О методах расчета железобетонных конструкций

Введение. Статья носит дискуссионный характер.  Авторы представляют результаты своих исследований, предлагая их для обсуждения и оценки широкому кругу инженерной общественности: составителям норм, разработчикам и пользователям компьютерных программ, сотрудникам проектных, экспертных и научно-исследовательских организаций, преподавателям и студентам вузов.

Цель. Сравнить результаты, получаемые при расчетах нормальных сечений железобетонных конструкций по двум методам: нелинейной деформационной модели (НДМ) и методу предельных усилий (МПУ). Проанализировать реализацию НДМ в различных ЭВМ-программах для расчетов железобетонных конструкций: ОМ СНиП Железобетон, Ing+, Арбат,  ЛИРА-САПР, Лира 10, STARK ES.

Материалы и методы. При сравнении результатов, получаемых по НДМ и МПУ, исследованы изгибаемые и внецентренно сжатые элементы. При внецентренном сжатии рассмотрен случай двузначной эпюры деформаций при расчетах по НДМ. Расчеты выполняли по программе ОМ СНиП Железобетон. При анализе реализации НДМ в различных ЭВМ-программах сравнивали алгоритмы, предусмотренные в СП 63.13330.2018 и использованные разработчиками программ, а также анализировали результаты, получаемые по программам.

Результаты. Выявлены случаи существенного расхождения результатов, получаемых по НДМ и МПУ. Оказалось, что НДМ требует значительного неоправданного перерасхода устанавливаемой для обеспечения прочности арматуры по сравнению с МПУ. Указаны причины расхождений. Ежегодный экономический ущерб только от перерасхода арматуры, возникающего при неправильных расчетах, составляет свыше 100 млрд руб. Также возможны аварии. Сформулированы вопросы для обсуждения с целью исправления ситуации.

Выводы. Общее состояние расчетов железобетонных конструкций следует признать требующим корректировки. Обсуждение поставленных вопросов должно помочь решению этой задачи. Считать целесообразным разработку документа с набором эталонных примеров, позволяющих получать по разным программам одинаковые результаты при одинаковых исходных данных.

1. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Москва, 2018.

2. Краковский М.Б., Тихонов И.Н. Реализация расчетов нормальных сечений железобетонных конструкций в программных комплексах // Бетон и железобетон. 2024. № 1 (620). С. 5–13. DOI: https://doi.org/10.37538/0005-9889-2024-1(620)-513. EDN: KIRZSS.

3. Гвоздев А.А. Новое в проектировании бетонных и железобетонных конструкций. Москва: Стройиздат, 1978.

4. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. Госстрой СССР. Москва, 1989.

5. ЭВМ-программа «ОМ СНиП Железобетон» для расчета железобетонных конструкций по отечественным нормам. Режим доступа: https://rutube.ru/video/d9198874a393cca32546401c9d1ac5fb/?ysclid=ml7s4tzjfx123388177.

6. Показательный пример: сравнение МПУ и НДМ. Режим доступа: https://www.youtube.com/watch?v=1HgChimxLAU.

7. Кодыш Э.Н., Трекин Н.Н., Федоров В.С., Терехов И.А. Железобетонные конструкции. В 2-х частях. Москва, 2022.

8. Результаты тестирования программ расчетов железобетонных конструкций Рабочей группой РААСН. Режим доступа: https://thewikihow.com/video_GTVNZ7bAD4c.

9. ЦНИИПромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84). Москва, 1986.

10. Состояние и перспективы развития расчетов железобетонных конструкций в РФ. Режим доступа: https://thewikihow.com/video_o7EVPQ5XiCA.

11. Лира 10.12. Руководство пользователя, 2021. Режим доступа: https://lira-soft.com/download/manuals/?ysclid=mkp8resjaj131205688.

12. За 5 минут убедитесь в ошибочности программы Ing+. Режим доступа: https://rutube.ru/video/f69c498016d7220933062967640d7d22/?ysclid=ml7sfc087n222213611.

13. Экономичное проектирование железобетонных зданий. Устранение ошибок программы Лира- САПР. Режим доступа: https://www.youtube.com/watch?v=VZn4LsITa9M.

14. Признания SCAD Soft: программы Арбат и SCAD ошибочны, пользователи дезинформированы. Режим доступа: https://rutube.ru/video/56527a3e93fea729afaa63991ab95d69/?ysclid=ml7sk1a5mp457272299.

15. Краковский М.Б. Три возможности: как снизить металлоемкость железобетонных конструкций // Строительная газета. 2023. № 20. Режим доступа: https://stroygaz.ru/publication/materials/tri-vozmozhnosti-kak-snizit-metalloemkost-zhelezobetonnykh-konstruktsiy/?ysclid=mkl3gyggdw928736122.

16. Обращение к разработчикам программ расчетов железобетонных конструкций. Режим доступа: https://thewikihow.com/video_jofsT3ifeJE?ysclid=ml7smbfo8u576164690.