Расчет арматуры ростверка: Армирование ростверка свайного фундамента чертеж

Армирование ростверка свайного фундамента чертеж

Содержание

1. Как правильно армировать ростверк свайного фундамента.
2. Армирование плитного и монолитного ростверка.
3. Армирование ленточного ростверка.
4. Особенности выполнения работ.
5. Армирование плитного фундамента.
6. Технология армирования свайного ростверка.
7. 1 Какие функции выполняет ростверк и зачем нужно его армирование?
8. 1.1 Чем и как армировать?
9. 1.2 Как рассчитать количество арматуры?
10. 1.3 Особенности армирования ростверка (видео).
11. 2 Технология армирования монолитного ростверка.

Как правильно армировать ростверк свайного фундамента.

Несмотря на то, что свайно-ростверковые фундаменты пользуются популярностью среди застройщиков, это специфическая конструкция основания. Расчет такого основания сделать самостоятельно очень сложно, для этого нужно подключать специалистов, которые имеют опыт работы в этой сфере, а также умеют создавать грамотный чертеж основания с четкими данными о типе ростверка, размеру и материалу свай, а также расстоянии между конструктивными элементами.

Армирование углов ростверка свайного фундамента чертеж.

Существует несколько популярных видов фундаментов с ростверком: ленточный, плитный и свайный. Все они отличаются конструкцией, несущими характеристиками и прочностью, используются на различных типах грунтов, поэтому и схема их монтажа существенно отличается. Но единственный элемент, который обеспечивает максимальную несущую нагрузку на основание такого типа – это правильное армирование. И оно должно обязательно быть указано в чертеже, также должен быть произведен расчет арматуры, ее длины и толщины, а также способа соединения прутьев. Соответственно, весь процесс армирования нужно выполнять строго по чертежу, соблюдать все расчеты, чтобы потом фундамент не разрушился через несоблюдение технологии.

Армирование ростверка свайного фундамента чертеж.

Схема армирования свайного ростверка.

Армирование плитного и монолитного ростверка.

Армирование ростверка свайного фундамента чертеж.

Типичная схема армирования такого типа оснований.

Если нужно сделать армирование монолитного ростверка, тогда укладка горизонтальных поясов делается в два отдельных ряда при расстоянии в 20-30 см. Между поясами нужно предусмотреть продольные линии связи с проволоки или арматуры, места соединения соединить болтовыми зажимами, сварку использовать не рекомендуется через деформацию стали.

При расчете арматуры берется во внимание количество горизонтальных поясов, а также наличие вертикальных соединительных групп.

Как правило, вертикали устанавливают с шагом в 20 см, но это правило иногда обходят за счет использования более мощной проволоки.

В схеме армирования монолитного ростверка всегда предусматриваются такие пояса. Каркас делается пространственным, тут используются вертикальные пучки нарезанной арматуры, но длину подбирают только такую, чтобы прутья не выступали за пределы ростверка.

Как правило, вертикальные стержни соединяются с горизонтальным поясом также гибкой проволокой. Армирование будет завершено, когда будут уложены и соединены между собой все стержни и тщательно защищен нижний слой. Если все правила и рекомендации соблюдены правильно, тогда можно начинать заливку ростверка бетонным раствором.

Армирование ленточного ростверка.

Армирование ростверка свайного фундамента чертеж.

Принципиальная схема устройства фундамента.

Схема армирования ленточного ростверка практически не отличается от монолитного, ведь такие основания похожи между собой. Единственное отличие – так монолитный имеет единую армированную плиту под периметром целого здания. А ленточный сооружается по периметру только несущих стен и там армируется. Соответственно, при расчете армирования ленточного фундамента учитывается меньшее количество арматуры, а также используемого бетонного раствора. Единственное отличие – это способ установки опалубки, ведь это двухсторонняя защитная плоскость, которая существенно ограничивает возможности доступа к арматуре. Армирование ленточного ростверка также делается только способом соединения вязальной проволокой, сварка недопустима.

При разработке чертежа армирования ленточного ростверка сразу учитывается полное отсутствие провисания прутьев, а также вертикальные армирующие пучки. Тем более, что во время заливки бетоном все прутья должны стоять именно в тех местах, где это указано на схеме. Любые смещения недопустимы, поэтому соединение должно быть жестким.

Единственное различие между ленточным и монолитным ростверком, это способ армирования. В монолитной конструкции соединяются все оголовки, а в ленточной – только соседние конструкции, поэтому расчет ленточного основания выходит дешевле.

Особенности выполнения работ.

Ключевая проблема, какая возникает при расчете и строительстве фундамента – это неправильный выбор сечения самого ростверка. Нужно всегда учитывать наличие воздушной подушки под плоскостью ростверка, вариант как на рисунке категорически запрещается делать.

Также некоторые проектировщики, особенно без опыта, могут в схеме совместить элементы плитной и ленточной конструкции. Если зимой возникнет вспучивание почвы, тогда лента фундамента поднимется, а плиты не будут давать это сделать. В результате случится разрыв свай и быстрое разрушение основания.

Если нужно сделать расчет поперечного сечения ростверка и размера свай, тогда нужно сначала разработать проект дома со спецификациями несущих стен и перекрытий. За счет этих данных проводится расчет допустимых нагрузок на будущее основание, подбирается тип заводский свайных элементов и уже затем подбирается толщина плиты ростверка.

Если выбор остановлен на ленточном типе основания, тогда толщина ростверка соответствует толщине несущих стен или может быть немного больше за счет утепления и декоративного оформления. Если такое основание строится на площадке с природным уклоном, тогда сразу подбираются сваи различной длины.

В некоторых случаях уклон площадки слишком большой. В таких случаях использовать сваи очень большой длины не рекомендуется, ведь возможно возникновение горизонтальных разрывов даже посередине сваи. В таких случаях строят ступенчатый фундамент. В такой конструкции предусмотрено углубление опорных стержней на глубину до 25 см, а опора вводится на 5-7 см. при выборе ступеней также определяются сразу с толщиной кладки стены, а также места расположения опор. Тут нужно помнить, что края ступеней не должны опираться на опоры. Поэтому сваи устанавливаются полностью в свободном порядке. Арматура устанавливается на одной плоскости со зданием, также расположение ее должно быть в самих ступенях, а соединение гибкое без элементов сварки.

Армирование плитного фундамента.

При расчете необходимого количества арматуры, нужно воспользоваться типом и формой будущего основания. Эти характеристики железобетонной основы можно получить, определившись из будущей нагрузкой на фундамент и несущими характеристиками почвы. Тут часто используются ребристые прутья в горизонтальных и вертикальных поясах, это арматура класса А3 с толщиной 10 мм. Но при обустройстве армирующих поясов можно использовать прутья и большей толщины. Ведь чем они толще, тем фундамент получится прочнее. Также проектировщик при расчете должен учесть особенности почвы, тип будущего здания,его высотность и периметр. Если грунт плотный, то степень деформации основания будет меньшей. Если же почва рыхлая, тогда в сваях и в ростверке нужно применять арматуру с диаметром 14-66 мм, или даже большую. А шаг сетки для всех типов армирования составляет 20 см.

Технология армирования свайного ростверка.

Свайный фундамент — универсальное основание для строительства кирпичных (об армировании кирпичной кладки — читаем отдельно), деревянных, газобетонных (про армирование газобетона — читаем отдельно) и пенобетонных малоэтажных домов в любых грунтовых условиях. Такие основания применяются и для других конструкций (к примеру — заборов, колонн ). Прочность и надежность свайного фундамента непосредственно зависит ростверка, о технологии армирования которого мы поговорим в данной статье.

Армирование пересечений лент ростверка свайного фундамента чертеж.

Вы узнаете, зачем необходимо армирование свайно-ростверкового фундамента, какие материалы для этого используются и как выполняется сам процесс. Будут приведены схемы и чертежи, объясняющие все нюансы армирования монолитного ростверка.

1 Какие функции выполняет ростверк и зачем нужно его армирование?

Ростверк представляет собой ленточную конструкцию (о том, как армируют обычный ленточный фундамент — читаем отдельно), соединяющую отдельно стоящие сваи между собой. За счет обвязки опоры получают дополнительную пространственную жесткость и устойчивость к опрокидывающим нагрузкам. Также ростверк выступает в качестве опорной поверхности, на которой возводятся стены здания.

Существует несколько разновидностей обвязки по материалу изготовления — стальная (из швеллера либо двутавра) деревянная (из бруса) и железобетонная. Именно в случае монтажа монолитного свайного ростверка, который используется при обустройстве домов из тяжелых материалов, необходимо выполнить армирование обвязки.

Потребность в укреплении монолитного ростверка арматурой обуславливается тем, что бетон как материал имеет высокую устойчивость к сжимающим нагрузкам, но при этом ему свойственно слабое сопротивление к нагрузкам на изгиб и растяжения, которые могут стать причиной его деформации.

Схема армирования ростверка свайного фундамента чертеж.

Схема свайно-ростверкового фундамента.

Размещенный внутри монолитного ростверка армокаркас воспринимает на себя вышеуказанные нагрузки, предотвращая риск его разрушения, что значительно увеличивает надежность и долговечность конструкции. Армирование необходимо не только при монтаже свайно-ростверкого фундамента, но и в столбчатом основании, которое имеет схожую конфигурацию.

Отметим, что армированию подлежат фундаменты, в которых используются сваи двух видов — забивные и буронабивные. Забивные сваи представляют собой конструкции заводского изготовления, которые по завершению монтажа с помощью копровой техники обрезаются специальной гидравлической сваерезкой.

После обрезки оголяется арматура на торцевой части сваи, которая впоследствии связывается с каркасом монолитного ростверка. При монтаже буронабивных опор их армокаркас делается так, чтоб над бетонным телом сваи находились выступы арматуры высотой 30-40 см.

1.1 Чем и как армировать?

Армирование ленточного ростверка выполняется посредством пространственного армокаркаса, состоящего из двух продольных поясов арматуры (верхнего и нижнего), соединенных между собой горизонтальными и вертикальными перемычками.

Продольные пояса выполняются из прутьев арматуры класса А3 (горячекатаный профиль рифленого типа), диаметр которой составляет 13-16 мм. Использовать стеклопластиковую арматуру можно, что подтверждают отзывы о успешной эксплуатации таких свайно-ростверковых фундаментов на специализированных форумах.

Соединяющие вертикальные и горизонтальные перемычки могут выполняться в двух вариантах — в виде отдельных прутков приваренной к продольных поясам арматуры (схема демонстрирует конфигурацию). В таком случае необходимо использовать стержни аналогичного типоразмера, что и при обустройстве продольного пояса.

Армирование ленточного ростверка свайного фундамента чертеж.

Чертеж соединения поясов отдельными перемычками.

Также каркас может соединяться перемычками из выгнутой в хомуты прямоугольной формы арматуры (нижеприведенная схема). При таком подходе используются гладкие стержни класса А2 (диаметр 8-10 мм). Гнутые хомуты трудоемки в монтаже, однако они за счет меньшего количества сварных швов они более надежны и долговечны. Стеклопластиковая арматура, не подлежащая гибке, для создания хомутов не применяется.

Армирование ленточного ростверка свайного фундамента чертеж.

Чертеж соединения поясов хомутами.

Согласно положениям СНиП №2.03.01 «Пособие по проектированию и обустройству свайно-ростверковых фундаментов». при монтаже армокаркаса необходимо соблюдать следующий шаг между составляющими элементами:

• количество стержней в продольных поясах — минимум 4, расстояние между ними — до 10 см;
• шаг между поперечными перемычками продольного пояса — 20-30 см;
• шаг между вертикальными соединяющими перемычками — до 40 см;
• защитный слой бетона — минимум 5 см.

Защитный слой представляет собой расстояние между крайними контурами армокаркаса и стенками бетонного тела монолитного ростверка. Если защитный слой не будет иметь требуемую толщину возникнет две проблемы — каркас не сможет правильно перераспределять действующие на ростверк нагрузки и арматура будет чрезмерно подвержена коррозии под воздействием влаги, проникающей в микропоры бетона.

Арматура для армирования ростверка свайного фундамента чертеж.

Пластиковая подставка под арматуру.

Чтобы сделать защитный слой по нижней грани ростверка используются специальные пластиковые подставки-грибки, которые поднимают арматуру над опалубкой. Применение в данных целях кусков кирпича не допускается.

1.2 Как рассчитать количество арматуры?

В качестве примера приводим расчет количества арматуры для монолитного ростверка периметром 8*6 м. Используем условные габариты обвязки 40*40 см. Армокаркас под такую обвязку будет состоять из двух продольных поясов по 3 стержня А3 диаметр 14 мм в каждом (шаг между прутьями 10 см, по 5 см с каждой стороны съедает защитный слой бетона). Пояса соединяются перемычками из арматуры А1 диаметр 11 мм, расположенных с шагом в 20 см.

Расчет выполняется по следующему алгоритму:

1. В итоге расчет нам показал, что армирование ростверка требует 180 м арматуры класса А3 и 200 м (100+100) стержней А2 диаметром 11 мм. Также может потребоваться расчет вязальной проволоки. если вы не планируете использовать стыковку сваркой. Выполняется он с учетом того, что на одно соединение уходит около 40 см материала: определяем количество соединений: 4*(30/0,2) = 600 шт; и высчитываем расход материала — 600*0.4 = 240 м.
2. Для соединения прутьев продольного пояса нам потребуются перемычки длиной 30 см, которые будут расположены с шагом 20 см. Выполняем расчет их количество на оба контура ростверка: 2*(30/0.2) = 300 шт, после чего рассчитываем общую длину поперечных перемычек: 300*0,3 = 100 м.
3. Осталось произвести расчет длины вертикальных перемычек, соединяющих верхний и нижний контуры каркаса между собой. Но поскольку в примере рассчитывается прямоугольный ростверк, их количество и длина будет идентичной поперечным перемычкам. Если же используется ростверк прямоугольной конфигурации, расчет выполняется по указанной в пункте №2 формуле.

В итоге расчет нам показал, что армирование ростверка требует 180 м арматуры класса А3 и 200 м (100+100) стержней А2 диаметром 11 мм. Также может потребоваться расчет вязальной проволоки. если вы не планируете использовать стыковку сваркой. Выполняется он с учетом того, что на одно соединение уходит около 40 см материала: определяем количество соединений: 4*(30/0,2) = 600 шт; и высчитываем расход материала — 600*0.4 = 240 м.

1.3 Особенности армирования ростверка (видео).

2 Технология армирования монолитного ростверка.

Амирование ростверка начинается после выполнения всех предыдущих этапов обустройства свайного фундамента — монтажа свай, их обрезки и обустройства опалубки. Вы должны иметь готовую опалубку, внутри которой на высоту, равную сечению обвязки, выступают армокаркасы свай.

Армирование ленточного ростверка свайного фундамента чертеж.

Опалубка и сваи перед началом армирования.

При сборке каркаса арматуру можно вязать между собой с помощью проволоки либо соединять прутья методом сварки. Существенной разницы в способе стыковки нет — нередко утверждают, что сваренный каркас из-за отсутствия эластичности хуже противостоит деформациям, чем соединенная вязкой конструкция, однако в промышленном многоэтажном строительстве каркасы свайно-ростверковых фундаментов всегда свариваются, так что эти опасения беспочвенны. К тому же, сварка более практичный и быстрый в реализации способ.

Читайте также: как армируют лестницы. и нужно ли это делать?

Армирование ростверка — пошаговая инструкция:

1. К выступающей из сваи арматуре на высоте от 5 см от дна опалубки привариваются горизонтальные прутки.
2. На прутьях с заданным шагом размещается и приваривается арматура нижнего продольного пояса.

Армирование ленточного ростверка свайного фундамента чертеж.

Первый пояс армокаркаса и хомуты.

• В участках между сваями устанавливаются предварительно выгнутые прямоугольные хомуты, выступающие в качестве соединяющих перемычек.
• На лицевых гранях хомутов-перемычек фиксируются элементы верхнего продольного пояса.

Армирование углов ростверка свайного фундамента чертеж.

Усиление углов на верхнем поясе каркаса.

Сборка армокакаркаса на прямых участках ростверка достаточно проста в исполнении. Трудности наступают при армировании углов, которое необходимо дополнительно усиливать, поскольку эта часть каркаса испытывает максимальные нагрузки.

Армирование ростверка свайного фундамента чертеж.

Схема правильного армирования углов и примыканий ростверка.

Углы и места примыкания внутренних стен обвязки к наружным нельзя армировать перехлестом арматуры. На данных участках необходимо укладывать цельные стержни, выгнутые в Г либо П-образной конфигурации. Схема правильного армирования углов свайного ростверка приведена на изображении.

 

Рекомендация: Хорошая обзорная статья, из нее узнаете об армирование ростверка свайного фундамента так же увидите чертежи. Перед тем как начать армирование ростверка нужно сделать точный и правильный расчет исходя из конкретно вашей ситуации и ваших нагрузок. Если будет ошибка в расчетах, то вы построите бракованный ростверк и потеряете много денег.

Армирование ростверка свайного фундамента: расчет

Ни один современный дом сейчас нельзя представить без фундамента. Именно фундамент собирает на себя все нагрузки от несущих конструкций, и передает их на грунты. Существуют разные типы фундаментов.

Монтаж опалубки для ленточного ростверка

В некоторых случаях уместно создавать ленточные монолитные фундаменты, в других же используют цельные монолитные конструкции. Мы же сейчас поговорим об особенностях свайного фундамента, а также ростверка на сваях и таком важном процессе, как армирование всех несущих конструкций фундамента.

Особенности и конструкция свайного фундамента

Свайный фундамент является одной из разновидностей несущих поддерживающих конструкций, на которые монтируют затем все остальное строение.

Так же, как и другие фундаменты, этот его тип проектируют и строят, используя СНИП и другую нормативную документацию. Однако чертеж, расчет и тип конкретных элементов буронабивного фундамента с ростверком будет немного отличаться от ленточного или цельного, так как и задачи у него немного другие.

В отличие от ленточных несущих конструкций, у свайных оснований несущими элементами и основными передатчиками напряжений являются непосредственно сваи.

Они отлично подходят для использования, когда необходимо монтировать дом на слабых грунтах. В таких случаях крупная подошва ленточных моделей фундаментных оснований слишком дорога, а вот создание точечных свай считается более уместным.

При конструировании такой конструкции используются сваи буронабивной, забивной и нескольких других технологий изготовления. Их расчет и нормирование регулирует подходящий СНИП.

Полная последовательность действий по созданию ленточного ростверкового фундамента

Без учета нормативной документации создавать такие важные элементы будущего строения запрещено, так как это может привести к довольно неприятным последствиям. Причем не имеет значения, какой тип конструкции вам предстоит строить, в любом случае СНИП будет приоритетным документом.

Помимо свайного основания из нескольких десятков элементов ни одна конструкция свайного фундамента не обойдется без ростверка. Стоит понимать, что тип свайного фундамента предусматривает установку непосредственно свай на расстоянии примерно 2-4 метров друг от друга.

Читайте также: как происходит погружение металлических и железобетонных свай-оболочек?

Конкретное расстояние регулирует чертеж, СНИП, тип фундамента и еще несколько параметров. Но в любом случае оно будет достаточно внушительным.

Чтобы собрать всю эту конструкцию воедино и пользуются созданием ростверкового обвязывающего пояса или плиты. Причем не имеет значения, применяется ростверк для обвязки буронабивных или забивных свай. В любом случае его наличие просто необходимо.

Сам ростверк являет собой последовательную и довольно внушительную часть свайного фундамента, он может состоять из большого количества балок или монолитной плиты.

Именно на конструкцию ростверка ложится вся основная нагрузка от несущих конструкций дома, а он уже, в свою очередь, передает ее на сваи, которые давят на грунт и распределяют нагрузку по почве.

Для свайного фундамента характерно использование разных типов свай (буронабивных, забивных) и разных материалов. В данном случае мы рассматриваем только железобетонные сваи, как самые прочные, надежные и нуждающиеся в армировании.

Читайте также: технология армирования фундаментной плиты.

Армирование свай и непосредственно всего свайного фундамента – это совершенно необходимый процесс. Без армирования бетон хоть и выполняет свои функции, но не так хорошо.

Дело в том, что бетон сам по себе является довольно прочным материалом, однако любой СНИП, ГОСТ или результаты официальных исследований говорят о том, что при всей своей прочности он плохо работает на изгиб. А именно нагрузки на изгиб давят на конструкцию ростверкового свайного фундамента.

Заливка буронабивных свай монолитным раствором

Если не армировать все эти конструкции, то есть большой риск их разрушения или основательного повреждения. В таком случае весь дом придется признать аварийным, так как фундаментное основание – это едва ли не самая главная его часть.

Для осуществления качественного армирования используется конкретный расчет. Его же регулирует текущий чертеж конструкции, а также его тип и нормативная документация, что даст вам всю дополнительную информацию (СНИП, ГОСТ, справочники и т.д.).

Читайте также: особенности технологического процесса армирования разных типов фундаментов.

Для армирования используется сварные арматурные каркасы в виде сетки с определенным шагом. Конкретный тип металлической или стеклопластиковой арматуры, ее длина и все остальные параметры определяет расчет конструкции. Тип сечения армирования определяет то, как сварная сетка будет собираться.

к оглавлению ↑

Виды и отличия ростверковых фундаментов

Как мы уже упоминали выше, существует несколько разновидностей фундаментов ростверкового типа, а также конструкций ростверка и свай.

Все они имеют довольно серьезное значение не только за счет особенностей своей конструкции, но и за счет того, как арматурная сварная сетка будет применяться для их армирования.

Совершенно очевидно, что ленточный ростверк по своей форме, габаритам и предназначению отличается от цельного. А значит и сварная сетка для армирования у них будет разной.

Фундаменты такого типа начинаются из свай. Сваи могут собирать и монтировать по:

• Буронабивной технологии;
• Забивной технологии.

Для буронабивной технологии обустройства характерно создание свай с мощной нижней подушкой. Формируют их по технологии погружения в грунт специальных инструментов и его вытеснения, а затем укладки арматурной сетки и бетонирования всей конструкции.

Арматура, выпущенная из забитых свай

У буронабивных свай есть преимущество за счет наличия подушки, возможности выбирать арматурную сетку по своему желанию и т.д.

Забивные сваи, как правило, уже готовы к применению, так как являются сборными железобетонными элементами. Их нижняя часть имеет заостренное или конусообразное сечение.

Выбор конкретной марки бетона и сечения таких элементов регулирует СНИП. Забивные конструкции, как можно понять из названия, устанавливают в грунт путем забивки специальными вибропрессами или другим подобным оборудованием.

Для ростверка тоже характерно применение нескольких популярных разновидностей. От их типа зависит весь чертеж конструкции. Ростверк по типу сечения делят на:

• Ленточный;
• Цельный.

Ленточный ростверк во многом повторяет все принципы, что применяются при устройстве ленточного фундамента. Он обвязывает непосредственно сваи, не распространяясь на остальную площадь дома.

Впрочем, этого и не требуется. Ленточный ростверк монтируется под несущие стены дома. Обходится он дешевле, чем цельный, а по своей эффективности и надежности редко ему уступает. Сечение ленточного ростверка напоминает укрупненную балку, а значит и чертеж его армирования по сути ничем от аналогичного у балок не отличается.

Читайте также: как делается ручная вязка арматуры для фундамента?

Для цельного ростверка характерно покрывать всю площадь дома. Такое решение используется реже, так как на создание цельной подушки приходится тратить намного больше времени и ресурсов. Не говоря уже о том, что далеко не всегда такие трудозатраты считаются оправданными.

Арматурная сетка цельного ростверкового фундамента

Чертеж и вся сварная сетка в таком случае будет практически идентичной сетке, что используется для армирования плит перекрытий, особенно тех, что являются монолитными и размещаются на колоннах.

к оглавлению ↑

Расчет армирования сетки ростверка

Теперь перейдем к самому важному моменту – расчету арматурной сетки (каркаса). Сварная сетка для ростверка будет отличаться в первую очередь в зависимости от его типа.

Читайте также: вязка арматурных прутьев с помощью крючка: преимущества, особенности технологического процесса.

Использование буронабивных, забивных или других типов свай будет иметь второстепенное значение, так как от свай в данном случае требуется только выпустить наружу связующие арматурные штыри, к которым сетку ростверка и присоединят. Но не более того.

Расчет выполняется по чертежу конкретного типа ростверка. Так, линейный ростверк имеет форму крупной балки. Он обвязывает все сваи, образуя своеобразный пояс. По такой же схеме обвязывают колонны в несущих каркасных строениях.

Нижняя часть сетки будет собираться из более толстой арматуры диаметром от 20 мм. Верхняя же будет иметь сечение 8-15 миллиметров .

Так как основные нагрузки на поверхностный изгиб будут давить на ленту ростверка только в местах контакта со сваями, то серьезное усиление следует делать на участках ленты под сваями.

Причем достаточно всего лишь растянуть арматуру на 1,5-2 метра от центра сваи по ленте в обе стороны. В остальных же местах делать столь мощные конструкции верхней сетки рекомендуется, но вовсе не обязательно.

Сварная сетка-каркас в таком случае рассчитывается довольно легко. В учет берут ширину ленты и ее высоту. Арматуру нижнего уровня укладывают с шагом в 8-10 см. Как правило, на нижнюю сетку одной из лент ростверка уходит не меньше 4 стержней.

На верхнюю может уходить от 6 стержней.

Пример обвязки арматурных выводов из отверстия под скважину

Этот расчет касается лент шириной в 25 сантиметров. Если лента намного шире, то и арматуры на нее придется потратить больше. Также верхняя и нижняя сетки обвязываются и крепятся друг к другу упорными хомутами из прочной арматуры. Это тоже следует учитывать.

Таким образом, обсчитав длину и ширину лент ростверка, а также создав чертеж его сетки, можно выполнить полноценный расчет армирования, узнать количество необходимого материала, его стоимость и кучу других полезных моментов.

Для цельного ростверка, так как он являет собой, по сути, укрупненную монолитную плиту перекрытия, сварная сетка уже будет немного другой. Во-первых, она будет покрывать всю площадь дома. Во вторых, он должна быть очень прочной и надежной.

Здесь с шагом в 20-25 см необходимо укладывать арматуру минимальным диаметром от 20-25 мм. Арматуру укладывают крест-накрест, чтобы создать чрезвычайно прочное основание.

А вот верхняя сетка имеет интересные особенности. Далеко не всегда ее следует монтировать по всей площади. Это объясняется тем, что нижняя сетка арматуры гасит практически все нагрузки.

Любая же верхняя сетка должна гасить нагрузки на изгиб, которые приходятся от взаимодействия несущих конструкций и верхних элементов здания. А это значит, что ее нужно устанавливать только возле несущих элементов, что будут размещаться сверху или несущих элементов, что ее подпирают.

В каркасных монолитных домах верхняя арматурная сетка перекрытий покрывает только площадки в 2×2 или 3×3 квадратных метра, с центром в каждой подпирающей колонне. Все остальные места либо снабжаются страховочной сеткой из тонкой арматуры, либо вообще остаются без нее.

Если выполнить расчет габаритов цельного ростверка, а также его полезной площади, можно точно так же узнать всю необходимую вам информацию.

к оглавлению ↑

Технология армирования ростверка

Описать саму технологию армирования довольно легко, так как она, по сути, практически идентична во всех случаях.

Готовый ростверковый фундамент для легкого дома

Этапы работы:

1. Собираем опалубку, следим за ее прочностью и надежностью.
2. Собираем нижний каркас арматурной сетки.
3. Монтируем хомуты, поддерживающие стойки и другие элементы.
4. Собираем верхний арматурный каркас в нужных местах.
5. Обвязываем и закрепляем все части армирования проволокой и дополнительными хомутами.
6. Заливаем конструкцию бетоном, следим за тем, чтобы бетон заполнял опалубку без образования пустот, идеальным будет применение вибропресса.
7. Ждем в течение недели, пока бетон окончательно не схватится.

Стоит заметить, что железобетонная конструкция набирает свою прочность в течение 27 дней. Ходить по ней, однако, можно будет уже через 4-8 дней, но возведение последующих несущих конструкций рекомендуется отложить на месяц.

к оглавлению ↑

Особенности и нюансы армирования ростверка (видео)

 

Перейти к расчету

Как выполнить анализ ростверка настила моста с помощью Staad Pro

Анализ ростверка

представляет собой достаточно точный метод анализа настила моста для оценки расчетного изгибающего момента, кручения, силы сдвига и т. д., и он был адаптирован для использования в большинстве компьютерных программ по всему миру. мир. По сути, метод аналогии с ростверком использует подход жесткости для анализа настила моста (Jaggerwal and Bajpai, 2014). Весь настил моста разделен на ряд продольных и поперечных балок (плоских сеток).

При расчете ростверка элементы сетки предполагаются жестко связанными, так что исходные углы между элементами, соединенными вместе в узле, остаются неизменными. Тогда непрерывность как крутящего, так и изгибающего момента существует в узловой точке сетки (Qaqish et al, 2008). Метод оказался надежным и универсальным для самых разных настилов мостов. Концептуально метод аналогии с ростверком пытается дискретизировать непрерывную или рассредоточенную жесткость моста и концентрировать ее на отдельных продольных и поперечных элементах.

Рис. 1: Эквивалентный ростверк настила моста (Источник: Kalyanshetti and Bhosale, 2015 г.)

1. Идеализация физического настила в эквивалентный ростверк
2. Оценка эквивалентной упругой инерции элементов ростверка
3. Приложение и передача нагрузок на различные узлы ростверка
4. Определение силовых реакций и расчетных оболочек и
5. Интерпретация результатов.

Некоторые основные рекомендации по проведению анализа ростверка:

• Линии сетки располагаются вдоль центральной линии существующих балок, если таковые имеются, и вдоль центральной линии оставшейся плиты, как в случае настила тавровой балки.
• Продольные линии сетки на каждом краю располагаются на расстоянии 0,3D от края плитных мостов, где D — глубина настила.
• Линии сетки должны располагаться вдоль линий, соединяющих подшипники.
• В каждом направлении обычно используется не менее пяти линий сетки.
• Линии сетки обычно берутся под прямым углом.
• Линии сетки в целом должны совпадать с центром тяжести сечения. Некоторые сдвиги, если это упрощает идеализацию, могут быть сделаны.
• Над сплошными опорами могут быть приняты более тесные поперечные сетки. Это связано с тем, что изменение в большей степени зависит от профиля изгибающего момента.
• Для достижения наилучших результатов соотношение сторон, т. е. отношение шага сетки в продольном и поперечном направлениях, предпочтительно должно находиться в пределах от 1,0 до 2,0.

Хотя визуализировать модель ростверка настила моста несложно, необходимо тщательно продумать процесс, особенно если вы хотите моделировать в таком программном обеспечении, как StaadPro. В этом посте мы собираемся провести анализ ростверка модели настила моста, показанной ниже.

Предполагается, что промежуточные поперечные балки имеют глубину 700 мм и ширину 300 мм. Можно предположить, что профиль моста имеет форму, показанную ниже;

Чтобы адекватно представить аналогию с ростверком настила моста, мы дискретизируем настил, как показано на рисунке ниже. Если у вас есть AUTOCAD, рекомендуется тщательно наметить сетки и проверить все размеры и сечения, прежде чем переходить к моделированию в Staad Pro. На изображении, показанном ниже, я использовал AUTOCAD, чтобы показать расположение моих линий сетки, а сечения, которые они представляют, даны в легендах, которые следуют ниже.

Легенда, дающая описание линий, приведена ниже;

Зная это, мы можем перейти к Staad Pro для моделирования;

Шаг 1 : Запустите Staad и определите модель как пространственную конструкцию

Шаг 2: Создайте узлы на виде в плане, чтобы отразить общее расположение

Шаг 3:  Соедините все узлы надлежащим образом 003

Это приводит нас куда-то сюда, как показано ниже. Убедитесь, что вы используете команду «подключиться» для скорости выполнения.

Шаг 4: Назначьте опоры

Поскольку на подшипниках будут сидеть только главные балки, мы смоделируем это, поместив одну опору на штифт, а другую на ролик. Вы можете получить поддержку роликов, используя команду «принудительно, но». Это дает вам возможность снять другие ограничения поддержки и оставить только вертикальную реакцию. То, что мы получаем, показано ниже.

Шаг 5 :  Создание свойств и их назначение

Глядя на условные обозначения выше, вы можете создать свойства раздела и назначить их там, где они должны быть. Если какой-либо раздел недоступен в Staad по умолчанию. Вам просто нужно ввести свойства раздела вручную. Обратите внимание, что для сечений перекрытий вы можете использовать параметр прямоугольника, чтобы определить его, у нас есть T-образная балка по умолчанию в Staad, в то время как нам придется определить L-образное сечение вручную.

Пример модели с Т-образным сечением показан ниже;

Шаг 6 :  Применить транспортные нагрузки и проанализировать

При расчете ростверка равномерно распределенные нагрузки применяются к основным балкам, а тандемные нагрузки лучше применять как подвижные нагрузки. Например, используя Еврокоды, тандемная нагрузка 300 кН применяется к условной полосе 1 (150 кН на ось при расстоянии 1,2 м) шириной 2,0 м. Вы можете определить движущуюся нагрузку по своему усмотрению, основываясь на применяемых вами правилах. Staad автоматически распределяет эту нагрузку между участниками.

Как применить модель нагрузки 1 к автодорожным мостам

Для нашей вышеприведенной модели была применена только эта нагрузка (для краткости другие нагрузки не учитывались), а прогиб решетки в разных местах показан на рисунках ниже;

Профиль прогиба, когда нагрузка находится в другом месте, показан ниже;

Таким же образом можно просмотреть внутренние силы, когда нагрузка находится в разных местах. Вы можете убедиться, что нас интересует расположение нагрузки, которая будет оказывать наихудшее воздействие на конструкцию.

N/B: некоторые элементы-манекены из исходной модели были удалены.

Так что мы пока остановим этот пост, увидимся позже….. 

Ссылки

[1] Jaggerwal H. And Bajpai Y (2014): Влияние перекоса на трехпролетный железобетон T- Балочные мосты. Международный журнал вычислительных инженерных исследований. ISSN(e): 2250-3005 Vol 04 Issue 8 pp 1-9
[2] Qaqish M., Fadda E., Akawwi E. (2008): Проектирование Т-образного моста методом конечных элементов и спецификацией AASHTO. Научный журнал KMITL, том 8, № 1 (январь-июнь 2008 г.), стр. 24–34
[3] Шридхар Р., Рашми Харде (2013): Сравнительное исследование метода ростверка и метода конечных элементов настила моста из железобетона. Международный журнал научных и инженерных исследований, том 4, выпуск 2, февраль 2013 г. 1 ISSN 2229-5518
[4] Кальяншетти М.Г. , Бхосале (2013): Альтернативные формы двухполосной надстройки Т-образного балочного моста – исследование по аналогии с ростверком. Международный журнал последних тенденций в области техники и технологий (IJLTET) Vol. 5 Выпуск 3 ISSN: 2278-621X стр. 88-96

Моделирование и анализ балочных мостов

Большинство автодорожных мостов представляют собой балочные конструкции, однопролетные или неразрезные, а составные мосты имеют многобалочную или лестничную форму. Определение основных эффектов различных комбинаций нагрузок часто может быть достигнуто с помощью двухмерной аналитической модели, но для более всестороннего анализа необходима трехмерная модель. В этой статье рассматриваются соответствующие методы анализа и моделирования для типичных стальных композитных мостов в Великобритании.

Полная конечно-элементная модель

Содержание

• 1 Варианты моделирования типичного многобалочного моста
• 2 Анализ ростверка
  • 2. 1 Анализ ростверка: обзор
  • 2.2 Анализ ростверка: компоновка элементов
  • 2.3 Анализ ростверка: приложение нагрузки поэтапно
  • 2.4 Расчет ростверка: свойства сечения
    • 2.4.1 Степень растрескивания свойств
    • 2.4.2 Задержка сдвига в бетонных фланцах
  • 2.5 Анализ ростверка: приложение нагрузок
  • 2.6 Анализ ростверка: вывод
  • 2.7 Анализ ростверка: другие соображения
  • 2.8 Анализ ростверка: варианты
    • 2.8.1 Косые перемычки
    • 2.8.2 Изогнутые мосты
    • 2.8.3 Балки переменной глубины
    • 2.8.4 Лестничные площадки
    • 2.8.5 Цельные мосты
• 3 Расчет упругого критического выпячивания для случая нагрузки влажного бетона
• 4 Конечно-элементное моделирование
• 5 Выводы
• 6 Каталожные номера
• 7 Ресурсы
• 8 См. также
• 9 Внешние ссылки

[вверх]Варианты моделирования типового многобалочного моста

Типовой многобалочный стальной композитный мост
Trinity Overbridge на A120
(Изображение предоставлено Atkins)

Существует три варианта моделирования типичного многобалочного стального композитного моста:

• Линейный луч
• Ростверк
• Полная конечно-элементная модель

Линейная балка — довольно грубый инструмент. Он не учитывает поперечное распределение, не дает выходных данных для поперечного проектирования (например, плиты или связи) и не учитывает эффекты перекоса. Его не рекомендуется использовать для детального проектирования, но это полезный инструмент для предварительного проектирования.

Использование ростверка целесообразно во многих случаях. Использование конечно-элементной модели даст более подробные результаты, особенно для неоднородных балок.

Несмотря на то, что анализ ростверка широко используется и до сих пор считается наиболее подходящим для большинства настилов мостов, общепризнанно, что программы анализа методом конечных элементов становятся более доступными и простыми в использовании. Кроме того, требования Еврокода для проверки потери устойчивости при поперечном кручении могут сделать анализ потери устойчивости методом конечных элементов необходимым для проверки варианта нагрузки конструкции из мокрого бетона.

Поперечный разрез Троицкого путепровода

[вверх]Анализ ростверка

[вверх]Анализ ростверка: обзор

Изометрический вид ростверка, представляющего двутавровую балку настила

Модель ростверка является распространенной формой расчетной модели для составных настилов мостов. Его ключевые особенности:

• Это 2D модель
• Поведение конструкции является линейно-упругим
• Элементы балки расположены по сетке в одной плоскости, жестко соединены в узлах
• Продольные элементы представляют собой составные сечения (т. е. главные балки с соответствующей плитой)
• Поперечные элементы представляют собой только плиту или сборное сечение, в котором присутствуют поперечные стальные балки

[наверх]Анализ ростверка: компоновка элементов

Для выбора компоновки ростверка предлагаются следующие рекомендации:

• Размеры сетки должны быть примерно квадратными
• Использовать четное число шагов сетки
• Шаг сетки не более пролета/8
• Краевые элементы вдоль линии парапета для облегчения приложения нагрузки
• Вставьте дополнительные стыки для мест сращивания (обычно считается, что они находятся на расстоянии 25% от опор)

Для двухпролетного моста, как показано выше, соответствующая компоновка будет такой, как показано ниже.

Типовая компоновка ростверка для двухпролетного многобалочного стального составного моста

[вверх]Анализ ростверка: поэтапное приложение нагрузки

Для моделирования реакции конструкции на диапазон постоянные и переменные действия:

• «Только стальная» модель : собственный вес стальных балок и вес влажного бетона во время строительства применяются к модели ростверка только из стали. Продольные элементы представляют собой только стальные балки, в то время как поперечные элементы обычно не нужны (они могут быть установлены как «фиктивные» элементы, чтобы сохранить ту же компоновку модели, что и составные модели).
• «Долговременная» составная модель : постоянные воздействия, применяемые к готовой конструкции (главным образом наложенные постоянные нагрузки, такие как наплавка, и ограничение кривизны из-за усадки) применяются к долговременной составной модели. Свойства сечения продольных составных элементов и поперечных элементов, представляющих собой плиту, рассчитываются с использованием долговременного модуля упругости бетона. Там, где плита находится в состоянии растяжения, могут потребоваться свойства сечения с трещинами.
• «Краткосрочная» составная модель : Переходные воздействия (в основном вертикальные нагрузки из-за движения транспорта) применяются к краткосрочной составной модели. Свойства сечения рассчитываются так же, как и для долгосрочной модели, но с использованием краткосрочного модуля упругости. Опять же, могут потребоваться свойства сечения с трещинами, когда плита находится в состоянии растяжения.

Обратите внимание, что в стандарте BS EN 1992-1-1 ^[1] приводится несколько иной долгосрочный модуль упругости бетона для усадочной нагрузки, поэтому теоретически должна существовать четвертая модель для анализа эффектов усадки. Однако модуль существенно не отличается от «обычного» долговременного значения, и разумно применить усадочные моменты ограничения к долговременной модели для определения вторичных моментов в балках. Однако для расчета напряжений, вызванных этими эффектами, следует использовать соответствующие свойства сечения для усадки.

[вверх]Анализ ростверка: свойства сечения

Преобразованные свойства сечения для составного балочного элемента ростверка

Обычно все свойства сечения рассчитываются в «стальных элементах», используя преобразованную площадь для бетонной полки (разделить на модульное отношение n = E _s /E _c ). Следующие свойства сечения необходимы для каждого отдельного поперечного сечения:

• Только сталь: только свойства стальной балки
• Долгосрочный композит: площадь бетона, преобразованная для долгосрочного модульного соотношения
• Краткосрочный композит: площадь бетона, преобразованная для краткосрочного модульного соотношения
• Свойства с трещинами (в зонах деформации): площадь армирования считается эффективной только в сечении плиты

Для свойств сечения без трещин армирование в плите можно игнорировать.

Справа показан типичный трансформированный участок.

[наверх] Степень раскрытия свойств

Если отношение длин смежных пролетов составляет не менее 0,6, допуск на растрескивание плиты в зонах деформации может быть сделан путем использования характеристик сечения с трещинами для 15 % пролета по обе стороны от промежуточных опор, как показано ниже. . Это предусмотрено BS EN 1994-2 ^[2] , пункт 5.4.2.3.

Степень растрескивания в балочных элементах

[вверх]Отставание от сдвига в бетонных полках

Эффективная ширина бетонных полок основана на ширине плиты, равной L _e /8 снаружи внешней стойки по обе стороны от балки, где L _e — расстояние между точками контра изгиба. Это определение дано в БС ЕН 1994-2 ^[2] , п. 5.4.1.2, где приведены ориентировочные значения L _и . Обратите внимание, что сдвиговое запаздывание необходимо учитывать как при ULS, так и при SLS (одна и та же эффективная ширина используется для обоих предельных состояний).

[наверх]Анализ ростверка: приложение нагрузок

Постоянные воздействия (собственные веса) распределяются между лонжеронами посредством простой статики. Графическое представление типичных постоянных нагрузок, приложенных к модели ростверка, показано ниже (слева).

Транспортные нагрузки обычно получаются с помощью программ «автозагрузки», которые являются частью большинства аналитических программ. Эти программы используют поверхности влияния для определения степени равномерно распределенных нагрузок и положения тандемных систем и специальных транспортных средств. Типичная поверхность влияния для места изгиба середины пролета показана ниже (справа).

Пользователь решает, какие позиции на модели наиболее важны для проектирования (например, промежуточный пролет, стыки и опорные позиции), и требует создания поверхностей влияния для этих позиций; Затем автозагрузчик определяет позиции, в которых находятся грузы. применяется для наиболее обременительного эффекта.

[top]Анализ ростверка: выходные данные

Основная цель любого глобального анализа моста — получить выходные данные, которые затем можно использовать при анализе сечения и проектировании. Как правило, это будут изгибающие моменты, силы сдвига и крутящие моменты (где они значительны) в главных балках. Прогибы также потребуются для расчетов предварительного изгиба. Вывод, скорее всего, будет либо графическим, либо табличным, оба варианта полезны. Графический вывод позволяет быстро определить пиковые моменты и сдвиги на глаз, а также позволяет дизайнеру визуально проверить, ведет ли себя модель так, как ожидалось. Табличный вывод может быть полезен для постобработки с помощью электронной таблицы и одновременного чтения сосуществующих эффектов нагрузки. Тем не менее, проектировщик должен использовать суждение о том, где находятся критические места в конструкции, чтобы избежать чрезмерного объема выходных данных и постобработки.

[вверх]Анализ ростверка: другие соображения

Графический вывод изгибающих моментов в элементах плиты в модели ростверка

Также необходимо учитывать следующее:

• Общие эффекты для конструкции поперечной плиты : Возьмем эффекты нагрузки на поперечные элементы из модели ростверка и добавим их к эффектам из локального анализа (например, диаграммы Пучера. См. SCI 356). Любые нагрузки, прикладываемые к ростверку, следует прикладывать к стыкам только для этой цели, чтобы избежать неточного двойного учета местных воздействий.
• Связи : Связи обычно моделируются с помощью гибкого на сдвиг элемента (консервативно использовать элемент, который не допускает сдвиговой гибкости), с эквивалентными свойствами, рассчитанными на основе модели плоской рамы. Модель плоской рамы также может быть использована для расчета раскосов с использованием отклонений от модели ростверка, наложенных на модель плоской рамы и ограничивающих усилий, если это необходимо.
• Опоры : Все опоры обеспечивают только вертикальное крепление в 2D ростверке. Влияние невертикальных нагрузок необходимо оценивать либо вручную, либо с помощью альтернативной модели.
• Ручная проверка : Ручная проверка должна проводиться для проверки модели, например, проверка изгибающих моментов при равномерной нагрузке и проверка опорных реакций
• Комбинированное программное обеспечение для глобального анализа и проектирования сечений : Некоторые программы предлагают комбинированные возможности глобального анализа и проектирования сечений. Проектировщики должны убедиться, что они понимают теорию, лежащую в основе проектирования секций балки, и выполнять проверки на выходе.

Плоская модель рамы для оценки жесткости (для элемента модели ростверка) и для определения влияния перемещений от выхода

[наверх]Анализ ростверка: варианты

[наверх]Косые мосты

Многие мосты наклонены в плане и Модель ростверка способна приспособить такое расположение одним из нескольких способов. Рассмотрим типовой план косого моста, показанный ниже.

План типичного косого моста

Для небольших углов наклона сетку можно выровнять по наклону, как показано ниже.

косая сетка (для перекоса не более 20°)

При больших углах перекоса поведение косых элементов становится неточным и лучше вернуться к ортогональной сетке. На концах необходимо учесть перекос.

Ортогональная сетка для большего перекоса. (перекос более 20°)

[вверх]Изогнутые мосты

Типовой изогнутый композитный мост

Для мостов на развязках с разными уровнями и в других местах, где пространство ограничено, довольно часто встречаются значительные кривизны в плане.

В таких случаях можно использовать криволинейные ростверки, хотя при выборе схемы и рассмотрении результатов анализа необходимо соблюдать осторожность, поскольку эффекты кручения в плите нелегко отделить от эффектов коробления стальных балок. Кроме того, после анализа ростверка необходимо будет добавить влияние горизонтальных «радиальных» сил в стальных фланцах.

Модель изогнутого ростверка для 4-х пролетного моста

[вверх]Балки переменной глубины

Балки переменной глубины, такие как показанные ниже, могут быть легко размещены в модели ростверка путем изменения свойств сечения по длине лонжеронов.

Балки переменной высоты в двухпролетном мосту
(Изображение предоставлено Atkins)

[вверх]Лестничные настилы

Лестничный настил (стадия строительства, с носовой частью)

Лестничные настилы, подобные показанному справа, можно моделировать с помощью ростверков.

В модели ростверка для лестничного настила:

• Основные лонжероны представляют собой сплошное составное сечение
• Промежуточные лонжероны представляют собой только плиту
• Поперечные элементы обычно представляют составную секцию, включая поперечные балки. Иногда между составными поперечными элементами могут быть включены промежуточные элементы, состоящие только из плит.

Трехмерная модель, вероятно, потребуется для моделирования взаимодействия между поперечными и основными балками, в частности, для определения жесткости U-образной рамы и воздействия на поперечные балки из-за местного применения специальных транспортных средств.

Модель решетки для лестничного моста

Лестничный настил 3D-модель для взаимодействия поперечных и основных ферм

[вверх] Цельные мосты

Для интегрального моста можно использовать 2D-ростверк с поворотными пружинными опорами на интегральных опорах в сочетании с 2D-моделью плоской рамы для температурные эффекты. В качестве альтернативы можно использовать 3D-модель с секцией ростверка для настила и вертикальными секциями для устоя и фундамента.

[вверх]Анализ критического упругого выпячивания для случая нагружения мокрого бетона

Голые стальные балки, ожидающие загрузки мокрым бетоном

BS EN 1993-2 ^[3] не дает формулы для определения поперечной гибкости парных стальных балок с крутильными связями, где пара балок подвержена выпучиванию как пара в симпатии друг к другу, а не между ограничениями. Это обычный сценарий для загрузки мокрого бетона. Можно рассмотреть два варианта:

• Расчет гибкости с использованием анализа критической упругой потери устойчивости КЭ
• Используйте упрощенные правила гибкости торсионных ограничений, взятые из BS 5400-3 ^[4] (они доступны в формате Еврокода в SCI P356).

Для КЭ-анализа пользователю необходимо просмотреть режимы потери устойчивости, чтобы найти режим потери устойчивости при поперечном кручении — можно обнаружить, что формы потери устойчивости стенки или полки возникают раньше, чем формы потери устойчивости при поперечном кручении.

КЭ-анализ, вероятно, даст значительные преимущества по сравнению с упрощенным подходом, как обсуждалось при проектировании балки.

Дальнейшие указания по определению устойчивости к продольному изгибу балок из стальных листов в композитных мостах во время строительства (стадия голой стали) и в процессе эксплуатации (когда плита настила действует как верхняя полка) доступны в ED008.

[top]Конечно-элементное моделирование

Поскольку вполне вероятно, что для проверки упругой критической потери устойчивости потребуется конечно-элементная модель, можно рассмотреть возможность использования полной конечно-элементной модели для всего анализа. Это также имело бы то преимущество, что реакция конструкции потенциально лучше моделируется. Однако есть ряд недостатков, среди которых:

Полная модель конечных элементов

• Более длинная установка
• Больше шансов на ошибку
• Больше времени для извлечения результатов
• Для уверенного использования требуется больше практики
• Усложнить отладку
• Пиковые опорные моменты могут быть недооценены

Если принято решение об использовании конечно-элементной модели, могут оказаться полезными следующие рекомендации:

• Крупная сетка, вероятно, подойдет
• Держите сетку как можно более квадратной
• Требуется более тщательное планирование
• Элементы толстой оболочки для балок и плит, балочные элементы в других местах (например, для связей)
• В качестве альтернативы можно использовать балочные элементы для составных плит стальных балок
• Требуется дополнительная проверка
• Анизотропные свойства, требуемые в зонах с трещинами

[наверх]Выводы

Ростверк является широко используемой моделью для настила мостов и относительно прост в использовании. Тем не менее, вполне вероятно, что модель конечных элементов по-прежнему потребуется для анализа упругой критической потери устойчивости стальных балок, поддерживающих нагрузку от мокрого бетона. Следовательно, для всего анализа можно было бы рассмотреть модель конечных элементов, которая также имела бы возможное преимущество лучшего моделирования реакции конструкции. Однако у этого подхода есть некоторые недостатки, поэтому многие проектировщики используют ростверк для основного расчета и используют модель конечных элементов только там, где это абсолютно необходимо.

[наверх]Ссылки

1. ↑ BS EN 1992-1-1:2004+A1:2014 Еврокод 2. Проектирование бетонных конструкций. Общие нормы и правила для зданий, BSI
2. ↑ ^{2.0 2.1} BS EN 1994-2:2005, Еврокод 4. Проектирование сталежелезобетонных конструкций. Общие правила и правила для мостов, BSI
3. ↑ BS EN 1993-2:2006, Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Стальные мосты, BSI
4. ↑ БС 5400-3:2000 Стальные, бетонные и композитные мосты.