Материалы для армирования колонны

Материалы для армирования стержневых конечных элементов задаются в специальном диалоговом окне ЛИРА САПР.

При задании материалов для колонн следует руководствоваться следующими подсказками (из справочной системы ЛИРЫ-САПР).

Тип Стержень

Для подбора армирования колонн, следует назначить соответствующим конечным элементам материалы для расчёта Тип: СТЕРЖЕНЬ.

В диалоговом окне настраиваются следующие параметры:

Вид расчета

Для определения армирования в стержневых элементах расчетной схемы используется модуль армирования: СТЕРЖЕНЬ. Из предложенного списка выбирается вид расчета стержневого элемента, который определяет дополнительные параметры для этого модуля армирования:

– Стержень (общий случай) – арматура в сечении будет подобрана без учета всех конструктивных особенностей. Этот вид позволяет получить несимметричное армирование сразу относительно обеих (Y1 и Z1) осей. При выборе данного пункта будет недоступен флажок «Учитывать конструктивные требования»;

– Балка – арматура в сечении будет подобрана без учета сжимающего усилия;

– Колонна или Колонна рядовая – арматура в сечении будет подобрана с учетом гибкости в двух направлениях;

– Колонна первого этажа (опорное сечение, для норм СНиП 2.03.01-84*, ТСН-100, ДСТУ 3760-98, СНиП 52-01-2003, СП 63.13330.2012) – арматура в сечении будет подобрана с учетом наличия заделки в фундаменты.

– Пилон – арматура в сечении будет подобрана только вдоль граней большего размера (реализовано только для прямоугольного сечения).

Армирование

Из предложенного списка выбирается тип армирования стержней:

– симметричное армирование;

– несимметричное армирование;

– симметричное и несимметричное армирование.

Тип армирования определяет способ расположения арматуры в сечении.

Как правило, для балок назначается несимметричное армирование относительно горизонтальной оси сечения, а для колонн – симметричное. Поскольку в колоннах изгибающие моменты обусловлены, главным образом, знакопеременными воздействиями, несимметричное армирование колонн может быть оправдано при наличии значительных местных горизонтальных нагрузок (например, давление грунта) или значительных крановых нагрузок.

Система

Из предложенного списка выбирается признак статической определимости расчетной схемы:

– статически неопределимая система;

– статически определимая система.

Определимость системы влияет на величину эксцентриситета при подборе продольной арматуры во внецентренно сжатых элементах.

Точность на стадии предварительного и основного расчета

В полях задаются относительные величины наращивания площади арматуры на одном шаге итерации при предварительном и основном расчетах, которые определяют точность и скорость подбора продольной арматуры в сечениях стержневых элементов.

Максимальный процент армирования

Задается максимальный процент армирования, в пределах которого подбирается продольная арматура. При превышении максимально допустимого процента армирования в результатах будет выдано соответствующее сообщение. Для стержневых элементов минимальный процент армирования принимается в соответствии с разделом «Конструктивные требования» выбранных норм, если задано условие учета конструктивных требований.

Максимальный процент армирования устанавливается на основании требований норм См. СП 52-103-2007 п.7.2.

Учитывать конструктивные требования

Отсутствие отметки позволяет подбирать площадь продольной арматуры без учета конструктивных требований выбранных норм.

Выделять угловые арматурные стержни

Для стержневых элементов выбирается алгоритм подбора продольной арматуры:

– с выделением угловых стержней;

– без выделения угловых стержней (величина площади продольной арматуры выдается вдоль граней сечения).

Алгоритм подбора продольной арматуры с выделением угловых стержней обеспечивает приоритетное наращивание площади арматуры в угловых зонах, так как угловые стержни воспринимают изгибающие моменты обоих направлений. По сравнению с алгоритмом распределенной арматуры этот подход, как правило, позволяет уменьшить требуемую площадь арматурных стержней.

При подборе арматуры для стержневых элементов рекомендуется отдавать предпочтение алгоритму с выделением угловых стержней (в пределах установленного пользователем ограничения на максимальный диаметр арматуры). Такой подход обусловлен тем, что угловые стержни способны наиболее эффективно воспринимать изгибающие моменты разных направлений. Например, при проверке внецентренно сжатого стержня из плоскости действия основного момента в подавляющем большинстве случаев оказывается достаточным площади угловых стержней, подобранных при расчете в плоскости действия основного момента. Кроме этого, угловые стержни, как правило, устанавливаются по условиям конструирования железобетонного элемента. При проектировании колонн не рекомендуется ограничивать сортамент арматуры, т.к. по алгоритму не будет возможности расположить в углах стержни большого диаметра, что представляется наиболее целесообразным. При подборе арматуры с приоритетом угловых стержней в таблице результатов площади угловых стержней будут выведены в графах AU1, AU2, AU3, AU4, а в графах AS1, AS2, AS3, AS4 – площади арматуры, за исключением площадей угловых стержней.

Расчет по предельным состояниям II группы

Устанавливается признак расчета по второму предельному состоянию – расчет по раскрытию трещин. При установленном признаке расчета по второму предельному состоянию задаются предельные величины ширины трещин продолжительного и непродолжительного раскрытия (задаются в миллиметрах). Для стержневых элементов задается диаметр или шаг продольных арматурных стержней, используемых при расчете по раскрытию трещин (выбираются из предложенных списков).

Для стержневых элементов следует выбрать диаметр, т.к. это значение будет использоваться при подборе арматуры по трещиностойкости

Длина элемента, Расчетные длины

Для учета гибкости элемента задаются расчетные длины или коэффициенты расчетных длин в двух направлениях. Для этого необходимо выбрать признак ввода расчетных длин или коэффициентов расчетной длины. Если задаются коэффициенты, то расчетная длина элемента определяется по формуле Lf = K·L (где Lf – расчетная длина элемента, K – коэффициент расчетной длины, L – длина элемента). Коэффициенты расчетных длин зависят от характера закреплений по концам элемента и характеризуют его деформированное состояние в плоскостях XOZ и YOZ. Для стандартных видов закреплений приведены примеры определения расчетных длин с учетом необходимых коэффициентов:

Величина коэффициентов расчетной длины не ограничивается.

Для определения расчетной длины стержня с учетом коэффициентов необходимо знать полную длину элемента (например, колонна между перекрытиями разбита на несколько конечных элементов). Для этого в поле Длина элемента нужно задавать полную длину элемента. Если задан 0, то в расчете будет взята длина конечного элемента расчетной схемы.

Внимание! Если расчетная длина по какому-либо направлению не задана (равна нулю), то подбор арматуры в соответствующей плоскости осуществляется без учета сжимающего продольного усилия.

Расчет с учетом совместной работы Mkr, M, Q (для СНиП 52-01-2003 и СП 63.13330.2012)

СП 52-101-2003 к СНиП 52-01-2003, а также СП 63.13330.2012 требуют выполнять расчет по прочности на совместное действие крутящего и изгибающего моментов (пункты 6.2.39 и 6.2.40 СП 52-101-2003, а также пункты 8.1.39 и 8.1.40 СП 63.13330.2012) и расчет по прочности на совместное действие крутящего момента и поперечной силы (пункты 6.2.41 и 6.2.42 СП 52-101-2003, а также пункты 8.1.41 и 8.1.42 СП 63.13330.2012). Это приводит к значительному увеличению площади арматуры. Если этот признак не выбран, то площади арматуры от кручения и по прочности определяются отдельно (без взаимного влияния).

Учитывать многоконтурность (для СП 63.13330.2012)

Для сложных форм сечений стержней (тавр, двутавр, уголок, крест) при выборе норм СП 63.13330.2012 можно учесть совместное действие крутящего момента и поперечной силы для каждой прямоугольной составляющей контура сечения.

Учет поправки к п.3.52 Пособия к СП 52-101-2003

Этот признак позволяет учесть поправку к п. 3.52 «Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003)», согласно которой значение продольной силы Nb допускается принимать равным

Nb = Rb·A + Rsc·As,tot

где As,tot – площадь сечения всей арматуры,

Rsc – не более 400 Мпа (4080 кгс/см2).

Привязка центра тяжести арматуры

Задаются величины привязки центра тяжести арматуры к нижней, верхней и боковой грани сечения элемента.

Внимание! При вычислении величины привязки необходимо учитывать предполагаемую рядность размещения арматуры.

Для колонн рекомендуется предварительно задавать привязку ц.т. 5 см. При задании привязки ц.т. арматуры, соблюдать требования по минимальному защитному слою см. СП 63.13330.2012 п.10.3.2, табл. 10.1.