Расчет железобетонной балки автодорожного пролетного строения

В предыдущих статьях (часть 1 и часть 2) мы рассмотрели алгоритм действий для создания и нагружения расчетной модели железобетонного автодорожного пролетного строения. В этой части рассмотрим возможности ПАРИС по заданию армирования главных балок и их расчету в соответствии с СП 35.13330.2011. Армирование будет соответствовать типовому проекту серии 3.503.1-73 полной длиной 18,0 м.

В начале перейдем на вкладку ленты «Свойства» - «Новый материал». Нам потребуется два класса арматуры: А300 – для продольной рабочей арматуры, и А240 – для поперечного армирования хомутами. Задание материалов для армирования показано на рисунке 1.

Далее для каждой балки пролетного строения создадим группу элементов через вкладку «Геометрия» - «Группы геометрии». Добавим в группу соответствующие элементы расчетной модели (рисунок 2).

Все подготовительные операции выполнены. Перейдем к непосредственному заданию армирования главных балок. Во вкладке «Свойства» – «Продольное армирование» откроем окно задания нового армирования. Введем название группы арматуры и через выпадающие списки «Группы» и «Узел привязки» определим расположение арматуры в группе элементов. В список групп попадают только те группы, в которых элементы образуют непрерывную разомкнутую полилинию. Узлом привязки может быть один из крайних узлов такой полилинии.

Общие параметры для всех рядов арматуры:

1. Материал – А300;
2. Способ армирования – по линии;
3. Точка привязки – 4;
4. Диаметр стержня – для нижней арматуры 32 мм, для верхней 16 мм;
5. Количество стержней в пучке – 1;
6. Количество пучков – 2;
7. Шаг пучков – 70 мм;
8. Смещение по Y – 45 мм;
9. Угол наклона к продольной оси балки – 0º.

Параметры арматуры ряда 1 приведены на рисунке 3. В соответствии с типовым проектом в расчетную модель арматурные стержни введены с учетом отгибов и проектных углов наклона. Каждое изменение угла наклона профиля арматуры задается новым участком. Для удобства параметры групп продольной арматуры балки №1, зависящие от ряда арматуры, приведены в Таблице 1. После ввода всех параметров группы арматуры нажмем кнопку «Применить» для добавления армирования в расчетную модель.

Таблица 1. Параметры продольной арматуры

Примечание. В числителе участков указана длина (мм), в знаменателе - угол наклона (град)

Фасад балки с отображением продольного армирования показан на рисунке 4.

Для создания продольной арматуры в остальных балках воспользуемся функцией копирования арматуры, доступной в контекстном меню групп арматуры «Обозревателя модели». Выделим необходимые группы арматуры, вызовем контекстное меню, нажав правую кнопку мыши, и выберем балку, в которую производится копирование. Команда копирования арматуры показана на рисунке 5.

Перейдем к заданию поперечного армирования в балке №1. Для этого воспользуемся вкладкой «Свойства» – «Поперечное армирование». Задание поперечной арматуры, в целом, аналогично заданию продольной, но есть несколько отличий:

1. отсутствует параметр «Способ армирования», который в продольной арматуре отвечает за расположение группы в поперечном сечении (по линии или по радиусу);
2. участки поперечного армирования располагаются в сечении балки, а не по ее длине, как участки продольной арматуры;
3. количество «Пучков в группе» определяет количество хомутов по длине балки;
4. параметр «Замкнуть» автоматически создает участок, который соединяет первую точку первого участка с последней точкой последнего участка.

Параметры задания участков поперечной арматуры показаны на рисунке 6.

По длине балки предусмотрено пять групп поперечного армирования:

1. Группы №1 и №5 – сдвоенные хомуты с шагом 100 мм;
2. Группы №2 и №4 – хомуты с шагом 100 мм;
3. Группа №3 – хомуты с шагом 200 мм.

Общие для всех групп параметры:

1. Материал – сталь арматурная класса А240;
2. Точка привязки – 4;
3. Диаметр – 8 мм;
4. Отступ по оси Y – 25 мм;
5. Отступ по оси Z – 25 мм.

Параметры задания групп поперечного армирования приведены в Таблице 2. Копирование поперечного армирования в остальные балки также выполняется копированием через Обозреватель модели, с помощью выделения групп поперечной арматуры и выбор из выпадающего списки балки, в которую производится копирование.

Таблица 2. Параметры поперечной арматуры

Фасад балки с расположением арматуры представлен на рисунках 7 и 8.

Создание модели завершено, перейдем к расчету и анализу результатов. Для расчета нажмем клавишу F5 или вкладкой «Модель» – «Рассчитать». После завершения расчета откроем вкладку ленты «Результаты».

Перед тем как вывести на экран эпюры изгибающих моментов в балках пролетного строения скроем остальные элементы: в «Обозревателе модели» выделим все группы балок и через контекстное меню активируем команду «Показать» (рисунок 9).

На вкладке «Результаты» выберем команду «Внутренние усилия» – «Эпюры усилий в стержнях» и в открывшемся окне зададим параметры:

1. Вариант загружения – Огибающая эпюра (максимум);
2. Величина – My;
3. Способ отображения эпюр – заливка.

Включаем отображение значений в стержнях и видим, что наиболее нагруженный элемент – №195. Эпюры изгибающих моментов показаны на рисунке 10.

Переходим во вкладку «Проверки», выбираем «Ж. б. сечение» – «Нормальное сечение». Для проверки наиболее нагруженного элемента в открывшемся окне на вкладке «Сечение» укажем номер элемента и позицию для определения внутренних усилий от внешних нагрузок. При указании номера элемента его сечение автоматически загружается в окно проверок. При необходимости параметры сечения можно изменить и активировать команду «Пересчитать сечение» для применения изменений.

Армирование сечения возможно задать двумя способами: самостоятельно указав группы стержней или же через автозаполнение данными об арматуре, которая уже расположена в модели. В нашей модели арматура уже задана, поэтому воспользуемся командой «Заполнить» и при необходимости отредактируем характеристики групп арматуры. Параметры ж.б. сечения для выполнения проверки приведены на рисунке 11.

Далее переходим во вкладку «Параметры расчета»:

1. Учет внутренних усилий – только изгибающий момент;
2. Учет расчетных случаев – Прочность/устойчивость;
3. Тип моста – автодорожный.

Расчетные характеристики материалов арматуры и бетона заполняются автоматически. Также возможна редакция коэффициентов условий работы (рисунок 12).

После нажатия кнопки Рассчитать, в окне проверки появится еще одна вкладка – «Результаты», переход на которую осуществляется автоматически, с таблицей результатов (названием проверки и коэффициентом использования). Для сохранения отчета по проверке выделим строку таблицы и воспользуемся командой Отчет. Также возможно сразу открыть сохраненный отчет.

Рассмотрим проверку наклонного сечения в приопорной зоне балки. Для этого найдем наиболее нагруженный элемент при действии поперечных сил. На вкладке «Результаты» выберем команду «Внутренние усилия» – «Эпюры усилий в стержнях» и в открывшемся окне зададим параметры:

1. Вариант загружения – Огибающая эпюра (максимум);
2. Величина – Qy;
3. Способ отображения эпюр – штриховка.

Включаем отображение значений в стержнях и видим, что наиболее нагруженный элемент – №327. Эпюры поперечных сил показаны на рисунке 13.

Выберем «Ж. б. сечение» – «Наклонное сечение». В открывшемся окне на вкладке «Группа» укажем группу элементов для расчета – «Балка 6» (содержит элемент №327). В список групп попадают только те группы, которые представляют собой незамкнутую полилинию. После выбора группы в окне предварительного просмотра отображаются элементы группы с армированием, а таблица армирования заполняется автоматически.

В списке узлов группы выберем узел, от которого будет выполняться итерационный расчет по образованию наклонной трещины – №6. Направление развития трещины может быть вправо или влево. Это актуально для проверки неразрезных балок или несимметричных эпюр. Предварительное отображение наклонной трещины, проведенной по умолчанию под 45 градусов от выбранного узла в выбранном направлении, отображается в окне предварительного просмотра (рисунок 14).

Далее переходим во вкладку «Параметры расчета»:

1. Тип моста – автодорожный;
2. Расчетные характеристики материала – В25;
3. Параметры наклонной трещины (минимальный и максимальный углы наклона трещины к горизонтали, шаг итерирования угла) оставим по умолчанию.

Расчетные характеристики бетона заполняются автоматически. Также возможна редакция коэффициентов условий работы.

После нажатия кнопки Рассчитать, в окне проверки появится еще одна вкладка – «Результаты», переход на которую осуществляется автоматически, с таблицей результатов (названием проверки и коэффициентом использования). После выполнения расчета положение наклонной трещины в окне предварительного просмотра будет соответствовать расчетному. Для сохранения отчета по проверке выделим строку таблицы и воспользуемся командой Отчет. Также возможно сразу открыть сохраненный отчет.

Скачать материалы статьи