Методика расчета армирования железобетонных плит методом конечных элементов с анализом фактической прочности

В статье описана методика подбора армирования и расчета несущей способности железобетонных плит, реализованная в программе ПРИНС. Расчет осуществляется в соответствии с нормативными документами по предельным состояниям первой и второй группы в два этапа. На первом этапе проводится линейный статический расчет конструкции без учета армирования, в ходе которого определяются внутренние усилия и требуемая площадь арматуры. На втором этапе выполняется нелинейный статический расчет с заданными параметрами армирования, в ходе которого производится оценка принятого на первом этапе количества арматуры в элементах конструкции по критериям прочности и деформативности и при необходимости осуществляется ее коррекция. Приведенные в нормативных документах формулы для определения требуемого количества арматуры в железобетонных конструкциях являются приблизительными, но за счет использования приведенных прочностных характеристик материалов и различных эмпирических поправочных коэффициентов последние обеспечивают достаточный запас прочности. Однако фактический коэффициент запаса прочности конструкции остается неопределенным. Тем самым в некоторых случаях полученная по рекомендациям строительных норм площадь армирования может быть недостаточной, а в других случаях - избыточной. Методика расчета армирования железобетонных конструкций, изложенная в данной статье, посвящена устранению этого недостатка. В работе приводится методика расчета армирования железобетонных плит по рекомендациям строительных норм с последующим определением реального запаса прочности конструкции и коррекцией количества арматуры (при необходимости). Приведен тестовый пример подбора армирования и расчета несущей способности железобетонной плиты по предлагаемому методу. Вычислительный комплекс ПРИНС может быть эффективно использован инженерами проектных и научных организаций для решения инженерным задач, связанных с расчетом железобетонным конструкций.

The article describes a methodology for selecting reinforcement and calculating the load-bearing capacity of reinforced concrete slabs, implemented in the PRINS computing complex. The calculation is carried out in accordance with the Russian standardfor limit states ofthe first and second groups in two stages. At the first stage, a linear static calculation of the structure without reinforcement is carried out, during which the internal forces and the required reinforcement area are determined. At the second stage, a nonlinear static calculation is performed with given reinforcement parameters, during which the accepted amount ofreinforcement in structural elements is analyzed according to the criteria of strength and deformability. If necessary, it is corrected. Relevance. The formulas given in the reinforced concrete standards for determining the required amount of reinforcement in reinforced concrete structures are approximate, but through the use of the given strength characteristics of the materials and various correction factors, they provide a sufficient margin of safety. However, the actual safety factor of the structure remains uncertain. Target. The article provides a method for calculating the reinforcement of reinforced concrete slabs according to the recommendations of concrete standards, determining the real safety margin of the structure and adjusting the amount of reinforcement (if necessary). Results. A test example is given for calculating reinforcement and analyzing the bearing capacity of a reinforced concrete slab using the proposed method. Conclusions. The PRINS computing complex can be effectively used by engineers of design and scientific organizations to solve engineering problems related to the calculation of reinforced concrete structures.