В прошлом посте мы рассмотрели применение условных коэффициентов понижения жесткости при выполнении расчетов железобетонных конструкций.
Альтернативный способ учета нелинейности — использование физически-нелинейной модели железобетона. Программа самостоятельно определяет «реальную» жесткость каждого конечного элемента, основываясь на:
• диаграмме работы бетона и арматуры
• принятого армирование
• внутренних усилиях
Главная сложность метода в том, что в задаче становится больше неизвестных величин.
Жесткость элемента в этом случае зависит от внутренних усилий, а распределение внутренних усилий — от жесткости. Получается замкнутый круг из 2-х неизвестных.
Такая задача не имеет точного решения, поэтому используется итерационный метод. Программа «методом проб и ошибок» подбирает правильное решение, которое будет удовлетворять:
• условию равновесия под действием внешней нагрузки и внутренних усилий
• «правильному» соотношению между внутренними усилиями и жесткостью (это соотношение и описывается физически-нелинейной моделью материала)
Физическая нелинейность не заменяет использование линейных коэффициентов понижения жесткости. Есть 2 основные причины:
• для нахождения «реальных» жесткостей элементов нужно знать их армирование, которое подбирается всегда по результатам линейных расчетов
• расчет становится более сложным и требует большей подготовки
Однако физнелин очень полезен в особенных случаях. В своей практике я его использую для:
• более точного расчета прогибов перекрытий, рассчитывая их как отдельно вырезанные «подсистемы», т.е. без учета совместной работы со смежными этажами и грунтовым основанием (для упрощения)
• расчетов на прогрессирующее обрушение