Реализация расчетов нормальных сечений железобетонных конструкций в программных комплексах

Введение. В предыдущих публикациях авторы рассмотрели особенности расчетов прочности нормальных сечений железобетонных конструкций, связанные с возможностью использования двух подходов - нелинейной деформационной модели (НДМ) и метода предельных усилий (МПУ). На конкретных примерах выполнено сравнение результатов, получаемых при обоих подходах. Выявлены случаи значительных расхождений в расходе подбираемой арматуры, объяснены тенденции, проанализирована физическая суть явления. Расчеты выполняли по программе ОМ СНиП Железобетон.

Цель. Проанализировать реализацию особенностей при использовании различных ЭВМ-программ расчетов железобетонных конструкций, выявить различия результатов, установить их физическую причину, оценить экономические аспекты и проблемы, дать необходимые рекомендации.

Материалы и методы. Исследования выполняли для трех типов конструкций. К первому типу относились четыре сечения элементов при двух напряженных состояниях: внецентренном сжатии (прямоугольное и кольцевое) и косом внецентренном сжатии (прямоугольное и двутавровое). Второй тип конструкций включал колонны и пилоны запроектированного и построенного железобетонного здания. Третьим типом был показательный пример – тавровое сечение изгибаемого элемента при разных действующих моментах и процентах армирования. Расчеты конструкций первого типа проводили авторы по программе ОМ СНиП Железобетон, а также разработчики программ Ing+, Арбат, Лира-САПР, Лира 10, STARK ES. Расчет конструкций второго типа проводили авторы по программе ОМ СНиП Железобетон и проектировщики по программе Лира-САПР 2022. Тестовый пример рассчитывали авторы по программе ОМ СНиП Железобетон.

Результаты. При расчетах по НДМ выявлен значительный неоправданный перерасход требуемой арматуры по сравнению с расчетом по МПУ. В показательном примере перерасход составляет 220 %.

Выводы. Общее состояние расчетов железобетонных конструкций следует признать требующим корректировки. Для получения многомиллиардного экономического эффекта предлагается предусмотреть в СП 63.13330.2018 два равноправных подхода к расчету нормальных сечений железобетонных конструкций – НДМ и МПУ. Целесообразно разработать документ с набором эталонных примеров, позволяющий получать по разным программам одинаковые результаты при одинаковых исходных данных.

1. Краковский М.Б., Тихонов И.Н. Особенности расчетов нормальных сечений железобетонных конструкций по СП 63.13330.2018 // <i>Бетон и железобетон</i>. 2023. № 4 (618). С. 5–11.

2. Симбиркин В.Н., Матковский В.В. К расчету напряженно-деформированного состояния и прочности элементов железобетонных конструкций по нормальным сечениям // <i>Строительная механика и расчет сооружений</i>. 2010. № 4. С. 20–26.

3. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Москва: Стройинформ; 2019.

4. Краковский М.Б. Результаты тестирования программ расчета железобетонных конструкций Рабочей группой РААСН. URL: https://www.youtube.com/watch?v=GTVNZ7bAD4c

5. Бетонные и железобетонные конструкции СНиП 2.03.01-84*. Москва: Госстрой СССР; 1989.

6. Гвоздев А.А., Дмитриев С.А., Гуща Ю.П и др. Новое в проектировании бетонных и железобетонных конструкций. Москва: Стройиздат; 1978.