3.20. Расчет конструкций с элементами из предварительно напряженного железобетона

Программа позволяет включать в расчетную схему железобетонные балочные элементы с преднапрягаемой арматурой. Чтобы включить такой элемент в расчет, его надо предварительно создать в Редакторе сечений. Войдите в редактор сечений.

Выберите режим формирования произвольных сечений.

Нарисуйте контур железобетонного сечения и задайте его размеры. После этого выберите на панели инструментов пиктограмму задания арматуры

и прикрепите арматуру к сечению (см. п.Формирование произвольных сечений).

Запомните сформированное сечение в базу ()

Перейдите в Графический редактор и прикрепите железобетонные сечения к соответствующим линия скелетона по общим правилам, как обычный балочный элемент или элемент упругой связи , загрузив его из базы стержневых сечений. Если вы хотите, чтобы программа посчитала напряжения не только в угловых точках бетонной части сечения, но и в арматурных плетях, зафиксируйте мигающие линии на соответствующих арматурных плетях. Для этого подведите локатор к мигающей линии и щелкните по левой клавише мыши - мигание прекратится. Чтобы снять пометку с арматурной плети, щелкните по линии еще раз – линия снова начнет мигать.

Если формируемый элемент объявлен как элемент упругой связи, то помечать арматурные плети для вычисления в них напряжений нет необходимости – для упругих связей напряжение в бетоне и арматуре вычисляется в обязательном порядке автоматически.

Если вы хотите задать преднапряжение в арматуре, откройте панель Свойств элементов (Инструменты/Свойства элементов), выберите в списке групп элементов соответствующую жесткость – под окном свойств элементов станет активной кнопка Натяжение.

Щелкните на этой кнопке по левой клавише мыши – откроется панель задания предварительного натяжения арматуры

Подведите локатор к арматурной плети, натяжение которой вы хотите задать – подсветка плети изменит свой вид – и щелкните по левой клавише мыши. В открывшееся окно введите значение предварительного натяжения арматуры. Имейте в виду, введенное значение натяжения прикладывается к каждой отдельной проволоке выбранной арматурной плети. Если вы хотите задать сразу для всех арматурных плетей одинаковое натяжение, щелкните по кнопке . В результате введенное значение будет применено сразу ко всем арматурным плетям.

Если формируемый элемент объявлен как упругая связь, то заданное натяжения для одной из арматурных плетей будет автоматически переноситься и на все остальные.

Выберите тип предварительного натяжения. В левом нижнем углу панели расположены две пиктограммы. Выбор пиктограммы обозначает натяжение на бетон, пиктограммы - натяжение на упоры.

Установите на панели свойств материал. Характеристики материала задаются как для чистого бетона (если вы загружаете свойства материала из базы материалов, то бетоны находятся в конце списка). Если вы предполагаете выполнять динамические расчеты или прикладывать к данным элементам нагрузку типа Собственный вес, то для более точного расчета необходимо откорректировать параметр Плотность материала для используемой для этих элементов группы материалов. Приведенную плотность следует пересчитать по формуле

где А₀ – полная площадь железобетонного сечения, А_a – общая площадь арматуры в сечении, A – приведенная площадь сечения (это значение можно взять из списка параметров элемента), m – отношение плотности материала арматуры к плотности бетона, r_б – плотность бетона. Чтобы не вычислять полную площадь железобетонного сечения А₀, можно воспользоваться более удобной формулой

где n - отношение модуля упругости материала арматуры к модулю упругости бетона.

После выполнения расчета в режиме просмотре результатов для каждого железобетонного элемента будут выданы напряжения в заданных точках бетонного сечения и для заданных арматурных плетей, например

Если арматурная плеть включает в себя несколько проволок, то напряжение выдается для самой напряженной по абсолютной величине проволоки.

Следует иметь в виду, что изображение сечения на панели результатов всегда представляется в его локальной правосторонней системе координат (локальная ось x стержня направлена от наблюдателя). Поэтому иногда бывает трудно сообразить, как же на самом деле сориентировано сечение. Чтобы облегчить восприятие, включите на панели инструментов пиктограмму отображения сечений и наведите локатор на тестируемое сечение – программа в наглядной форме покажет, как на самом деле расположены контрольные точки вашего сечения.

Если для тестируемого сечения задано преднапряжение арматуры, то для каждого отдельного загружения значения напряжений в бетоне и арматуре будут выданы с учетом преднапряжения. Если результаты запрашиваются для какой-то комбинации загружений, то дополнительные напряжения в бетоне и арматуре от преднаряжения арматуры учитываются только один раз. Т.е., независимо от того сколько загружений вошли в комбинацию и с какими коэффициентами, корректирующие напряжения от предварительного натяжения арматуры учитываются только один раз и с коэффициентом 1.

Аналогично, при расчете комбинаций загружений (режим Комбинации), если есть преднапряжение, результаты выдаются с учетом этого преднапряжения. Напряжения в бетоне могут быть включены в расчет как один из расчетных факторов. Напряжения в арматуре выдаются только как соответствующие параметры (т.е. они не могут быть использованы в качестве расчетных факторов).

При формировании отчета напряжения в арматуре на печать не выводятся. Если в каких-то элементах задано предварительное натяжение арматуры, то при печати напряжений по отдельным загружениям, напряжения в бетоне выводятся без учета поправки на предварительное натяжение арматуры. При печати результатов по комбинациям загружений, напряжения в бетоне выдаются с учетом предварительного натяжения.

При расчетах на устойчивость полученное значение коэффициента запаса не распространяется на усилия от предварительное натяжение арматуры. Также при динамических расчетах, если задается расчетная комбинация статических загружений, предварительное натяжение всегда вводится в расчет с коэффициентом 1 (см. п.Особенности расчета конструкций, содержащих элементы предварительно напряженных тяг