Армування залізобетонної балки в САПФІР-ЗБК представлено поздовжньою та поперечною арматурою. Балка як конструктивний елемент розрахунку розбивається на безліч скінченних елементів. Їх може бути, наприклад, п'ять, десять, дванадцять чи більше. В рамках кожного скінченного елементу розглядається кілька перерізів, наприклад, три. ЛІРА-САПР, виходячи з розрахункових поєднань навантажень/зусиль, обчислює необхідну кількість арматури в кожному перерізі балки.
Армування балки прямокутного профілю (див. рис. 1) у кожному перерізі характеризується наступними обчисленими значеннями:
AU1, AU2, AU3, AU4 – площі поздовжньої арматури у кожному куті перерізу.
AS1, AS2, AS3, AS4 – сумарні площі поздовжньої арматури біля кожної грані перерізу.
ASW1, ASW2 – площі перерізу поперечної арматури, розташованої вертикально та горизонтально.
Обчислені значення в якості вихідних даних передаються в САПФІР-ЗБК у виді файлу з розширенням ASP. Це двійковий файл, в якому представлено теоретичне армування по одному варіанту конструювання. ЛІРА-САПР підтримує безліч варіантів конструювання. У файл записується той варіант, який у момент експорту є поточним. Інформація по ньому в цей момент представлена у графічному вікні ВІЗОР-САПР у виді мозаїки армування. Послідовно вибираючи варіанти конструювання, можна під різними іменами зберегти відповідні ASP-файли. Будь-який з цих файлів можна завантажити в САПФІР-ЗБК як джерело інформації про теоретичне або розрахункове армування, тобто таке, що визначене по розрахунку.
У процесі роботи над проектом у САПФІР-ЗБК формується модель армування, яка відображає проектне розташування арматурних деталей (стержнів, хомутів, шпильок) у просторі конструктивного елементу (балки). Якщо зведення конструкції буде здійснено відповідно до цього проекту, то ми по фактом отримаємо балку, модель якої спостерігаємо на екрані комп'ютеру. Тобто, ми можемо говорити про деяке «фактичне» армування.
САПФІР-ЗБК допомагає конструктору в процесі створення проекту, надаючи інструменти для порівняння теоретичного та фактичного армування. На основі аналізу результатів такого зіставлення конструктор приймає рішення про необхідність внесення тих чи інших змін до проекту під час пошуку раціонального варіанту конструкції.
Одним із таких інструментів є епюри матеріалів. При розгляді моделі армування балки САПФІР-ЗБК надає по суті вісім епюр, які для зручності зібрані у дві групи: одна група відображає ситуацію з поздовжнім армуванням, друга відноситься до поперечного. При вказуванні у графічному виді епюри підсвічуються кольором виділення. У вікні «Властивості» при цьому демонструються властивості моделі армування балки. У графічному виді надаються контрольні точки для позиціонування кожної групи епюр у межах виду армування балки. Епюри викреслені у проекційному зв'язку із зображенням балки, в однаковому масштабі по довжині. Це допомагає зіставляти ілюстровані епюрами характеристики армування з тими чи іншими ділянками балки. Для зручності можна наблизити ту чи іншу епюру до зображення балки, поєднати з віссю або з деяким стержнем, винести за межі зображення, щоб уникнути накладення позначень і т.д.
Група епюр матеріалів поздовжнього армування представлена чотирма епюрами. Вгору від осі відкладені площі стержнів біля верхньої грані балки в сумі з верхніми кутовими (AS2+AU3+AU4). Вниз від осі відкладені сумарні площі арматурних стержнів біля нижньої грані (AU1+AU2+AS1). В обох напрямках (і вгору, і вниз) показано теоретичне армування у виді заштрихованого графіку та фактична епюра матеріалів у виді ступінчастої діаграми. Графік теоретичного армування є лінійно інтерпольованою огинальною, сформованою по результатах розрахунку, імпортованих з ASP-файлу. Ступінчаста діаграма фактичного армування формується шляхом підсумовування перерізів арматурних стержнів, що працюють на кожній ділянці балки. Стержень вважається «працюючим» на деякій ділянці, тобто таким, площа перерізу якого зараховується, якщо виконуються умови анкерування та геометричного розташування відносно опалубки.
Арматурні стержні в бетоні тільки тоді можуть сприймати напруження, коли виключається можливість їх прослизання. Для запобігання прослизання має бути виконане надійне анкерування. САПФІР-ЗБК передбачає наступні способи здійснення анкерування: зчеплення прямих стержнів з бетоном за рахунок додаткової довжини, анкерування гаками або лапками, приваркою анкерних пластин. Для визначення величини необхідного додаткового продовження стержня в САПФІР-ЗБК існує таблиця анкерувань та перехльостів, яку можна редагувати за допомогою діалогу «Арматура» (див. рис. 3). Упродовж цієї довжини поблизу кінців стержня вважається, що він не працює. При інших способах передбачається, що конструктор задав такі параметри гаків, лапок або пластин, які забезпечують надійне анкерування, і стержень включається в роботу на всій довжині.
Що стосується геометричного розташування стержнів, слід повідомити наступне. Як відомо, арматура працює тим ефективніше, чим далі віднесена від нейтральної лінії перерізу та ближче розташована до опалубки. Існує параметр «Товщина захисного шару», який безпосередньо через половину діаметру пов'язаний з величиною «Відстань від грані опалубки до центру ваги стержня». Розрахунок на міцність і підбір арматури виконувався з урахуванням деякого наперед заданого значення цієї величини. Тому отримані цифри теоретичного армування передбачають, що це значення не перевищується. Відповідно «у залік» підуть тільки ті стержні, для яких виконується умова:
Dф ≤ Dmax,
де Dф – фактична відстань від центру ваги даного арматурного стержня до грані опалубки, Dmax – максимальна відстань від центру ваги арматури до грані опалубки, прийнята для розрахунку. Dф визначається автоматично шляхом геометричного аналізу моделі армування балки. Зрозуміло, що не всі стержні будуть охарактеризовані однаковим значенням Dф. Будь-яке перевищення максимального значення автоматично «виключає» стержень. Стержні з меншими значеннями Dф (розташовані ближче до опалубки) працюють «в запас».
Група епюр матеріалів поперечного армування побудована приблизно за тими ж принципами. З тією різницею, що вгору від осі відкладена площа вертикальної поперечної арматури, а вниз від осі – горизонтальної. Епюра теоретичного армування являє собою огинаючу ASW1 або ASW2, відповідно. А діаграма фактичного армування побудована з урахуванням зон розміщення поперечної арматури, розташованих на кожній ділянці балки. У розрахунок приймається діаметр арматури, кількість зрізів, крок розміщення вздовж балки.
САПФІР-ЗБК дозволяє отримувати в окремих видах поперечні перерізи балки в будь-якому заданому місці. Якщо місце, де пройшла січна площина, знаходиться в межах деякої зони розміщення поперечної арматури, то в графічному виді ми отримуємо не тільки перерізи поздовжніх стержнів, а й зображення хомутів і шпильок на фоні контуру поперечного перерізу балки. Група з декількох хомутів і шпильок представляє собою пакет деталей поперечного армування. Для такого пакету можна визначити кількість зрізів у кожному напрямку. Знаючи діаметр арматури кожної деталі, автоматично отримуємо площу перерізу поперечної арматури в одному пакеті. У межах зони заданий крок слідування пакетів. Виходячи з цього, визначається фактична площа поперечної арматури на погонний метр балки в обох напрямках (у вертикальному та горизонтальному).
Тут неодноразово використовувався термін «огинаюча», припускаючи вибірку максимальних значень по довжині балки в моделі армування. Вибірка проводиться серед екземплярів заданої марки. Декілька балок в рамках одного проекту можуть мати схожу картину напружено-деформованого стану і, як наслідок, подібні розрахункові вимоги до армування. Це цілком може бути приводом, щоб об'єднати їх під однією маркою і, тим самим, призначити їм загальну модель армування. Природно, це можливо лише за умови збігу їх геометричних характеристик: довжина балки, форма та розміри перерізу. Для виявлення балок – кандидатів на об'єднання під однією загальною маркою служить інструмент «Уніфікація балок». Користувацький інтерфейс цього інструменту представлений в однойменному діалоговому вікні (див. рис. 4).
У правій частині діалогу розташована графічна область, яка демонструє епюри матеріалів армування балки по тих же принципах, що і на виді армування балки. Тільки тут немає схеми розташування стержнів на фоні зображення опалубки. Зате є можливість побачити одночасно епюри для кількох балок, щоб порівняти їх. Балки, епюри яких потрібно порівняти, слід вибрати прапорцями у списку балок, розташованому в лівій частині діалогу. Кожна вибрана балка отримує індивідуальний колір зображення епюр, що дозволяє легко зіставляти графічно представлені дані з конкретними екземплярами балок.
Праворуч, одразу під епюрами, розташований список моделей армування. У цьому списку наведені ті моделі армування, які підходять для вибраних балок за критеріями однакового перерізу та довжини. Вибір моделі зі списку також здійснюється за допомогою прапорця. Епюра матеріалів вибраної моделі армування зображується у виді ступінчастої діаграми у графічній області. Ступінчаста діаграма матеріалів зображена в блідо-сірих відтінках і служить фоном для кольорових зображень епюр теоретичного армування. Візуально легко визначити, чи вкладається розрахункове теоретичне армування в межі, що позначені діаграмою матеріалів. Для більш точного аналізу в цифрах служить інструмент динамічних лінійок, яких за умовчанням спочатку три, але можна додати і більше. Кожна лінійка фіксує деяку координату x, для якої в таблицях наводяться значення площі арматури: у таблиці балок – теоретична, у таблиці моделей армування – фактична. За допомогою курсору, керованого мишею, можна переміщувати лінійки в характерні позиції та порівнювати отримувані показники.
Коли ми говоримо тут про площу поздовжньої арматури у верхній частині перерізу балки або в нижній частині, ми маємо на увазі сумарну площу арматурних стержнів, розташованих у кутах перерізу і розставлених вздовж грані. Таке узагальнення дозволяє спростити аналіз за рахунок точності та детальності. Для детального розгляду теоретичного армування, підібраного для кожного майданчика перерізу, слід скористатися діалогом «Армування балки». Вікно діалогу (див. рис. 5) містить таблицю, в якій перераховані всі перерізи всіх скінченних елементів екземпляру балки. Є можливість по черзі вибирати різні екземпляри балок, віднесених до цієї марки та переглядати теоретичне армування.
Можна бачити всі показники або тільки агреговані дані для експрес-аналізу. Існує опція «Діаметри замість площ», яка дозволяє включити такий режим відображення, при якому в клітинках таблиці буде вказано кількість та діаметр стержнів, що забезпечують розрахункову площу. Опції відображення інформації в таблиці перемикаються в контекстному меню, доступному по натисканні правої кнопки миші.
Таблиця служить зручним джерелом інформації про необхідний за розрахунком діаметр кутових стержнів. Користуючись наведеними в таблиці даними, можна уточнити параметри розміщення поздовжньої арматури для інструменту «Армування балки» : діаметр стержнів у кутах перерізу, кількість та діаметр стержнів біля відповідної грані:
Потім повторне автоматичне розміщення стержнів з уточненими параметрами виконується після натискання кнопки:
Положення та властивості стержнів, розміщених автоматично, можна потім скоригувати інтерактивними графічними засобами. Для цього вкажіть модель армування, натиснувши, наприклад, на епюру поздовжнього армування. При цьому на схемі армування балки (рис. 6) підсвічуються контрольні точки, за допомогою яких можна переміщати вздовж балки початки/кінці груп стержнів, що в результаті впливає на епюру фактичного армування.
Для індивідуального коригування властивостей можна вказувати стержні як на схемі армування, так і на перерізах або на 3D виді.
Щоб перейти до роботи з видом «Розріз/переріз», вкажіть потрібний переріз 1-1, або 2-2, або інше на виді «Армування балки» та виконайте подвійне натискання мишею. В результаті відкривається вид "Розріз 1-1" або інший, відповідний, в окремому вікні. На цьому виді можна вказувати поздовжні арматурні стержні, позначені зафарбованими кружечками (див. рис. 7), та редагувати їх властивості, використовуючи звичайні інструменти: вікно «Властивості» для роботи з групою вказаних стержнів або панель властивостей інструменту «Арматурний стержень» для роботи з окремим стержнем.
Серед властивостей стержня, доступних для редагування, зокрема є параметри:
Прив'язка стержня – відстань по горизонталі, на якій вісь арматури розташовується від серединної площини балки. Відповідає координаті X на перерізі 1-1 (рис.7). Від’ємні значення відводять стержень ліворуч від серединної площини, додатні – праворуч.
Початок стержня – координата x1, виміряна від початку балки вздовж її осі на схемі армування до початкової або лівої точки арматурного прутка.
Кінець стержня – координата x2, виміряна від початку балки вздовж її осі на схемі армування до крайньої правої точки арматурного прутка.
На 3D виді слід зробити відповідні налаштування параметрів візуалізації та параметрів виділення вказуванням. Слід увімкнути режим «Арматура/Показати арматуру». Щоб на 3D виді була видна арматура будь-якої балки, потрібно, щоб було встановлено значення «Так» і параметр балки «Показувати арматуру в 3D», і параметру виду «Показувати арматуру». Якщо попередньо виділено балку або кілька балок, для яких потрібно показати арматуру, можна зробити це одним натисканням кнопки:
Для зручності роботи рекомендується в налаштуваннях візуалізації увімкнути напівпрозорість елементів або каркасний режим. При роботі з «напівпрозорістю» в налаштуваннях «Фільтру вказування елементів» слід вимкнути вказуваємість балки, щоб мати можливість вказувати приховані у її глибинах арматурні деталі. Інакше виділятиметься балка повністю при кожній спробі виділити якийсь елемент її «начинки».
Редагування властивостей виділених стержнів виконується звичайним способом за допомогою діалогу «Властивості». Контрольні точки, зображені в 3D виді, дають можливість керувати положенням та довжиною виділеного стержня (див. рис. 8). Якщо переміщувати контрольні точки на кінцях стрижня, рух локатору обмежується тільки вздовж виділеного стержня.
Зрозуміло, будь-які зміни діаметрів арматурних стержнів та їх положення вздовж балки призводять до відповідної корекції епюр фактичного армування.
Отже, щоб сформувати в САПФІР-ЗБК модель армування балки та отримати схему розміщення арматури, необхідно:Наявність результатів розрахунку та підбору арматури не є обов'язковою умовою для отримання моделі армування.
- Призначити балці матеріал, що відноситься до категорії «Залізобетон», якщо такий ще не призначений.
- Призначити балці марку, якщо не призначена, будь-яким способом: за допомогою інструменту «Уніфікація балок» або просто у діалозі «Властивості»
- Виділити балку та натиснути кнопку «Заармувати» на вкладці «Армування».
Помилка в тексті? Виділіть її та натисніть Ctrl + Enter, щоб повідомити нам.
Коментарі