Подбор арматуры и экспертиза элементов железобетонных конструкций

Программа АРБАТ предназначена для экспертизы бетонных и железобетонных сечений, колонн, однопролетных и многопролетных балок, подбора арматуры в сечении, колонне, однопролетной и многопролетной балке, а также для вычисления прогибов в железобетонных однопролетных и многопролетных балках согласно действующим требованиям норм и их более ранних версий.

Подбор и проверки выполняются для железобетонных конструкций из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов с применением стальной арматуры по нормам РФ или EN, а также композитной полимерной арматуры.

Расчет выполняется по предельным состояниям первой и второй группы согласно нормам РФ (при стальной арматуре по СП 63.13330, для расчета на продавливание плит около торцов стен по СП 430.1325800, при композитной арматуре согласно СП 295.1325800), Eurocode 2 (EN 1992-1-1), для заданных или импортированных из SCAD++ расчетных сочетаний усилий, а для балок в зависимости от заданных нагрузок в соответствии с требованиями СП 20.13330 "Нагрузки и воздействия", или более ранних версий норм. При выполнении расчета учитываются требования сейсмических норм СП 14.13330, EN 1998, и многие сейсмические нормы других стран, в том числе всех стран СНГ. Возможность расчета на огнестойкость реализована согласно СТО 36554501-006-2006. 

Сертификация

Сателлит АРБАТ имеет Сертификат соответствия: № РОСС RU.04ПЛК0.ОС01.

Программный комплекс SCAD Office включен в Единый реестр российских программ для ЭВМ и баз данных (https://reestr.digital.gov.ru № 2270).

Справочные режимы

Класс бетона – представлены данные из таблицы 6.7, 6.8 и 6.11 СП 63.13330, а также информация о минимально допустимом защитном слое бетона.

Марка бетона – показана информация о расчетных и нормативных сопротивлениях бетона различных марок в соответствии со СНиП II-21-75. Кроме того, здесь содержится информация о соотношении марок и классов бетона в соответствии с ГОСТ 26633-91.

Арматура – представлены данные о классах арматуры, а также информация о сортаменте арматуры, включающая расчетную площадь поперечного сечения при различном количестве стержней, теоретическую массу одного погонного метра и диаметры арматуры различного класса. Кроме того, на отдельной странице представлена информация об арматурных сетках и о минимальных расстояниях между стержнями в сварных каркасах и сварных сетках.

Коэффициенты условий работы бетона – режим позволяет получить информацию о коэффициентах условий работы, приведенную пп. 6.1.12, 6.1.9 СП 63.13330.

Предельные прогибы – режим позволяет получить информацию о значениях предельных вертикальных прогибов, а также предельных горизонтальных прогибов от кранов и ветра.

Расчетные режимы. Экспертиза

Геометрические характеристики – вычисляются геометрические характеристики бетонных и железобетонных сечений. Результаты содержат данные о площади, моментах инерции бетонного и приведенного сечений, проценте армирования.

Сопротивление ж/б сечений - режиме реализуется функция определения несущей способности любого из предусмотренных в программе поперечных сечений в зависимости от положения, площади и класса арматуры, класса бетона, условий эксплуатации и допустимой ширины раскрытия трещин.

В общем случае расчеты выполняются на действие продольной силы, изгибающих моментов, крутящего момента и поперечных сил, действующих в главных плоскостях инерции. Сечение стержня проверяется по следующим факторам: прочность при совместном действии продольной силы и изгибающего момента; прочность при совместном действии продольной и поперечной сил; трещиностойкость при совместном действии продольной силы и изгибающего момента; трещиностойкость при совместном действии продольной и поперечной сил.

Задавать усилия для расчета можно как вручную через интерфейс программы, так и подгружать из SCAD. Предусмотрено Многорядное армирование. Результаты расчета отображаются в виде коэффициента использования Кmax_, а также в виде Кривые взаимодействия, которые представляются в виде кривой, ограничивающей область несущей способности сечения при действии на него выбранной пользователем пары усилий.

   

Сопротивление бетонных сечений – этот режим аналогичен предыдущему режиму Сопротивление ж/б сечений. Естественное отличие состоит в том, что не требуется задавать данные об армировании. Реализован расчет прямоугольного и тавровых сечений.

Кроме того, предусмотрен специальный вид расчета, который активизируется маркером «Всегда учитывать сопротивление растянутого бетона».

Прогиб балки – данный режим вычисляет прогибы в армированной многопролетной балке, обусловленные деформацией изгиба и возникающие под действием заданной нагрузки. Расчет прогибов выполняется для прямоугольного, таврового и двутаврового сечений согласно требованиям СНиП и СП.

Определение кривизны балки выполняется с учетом трещин в растянутой зоне. Результаты расчета отображаются в виде эпюры или в табличном виде. Значение максимального прогиба указывается в одноименном поле.

Экспертиза балки – проверяется прочность и трещиностойкость многопролетной неразрезной балки постоянного сечения в соответствии с требованиями норм. Рассматривается изгиб балки в одной силовой плоскости под действием распределенных и сосредоточенных нагрузок. Нагрузки объединяются в загружения, которые по физическому происхождению и свойствам могут быть классифицированы как постоянные, временные длительно действующие, кратковременные, ветровые и снеговые. Предполагается, что балка не испытывает действия продольных сил и учитывается влияние только следующих силовых факторов: М— изгибающий момент; Q— поперечная сила.

Результаты расчета отображаются в таблице, в столбцах которой приводятся перечни пролетов и участков. Есть возможность передать данные по геометрии в режим «Прогиб балки».

Экспертиза однопролетной балки – реализуется проверка однопролетной балки. Режим аналогичен режиму «Экспертиза балки». Отличия состоят в том, что задается только одна длина балки и, кроме того, пользователь должен выбрать систему закреплений балки в плоскости изгиба.

Прогиб однопролетной балки – производится определение прогибов однопролетной балки. Режим аналогичен режиму «Прогиб балки».

Экспертиза колонны – выполняется проверка колонн постоянного сечения по прочности и трещиностойкости. Рассматривается внецентренное сжатие-растяжение с двуосным эксцентриситетом. Проверки всех сечений выполняются для автоматически формируемых расчетных сочетаний усилий (РСУ).

Расчеты могут быть выполнены для колонн прямоугольного, таврового, двутаврового, кольцевого и круглого сечений. Предполагается, что положение арматурных стержней в сечении задано и является постоянным по длине участка.

Помимо прочностных расчетов в режиме «Экспертиза колонны» предусмотрен режим автоматического формирования рабочих чертежей колонн. Чертежи включают спецификацию, ведомость расхода стали и ведомость деталей, а также чертеж каркаса со спецификацией (если армирование производится каркасами).

Расчетные режимы. Местная прочность

Местное сжатие –реализуются проверки элементов железобетонных конструкций на местное сжатие в соответствии с требованиями пп. 8.1.43-8.1.45 СП 63.13330. Реализованы все схемы железобетонных элементов, приведенные на рис. 6.11 СП 52-101-2003 и рис. 8.9 СП 63.13330. Проверки выполняются на действие продольной силы для элементов как с дополнительным косвенным армированием поперечными сетками, так и без косвенного армирования.

Продавливание – реализуется проверка на продавливание плитных конструкций в соответствии с требованиями п.п. 6.2.49-6.2.52 СП 52-101-2003, пп. 8.1.46-8.1.51 СП 63.13330. Проверяются как конструкции без дополнительного вертикального армирования, так и конструкции с дополнительным косвенным армированием в виде вертикальных стержней, расположенных по поперечному сечению участка плиты равномерно либо крестообразно. В общем случае расчет выполняется на совместное действие сжимающей силы и изгибающего момента.

Продавливание стеной – реализуется проверка на продавливание плитных конструкций в соответствии с требованиями п.п. 8.1.46-8.1.51 СП 63.13330. Проверяются как конструкции без дополнительного вертикального армирования, так и конструкции с дополнительным косвенным армированием в виде вертикальных стержней, равномерно расположенных по поперечному сечению участка плиты. В общем случае расчет выполняется на совместное действие сжимающей силы и изгибающего момента.

Отрыв – реализуются проверки соединений элементов железобетонных конструкций на отрыв в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84*, п. 3.97 Пособия к СНиП 2.03.01-84* и п. 3.121 Руководства по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона. Принято, что в зоне соединения, проверяемой на отрыв, всегда установлена дополнительная арматура. В результате проверки вычисляется прочность из условий местного отрыва.

Закладные детали – реализуются проверки анкеров сварных стальных закладных деталей, состоящих из плоского листа и приваренных к нему нормальных и/или наклонных анкеров. Наружная сторона листа закладной детали расположена в одной плоскости с наружной поверхностью железобетонного элемента.

Проверяются три типа анкеров закладных деталей: нормальные анкеры, приваренные к пластине в тавр; нормальные анкеры, приваренные к пластине в тавр в сочетании с наклонными анкерами, приваренными к пластине внахлестку; наклонные анкеры, приваренные к пластине под флюсом. Как наклонные, так и нормальные анкеры могут иметь усиления на концах.

 

Анкеровка арматуры – режим предназначен для расчета длины анкеровки (заделки) арматуры в бетоне и длины нахлеста (стык арматуры внахлестку) арматурных стержней указанного диаметра в зависимости от выбранного класса арматуры и условий работы арматуры (в растянутом или сжатом бетоне). Величина длины анкеровки вычисляется как для отдельных, так и для сдвоенных стержней. Сдвоенными стержнями считаются стержни, у которых расстояние в свету меньше диаметра этих стержней.

Короткие консоли – выполняется проверка коротких консолей на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной сжатой полосе между грузом и опорой в соответствии с требованиями п. 3.34 СНиП 2.03.01-84* и п. 3.99 Пособия к СНиП и приложения Ж СП 63.13330. Рассматриваются только односторонние консоли трех видов: прямоугольная, с уклоном — опирание ригеля и с уклоном — опирание подкрановой балки. 

Шпонки – реализуются проверки бетонных шпонок c заданными параметрами при действии сдвигающей и продольной сил. Параметры шпонок (глубина, высота и длина), а также их соотношения не контролируются.

Сдвиг полки тавра – производится расчет на сдвиг полки таврового сечения согласно только EN 1992-1-1. Задаются моменты и продольные силы на концах каждого участка и длина расчетного участка Δx.

Срез на контакте бетона – производится расчет на срез по контакту бетона, уложенному в различное время. Производятся проверки, предусмотренные п. 6.2.5 EN 1992-1-1. Вид шероховатости поверхности  может быть: очень гладкая, гладкая, шероховатая, шпоночная. 

Расчетные режимы. Подбор арматуры

Подбор арматуры в балке – выполняется подбор арматуры в многопролетных балках постоянного сечения (прямоугольного, таврового или двутаврового) по предельным состояниям первой и второй группы (прочность и трещиностойкость). Рассматривается плоская работа балки. При этом в сечениях действуют следующие силовые факторы: М - изгибающий момент; Q - поперечная сила.

Результатом работы являются площади верхней и нижней продольной арматуры, а также площадь и шаг расположения стержней поперечной арматуры. Для прямоугольного и двутаврового сечений можно потребовать, чтобы армирование было симметричным.

Подбор арматуры в однопролетной балке – выполняется подбор арматуры в однопролетных балках постоянного сечения. Данный режим по многим параметрам аналогичен режиму «Подбор арматуры в балке».

Подбор арматуры в колонне – выполняется подбор арматуры в колонне постоянного сечения (прямоугольного, таврового, двутаврового, круглого или кольцевого) по предельным состояниям первой и второй группы (прочность и трещиностойкость). При этом в сечениях действуют следующие силовые факторы: N - нормальная сила Мx и Мy - моменты в узлах; Мкр - крутящий момент; Q - поперечная сила.

 

Результатом работы являются площади симметричной и/или несимметричной продольной арматуры, а также площадь и шаг поперечной арматуры.

Подбор арматуры в сечении – в этом режиме выполняется подбор арматуры по прочности и трещиностойкости для прямоугольного, таврового, двутаврового, круглого или кольцевого сечения.

Задавать усилия для расчета можно как вручную через интерфейс программы, так и подгружать из SCAD.

Подбор арматуры в плите (по Карпенко) – выполняется подбор арматуры в элементах оболочки, плиты и балки-стенки по прочности и трещиностойкости в соответствии с требованиями СП 63.13330. Для процедуры проверки арматуры в двумерных элементах использована методика Н.И. Карпенко. Основные положения этой методики соответствуют общим положениям расчета плоскостных конструкций, приведенным в СНиП. Задавать напряжения для расчета можно как вручную через интерфейс программы, так и подгружать из SCAD.

Экспертиза плиты (по Карпенко) – выполняется экспертиза железобетонных элементов оболочки, плиты и балки-стенки по прочности и трещиностойкости в соответствии с требованиями СП 63.13330. Для процедуры проверки арматуры в двумерных элементах использована методика Н.И. Карпенко. Основные положения этой методики соответствуют общим положениям расчета плоскостных конструкций, приведенным в СНиП. Задавать напряжения для расчета можно как вручную через интерфейс программы, так и подгружать из SCAD.

Экспертиза плиты – выполняется экспертиза заданного конструктивного решения прямоугольного поля монолитной сплошной плиты. В зависимости от соотношения длин сторон различаются плиты, изгибаемые в одном направлении, и плиты, изгибаемые в двух направлениях. Поле плиты может быть как самостоятельным конструктивным элементом здания или сооружения (перекрытие прямоугольного проема), так и элементом ребристой плиты.

Нагрузки во всех случаях приняты равномерно распределенными по полю плиты. При экспертизе плиты предельная равномерно распределенная нагрузка сравнивается с суммарной нагрузкой от заданных загружений. Результатом экспертизы является значение K_max.

Дополнительные расчетные функции.

В программе АРБАТ реализован анализ огнестойкости отдельных незащищенных элементов железобетонных конструкций. Расчет на огнестойкость предусмотрен в режимах Сопротивление железобетонных сечений, Экспертиза балки, Экспертиза однопролетной балки и Экспертиза колонны.

Для большинства режимов АРБАТ предусмотрен также расчет по трещиностойкости различных категорий.

Помимо Кривых взаимодействия АРБАТ способен выдавать Поверхности взаимодействия.

Документирование работы

Результаты вычислений в каждом из Расчетных режимов могут быть представлены в виде иллюстрированного отчета, создаваемого автоматически. Отчет передается в любое приложение Windows, ассоциированное с форматом RTF (например, Word).

Help (Справочная информация)

Программа АРБАТ снабжена подробной справочной информацией, которая включает описание пользовательского интерфейса и правил работы с программой.

Пробная версия АРБАТ

Программу АРБАТ можно скачать и поставить на ПК только в составе всего комплекса SCAD Office. Дистрибутив на пакет SCAD Office можно найти по ссылке.