В данной статье рассмотрим основные этапы моделирования ситуации, когда на конструкцию воздействует аварийная нагрузка.
Исходные данные
В качестве примера рассмотрим конструкцию в виде однопролётной балки в 2-х вариантах: железобетонная и стальная, пролётом 6 м. На балки прикладываются следующие нагрузки:
- собственный вес;
- постоянная;
- полезная;
- аварийная (падение груза);
Общий вид модели балок представлен на иллюстрации:
Моделирование аварийной ситуации
Список загружений
Чтобы смоделировать аварийную ситуацию, нагрузка от падения груза должна быть приложена в отдельном загружении, ей следует назначить вид «Особое»:
Виды остальных загружений назначаются как при обычном расчёте на эксплуатационные нагрузки
Нагрузки на балку
Собственный вес конструкций прикладывается к элементу автоматически на основании плотности материала и размеров сечения.
Важно: при создании расчётных моделей, следует разделять собственный вес металлических и железобетонных конструкций по разным загружениям, по причине того, что эти нагрузки имеют разные коэффициенты надёжности, что окажет влияние при расчёте конструкции по второму предельному состоянию.
Приложим нагрузки на конструкцию в загружениях 3-5:
Составление таблицы РСУ
В таблице РСУ, аварийной нагрузке должен быть присвоен вид «Прочее особое (6)», после чего настройка коэффициентов для столбцов РСУ произойдёт автоматически:
В столбцах 1 основное, 2 основное, особое (сеймика), коэффициенты для аварийного воздействия будут равны 0, в столбце особое (без сейсмики) коэффициент 1.
Настройка таблицы РСН
При использовании таблицы РСН следует создать комбинации основного и особого сочетания.
В столбце РСН2, установлен коэффициент 1 для аварийной нагрузки, это значит, что программа будет относить все нагрузки данного столбца к особой комбинации воздействий.
Настройка вариантов конструирования
Создадим два варианта конструирования, один из них будет выполнять расчёт на основании данных таблицы РСУ, второй на основании таблицы РСН:
В каждом варианте конструирования элементам назначаются одинаковые материалы для расчёта по нормативным документам СП 63.13330.2018 и СП 16.13330.2017.
Материалы для расчёта железобетонных конструкций
Выполним настройку материалов для расчёта железобетонной балки:
При настройке балки, следует активировать режим применения нормативных характеристик материалов для особого/аварийного сочетания.
Материалы для расчёта стальных конструкций
Выполним настройку материалов для расчёта стальной балки:
В рамках данной задачи отключаем расчёт прогиба при особом сочетании нагрузок. Материал конструкции: сталь С245.
Расчёт и анализ результатов
Статический расчёт и анализ внутренних усилий по комбинациям
После выполнения статического расчёта выведем на экран таблицы РСУ и РСН:
Чтобы определить, какие усилия возникли в комбинации с аварийным воздействием в таблице РСУ, следует обратиться к справке ПК ЛИРА САПФИР, раздел «Структура результатов РСУ»:
По информации из справки: Группа B1 – включает все заданные загружения независимо от длительности действия, кроме сейсмического и прочих особых. Группа D1 – включает группу B1 плюс особое (не сейсмическое) загружение.
Результаты конструктивного расчёта
Поскольку результаты подбора арматуры и проверки стальных сечений по 1 и 2 вариантам конструирования будут одинаковыми, ограничимся только анализом 1 варианта конструирования.
Расчёт железобетонной балки
Результат подбора рабочей арматуры AS1 арматуры в железобетонной балке показан на иллюстрации:
Чтобы узнать, на какие комбинации была подобрана арматура, следует вызвать окно информации об элементе и отобразить на экране таблицу усилий:
Поскольку информация о добавочной арматуре при расчёте по второму предельному состоянию отсутствует, можно сделать вывод что арматуры подобранной по прочности хватает для обеспечения требуемой ширины раскрытия трещин.
Расчёт стальной балки
По результатам расчёта стальной балки проверяем проценты использования конструкции по 1 и 2 предельным состояниям, а также по местной устойчивости:
Чтобы выявить определяющие комбинации нагрузок по каждой проверке, выполним локальный расчёт балки:
По результатам расчёта видно, что наибольший процент использования достигнут при первом предельном состоянии, и определяющей комбинацией является особое сочетание нагрузок.
