423
.pdfМинистерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»
Кафедра строительных конструкций
ИНСТРУКЦИЯ ПО ПОЛЬЗОВАНИЮ ПРОГРАММАМИ РАСЧЕТА RNS, RDT НА ЭВМ
Методические указания к выполнению расчетных работ при оценке прочности,
трещиностойкости и жесткости железобетонных конструкций для студентов строительных специальностей
Составители: В.И.Саунин, Н.Н.Разливкина
Омск
СибАДИ
2012
УДК 624
ББК 38.5
Рецензент проф., д-р техн.наук В.М.Валов
Работа одобрена научно-методическим советом специальности 270102 в качестве методических указаний.
Инструкция по пользованию программами расчета RNS, RDT на ЭВМ:
методические указания к выполнению расчетных работ при оценке прочности, трещиностойкости и жесткости железобетонных конструкций для студентов строительных специальностей / сост.: В.И.Саунин, Н.Н.Разливкина. – Омск:
СибАДИ, 2012.– 32 с.
В указаниях приведены инструкции по пользованию программами RNS, RDT для расчета железобетонных конструкций по прочности, трещиностойкости и жесткости. Даны примеры расчета железобетонных плит перекрытия, колонн, стеновых панелей. Методические указания предназначены для выполнения студентами строительных специальностей курсовых и дипломных работ, а также для проведения исследовательских и проектных работ преподавателями и инженернотехническим составом академии.
Ил.11. Библиогр.: 4 назв.
© ФГБОУ ВПО «СибАДИ», 2012
2
Содержание |
|
1. ИНСТРУКЦИЯ ПО ПОЛЬЗОВАНИЮ ПРОГРАММОЙ РАСЧЕТА RNS |
|
НА ЭВМ «РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ НОРМАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ |
|
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ».......................................................... |
4 |
1.1. Описание и подготовка исходных данных................................................... |
4 |
1.2. Расшифровка результатов расчета.................................................................. |
7 |
1.3. Примеры расчета.............................................................................................. |
8 |
2. ИНСТРУКЦИЯ ПО ПОЛЬЗОВАНИЮ ПРОГРАММОЙ РАСЧЕТА RDT |
|
НА ЭВМ «РАСЧЕТ ДЕФОРМАТИВНОСТИ И ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ |
|
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ»........................................................ |
18 |
2.1. Описание и подготовка исходных данных................................................. |
19 |
2.2. Расшифровка результатов расчета................................................................ |
24 |
2.3. Примеры расчета........................................................................................... |
24 |
3. ПОРЯДОК ПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММАМИ RNS, RDT..................... |
29 |
Библиографический список.................................................................................... |
30 |
3
1. ИНСТРУКЦИЯ ПО ПОЛЬЗОВАНИЮ ПРОГРАММОЙ РАСЧЕТА RNS НА ЭВМ «РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ НОРМАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ»
Программа RNS предназначена для проверки прочности нормальных сечений изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых в плоскости, совпадающей с главной осью сечения элементов. Рассматриваются прямоугольные, тавровые с полкой вверху или внизу и двутавровые поперечные сечения с любым количеством, размещением и классом арматуры. Рассчитываются напрягаемые и ненапрягаемые конструкции. В программе RNS реализован общий случай расчета прочности нормальных сечений по п. 3.28 СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции».
По программе RNS могут быть рассчитаны косоизгибаемые железобетонные элементы прямоугольного сечения.
Размерности исходных данных, параметров эмпирических формул и результатов счета применены в следующих единицах физических величин: силы – в кгс, моменты сил – в кгс·см, напряжения – в кгс/см2, геометрических параметров – в см.
1.1. Описание и подготовка исходных данных
Описание исходных данных проведено в порядке их ввода в программу (см. бланк исходных данных (рис. 1).
h, b, h'f, b'f, hf, bf – параметры (см) сечения; при отсутствии верхней или нижней полки (тавровое или прямоугольное сечение)
h'f или hf |
равны нулю, b'f или bf |
равны b (рис. 2); |
|
|||
Rb – расчетное сопротивление (кгс/см2) бетона сжатию см. |
||||||
табл. 13 (здесь и далее ссылки на СНиП 2.03.01-84* |
[1]); |
|||||
σsc,u – см. п. 3.12 |
(кгс/см2); |
|
|
|
||
α – см. п. 3.12; |
|
|
|
|
||
N |
– |
число |
рядов |
арматуры, |
число |
стержней для |
косоизгибаемых элементов; |
|
|
|
|||
Mr |
– расчетный |
изгибающий момент |
(кгс·см) |
в плоскости, |
совпадающей с главной осью поперечного сечения; для внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов принимается равным нулю;
4
h |
b |
h´f |
b´f |
hf |
bf |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rb |
σsc,u |
α |
N |
|
|
|
|
Мr |
Ns |
e´ |
My |
|
|
|
|
|
|
|
|
h0i |
Asi |
FP |
Rs |
η |
Rsc |
β |
σsp |
γ´sp |
γsp |
∆σsp |
b0i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.1. Бланк исходных данных программы RNS
Ns – расчетное нормальное усилие (кгс); вводится со знаком "−" при сжатии; для изгибаемых элементов принимается равным нулю;
e' – расстояние (см) от уровня приложения нормального усилия до наиболее сжатого волокна сечения; вводится со знаком "−" при расположении уровня силы за пределами сечения со стороны наиболее сжатого волокна; для изгибаемых элементов принимается равным нулю;
Mу – расчетный изгибающий момент (кгс·см) в плоскости, перпендикулярной главной оси поперечного сечения (для
косоизгибаемых |
элементов); |
для |
внецентренно |
сжатых, |
изгибаемых и |
внецентренно |
растянутых |
элементов принимается |
|
равным нулю; |
|
|
|
|
h0i – расстояние (см) от |
наиболее сжатого волокна |
сечения |
до соответствующих стержня и ряда арматуры;
Asi – площадь поперечного сечения (см2) стержней ряда арматуры (стержня для косоизгибаемых элементов);
5
FP – признак счета; для арматуры, имеющей физический предел текучести классов A-I, A-II, A-III, Bp-I, принимается равным единице, в остальных случаях FP = 0;
а) |
b'f |
Mr |
б) |
Ns |
|
|
|
|
e'
h0i
h'f
h
Asi
b hf
bf
Главная ось сечения
в)
Mr
α
h0i |
1 |
My |
|
|
x |
Asi
b0i
Рис.2. Схемы расчетных сечений: а – изгибаемых элементов (плит, балок); б – внецентренно сжатых элементов (колонн) и внецентренно растянутых элементов (нижних поясов ферм); в – косоизгибаемых элементов (стеновых панелей)
6
Rs |
– |
расчетное |
сопротивление арматуры |
растяжению |
|||
(кгс/см2) см. табл. 22; |
|
|
|
|
|||
η |
– |
см. п. 3.13; |
для классов арматуры, не |
указанных в |
|||
п. 3.13, |
– η = 1; |
|
|
|
|
||
Rsc |
– расчетное сопротивление арматуры сжатию (кгс/см2) |
||||||
см. табл. 22; |
|
|
|
|
|
||
β |
– |
см. |
п. 3.28; для классов арматуры, не отмеченных в |
||||
п. 3.28, |
– |
β = 1; |
|
|
|
|
|
σsp – контролируемое напряжение (кгс/см2) предварительно |
|||||||
натянутой |
арматуры |
перед |
бетонированием |
(с |
учетом |
соответствующих потерь); для ненапрягаемых стержней равно нулю;
γ'sp, γsp – см. п. 1.27, формула (6) с принятием соответственно знаков "+" и "−"; для ненапрягаемой арматуры
равны нулю; |
|
|
|
σsp – см. п.3.28; для |
классов арматуры, не |
отмеченных в |
|
п. 3.28, |
σsp = 0; |
|
|
b0i |
– расстояние (см) |
от наиболее сжатого |
от воздействия |
Mу волокна сечения до соответствующего стержня арматуры; для всех случаев, кроме косого изгиба, равно нулю.
Число строчек последней таблицы исходных данных равно N.
1.2. Расшифровка результатов расчета
По программе RNS выдаются следующие результаты расчета для элементов:
изгибаемых
–несущая способность MD, кгс·см;
–Х – высота сжатой зоны бетона, см;
–XL, XG – последний диапазон отыскания Х, см;
–С – число циклов решения;
–SUMS, NB – параметры равновесия, усилия в продольной арматуре и усилие в бетоне, кгс;
–столбец SIGS – напряжения в арматуре, кгс/см2:
вA´s (со знаком «–»);
вAs;
–оценка прочности, резерв или дефицит, %.
7
внецентренно сжатых и внецентренно растянутых
– несущая способность ND, кгс;
– Х – высота сжатой зоны бетона, см;
– XL, XG – последний диапазон отыскания Х, см;
– С – число циклов решения;
– SMSN, SBN – параметры равновесия, сумма моментов сил в растянутой и сжатой арматурах относительно уровня N и момент усилия в сжатом бетоне относительно уровня N, кгс·см;
–столбец SIGS – напряжения в арматуре, кгс/см2:
вA´s (со знаком «–»);
вAs;
–оценка прочности, резерв или дефицит, %.
косоизгибаемых
–несущая способность MD, кгс·см;
–Х – высота сжатой зоны бетона, см;
–XL, XG – последний диапазон отыскания Х, см;
–С – число циклов решения;
–SUMS, NB – параметры равновесия, усилия в продольной арматуре и усилие в бетоне, кгс;
–столбец SIGS – напряжения в каждом стержне арматуры, кгс/см2:
вA´s (со знаком «–»);
вAs;
–ALF – угол наклона границы сжатой зоны бетона к горизонтальной оси сечения;
–ALFL, ALFG – диапазон отыскания ALF;
–C1 – число циклов решения;
–SMS1 – сумма моментов сил в стержнях арматуры относительно первого стержня;
–SB1 – момент усилия в сжатом бетоне относительно первого стержня;
–оценка прочности, резерв или дефицит, %.
1.3. Примеры расчета
Пример 1. Дано: пустотная железобетонная плита перекрытия ПК63.12-10АIVт серии 1.141-1 с преднапряженной арматурой 5Ø14А-IV; размеры плиты 119х628х22 см, параметры плиты
8
приведены на рис. 3; бетон тяжелый класса В20; расчетная |
|||
равномерно распределительная нагрузка – 1330 кгс/м2. |
|||
Требуется произвести проверку прочности нормального |
|||
сечения. |
|
|
|
а) |
|
|
|
|
|
Sр |
|
|
|
q |
|
б) |
|
|
|
|
|
l 0 |
|
|
|
|
Эп. М |
в) |
|
|
|
|
|
159 |
|
|
|
bв=1160 |
|
|
|
|
h=220 |
a=30 |
|
|
5Ø14A-IV |
|
bн=1190 |
|
|
|
|
|
|
г) |
|
b´f=1160 |
|
|
|
|
|
=30,5 |
|
|
=220 |
f |
0 |
|
|
h´ |
|
||
h |
|
||
|
|
|
h |
=30,5 |
a |
b=221 |
Asp=7,69 см2 |
|
|||
bf=1190 |
|
||
f |
|
|
|
h |
|
|
|
Рис.3. Параметры плиты: а – конструктивная схема; б – расчетная схема; |
|||
в – параметры поперечного сечения; г – расчетное сечение (мм) |
|||
|
|
9 |
|
Заполнение исходных данных и расчет производятся в командном файле rnsstart.bat (все символы записаны латинскими прописными буквами).
Программа RNS исходные данные
|
|
|
H |
|
|
B |
|
|
HFH |
|
|
BFH |
|
HF |
|
|
BF |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
22.1 |
|
|
3.05 |
|
|
|
116 |
3.05 |
|
|
|
119 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
RB |
|
|
SIGSCU |
|
|
|
AL |
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
105.3 |
|
|
|
5000 |
|
|
0.85 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MR |
|
|
|
|
|
NS |
|
|
|
|
|
EH |
|
|
MY |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
766878 |
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
H0 |
|
|
AS |
|
FP |
RS |
ETA |
|
RSC |
|
|
BET |
|
SIGSP |
|
GSPH |
|
GSP |
|
DSIGSP |
|
B0 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
19 |
|
|
7.69 |
|
0 |
5200 |
1.2 |
4000 |
|
0.8 |
|
4900 |
|
1.13 |
|
|
0.87 |
|
0 |
|
|
0 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты расчета |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Несущая способность MD--------------- |
|
|
|
|
775989.4 кгссм |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Х -------------------------------------------------- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.8753 |
|
|
|
см |
|
|
|
|
|
||
XL-------------------------------------------------- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.8750 |
|
|
|
см |
|
|
|
|
|
||
XG------------------------------------------------- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.8757 |
|
|
|
см |
|
|
|
|
|
|||
С--------------------------------------------------- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 циклов |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
SUMS--------------------------------------------- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46156.9 кгс |
|
|
|
|
|
|||||||||||
NB |
|
------------------------------------------------ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-46157.2 кгс |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Столбец SIGS: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
6002.20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Прочность достаточна. Резерв |
|
|
|
|
|
|
1.19 процентов |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
Пример 2. |
|
Дано: |
ребристая |
|
железобетонная |
плита |
перекрытия с преднапряженной арматурой 2Ø22А-V; размеры плиты 148х565х30 см, параметры плиты приведены на рис. 4; бетон тяжелый В30, расчетная равномерно распределительная нагрузка – 2290 кгс/м2.
Требуется произвести проверку прочности нормального сечения.
10