Подбор размеров стальных сечений
Проверка стальных сечений ограждений котлованов выполняется для двух случаев нагружения:
- для максимального значения изгибающего момента и соответствующей сдвигающей силы (Mmax + Q)
- для максимального значения сдвигающей силы и соответствующего изгибающего момента (Qmax + M)
В анализ в обоих случаях нагрузки вводят учёт влияния нормальной силы, которую задают отдельно и значение которой для обоих случаев одинаковое. Перед началом расчёта внутренние силы перемножают на расчётный коэффициент нагружения сечения. Этот коэффициент выражает степень неуверенности при определении теоретических значений внутренних сил и вводит в расчёт с теоретически определёнными значениями некоторую степень безопасности. Значение этого коэффициента определяет только сам пользователь.
Программа «Ограждение котлованов-анализ» применяет следующие способы расчёта для подбора размеров стальных сечений:
- Проверка по EN 1993-1-1 (EC 3)
- Проверка по CSN 73 1401
- Проверка по коэффициенту запаса
- Проверка по теории предельных состояний
- Проверка по GB 50017-2017
Каждое сечение проверяется на три вида нагружения:
1. Проверка на изгибающий момент
Выполняется проверка нормального напряжения σ по краям сечения, заданного отношением:
где: | M | - | изгибающий момент |
W | - | модуль эластичности сечения | |
N | - | нормальная сила | |
A | - | площадь сечения |
2. Проверка на сдвиг
Выполняется проверка на сдвигающее напряжение τ в центре тяжести сечения, заданного отношением:
где: | Q | - | сдвигающая сила |
S | - | статический момент сечения | |
I | - | момент инерции | |
t | - | ширина сечения (толщина) в его центре тяжести |
3. Проверка на плоское напряжённое состояние при сочетании напряжений σ1 и τ1 в месте наиболее неблагоприятного нагружения
Эквивалентное напряжение при плоском напряженном состоянии определяется по формуле:
При проверке предполагаем эластичное (упругое) действие материала, пластичность не принимается во внимание.
Проверка стальных двутавров ограждения
В программе Ограждение котлованов-анализ внутренние силы рассчитывают на 1 погонный метр ширины конструкции, т.е. в результате расчёта получаем значения сдвигающих сил Q в кН/м и изгибающих моментов M в кНм/м. Для подбора размеров отдельных двутавров расчётные внутренние силы перед самой проверкой автоматически перемножаются на их осевое расстояние a [м] для определения их значения в центре тяжести сечения, т.е. сдвигающей силы Q в кН и изгибающего момента M в кНм. Нормальное напряжение σ проверяется на наружной стороне полки. Сдвигающее напряжение τ проверяется в центре тяжести, т.е. в середине высоты стены. Плоское напряжённое состояние σk проверяется на стене, в месте стыка с полкой (разрез 1).
Проверка шпунтовой стены
Проверка выполняется на секции стены единичной длины. Следовательно, все характеристики сечения определяются не для отдельной шпунтовой сваи, а для секции стены единичной длины. Нормальное напряжение σ проверяется на наружной лицевой поверхности спинки шпунтовой сваи. Сдвигающее напряжение τ проверяется в центре тяжести стены, т.е. у шпунтовой сваи U профиля в месте замков, а у шпунтовых свай Z профиля в середине наклонных стен из шпунтовых свай. Плоское напряжённое состояние σk проверяется на стенах шпунтовых свай, в местах стыковки спинок шпунтовых свай (разрез 1).