущения и ясно понимать определяющие расчётные параметры.