Подбор площади сечения продольной арматуры осуществляется по направлениям OX и OY из условий прочности и обеспечения минимума суммарного расхода арматуры. Исходя из максимальных усилий, действующих в направлениях координатных осей, вычисляются максимальные площади сечения арматуры в каждом направлении как для изгибаемого элемента. Проверяются условия прочности и, в случае необходимости, площадь сечения арматуры увеличивается. Выбор условий прочности осуществляется в зависимости от положения расчетного сечения (сжатая грань вверху или внизу) и от схемы расположения трещин (условия прочности приняты по книге Н.И. Карпенко Теория деформации железобетона с трещинами, М., Стройиздат, 1976 г.). Полученные площади принимаются в качестве начального приближения. Для последующих приближений используется алгоритм координатного спуска с отталкиванием, разработанный для многомерных задач с большим числом ограничений:
- назначается шаг движения d по площади арматуры (25% от максимальной из начальных площадей);
- проверяются условия прочности для всех расчетных сочетаний усилий;
- если прочность по всем сочетаниям усилий обеспечена, то площадь f(i) арматуры (i — номер арматуры) уменьшается и принимается не менее минимального значения d (выполняется спуск по i координате);
- если при каком-то сочетании усилий прочность не обеспечена, то f(i) увеличивается на d (возврат к арматуре, при которой прочность обеспечена) и уменьшается площадь следующей арматуры;
- если при движении исчерпаны все направления спуска (i > 4), т.е. нельзя выполнить спуск ни по одной из координат, то выполняется отталкивание от границы, с увеличением площади арматуры на d, и повторяется подбор по предыдущим пунктам;
- если исчерпаны все направления отталкивания (j > 4) и нельзя выполнить спуск ни по одной из координат, то шаг движения d уменьшается вдвое;
- процесс прекращается при d < 10% от начального значения. При этом точность подбора минимального сечения арматуры составляет 2-3% от начального приближения.
При построении алгоритма подбора арматуры учитывается, что область допустимых решений является выпуклой, то есть из любой точки такой области при увеличении f(i) попадаем в допустимую область. Такой метод подбора оптимальной арматуры сопоставим с методом, который описан A.Capra.
Далее выполняется расчет по образованию трещин. Ширина раскрытия трещин определяется в соответствии со СНиП 2.03.01‑84. Выполняется проверка требований по ограничению ширины раскрытия нормальных трещинпоочередно для всех сочетаний усилий. Если для i-го сочетания усилий ширина непродолжительного или продолжительного раскрытия трещин превышает допустимое значение, то площадь сечения арматуры в направлении, соответствующем углу α < 40 градусов (где α – угол между трещиной и осью) увеличивается с шагом 5%. После того как требования по ограничению ширины для i-го сочетания удовлетворены, проверяются следующие сочетания усилий.
Для рассматриваемого конечного элемента подбор продольной арматуры прекращается, и он помечается на схеме расчетного армирования как имеющий ошибку (О) только в том случае, если превышен максимальный процент армирования (50%). Минимальная площадь сечения продольной арматуры по каждому направлению определяется в зависимости от толщины плиты h как 0,05*h на один погонный метр сечения плиты.
Подбор поперечной арматуры выполняется исходя из условий прочности по перерезывающей силе как для одноосного напряженного состояния раздельно для каждого из направлений OX и OY по усилиям Qx, Qy в соответствии с пп. 3.30, 3.31 СНиП 2.03.01‑84.
При невыполнении условия (72) СНиП 2.03.01‑84 для рассматриваемого конечного элемента подбор поперечной арматуры прекращается, и он помечается на схеме расчетного армирования как имеющий ошибку (О). При вычислении усилия в хомутах на единицу длины элемента в пределах наклонного сечения qsw определяется набор значений qswi для каждого значения длины проекции наклонной трещины на продольную ось элемента c0i — c0i уменьшается на 10% в пределах 2*h0…h0. Искомое qsw выбирается из всех полученных qswi как максимальное значение. По формуле (81) СНиП 2.03.01‑84определяется площадь сечения хомутов, расположенных в одной нормальной к продольной оси элемента плоскости, пересекающей наклонное сечение Asw. Расчетный шаг поперечной арматуры s в этой формуле принят равным 1 метру.
Конструирование плиты сварными сетками и отдельными стержнями выполняется для прямоугольных зон раскладки указанных пользователем. Направления осей координат зоны раскладки могут отличаться от направления глобальных осей. При этом расчетные сочетания усилий приводятся к новым направлениям координат.
Значения продольной арматуры приведены в см2 на 1 погонный метр сечения плиты, поперечной — в см2 на 1 погонный метр сечения плиты при расчетном шаге 1 метр. Ширина кратковременного и длительного раскрытия трещин не приводится.
Под «многопролетностью плиты» будем понимать особый режим расчета. При установке этого режима (см. 6.3.10.7 ниже) моделируются следующие варианты загружения плиты временными нагрузками — сплошное загружение заданной нагрузкой и частичные загружения больших треугольников расчетной схемы. Варианты загружений рассматриваются при поиске невыгодных сочетаний усилий для определения расчетного армирования.
Для учета многопролетности в плите выделяются области — большие треугольники. Вершины этих треугольников — характерные точки плиты: узлы контура плиты, узлы контура отверстий, центры колонн, крайние точки балок и стен. Малыми треугольниками будем называть конечные элементы (КЭ) плиты.
Рис. 7 Большие и малые треугольники
При наличии временной нагрузки и включенном признаке учета многопролетности плиты большие треугольники поочередно загружаются временной нагрузкой и от этих загружений определяются расчетные сочетания усилий в малых треугольниках. Если признак многопролетности отключен, то в этом случае вся временная нагрузка учитывается в одном загружении.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.