2 - 2004

Программа «ОМ СНиП Железобетон»

Расчет бетонных и железобетонных конструкций

по действующим нормативным документам

Михаил Краковский, Власта Малкова

Структура программы и организация вычислений

Представление результатов

По объему применения бетонные и железобетонные конструкции занимают ведущие позиции в современном строительстве. Их расчет проводят в соответствии с рядом нормативных документов, основными из которых являются СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции» и Пособия по проектированию конструкций с напряжением и без напряжения арматуры. Недавно разработаны СНиП 52-01-2003 «Железобетонные и бетонные конструкции. Основные положения» и Свод правил 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции».

В Научно-производственном и конструкторско-технологическом бюро НПКТБ «Оптимизация» создана программа «ОМ СНиП Железобетон», позволяющая рассчитывать железобетонные конструкции с учетом требований указанных документов. Ведутся работы по созданию интерфейса между программами «ОМ СНиП Железобетон» и Robot Millennium.

Накоплен достаточный опыт эксплуатации программы. Ее используют ведущие проектные, научно-исследовательские, экспертные организации и учебные заведения в различных городах страны: Атомэнергопроект, Водоканалпроект, Гидропроект, Гипротрубопровод, Гипроникель, Гражданпроект, МАДИ, МНИИТЭП, МИСИ, Мосинжпроект, Мособлгосэкспертиза, Моспроект, НИИЖБ, ПИ-2, Промстройпроект, Саратовглавгосэкспертиза, ТюменНИИгипрогаз, Фундаментпроект, ЦНИИПИмонолит и многие другие.

Отметим следующие особенности программы «ОМ СНиП Железобетон»:

1. Полнота охвата материала. Программа позволяет проводить все без исключения расчеты, предусмотренные нормативными документами. Во всех расчетах учитывается неограниченное число комбинаций усилий.

2. Точность. При тестировании программы выполнялось сравнение получаемых результатов с результатами, полученными вручную и с помощью других программ. Были найдены и объяснены причины всех выявленных расхождений.

3. Удобный интерфейс. Программа разработана по типу мастеров в программах Microsoft. Перед пользователем на экране в определенной последовательности раскрывается ряд страниц. Переход к последующей странице возможен только при заполнении предыдущей. При неправильном заполнении появляются сообщения, помогающие скорректировать допущенные ошибки. Для визуального контроля широко использована графика.

4. Простота работы. В программу заложены все необходимые данные (виды и классы бетонов, классы стали, расчетные и нормативные сопротивления материалов, модули упругости, коэффициенты и пр.), поэтому при расчетах не нужны никакие дополнительные справочные материалы. Удобство интерфейса обусловливает простоту обучения работы с программой. Практика работы проектных организаций показывает, что время обучения составляет около 15 мин.

5. Развитой сервис. Программа хранит в базе данных условия и результаты всех решенных задач. Их можно отправлять в архив и возвращать оттуда. Возможен импорт данных из других баз. Предусмотрена возможность нескольких вариантов печати, в том числе при экспорте в Word: общие результаты, общие результаты с исходными данными, полные результаты с исходными данными, с графикой и без нее, регулирование нумерации страниц, количества печатаемых вариантов и т.д.

6. Быстрота подготовки исходных данных и выполнения расчетов. Программа предусматривает подготовку шаблонов для наиболее часто встречающихся задач, их копирование и быстрое заполнение исходными данными. Возможно решение как отдельных задач, так и их пакетов. Длительность счета, как правило, составляет доли секунды.

7. Прозрачность результатов. Программа позволяет вручную проверить правильность многих результатов (например, выполнения условий равновесия).

В начало В начало

Структура программы и организация вычислений

При расчете конструкций по СНиП 2.03.01-84* (рис. 1) программа делится на десять разделов, называемых объектами расчетов:

1. Бетонные элементы.

2. Преднапряжение.

3. Нормальные сечения.

4. Наклонные сечения.

5. Короткие консоли.

6. Пространственные сечения.

7. Конструкции при местных нагрузках.

8. Закладные детали.

9. Трещины.

10. Деформации.

При расчете конструкций по СНиП 52-01-2003 и Своду правил 52-101-2003 таких объектов расчета семь:

1. Бетонные элементы.

2. Нормальные сечения.

3. Наклонные сечения.

4. Конструкции при крутящих моментах.

5. Конструкции при местных нагрузках.

6. Трещины.

7. Деформации.

В каждом объекте расчета пользователь может решать и сохранять практически неограниченное число задач. Для решения задачи после выбора определенного объекта расчета пользователь нажимает кнопку «Ввод данных», которая раскрывает форму с рядом кнопок (рис. 2). Нажимая последовательно на кнопки, пользователь раскрывает новые формы и заполняет их. Программа контролирует правильность заполнения каждой формы и при наличии ошибок выдает соответствующие сообщения. После заполнения последней формы задачу запускают на счет.

В начало В начало

Представление результатов

Расчеты по программе проводят в двух основных режимах:

1. Проверка для выяснения, удовлетворяет ли заданная конструкция предъявляемым требованиям.

2. Подбор арматуры, необходимой для удовлетворения предъявляемых требований.

При работе в первом режиме получаемые по расчету значения (воспринимаемые усилия, ширина раскрытия трещин, деформации и т.п.) сравнивают с допустимыми значениями (действующими усилиями, допустимой шириной раскрытия трещин, допустимой деформацией и т.п.) и делают вывод о выполнении необходимых требований. При работе во втором режиме подбирается арматура или делается вывод о том, что не существует армирования, обеспечивающего выполнение необходимых требований.

На рис. 3 показано одно из окон результатов — напряженное состояние двутаврового сечения, работающего на косое внецентренное сжатие (см. Пример 39 из Пособия по проектированию конструкций без напряжения арматуры). Выполнена проверка заданного сечения. Приведено положение границы сжатой зоны и напряжение в каждом стержне, что позволяет вручную подтвердить выполнение условий равновесия.

На рис. 4 приведено одно из окон результатов, где изображены положения наиболее опасного наклонного сечения и наиболее опасной наклонной трещины (см. Пример 16 из Пособия по проектированию конструкций без напряжения арматуры). Выполнялась проверка на поперечную силу балки таврового сечения. Оказалось, что в Пособии неправильно назначены величины проекций наиболее опасного наклонного сечения и наиболее опасной наклонной трещины. В результате сделан вывод о том, что конструкция удовлетворяет предъявляемым требованиям. Расчет по программе позволил найти более опасные положения сечения и трещины, при которых несущая способность не обеспечена, так как действующая поперечная сила на 18% превышает воспринимаемую.

Программа «ОМ СНиП Железобетон» будет полезна широкому кругу специалистов, занимающихся расчетом и проектированием железобетонных конструкций, в том числе студентам вузов.

В начало В начало

«САПР и графика» 2'2004