Sofistik. Concrete. 2nd (3rd) Order Analysis. Imperfection
Расчет железобетонных стержней с учетом продольного изгиба и несовершенств
В статье [1] уже рассматривался расчет железобетонных стержней с учетом продольного изгиба. В данной статье рассмотрим способ задания несовершенств.
Расчет основан на статье разработчиков: https://www.sofistik.com/documentation/2016/en/tutorials/steel-design/imperfection/imperfection.html
Расчетные схемы, геометрия и физические характеристики взяты из статьи [1].
Задана нагрузка в виде несовершенств:
Для консольных балок нагрузка принята в виде Linear: At the start. Для шарнирно-опертых в виде Quadratic: In the middle.
Заданы несовершенства 1/200 длины. Можно задавать отношением к длине или в миллиметрах. Горизонтальная нагрузка не участвует в расчете.
Нелинейный расчет по теории 2-го порядка с ручным понижением жесткости
Для расчета жесткости в предельной по прочности стадии и коэффициентов продольного изгиба также использовалась программа по ссылке: https://dwg.ru/dnl/13011
+PROG ASE urs:9 $ Nonl.imperfection
HEAD Calculation of forces and moments
PAGE UNII 0
CTRL OPT WARP VAL 0
ECHO FULL FULL
SYST PROB TH2
OBLI LC 1 FACV 1
GRP 1,2 FACS 0.188
GRP 3,4 FACS 0.186
GRP 5,6 FACS 0.182
LC 1000 TITL 'Nonl.imperfection'
LCC 1
LCC 3
END
Для расчета несовершенств используется указание на LC1, где хранится вертикальная нагрузка.
Геометрически и физически нелинейный расчет
+PROG ASE urs:9 $ Nonl.imperfection + nstr
HEAD Calculation of forces and moments
PAGE UNII 0
CTRL OPT WARP VAL 0
ECHO FULL FULL
SYST PROB TH2 FMAX 0.85
NSTR S1 KSV UL KSB UL FMAX 0.85
OBLI LC 1 FACV 1
GRP -
LC 300 TITL 'Nonl.imperfection + nstr'
LCC 1
LCC 3
END
Результаты расчета
| № | Верикальная нагрузка, кН | Эксцентриситет, равный H/200, мм | Момент от эксцентриситета вручную, равный продольная сила умножить на эксцентриситет, кНм | Коэф. продольного изгиба из ручного расчета(в направлении меньшей жесткости) | Момент от эксцентриситета в Sofistik. Жесткость понижена вручную, кНм | Жесткость понижена вручную | Момент от эксцентриситета в Sofistik. Жесткость задается по диаграмме, кНм | Жесткость задается по диаграмме | |||
| Коэф. продольного изгиба. | Отношение с ручным расчетом | Коэф. продольного изгиба. | Отношение с ручным расчетом | ||||||||
| 1 | 190 | 35 | 6,65 | 9,084 | 64,8 | 9,74 | 1,07 | 8,41 | 1,26 | 0,14 | |
| 2 | 190 | 35 | 6,65 | 1,286 | 8,68 | 1,31 | 1,01 | 7,06 | 1,06 | 0,83 | |
| 3 | 190 | 25 | 4,75 | 1,113 | 5,2 | 1,09 | 0,98 | 4,83 | 1,02 | 0,91 | |
| 4 | 190 | 25 | 4,75 | 1,026 | 4,68 | 0,99 | 0,96 | 4,56 | 0,96 | 0,94 | |
| 5 | 190 | 50 | 9,5 | 1,426 | 12,9 | 1,36 | 0,95 | 10,1 | 1,06 | 0,75 | |
| 6 | 190 | 50 | 9,5 | 1,081 | 10,2 | 1,07 | 0,99 | 9,55 | 1,01 | 0,93 | |
Выводы:
- Несовершенства можно задавать программно. Получена хорошая сходимость с ручным расчетом.
- Важно правильно задать форму несовершенств.
- При расчете физически (по диаграммам) и геометрически нелинейной задачи нет хорошей сходимости в ручными расчетами. Это связано с тем, что фактически элемент не достигает предельной по прочности стадии и его фактическая жесткость больше. С одной стороны, это лучше отражает реальную работу элемента, с другой стороны, это расходится с СП не в запас
Ссылки:
