Расчет произвольных ж/б нормальных сечений по нелинейной деформационной модели
*****
Если Вам понравилась программа, и возникло желание отблагодарить автора, то рекомендуется не сдерживать свой порыв.
Номер Яндекс-кошелька: 410012831017095 (money.yandex.ru/to/410012831017095)
*****
Данный макрос в Excel - это расчет произвольных нормальных железобетонных сечений, выполненных в программе AutoCAD по нелинейной деформационной модели (Mx,My,N).
Сечение может быть произвольной формы. В процессе расчета устанавливаются такие параметры сечения как:
- относительные деформации;
- напряжения в бетоне и арматуре;
- кривизны и начальные относительные деформации;
- габариты сжатой зоны;
- жесткости сечения.
В основе работы макроса – нелинейная деформационная модель железобетона по СП 63.13330.2012. Используются различные диаграммы работы материала. Порядок работы программы – определение относительных деформаций материалов в сечении и для получения внутренних усилий равным внешним. Алгоритм работы предложен уважаемым palexxvlad и доступен по ссылке: http://forum.dwg.ru/showpost.php?p=1237010&postcount=261
Видео-примеры работы программы доступны по ссылкам:
http://youtu.be/RWnAb5qBxSs
http://youtu.be/Z-C1JNSWyu0
http://youtu.be/azILMviAur8
http://youtu.be/vL0I-j6z6uI
Важно: в случае, если Excel не может подключится к установленному AutoCAD, то необходимо добавить библиотеку в References. Как это сделать, смотрите по ссылке: http://youtu.be/OPFkim4vrjM
Важно: Если у вас при работе программа выдает сообщение: "При выполнении произошла ошибка номер 1004", то необходимо перейти в Excel на вкладку Рецензирование и Нажать на кнопку "Снять защиту листа": https://cloud.mail.ru/public/afc5b17f265e/Снимок.PNG
Буду рад услышать отзывы и комментарии.
Обновления от 07 декабря 2014 года:
Добавилось:
+ Двухлинейная диаграмма бетона
+ Криволинейная диаграмма бетона по Приложению Г к СП 63.13330.2012 (спасибо Scoody)
+ Трехлинейная диаграмма арматуры
+ Отображение счетчика для ресурсоемких операций (получение геометрии и расчет)
+ Новый режим визуализации – «столбики», позволяет наглядно отображать информацию о напряжениях в бетоне, а также относительных деформациях по сечению.
+ Для удобства пользователей сделаны версии для 2012, 2013, 2014 и 2015 версий AutoCAD без необходимости предварительной настройки
Исправлено:
• Некоторые неточности для деформаций бетона в зависимости от влажности окружающей среды
• Доработано поведение растянутого бетона в случае, когда его относительная деформация превышает предельную – в этом случае напряжение в нем принимается равным нулю, данный элемент рассматривается как элемент с трещиной (спасибо qiqimora).
• Для арматуры класса А500 и В500 учтено различное сопротивление на сжатие для непродолжительного действия нагрузок
Видео-демонстрация доступна по ссылке: http://youtu.be/E86JEFGN_9c
Обновления от 14 декабря 2014 года:
Добавилось:
+ Результаты расчета разбиты по категориям, для неокончательных результатов применяется специальное форматирование
+ Добавлены дополнительные и промежуточные результаты расчетов: площади бетона и арматуры, площадь сжатого и растянутого бетона и арматуры, моменты инерции бетона и арматуры, момент инерции приведенного сечения и т.п.
+ Учет продольного изгиба и случайного эксцентриситета для внецентренно-сжатых элементов по недеформированной схеме
+ Пакетный расчет с пользовательскими входными/выходными параметрами (спасибо Romanich)
Исправлено:
• Уточнена криволинейная диаграмма деформирования растянутого бетона в зависимости от высоты сечения
Видео-демонстрация доступна по ссылке: http://youtu.be/vL0I-j6z6uI
Обновления от 16 декабря 2014 года.
Исправлено:
• Исправлен учет положений учета положений п. 8.1.30 СП 63.13330.2012 и п. 6.2.31 СП 52-101-2003 – в случае, когда в сечении распределены деформации только одного знака (спасибо qiqimora).
Обновления от 22 декабря 2014 года.
Добавилось:
+ Отображение диаграмм состояния материалов: бетон и арматура (спасибо swell{d})
+ Значения напряжений и относительных деформаций отображаются разными цветом в зависимости от величины – положительное или отрицательное (спасибо swell{d})
Версия от 08 января 2015 года.
Добавилось:
+ Вычисление напряжений и относительных деформаций в любой точке сечения. Для этого необходимо разместить точки (points) в AutoCAD и расположить их в слоях: Concrete_points для точек «бетона» сечения и Reinf_points для точек «арматуры» сечения. После этого можно вычислять относительные деформации и напряжения в этих точках (спасибо qiqimora)
+ Добавлена возможность графического отображения усилий в арматуре
+ Количество элементов сечения увеличено до 10000
Исправлено:
• Исправлено вычисление площади сжатого бетона и сжатой арматуры
Версия от 17 января 2015 года
Добавилось:
+ Возможность задавать пользовательский материал, работающий по диаграмме Прандля. Для материала задаются расчетные сопротивления растяжению и сжатию, модуль упругости, предельные деформации растяжения и сжатия. Возможна работа материала только на растяжение или сжатие. Таким образом, для расчета сечения можно задавать другой класс арматуры или стальные элементы (т.н. «жесткое» армирование). Элементы материала размещаются в слое User, контрольные точки в слое User_points
+ Добавлена возможность определять центр тяжести сечения с учетом удельного веса материалов, составляющих сечение (актуально для сильноармированных сечений с несимметричным армированием)
+ Систематизированы верификационные примеры и добавлены новые: расчет сечения с жестким армированием и определение усилий в фундаментных болтах
+ Увеличена скорость работы макроса с AutoCAD
Исправлено:
• Исправлено расчетное сопротивление бетона класса B15 (корректное значение 8.5 МПа, было 7.5 МПа)
Версия от 25 июня 2015 года
Исправлено:
• Исправлено отображение значений относительных деформаций при различных величинах множителя
Версия от 30 декабря 2015 года
Добавилось:
+ Возможность задавать преднапряженную арматуру (спасибо v.psk). Арматура задается в слое Prestress
+ Автоматический выбор диаграммы деформирования арматуры (физический или условный предел текучести)
+ Добавлены новые классы арматуры согласно СП 63.13330.2012
+ Программа актуализирована согласно СП 63.13330.2012
+ Добавлены новые верификационные примеры – расчет сечений с преднапряженной арматурой
Исправлено:
• Незначительные ошибки, возникающие в ходе работы программы
Версия от 15 июля 2016 года
Добавилось:
+ Возможность учета косвенного армирования согласно Приложению К СП 63.13330.2012
+ Добавлены ссылки на пункты, формулы и таблицы СП 63.13330.2012
Исправлено:
• Откорректировано назначение коэффициента γsp для предварительно напряженной арматуры (спасибо Чужой).
• Незначительные ошибки, возникающие в ходе работы программы
Версия от 19 июля 2016 года
Добавилось:
+ Количество выходных параметров пакетного расчета увеличено до шести (спасибо Чужой).
+ Увеличена скорость расчета
Исправлено:
• Внесены корректировки в расчет элементов с предварительным напряжением (спасибо Чужой).
Версия от 01 сентября 2016 года
Исправлено:
• Учтено требование СП 63.13330.2012 по использованию Eb,red при вычислении νbi при использовании двухлинейной диаграммы бетона (спасибо hungry_Duck)
• Исправлены ошибки и неточности оформления
Версия от 21 января 2017 года
Исправлено:
• Функция итерационного решения доработана таким образом, чтобы избежать «зацикливания» решения, возникающего в некоторых случаях
• Исправлены некоторые неточности, которые могли возникать при расчете сечений с пользовательским материалов с преднапряжением
Версия от 17 января 2018 года
Исправлено:
• Добавлено ограничение на максимальное значение относительного эксцентриситета продольной силы (не более 1.5), впервые введенное в СП 63.13330.2012 (спасибо Romanich)
Версия от 05 сентября 2018 года
Исправлено:
• Исправлена ошибка, которая в некоторых случаях могла приводить к неверному построению диаграмм работы материалов
• Добавлены версии для работы с AutoCAD 2016 и AutoCAD 2017
• Исправлены некоторые неточности, которые могли возникать при расчете сечений с пользовательским материалов с преднапряжением (спасибо radistMorze)
• Внесены исправления в модуль расчета; в некоторых случаях решение могло ошибочно приостанавливаться в результате зацикливания
Версия от 15 января 2019 года
Исправлено:
• Исправлена ошибка отображения пользовательского материала с деформациями сжатия больше предельных (спасибо Poreth)
Версия от 26 декабря 2019 года
Исправлено:
• Исправлена ошибка определения площади приведенного сечения при применении предварительно-напряженной арматуры. Данный параметр не влиял на результаты расчета, а отображался справочно (спасибо Константину Королеву)
Если Вам понравилась программа, и возникло желание отблагодарить автора, то рекомендуется не сдерживать свой порыв.
Номер Яндекс-кошелька: 410012831017095 (money.yandex.ru/to/410012831017095)
*****
Данный макрос в Excel - это расчет произвольных нормальных железобетонных сечений, выполненных в программе AutoCAD по нелинейной деформационной модели (Mx,My,N).
Сечение может быть произвольной формы. В процессе расчета устанавливаются такие параметры сечения как:
- относительные деформации;
- напряжения в бетоне и арматуре;
- кривизны и начальные относительные деформации;
- габариты сжатой зоны;
- жесткости сечения.
В основе работы макроса – нелинейная деформационная модель железобетона по СП 63.13330.2012. Используются различные диаграммы работы материала. Порядок работы программы – определение относительных деформаций материалов в сечении и для получения внутренних усилий равным внешним. Алгоритм работы предложен уважаемым palexxvlad и доступен по ссылке: http://forum.dwg.ru/showpost.php?p=1237010&postcount=261
Видео-примеры работы программы доступны по ссылкам:
http://youtu.be/RWnAb5qBxSs
http://youtu.be/Z-C1JNSWyu0
http://youtu.be/azILMviAur8
http://youtu.be/vL0I-j6z6uI
Важно: в случае, если Excel не может подключится к установленному AutoCAD, то необходимо добавить библиотеку в References. Как это сделать, смотрите по ссылке: http://youtu.be/OPFkim4vrjM
Важно: Если у вас при работе программа выдает сообщение: "При выполнении произошла ошибка номер 1004", то необходимо перейти в Excel на вкладку Рецензирование и Нажать на кнопку "Снять защиту листа": https://cloud.mail.ru/public/afc5b17f265e/Снимок.PNG
Буду рад услышать отзывы и комментарии.
Обновления от 07 декабря 2014 года:
Добавилось:
+ Двухлинейная диаграмма бетона
+ Криволинейная диаграмма бетона по Приложению Г к СП 63.13330.2012 (спасибо Scoody)
+ Трехлинейная диаграмма арматуры
+ Отображение счетчика для ресурсоемких операций (получение геометрии и расчет)
+ Новый режим визуализации – «столбики», позволяет наглядно отображать информацию о напряжениях в бетоне, а также относительных деформациях по сечению.
+ Для удобства пользователей сделаны версии для 2012, 2013, 2014 и 2015 версий AutoCAD без необходимости предварительной настройки
Исправлено:
• Некоторые неточности для деформаций бетона в зависимости от влажности окружающей среды
• Доработано поведение растянутого бетона в случае, когда его относительная деформация превышает предельную – в этом случае напряжение в нем принимается равным нулю, данный элемент рассматривается как элемент с трещиной (спасибо qiqimora).
• Для арматуры класса А500 и В500 учтено различное сопротивление на сжатие для непродолжительного действия нагрузок
Видео-демонстрация доступна по ссылке: http://youtu.be/E86JEFGN_9c
Обновления от 14 декабря 2014 года:
Добавилось:
+ Результаты расчета разбиты по категориям, для неокончательных результатов применяется специальное форматирование
+ Добавлены дополнительные и промежуточные результаты расчетов: площади бетона и арматуры, площадь сжатого и растянутого бетона и арматуры, моменты инерции бетона и арматуры, момент инерции приведенного сечения и т.п.
+ Учет продольного изгиба и случайного эксцентриситета для внецентренно-сжатых элементов по недеформированной схеме
+ Пакетный расчет с пользовательскими входными/выходными параметрами (спасибо Romanich)
Исправлено:
• Уточнена криволинейная диаграмма деформирования растянутого бетона в зависимости от высоты сечения
Видео-демонстрация доступна по ссылке: http://youtu.be/vL0I-j6z6uI
Обновления от 16 декабря 2014 года.
Исправлено:
• Исправлен учет положений учета положений п. 8.1.30 СП 63.13330.2012 и п. 6.2.31 СП 52-101-2003 – в случае, когда в сечении распределены деформации только одного знака (спасибо qiqimora).
Обновления от 22 декабря 2014 года.
Добавилось:
+ Отображение диаграмм состояния материалов: бетон и арматура (спасибо swell{d})
+ Значения напряжений и относительных деформаций отображаются разными цветом в зависимости от величины – положительное или отрицательное (спасибо swell{d})
Версия от 08 января 2015 года.
Добавилось:
+ Вычисление напряжений и относительных деформаций в любой точке сечения. Для этого необходимо разместить точки (points) в AutoCAD и расположить их в слоях: Concrete_points для точек «бетона» сечения и Reinf_points для точек «арматуры» сечения. После этого можно вычислять относительные деформации и напряжения в этих точках (спасибо qiqimora)
+ Добавлена возможность графического отображения усилий в арматуре
+ Количество элементов сечения увеличено до 10000
Исправлено:
• Исправлено вычисление площади сжатого бетона и сжатой арматуры
Версия от 17 января 2015 года
Добавилось:
+ Возможность задавать пользовательский материал, работающий по диаграмме Прандля. Для материала задаются расчетные сопротивления растяжению и сжатию, модуль упругости, предельные деформации растяжения и сжатия. Возможна работа материала только на растяжение или сжатие. Таким образом, для расчета сечения можно задавать другой класс арматуры или стальные элементы (т.н. «жесткое» армирование). Элементы материала размещаются в слое User, контрольные точки в слое User_points
+ Добавлена возможность определять центр тяжести сечения с учетом удельного веса материалов, составляющих сечение (актуально для сильноармированных сечений с несимметричным армированием)
+ Систематизированы верификационные примеры и добавлены новые: расчет сечения с жестким армированием и определение усилий в фундаментных болтах
+ Увеличена скорость работы макроса с AutoCAD
Исправлено:
• Исправлено расчетное сопротивление бетона класса B15 (корректное значение 8.5 МПа, было 7.5 МПа)
Версия от 25 июня 2015 года
Исправлено:
• Исправлено отображение значений относительных деформаций при различных величинах множителя
Версия от 30 декабря 2015 года
Добавилось:
+ Возможность задавать преднапряженную арматуру (спасибо v.psk). Арматура задается в слое Prestress
+ Автоматический выбор диаграммы деформирования арматуры (физический или условный предел текучести)
+ Добавлены новые классы арматуры согласно СП 63.13330.2012
+ Программа актуализирована согласно СП 63.13330.2012
+ Добавлены новые верификационные примеры – расчет сечений с преднапряженной арматурой
Исправлено:
• Незначительные ошибки, возникающие в ходе работы программы
Версия от 15 июля 2016 года
Добавилось:
+ Возможность учета косвенного армирования согласно Приложению К СП 63.13330.2012
+ Добавлены ссылки на пункты, формулы и таблицы СП 63.13330.2012
Исправлено:
• Откорректировано назначение коэффициента γsp для предварительно напряженной арматуры (спасибо Чужой).
• Незначительные ошибки, возникающие в ходе работы программы
Версия от 19 июля 2016 года
Добавилось:
+ Количество выходных параметров пакетного расчета увеличено до шести (спасибо Чужой).
+ Увеличена скорость расчета
Исправлено:
• Внесены корректировки в расчет элементов с предварительным напряжением (спасибо Чужой).
Версия от 01 сентября 2016 года
Исправлено:
• Учтено требование СП 63.13330.2012 по использованию Eb,red при вычислении νbi при использовании двухлинейной диаграммы бетона (спасибо hungry_Duck)
• Исправлены ошибки и неточности оформления
Версия от 21 января 2017 года
Исправлено:
• Функция итерационного решения доработана таким образом, чтобы избежать «зацикливания» решения, возникающего в некоторых случаях
• Исправлены некоторые неточности, которые могли возникать при расчете сечений с пользовательским материалов с преднапряжением
Версия от 17 января 2018 года
Исправлено:
• Добавлено ограничение на максимальное значение относительного эксцентриситета продольной силы (не более 1.5), впервые введенное в СП 63.13330.2012 (спасибо Romanich)
Версия от 05 сентября 2018 года
Исправлено:
• Исправлена ошибка, которая в некоторых случаях могла приводить к неверному построению диаграмм работы материалов
• Добавлены версии для работы с AutoCAD 2016 и AutoCAD 2017
• Исправлены некоторые неточности, которые могли возникать при расчете сечений с пользовательским материалов с преднапряжением (спасибо radistMorze)
• Внесены исправления в модуль расчета; в некоторых случаях решение могло ошибочно приостанавливаться в результате зацикливания
Версия от 15 января 2019 года
Исправлено:
• Исправлена ошибка отображения пользовательского материала с деформациями сжатия больше предельных (спасибо Poreth)
Версия от 26 декабря 2019 года
Исправлено:
• Исправлена ошибка определения площади приведенного сечения при применении предварительно-напряженной арматуры. Данный параметр не влиял на результаты расчета, а отображался справочно (спасибо Константину Королеву)
Комментарии
Авторизоваться
Автору спасибо - наглядная работа НДМ. Для полной адаптации с СП 63.13330.2012 желательно бы расчеты привести к обозначениям как в СП, относительно действующих усилий в сечении. Так как путаница и ошибка возникают с вычислением жесткостей D11-D33. Например, для плоского изгиба при действии Му, например, в СП при Мх, жесткости D12=D22=D23=0 п.8.1.28, а расчет в данном пакете выдает кроме остальных не равных нулю, что D13=0 и D12=0, хотя такого быть не может.
Добрый день! Спасибо за Ваш комментарий.
С Вами согласен, тут есть противоречие с СП - оси у меня расположен по другому. То есть для того, чтобы Вам получить результат как в СП, когда D12=D23=0, Вам следует задавать момент Mx, как и следует из свода правил: "для изгибаемых в плоскости симметрии поперечного сечения железобетонных элементов и расположения оси X в этой плоскости принимают N = 0, Му = 0", то есть изгиб будет в горизонтальной плоскости, а не в вертикальной. Сечение при этом можно располагать произвольно, перевернув его на 90 градусов. Если Вам необходимы величины D11-D33, то может быть такой прием подойдет?
Еще раз спасибо Вам за замечание, постараюсь рассмотреть возможность как поправить это. Расчет при этом в любом случае должен быть корректным.
Цитата:
Еще раз спасибо Вам за замечание, постараюсь рассмотреть возможность как поправить это. Расчет при этом в любом случае должен быть корректным.
Спасибо и вам за обратную связь! Да не нулевые значения этих параметров не влияют на ход расчета, все хорошо.
Но также интересно - почему Вы не учли в расчете растянутый бетон над вершиной нормальной трещины, он дает до 10-12% от величины сжимающих напряжений для сходимости уравнения равновесия равнодействующих на ось изгиба, для элементов не достигших предельного состояния, когда растянутым бетоном нельзя пренебречь.
В данной реализации расчета, элемент уравновешивается только усилиями в сжатом бетоне и растянутой арматуре (н/р расчет без сжатой арматуры). Его можно легко включить в работу, описав растянутую ветвь криволинейной диаграммы.
Хотелось бы увидеть, если это возможно, в результатах еще строчки со значениями: равнодействующая в бетоне (сжатом и растянутом), в арматуре, плечо внутренней пары сил, также в подробных данных отсортировать элементарные площадки по высоте - по номерам, например, чтобы можно было для каждой площадки увидеть свои коэффициенты Vbi, расчет на ползучесть бы не помешал, при продолжительной нагрузке.
Спасибо еще раз за программу, буду дальше сравнивать ее со своими наработками в Маткад!
Спасибо и вам за обратную связь! Да не нулевые значения этих параметров не влияют на ход расчета, все хорошо.
Да не за что - рад, что есть возможность пообщаться на этот счет
Но также интересно - почему Вы не учли в расчете растянутый бетон над вершиной нормальной трещины, он дает до 10-12% от величины сжимающих напряжений для сходимости уравнения равновесия равнодействующих на ось изгиба, для элементов не достигших предельного состояния, когда растянутым бетоном нельзя пренебречь.
Растянутый бетон можно "включать" в макросе (то есть расчет вести как с его учетом, так и без него). Это делается переключением значения в ячейке D4 на листе Calculation.
Хотелось бы увидеть, если это возможно, в результатах еще строчки со значениями: равнодействующая в бетоне (сжатом и растянутом), в арматуре, плечо внутренней пары сил, также в подробных данных отсортировать элементарные площадки по высоте - по номерам, например, чтобы можно было для каждой площадки увидеть свои коэффициенты Vbi, расчет на ползучесть бы не помешал, при продолжительной нагрузке.
Спасибо за пожелание - постараюсь реализовать когда-нибудь (ну тут, сами понимаете, всё упирается во временные ограничения)
Спасибо еще раз за программу, буду дальше сравнивать ее со своими наработками в Маткад!
Не за что! Рад, что Вам пригодилась - если обнаружите расхождения с Вашими расчетами, прошу Вас сообщить.
Не работает в связке Excel 2016 - Autocad 2013. При получении геометрии из Autocad выдает сообщение "При выполнении возникла ошибка номер -2145320934". Поддерживается ли Excel 2016 ???
Не могу Вам подсказать, т.к. не использую MS Office 2016. Оперативно посмотреть возможности нет - в отъезде.
Вообще должно работать. Как вариант: попробуйте поменять настройки безопасности.
И полезно было бы поставить галку учета/неучета эксцентриситета.
Чего не хватает, так это Mcrc по п.8.2.14.
А этого довольно легко добиться через режим Пакетного расчета (вкладка Batch)
Вводите диапазон допускаемых значений, активируете учет растяжения бетона, и смотрите за коэффициентом использования (ну или за максимальными деформациями растяжения бетона, как Вам удобнее). Когда они превысят предельное значение - трещина раскрылась.
Понимаете, данный параметр (момент трещинообразования) довольно легко реализовать в балках, но не во внецентренно-сжатых элементах (особенно, если они с косым изгибом). Какую величину момента в другой плоскости принимать, а какую величину продольной силы? Данные вопросы должны решаться непосредственно расчетчиком, в зависимости от ситуации.
И полезно было бы поставить галку учета/неучета эксцентриситета.
Самое простое в этом случае - обнулить величины расчетных длин элементов.