Расчёт на усталость по норме EN 1992-1-1 должен быть выполнен для конструктивных элементов, подверженных большому диапазону напряжений и/или многочисленным изменениям нагрузки. В этом случае расчётные проверки бетона и арматуры выполняются отдельно. Существует два альтернативных метода расчёта.
Введение
Расчет усталости железобетонных компонентов основан на подробном расчете на усталость (уровень расчета 3). Данный расчет имеет высокую точность, но вследствие этого является очень трудоемким. Поэтому были разработаны два упрощенных метода расчета, чтобы сократить время вычислений. Существует расчетный уровень 1, который определяет максимально допустимый диапазон напряжений, и расчетный уровень 2, при котором выполняется упрощенный расчет на усталость, включая эквивалентные напряжения разрушения.
В RFEM 6 реализованы уровни проектирования 1 и 2.
Уровень расчета 1 = Упрощенный метод расчета
Для данного расчета требуется частое сочетание воздействий «ПС 2г - частое» (уравнение 6.15b по норме EN 1990).
При проверке продольной арматуры максимальный диапазон напряжений стали не должен превышать значений диапазона напряжений, указанных в норме. Каждый раз рассчитываются нагрузки от изгиба и нормальной силы, а также взаимодействие, состоящее из кручения, изгиба, нормальной силы и сдвига. Здесь ΔσS,max - максимальный диапазон напряжений в стали, а k1 - коэффициент для допустимого диапазона напряжений
Расчет на сдвиг выполняется с арматурой и без нее. Для расчета без поперечной арматуры должно быть выполнено следующее условие.
В случае расчета с поперечной арматурой диапазон напряжений поперечной силы не должен превышать диапазон напряжений, указанный в нормативе.
Расчет сжимающего напряжения бетона, а также расчет сжатых диагоналей бетона должен удовлетворять следующему условию. При расчете сжатых диагоналей бетона fcd,fat уменьшается на коэффициент ν1 для трещин от сдвига. Сжимающие напряжения бетона определяются по изгибающим и осевым силам, напряжения сжатых диагоналей бетона по поперечным и скручивающим силам.
Уровень 2 = Метод эквивалентного диапазона напряжений разрушения
Для данного расчета требуется расширенное сочетание воздействий частого «ПС 2г - частое» (форм. 6.69 по EN 1992-1-1).
Для продольной арматуры необходимо выполнить следующую проверку. Каждый раз рассчитываются нагрузки от изгиба и нормальной силы, а также взаимодействие, состоящее из кручения, изгиба, нормальной силы и сдвига.
Диапазоны эквивалентных напряжений разрушения для N* циклов нагрузок должны быть меньше допустимых диапазонов напряжений для N* циклов нагрузок по кривым SN.
Расчет на сдвиг выполняется с арматурой и без нее. Для расчета без поперечной арматуры должно быть выполнено следующее условие.
В случае расчета с поперечной арматурой диапазон напряжений сдвигающей силы не должен превышать диапазон эквивалентного напряжения разрушения по кривой SN.
Расчет сжимающего напряжения бетона, а также расчет сжатых диагоналей бетона должен удовлетворять следующему условию. Сжимающие напряжения бетона определяются по изгибающим и осевым силам, напряжения сжатых диагоналей бетона по поперечным и скручивающим силам.
Модификация метода диапазона эквивалентных напряжений разрушения
В расчётных конфигурациях можно вручную настроить следующие параметры. Они влияют на диапазон напряжений.
Поправочный коэффициент λs
Данный эквивалентный коэффициент разрушения для усталости основан на конструкции моста согласно EN 1992-2 NN.2.1 и NN.3.1. Коэффициент увеличивает диапазон напряжений при действии нагрузки. Данный коэффициент учитывает интенсивность движения, срок службы и пролет опорных элементов, а также количество полос движения, тип движения и шероховатость поверхности
Определение циклов нагрузок
Количество циклов оказывает влияние на диапазон допустимых характерных напряжений по кривым SN по таблице 6.3N.
Заключение
Расчет на усталость позволяет учесть различия в напряжениях, вызванные изменениями нагрузок, а также эффекты ослабления материала, вызванные большим количеством нагрузок. Для двух упомянутых выше методов расчета мы получим два варианта упрощенного расчета на усталость.
Примечание
Расчет на усталость выполняется с помощью экстремальных значений одного или нескольких расчетных сочетаний. Таким образом, для расчета необходимо создать хотя бы одно расчетное сочетание.