Задача 7. Подбор арматуры и конструирование ЖБ элементов

Цель:

• на простейшем примере продемонстрировать основные этапы подбора арматуры и конструирования железобетонных балок;
• показать задание параметров конструирования и расчетных сечений для ригелей;
• показать возможность создания расчетной схемы добавлением узлов и элементов.

Рис. 5.7.1 Расчетная схема балки

Условие задачи.

Для балки (Рис. 5.7.1), прямоугольного поперечного сечения 40x60см, подобрать арматуру. Получить таблицы результатов армирования и выписать площадь верхней левой арматуры.

Материал балки – железобетон В25 (E=3∙10⁷ кН/м²). Арматура: продольная А400; поперечная А240 (шаг 100 мм). Длина балки l = 1 м. Величина силы P = 1кН.

Методические указания

Создание расчетной схемы

1. Запуск программы. Пуск ► Программы ► Lira Soft ► Lira 10.4 ► LIRA 10.4x86 (LIRA 10.4x64).

2.В редакторе начальной загрузки «Новый проект» выберите Создать новый проекти задайте параметры проекта:

• имя – Задача 7;
• описание – Подбор арматуры;
• тип создаваемой задачи – (2) Плоская рама (X, Z, UY).X, Z, UY – возможные линейные и угловые перемещения узлов.

Нажмите кнопку Создать.

3.Создание геометрии расчетной схемы. Схема ► Добавить узлы (кнопка на панели инструментов);

· В панели активного режима Задавая координаты задайте координаты начального и конечного узлов

.

· Переход на следующую строку происходит автоматически.

· На экране появится новые узлы в виде пиктограммы

· Чтобы подтвердить расположение узлов, нажмите на кнопку Добавить.

· Увеличьте расчетную схему. Вид ► Увеличить в окне (кнопка на панели инструментов) ►.Увеличить в 8 раз.

4.Вывод на экран номеров узлов. Вид ► Изменить атрибуты представления модели(кнопка на панели инструментов).

· В панели активного режима Атрибуты представления в ветке Узлы установите флажок Номер.

· Щелкните по кнопке – Назначить.

5. Схема ► Добавить конечные элементы (кнопка на панели инструментов).

· В панели активного режима По перечню узловперечислите номера узлов, с которыми граничит элемент. Пример заполнения таблицы приведен в панели активного режима.

· Щелкните по кнопке – Добавить.

6. Задание граничных условий. Схема ► Назначить связи(кнопка на панели инструментов).

• Выделите курсором левый узел балки одновременно нажав клавиши Ctlr и Shift (узел окрасится в красный цвет).

· . В панели активного режима Назначить связис помощью установки флажков, отметьте те направления, по которым запрещены перемещения узла (X –перемещение в направлении оси X, Z -перемещение в направлении оси Z, UY –угол поворота вокруг оси Y). Красный цвет у узла исчезнет. Под узлом будут изображаться связи, запрещающие линейные перемещения, а над узлом связи, запрещающие угловые перемещения . Цвет связей соответствует цвету осей, в направлении (или вокруг) которой запрещено перемещение .

· Щелкните по кнопке Закрепить.

7. Задание сечений. Редакторы ► Редактор сечений/жесткостей (кнопка на панели инструментов)► Параметрические сечения.

· Из категории Параметрическое сечение выберите тип сечения Брус(Рис. 5.7.2).

· На панели Параметрические сечения стержней задать параметры сечения Брус: - геометрические размеры – В = 40см; Н = 60 см.

Рис. 5.7.2 Задание сечения

· Для выхода из Редактора сечений/жесткостей щелкните мышкой по вкладке Главный вид.

8. Задание материала. Редакторы ► Редактор материалов (кнопка на панели инструментов) (Рис. 5.7.3).

· Выберите из категории Материал из базы данных ► Бетон из базы данных ► СП-52-101-2003 (63-13330-2012). Затем в классе бетона по прочности укажите В25

· Для выхода из Редактора материалов щелкните мышкой по вкладке Главный вид.

Рис. 5.7.3 Задание материала

9. Задание параметров конструирования. Редакторы ► Редактор параметров конструирования ► Железобетонные элементы► Железобетонный стержень.

Задайте: нормы проектирования СП63-13330-2012(СНиП52-01-2003); тип бетона В25 (E=3∙10⁷ кН/м²); арматура продольная А400; арматура поперечная А240 (рис7.4).

10. Назначение сечений и материалов элементам расчетной схемы. Конструирование ► Назначить сечение, материал и параметры конструирования (кнопка на панели инструментов ).

· Выделение всех элементов балки. Выбор ► Выбрать все узлы и элементы(Ctrl+A).

· На панели активного режима Назначить жесткости в Параметрах назначения укажите радио-кнопкой Использовать все.

· Затем выберите Доступные сечения - , Доступные материалы - , Доступное конструирование - .

• Нажмите кнопку Назначить.

Рис. 5.7.4 Задание параметров конструирования

11. Формирование загружений. Редакторы ► Редактор загружений(кнопка на панели инструментов).

· На панели активного режима щелкните по закладке Добавить загружение и в раскрывающемся списке выберите Статическое загружение.

12. Создания таблицы Расчетных Сочетаний Усилий. Редактор загружений ► РСУ/РСН (Российская федерация: СП 20.13330.2011).

• Для Загружения 1 выбрать в списке Вид загружения – «Постоянное». В соответствии со строительными нормами расчет армирования, производится по невыгодным сочетаниям усилий.
• Для выхода из вкладки Редактор загружений щелкните мышкой по вкладке Главный вид

13. Назначение нагрузок. Схема ► Назначить нагрузки (кнопка на панели инструментов).

· В панели активного режима Добавление нагрузок кликните на выпадающей список Библиотека нагрузок ► Нагрузки на узел ► Сосредоточенная сила (по умолчанию указана система координат Глобальная, направление – вдоль оси Z).

· В панели Сосредоточенная сила задайте величину силы Р = 1 кН. Правый узел вновь станет белым и на экране появится стрелка, изображающая сосредоточенную силу.

14. Статический расчет. Расчет ► Выполнить расчет (кнопка на панели инструментов).

Параметры расчета оставьте по умолчанию и нажмите на кнопку Запустить расчет

15. Расчет армирования. Расчет ► Расчет конструкций (кнопка на панели инструментов) ► Отправить элементы на расчет.

На панели активного режима Расчет конструкций в категории Силовые факторы указываем РСУ.

В Политике расчета поставить галочку- Все элементы (Рис. 5.7.5).

· Нажмите на кнопку Отправить элементы на расчет.

Рис. 5.7.5 Расчет конструкций

16. Вызов чертежа балки. Редакторы ► Редактор сечений/жесткостей.

· Активизируйте команду Подбор арматуры.

· В нижней части панели появится чертеж поперечного сечения балки с указаниями мест расположения арматуры (Рис. 5.7.6).

· В результате подбора арматуры выдаются следующие величины:

1. Продольная арматура (площади продольной арматуры (см²) и процент армирования)

· AU1 - площадь угловой нижней продольной арматуры (в левом нижнем углу сечения);

· AU2 - площадь угловой нижней продольной арматуры (в правом нижнем углу сечения);

· AU3 - площадь угловой верхней продольной арматуры (в левом верхнем углу сечения);

· AU4 - площадь угловой верхней продольной арматуры (в правом верхнем углу сечения);

· AS1 - площадь нижней продольной арматуры;

· AS2 - площадь верхней продольной арматуры;

· AS3 - площадь боковой продольной арматуры (у левой кромки сечения);

· AS4 - площадь боковой продольной арматуры (у правой кромки сечения);

2. Поперечная арматура (площади поперечной арматуры (см²), подобранной при выбранном (20см) шаге хомутов)

· ASW1 - вертикальная поперечная арматура;

· ASW2 - горизонтальная поперечная арматура;

Рис. 5.7.6 Расположение арматуры

17.Просмотр результатов армирования. Результаты ► Железобетонные конструкции (кнопка на панели инструментов (Рис. 5.7.7)).

· Укажите, что результаты подбора будут просматриваться по РСУ;

· Выберите, площадь какой арматуры, Вы хотите увидеть: Продольной или Поперечной и нажмите кнопку Показать.

· Для продольной арматуры надо дополнительно указывать, какую арматуру (верхнюю или нижнюю ) Вы хотите увидеть.

· Можно указывать несколько арматур из списка , при этом будет отображаться суммарная площадь арматуры.

Рис. 5.7.7 Просмотр результатов армирования

· Щелкнув курсором по элементу, можно в диалоговом окне, сразу увидеть площади армирования различных арматур.

Рис. 5.7.8 Результаты армирования

18. Формирование и просмотр таблиц результатов расчета. Результаты ► Таблицы результатов(кнопка на панели инструментов).

· В боковой панели Формирования таблиц выделите название таблицы Ж.Б. стержни, подбор по РСУ и нажмите на кнопку Сформировать.

· Полученная таблица Ж.Б. стержни, подбор по РСУ отобразится в нижней части экрана (Рис. 5.7.8);

· Представить в отчете величину площади поперечного сечения верхней продольной арматуры AU4 = 0.1 см² (рис.7.8).

Рис. 5.7.9 Результаты армирования

Самостоятельная работа к заданию 7. Подбор арматуры и конструирование железобетонных стержневых элементов

Рис. 5.7.10 Расчетная схема балки

Для балки (Рис. 5.7.10), прямоугольного поперечного сечения, подобрать арматуру. Получить таблицы результатов армирования и выписать площадь верхней левой арматуры.

Материал балки – железобетон В30. Арматура: продольная А400; поперечная А240 (шаг 100 мм).

Таблица 5.7.1

№ варианта	b, см	h, см	l,м	Р, кН
			1.1
			1.3
			1.4
			1.9
			2.6