ДБН В.2.6-98:2009. Бетонні та залізобетонні конструкції

1.3 Характеристики бетону

У характеристиках бетону задається клас бетону за міцністю на стиск згідно з п. 3.1.1.3 ДБН В.2.6-98:2009 та діаграма стану бетону. Є можливість задати коефіцієнти до міцності бетону. За замовчуванням встановлено рекомендовані значення для вибраного нормативного документа.

Для збільшення моментів з урахуванням ефектів другого роду позацентрово стиснутих стержневих елементах, задаються випадкові ексцентриситети. Величини мінімальних випадкових ексцентриситетів обчислюються програмою автоматично.

Наповнювач

Вибирається зі списку (силікатний, карбонатний). За п. 3.2.1.1 (4) ДСТУ-Н Б EN 1992-1-2:2012 "Розрахунок конструкцій на вогнестійкість" вид заповнювача – силікатний (граніти, сієніти, діорити) чи карбонатний (вапняки, що містять не менше 80% від ваги карбонатної складової бетону), визначає діаграму "напруження-деформація" за підвищених температур, див. табл. 3.1.

Діаграма напруження-деформація

За розрахункову діаграму стану стиснутого бетону, що визначає зв'язок між напруженнями і відносними деформаціями, вибирається криволінійна чи дволінійна діаграма (п. 3.1.4.1 та 3.1.6.1 ДБН В.2.6-98:2009).

Відносна вологість повітря

Задається вологість навколишнього середовища (%) для визначення коефіцієнта повзучості і відносної деформації бетону при тривалій дії навантаження (п. 3.1.3.6 та 3.1.3.8 ДСТУ Б В.2.6-156:2010).

Коефіцієнт α_cс врахування тривалості дії навантажень (стиск)

Задається коефіцієнт врахування тривалості дії навантажень при стиску бетону (п. 3.1.2.2 ДСТУ Б В.2.6-156:2010). Діапазон допустимих значень 0.1...1.

Коефіцієнт α_ct врахування тривалості дії навантажень (розтяг)

Задається коефіцієнт врахування тривалості дії навантажень при розтягу бетону (п. 3.1.2.4 ДСТУ Б В.2.6-156:2010). Діапазон допустимих значень 0.1...1.

Коефіцієнт γ_c2 врахування руйнування бетонних конструкцій

Задається коефіцієнт врахування руйнування бетонних конструкцій (п. 3.1.2.5 ДСТУ Б В.2.6-156:2010).

Коефіцієнт γ_c3 для конструкцій що бетонуються у вертикальному положенні

Задається коефіцієнт для конструкцій, що бетонуються у вертикальному положенні (п. 3.1.2.5 ДСТУ Б В.2.6-156:2010).

Граничне значення параметра γ (табл. 6.12 ДБН В.1.1-12:2014)

Задається граничне допустиме значення параметра γ для залізобетонних конструкцій (табл. 6.12 до п. 6.5.3 ДБН В.1.1-12:2014 "Будівництво в сейсмічних районах України").

Випадкові ексцентриситети

Задаються випадкові ексцентриситети в двох напрямках перерізу в площинах X1OZ1 (EY, момент My) та X1OY1 (EZ, момент Mz). В розрахунку для статично невизначених систем буде прийняте більше зі значень ексцентриситетів: заданий користувачем, розрахунковий чи випадковий (більший з результатів – 1/30 розміру перерізу чи 1/600 довжини елемента). Для статично визначених систем ексцентриситет обчислюється як сума випадкового і більшого із значень розрахункового чи заданого користувачем (п. 5.2.5 ДБН В.2.6-98:2009).

Уточнювати схему утворення тріщин

Обирається гілка розрахунку з поправками, які дозволяють підбирати арматуру в зонах, де класична теорія розкриття тріщин Карпенка не армує пластини.

Таблиця розрахункових характеристик.

Для обраного класу бетону відображаються нормативні та розрахункові характеристики:

• E_cm - модуль пружності;
• f_ck - характеристична циліндрична міцність бетону на стиск у віці 28 діб;
• f_ck_cube – характеристична кубикова міцність бетону на стиск у віці 28 діб;
• f_cm - середнє значення циліндричної міцності бетону на стиск;
• f_ctm – Середнє значення міцності бетону осьовому розтягу;
• f_ctk_005 - характеристична міцність бетону осьовому розтягу;
• (інші).

1.4 Характеристики арматури

В Таблиці розрахункових характеристик для арматури I типу відображуються розрахункові характеристики поточного матеріалу Арматура згідно ДБН В.2.6-98:2009 "Бетонні та залізобетонні конструкції" та ДСТУ Б В.2.6-156:2010 "Бетонні та залізобетонні конструкції з важкого бетону". Ця таблиця також використовується при створенні користувачем додаткових класів арматури, характеристики яких відрізняються від наведених в нормах.

В Таблиці розрахункових характеристик для арматури II типу відображуються розрахункові характеристики поточного матеріалу Арматура в частині Жорстка арматура згідно ДБН В.2.6-198:2014 "Сталеві конструкції" або в частині Композитна арматура згідно ДСТУ-Н Б В2.6-185:2012 "Настанова з проєктування та виготовлення бетонних конструкцій з неметалевою композитною арматурою", ДСТУ 9065:2021 "Арматура композитна для армування бетонних конструкцій".

Арматура I типу

Клас поздовжньої та поперечної арматури

Із запропонованого списку вибирається клас поздовжньої арматури: A, B, C. Із запропонованого списку вибирається вид поздовжньої арматури (стержні, стержні з бухт, дріт) за т. С.2N СП РК EN 1992-1-1:2004/2011. Задається характеристичний (нормативний) опір поздовжньої арматури – межа текучості fyk за т. С.1 СП РК EN 1992-1-1:2004/2011.

Клас, вид і міцність поперечної арматури

В запропонованому списку вибирається клас поздовжньої та поперечної арматури: A240С, A400С, A500С, B500. Якщо розрахункові характеристики арматури певного класу залежать від діаметру стержнів, то в цьому випадку вибирається рядок з відповідним діапазоном діаметрів, наприклад, A500С d=25..40.

Характеристики пластичності. Відношення міцності на розтяг до границі текучості

Для поздовжньої та поперечної арматури задається відношення k=f_tk/f_yk міцності арматури на розтяг до границі текучості, мінімальне значення.

Характеристики пластичності. Характеристичні деформації при максимальній силі

Для поздовжньої та поперечної арматури задається характеристична деформація (максимальне подовження) при максимальній силі ε_uk, %.

Вид арматурного каркаса

В запропонованому списку вибирається вид арматурного каркаса (в'язаний, зварний).

Максимальний діаметр

Для стержнів задається максимальний діаметр поздовжньої арматури, що використовується при підборі арматури за міцністю (6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40).

Кількість арматурних стержнів у кутах перерізу

Для підбору арматури з алгоритмом виділення кутових стержнів потрібно задати кількість арматурних стержнів що розташовані в кутах перерізу.

Сортамент

В спливній підказці до кнопки наведений перелік діаметрів з сортаментів обраних класів арматури.

Коефіцієнт умов роботи для врахування сейсмічного впливу за табл. 6.13 ДБН В.1.1-12:2014

Задається коефіцієнт умов роботи арматури для залізобетонних конструкцій при розрахунках за міцністю, крім перевірки за міцністю похилих перерізів.

Коефіцієнт умов роботи для врахування сейсмічного впливу під час розрахунку похилих перерізів за табл. 6.13 ДБН В.1.1-12:2014.

Розрахунок міцності похилих перерізів, синхронізований з EN 1992-1-1:2005.

Під час підбору арматури розрахунок міцності похилих перерізів на дію поперечної сили виконується синхронізовано (у повній відповідності) з EN 1992-1-1:2005.

Таблиця розрахункових характеристик

Для вибраного класу поточного виду арматури (поздовжньої, поперечної) відображуються нормативні і розрахункові характеристики:

• E_s – модуль пружності;
• f_yk – характеристичний (нормативний) опір поздовжньої арматури;
• f_yd – розрахунковий опір поздовжньої арматури;
• f_ywd – розрахунковий опір поперечної арматури;
• f_ywd* – розрахунковий опір поперечної арматури для випадку використання в в'язаних каркасах;
• f_tk – характеристичне (нормативне) значення тимчасового опору;
• k (f_tk/f_yk) – відношення міцності арматури на розтяг до межі плинності, мінімальне значення.

Таблиця доступна для редагування доданих користувачем класів арматури.

Арматура II типу

Жорстка арматура

У діалоговому вікні Жорстка арматура визначаються характеристики міцності відповідно до вибраної марки сталі та товщини прокату згідно з ДБН В.2.6-198:2014 (або шляхом безпосереднього введення характеристик міцності сталі С235 у разі вибору опції Задати параметри).

Таблиця розрахункових характеристик для арматури II типу (жорстка арматура)

Для вибраної марки сталі та товщини прокату відображуються нормативні і розрахункові характеристики:

• R_yn – нормативний опір розтягу, стиску, згину за межею текучості;
• R_un – нормативний опір розтягу, стиску, згину за тимчасовим опором;
• R_y – розрахунковий опір розтягу, стиску, згину за межею текучості;
• R_u – розрахунковий опір розтягу, стиску, згину за тимчасовим опором;
• Товщина прокату, мм.

Таблиця доступна для перегляду поточних параметрів.

Композитна арматура

Таблиця розрахункових характеристик для арматури II типу (жорстка арматура)

Для вибраної неметалевої композитної арматури відображуються характеристичні і розрахункові характеристики:

• Волокна – тип волокон;
• f_fk – характеристичне значення міцності неметалевої композитної арматури на розтяг;
• f_fd – розрахункове значення міцності неметалевої композитної арматури на розтяг;
• f_fcd – розрахункове значення міцності неметалевої композитної арматури на стиск;
• ε_fu – значення граничних відносних деформацій подовження неметалевої композитної арматури;
• ε_f0 – значення відносних деформацій подовження неметалевої композитної арматури при досягненні напружень розрахункового опору f_fd;
• D (min-max) – діапазон значень діаметрів, мм.

Таблиця доступна для перегляду поточних параметрів.

2. Підбір арматури у стержневих елементах

Для підбору арматури в стержневих елементах реалізовано універсальні ітераційні методи оптимізації, які дозволяють розраховувати перерізи довільної форми (прямокутні, хрестові, таврові, двотаврові, коробчасті, кутові, круглі, кільцеві) за єдиною методикою. Алгоритми враховують різні види навантажень: косий згин, згин із крученням, плоский позацентровий стиск-розтяг, на одночасну дію всіх шести зусиль – Mx, My, N, Qx, Qy, Mкр.

При підборі армування враховано фундаментальні положення норм ДБН В.2.6-98:2009.

В ітераційних алгоритмах реалізовані принципи оптимізації: пріоритетне нарощування арматури в найбільш напружених зонах перерізу, враховується взаємний вплив арматури, підібраної по різних РСН/РСЗ. Гнучкі алгоритми дозволяють користувачеві задавати різні режими підбору арматури. Передбачено можливість:

• вибору типу розташування арматури в перерізі (симетрично відносно однієї або двох головних осей, рівномірно вздовж заданих граней, довільно);
• використання режиму «кутові стержні», за якого арматура пріоритетно нарощується в кутових зонах. Це дозволяє, в ряді випадків, скоротити витрати арматури на 20-30% у порівнянні з іншими типами розташування арматури по перерізу;
• призначення граничних діаметрів арматурних стержнів при підборі арматури за другим граничним станом. Менші діаметри покращують опір залізобетонного елемента до тріщиноутворення, що може суттєво зменшити необхідну площу армування;
• регулювання параметрів ітераційного процесу: можна зменшити точність підбору (із похибкою 3-5%) для підвищення швидкодії алгоритму або, навпаки, підвищити точність за рахунок збільшення обчислювальних витрат.

3. Підбір арматури у пластинах

У LIRA-FEM реалізовано можливість підбору площі арматури для пластинчастих елементів за методами Вуда та Карпенка.

Підбір армування нормального перерізу за методом Вуда передбачає перетворення однієї комбінації внутрішніх зусиль, які обчислені в перерізі при статичному розрахунку, на декілька комбінацій зусиль. Ці комбінації призначені для підбору верхньої та нижньої арматури для кожної з граней пластини. Для кожної з таких комбінацій згідно вимог діючих будівельних норм підбір армування виконується за нелінійною деформаційною моделлю. Пошук положення нейтральної осі виконується за допомогою ітераційних методів. Алгоритми розрахунку Вуд, Вуд +, Вуд МА відрізняються між собою методами, які використовуються при пошуку положення нейтральної осі (рівноваги між зовнішніми та внутрішніми зусиллями) в нормальному перерізі залізобетонного елемента. Наявні алгоритми розрахунку Вуд і Вуд модифікований алгоритм (МА) – універсальні і використовуються для розрахунку перерізів як стержневих, так і пластинних елементів за всіма НДС. Використання ітераційних методів призводить до збільшення тривалості підбору арматури за методикою Вуда у порівнянні з часом розрахунку за методом Карпенка. З метою прискорення підбору армування пластинних елементів за методом Вуда в LIRA-FEM розроблений спеціалізований алгоритм Вуд +. Він спеціалізується виключно на НДС плоского згину (нормальні перерізи елементів стін, плит, оболонок).

Результатом перевірки несної здатності перерізів з заданим армуванням відповідно до норм ДБН В.2.6-98:2009, є коефіцієнт запасу несної здатності в кожному елементі пластин і в кожному перерізі стержнів.

Перевірка заданої поздовжньої арматури на міцність: для стержнів – на дію N, My, Mz, для пластин – на дію Mx, My, Mxy, Nx, Ny, Txy. Також виконується повна перевірка (включає перевірку на спільну дію крутного моменту і поперечної сили та перевірку на спільну дію крутного і згинального моментів), перевірка на дію крутного моменту (стержні), на дію поперечних сил, а також перевірка на розкриття тріщин.

Для ДБН В.2.6-98:2009 окремо від інших перевірок виконується перевірка за граничною сейсмостійкістю.