Определение усилий и перемещений кольца.
Подбор армирования и отчёт с расчётной методикой.
Упругий расчёт кольца в плоской постановке и проверка прочности нормальных сечений. Введите расчётные нагрузки для одного сочетания. Методика и область применения ↗
Положительный M растягивает внутреннюю грань. Масштаб эпюры условный.
| КЭ | θ, ° | N, кН | M₁, кН·м | M₂, кН·м | Aₛ, мм² | Mᵈ/Mᵣd |
|---|
24 прямых элемента Эйлера—Бернулли по средней линии, 3 степени свободы в узле. Давление интегрируется по прилегающим дугам и прикладывается в узлах. Односторонние радиальные пружины работают только при перемещении наружу.
Сопоставление расчётов с 24 и 48 конечными элементами показывает влияние шага разбиения кольца на усилия. Основные результаты и подбор армирования относятся к шагу 15°.
I — момент инерции полного сечения; Ij — зоны контакта; hj — её высота; n — число основных блоков без малого замка.
Ограничение η ≤ 1 принято в этом расчёте, чтобы эквивалентная жёсткость не превышала жёсткость сплошного кольца. Оно применяется после исходной формулы Мьюра—Вуда.
Снижается только EI. Продольная жёсткость EA сохраняется. Это приближённая оценка кольца с n > 4, без явных шарниров и взаимодействия соседних колец. Прочность проверяется по полному сечению блока.
Нелинейная деформационная модель СП 63: плоские сечения, двухлинейная диаграмма сжатого бетона, сопротивление бетона растяжению не учитывается, сталь упругопластическая. Симметричное армирование подбирается по предельной кривой N–M.
В алгоритме подбора дополнительно принято Rsc ≤ 400 МПа. Табличное и принятое значения приведены в отчёте. Случайный эксцентриситет eₐ = max(l/600; h/30; 10 мм); проверочный момент Mᵈ = max(|M|; N⁺eₐ).
Расчёт первого порядка для одного симметричного сочетания радиальных нагрузок. Не учитываются собственный вес как отдельная вертикальная нагрузка, градиент гидростатического давления, неравномерная геология, стадии монтажа, температурные воздействия, ползучесть и трещины в жёсткости кольца.
Подбор армирования выполнен по прочности нормальных сечений при совместном действии N и M. Отдельно проверяются прочность при действии поперечной силы, трещиностойкость, предельные перемещения, устойчивость и эффекты второго порядка. Также требуют проверки анкеровка и нахлёст арматуры, защитный слой по условиям эксплуатации, продавливание, контакт и раскрытие стыков, болты, домкратные нагрузки и взаимодействие колец. Статус результата относится только к перечисленным в расчёте условиям.
Шаг арматуры приведён для распределённой полосы; число стержней и краевые отступы в конкретном блоке назначаются при конструировании. Поиск ограничен суммарной площадью арматуры 4% сечения. Снижение η при kᵣ = 0 прежде всего увеличивает перемещения и само по себе не означает уменьшения изгибающих моментов.