ФОТОТЕХ
VetCAD

Расчет произвольных ж/б нормальных сечений по нелинейной деформационной модели

    16 оценок

tutanhamon

размещено: 24 Ноября 2014
обновлено: 26 Декабря 2019
*****
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)
Расчет произвольных ж/б нормальных сечений по нелинейной деформационной модели1
Расчет произвольных ж/б нормальных сечений по нелинейной деформационной модели2
Расчет произвольных ж/б нормальных сечений по нелинейной деформационной модели3

Комментарии

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные участники
Авторизоваться
Комментарии 51-55 из 55
Proforg82 , 22 октября 2020 в 15:48
#52
10.
Цитата:
Сообщение #48 от tutanhamon
Производится итерационный расчет системы уравнений согласно п. 8.1.20-8.1.25 СП 63.13330.2018. Если Вам интересно, то можете просмотреть функции расчета в макросах к файлу Excel (в двух словах это не объяснить).
Общий алгоритм по этой ссылке: https://forum.dwg.ru/showpost.php?p=1237010&postcount=261
Тема трещиностойкости – да, не затронута, так как это существенно переусложнило структура файла из-за обилия разного рода эмпирических усилий. Например, что считать «высотой растянутой зоны бетона» (п. 8.2.17) при двухосном изгибе и неправильной форме сечения? Какие величины принимать для «напряжений в продольной арматуре сразу после образования трещин» - для каких усилий они должны быть вычислены для внецентренно-сжатого элемента с косым изгибом? И тому подобные вопросы, которые существенно более дискуссионны – поэтому лучше, если специалист, выполняющий расчет, сам будет контролировать данные параметры; создание универсальной программы тут ни к чему.
При этом не стоит считать, что моя программа полностью бесполезна при расчете трещин – напротив, она помогает определить такие важные параметры, как напряжения в арматуре, площадь растянутого бетона, площадь растянутой арматуры, моменты трещинообразования и т.д.

Методика понятна. Единственное уточнение, точность расчета, указанная в ячейках D3 или E3 - это и есть допустимая точность сходимости заданных усилий с окончательными из ф-л 8.26...8.28?
Proforg82 , 22 октября 2020 в 15:52
#53
Вот ещё вопрос. Получается, что кривизны, получаемые в Вашем расчете - это одно, а кривизны, получаемые для расчета трещиностойкости в ф-лах 8.140...8.142 - другое?
Proforg82 , 23 октября 2020 в 12:36
#54
И хотелось бы уточнить. Я не увидел у Вас применения формул 8.33 и 8.34. С одной стороны пользователь сам может вывести и получить величины Mx и My и ввести в готовом виде, с другой - у меня мысли такие, что их вообще в данном расчете не нужно применять, так как уточненные вводимые усилия от моментов лучше всего посчитаны в ячейках C79 и C80. Плюс, не могу сообразить, что есть величины ex и ey в вышеуказанных формулах: "Расстояния от точки приложения продольной силы N до соответствующих выбранных осей". Что такое "выбранные оси" и где они находятся?
Proforg82 , 27 октября 2020 в 15:53
#55
Доброго времени суток. Уважаемый Тутанхамон при проверке значений напряжений ненапрягаемой арматуры в ячейках N173...N10173 я обнаружил некоторое несхождение Ваших и моих расчетов, осуществляемых по формуле 6.16 (для относительных деформаций арматуры ПРИ СЖАТИИ, в интервале ЭпсилонS1...ЭпсилонS2 для трехлинейных диаграмм). На мой взгляд причина в том, что у кого-то из нас в формулу подставлено неверное значение ЭпсилонS0, рассчитываемое по формуле 6.12 для арматуры, работающей по трехлинейной диаграмме.
У Вас в формулах 6.11 и 6.12 (ячейка D48) при расчете ЭпсилонS0 не учтено, что арматура может ещё и СЖИМАТЬСЯ. В формулу ячейки подставлено только значение Rs (сопротивление растяжению), но нет Rsc (сопротивление сжатию). На мой взгляд, всё-таки должны стоять и значения Rsc (для сжатия), так как в п.6.2.13 абз.3 сказано, что "Диаграммы состояния арматуры при растяжении и сжатии принимают одинаковыми, с учетом нормируемых расчетных сопротивлений арматуры растяжению и сжатию."
Для арматуры, работающей по трехлинейной диаграмме этот момент наиболее ощутим, так как сопротивления растяжению и сжатию сильно разнятся. Например разница расчетных сопротивлений растяжению и сжатию для класса арматуры К1600 соответственно составляет Rs=1390 и Rsc=500 (расхождение почти в 3 раза). Для арматуры, работающей по двухлинейной диаграмме в интервале ЭпсилонS0…ЭпсилонS2, это тоже актуально, но практически не ощутимо (только если для класса B500, хотя и там расхождения Rs и Rsc мизерные).

Приведу пример с вышеупомянутой арматурой.
Действие нагрузки - продолжительное,
Арматура НЕнапрягаемая класса K1600 (работает по трехлинейной диаграмме),
Применяем формулу 6.12
Для растяжения ЭпсилонS0 = Rs / Es + 0,002 = 1390 / 195000 + 0,002 = 0,00913
Для сжатия ЭпсилонS0 = Rsc / Es + 0,002 = 500 / 195000 + 0,002 = 0,00456
В ячейку I173 начинаю подставлять значения ЭпсилонSj в интервале от ЭпсилонS1=-0,00231 до ЭпсилонS2=-0,015.
Подставляем к примеру значение -0,006.
В ячейке N173 (где применена формула 6.16) получаем:
По Вашему расчету СигмаS = -477,068,
По моему расчету СигмаS = -531,818.
(531-477)/477=11,3%.

Ещё раз должен подчеркнуть, ни в коем случае не претендую на высказывание истины в последней инстанции, искать и находить ошибки не было моей целью. Если что-то, где-то не сходилось, то искал ошибку у себя. Вами проделана огромная работа, за что Вам Большая Благодарность.
С Уважением...
Proforg82 , 19 ноября 2020 в 14:24
#56
Здравствуйте. Есть ещё один вопрос. В ячейках T173...T10173 при вычислении значений НЮ для предварительно напряженной арматуры по формуле 9.35 в знаменателе учтена относительная деформация арматуры Эпсилон spi от предварительного натяжения путем прибавления к относительной деформации без натяжения слагаемого (Cигма sp / Es). С одной стороны логично, так как выполнено строго по формуле, с другой предварительное напряжение (как мне это видится) УЖЕ УЧТЕНО ранее. Дело в том, что значения “Ню” зависят в том числе от значений ячеек K173 (отн.деф.)... и P173...(напряжения), и исходя из увиденного в программе, в том числе в макросе, предварительное натяжение уже в них “сидит”. Таким образом добавлять слагаемое, учитывающее предварительное натяжение в знаменатель ф-лы 9.35 (яч. T173...) не требуется.

В подтверждение.
1. Вырезка из макроса "e_calc = e + (PreStress * gammaSP) / Es"
2. Если в программе посчитать любое сечение с предварительно напрягаемой арматурой, в одном варианте задав любое положительное напряжение от предварительного натяжения (яч.D54), а в другом приняв его равным "0", то значения относительных деформ. и напряжений в ячейках P173... и K173... , будут разными. Уже один этот факт говорит о том, что предварительное натяжение "сидит" в них и учитывается в расчете макроса.

(Тем более по логике, если в формулу 9.35 в знаменатель и добавлять отн.деф. от предв.натяжения, тогда и в числитель нужно добавлять напряжение от предв.натяжения.)

Возможно я не прав и что-то не учёл. Если будет время - напишите.
С Уважением...
zip

28.09 МБ

СКАЧАТЬ