Projektowanie konstrukcji żelbetowych

Belka Żelbetowa – zbrojenie belki oraz wykres momentów i nośności na zginanie
Rys. Specbud

A ktualna wersja pakietu Specbud zawiera 25 programów zestawionych w następujących grupach:

• statyka;
• konstrukcje żelbetowe;
• konstrukcje drewniane;
• konstrukcje stalowe;
• konstrukcje murowe;
• geotechnika;
• ekspert.

Najliczniejszą grupę stanowią programy wspomagające projektowanie elementów żelbetowych – belek, słupów, płyt, schodów i fundamentów.

Obliczenia statyczno-wytrzymałościowe prowadzone są w ramach siedmiu programów:

• Belka Żelbetowa;
• Schody Płytowe;
• Kalkulator Elementów Żelbetowych;
• Płyta Jednokierunkowo Zbrojona;
• Płyta Krzyżowo Zbrojona;
• Strop Akermana;
• Fundamenty Bezpośrednie.

Rysunki wykonawcze można tworzyć przy pomocy trzech modułów rysunkowych DXF:

• Belka Żelbetowa-Rysunki DXF;
• Schody Płytowe-Rysunki DXF;
• Fundamenty Bezpośrednie-Rysunki DXF.

Program Belka Żelbetowa przeznaczony jest do obliczeń statyczno-wytrzymałościowych belek żelbetowych wieloprzęsłowych o przekroju prostokątnym, teowym lub kątowym. Obliczenia statyczne belki wykonywane są dla wielu przypadków obciążeń i wielu kombinacji oraz ich obwiedni. Program podaje wykresy momentów zginających, sił ścinających i ugięć belki, na tle których prezentowane są wykresy nośności belki na zginanie MRd i na ścinanie VRd. W ramach wymiarowania program ustala potrzebne zbrojenie belki na zginanie i na ścinanie (strzemiona i pręty odgięte), przy uwzględnieniu granicznego ugięcia i zarysowania oraz normowych wymagań konstrukcyjnych. Tworzony jest szkic zbrojenia i poszczególnych wkładek oraz tablica stali zbrojeniowej.


Schody Płytowe – Rysunki DXF – okno opcji bezpośredniego wydruku rysunku wykonawczego
Rys. Specbud

Program Schody Płytowe służy do kompleksowego projektowania żelbetowych schodów płytowych. Przeprowadzane są obliczenia statyczne, dla zadeklarowanych obciążeń i ich kombinacji, wyznaczonych automatycznie przez program. Program przeprowadza też wymiarowanie schodów i belek spocznikowych. Dla poszczególnych odcinków płyty dobierane jest zbrojenie na podstawie warunku nośności na zginanie oraz warunków SGU – wielkości rys i ugięcia.

Program Kalkulator Elementów Żelbetowych zawiera opcje: słup, belka, płyta, wykres interakcji N-M. Dla elementów o podanej charakterystyce materiałowo-konstrukcyjnej i zadanych obciążeniach (siłach przekrojowych), program ustala zbrojenie z warunków SGN przy zachowaniu normowych warunków konstrukcyjnych, a następnie sprawdza warunki SGU. Analiza różnych przypadków wymiarowania pozwala na wariantowanie obliczeń, co umożliwia optymalizację konstrukcji elementów. 

W grupie programów żelbetowych znajdują się trzy programy PJZ, PKZ i SA, które służą do projektowania prostych stropów żelbetowych jednopolowych. Wykonywane są obliczenia statyczne i wytrzymałościowe oraz szkice zbrojenia. Zadawanie geometrii i obciążeń przebiega sprawnie, a współpraca z modułem obciążeń programu Kalkulator Obciążeń Normowych umożliwia korzystanie z baz obciążeń stałych, zmiennych i klimatycznych oraz baz własnych użytkownika.


Kalkulatora Elementów Żelbetowych – obliczanie słupa okrągłego ze zbrojeniem uzwojonym
Rys. Specbud

Projektowanie fundamentów betonowych i żelbetowych można przeprowadzić przy użyciu programu Fundamenty Bezpośrednie. Program ten wykonuje obliczenia geotechniczno-wytrzymałościowe dla fundamentów posadowionych bezpośrednio na podłożu uwarstwionym. Możliwe jest projektowanie stóp i ław: prostopadłościennych, schodkowych i trapezowych.

W ramach wymiarowania geotechnicznego przeprowadzane jest sprawdzenie warunków nośności pionowej podłoża, nośności podłoża na obrót i na przesunięcie poziome oraz obliczenie średniej wartości osiadania i zasięgu strefy odrywania podstawy fundamentu od podłoża. Wymiarowanie wytrzymałościowe obejmuje sprawdzenie stanu granicznego nośności na przebicie i wyznaczenie potrzebnego zbrojenia w podstawie fundamentu.

We wszystkich programach Specbud wyniki obliczeń otrzymuje się w formie tekstowej, tabelarycznej i rysunkowej, a ich zakres można swobodnie dopasowywać do indywidualnych potrzeb. Istnieje też możliwość ich wydrukowania oraz zapisywania w formie dokumentu edytora tekstów.

Uzupełnieniem możliwości projektowych trzech programów żelbetowych są moduły rysunkowe – Belka Żelbetowa-Rysunki DXF, Schody Płytowe-Rysunki DXF oraz Fundamenty Bezpośrednie-Rysunki DXF. Moduły te umożliwiają automatyczne stworzenie rysunków wykonawczych elementów żelbetowych – belek i schodów żelbetowych oraz fundamentów bezpośrednich (stóp i ław). Po zakończeniu fazy obliczeniowej, a przed wydrukowaniem rysunku, Użytkownik ma dodatkowo możliwość uzupełnienia treści rysunku o składniki nie wynikające z obliczeń – dodatkowe zbrojenie własne fundamentu, dodatkowe opisy i elementy graficzne (koty wysokościowe, osie konstrukcyjne, opisy poziomów charakterystycznych).


Fundamenty Bezpośrednie – obliczone zbrojenie stopy schodkowej oraz definiowanie kotew
Rys. Specbud

Rysunki wykonawcze można uzyskać na dwa sposoby:

• wydruk skalowalnego rysunku bezpośrednio z programu obliczeniowego – ułatwia szybką reakcję na zmiany wprowadzane podczas realizacji projektu – można bowiem szybko wydrukować rysunek do sprawdzenia poprawności dokonanych zmian lub jako ostateczny do zamieszczenia w dokumentacji projektowej, nie wymaga posiadania oprogramowania edytującego pliki DXF;
• przekazanie (eksport) rysunku do pliku DXF lub bezpośrednio do programu typu CAD (np. AutoCAD, IntelliCAD, ZwCAD, itp.) – daje możliwość dalszej edycji rysunku (w programie CAD) w ramach opracowywania kompleksowej, spójnej graficznie dokumentacji rysunkowej całego projektu.

Rysunek wykonawczy elementu żelbetowego otrzymany w wyniku działania modułów rysunkowych Specbud zawiera m.in.

• rzut/widok i przekroje poprzeczne elementu żelbetowego;
• zbrojenie pokazane na rzucie/widoku i na przekrojach; 
• opisane i zwymiarowane wkładki zbrojeniowe „wyrzucone” poza obrys elementu;
• wykaz zbrojenia;
• tablicę materiałową;
• dodatkowe opisy i elementy graficzne rysunku (osie konstrukcyjne, koty wysokościowe, opisy poziomów, opisy przekrojów i nazwy elementu, itp.).

Zawartość rysunku można szybko i w szerokim zakresie modyfikować, co ma szczególne znaczenie przy bezpośrednim wydruku rysunku z programu. Poszczególne elementy graficzne rysunku, w zależności od ich charakteru, włącza/wyłącza się przy użyciu funkcji dostępnych w programach. Dwojaki sposób otrzymywania rysunków, w połączeniu z łatwością kreowania ich uzupełnień i zawartości, stwarza podstawy do tego, aby moduły rysunkowe były przydatnym, sprawnym narzędziem pracy konstruktora.

Podsumowanie
Programy Specbud cechuje prosta i intuicyjna obsługa oraz kompleksowość działania. Pierwsze kroki z programami Specbud nie są dla nikogo trudne. Łatwość dokonywania zmian i natychmiastowa odpowiedź programu powoduje, iż wielokrotne obliczenia analizowanego elementu przeprowadzane w procesie optymalizacji konstrukcji, nie są uciążliwe. Sprawne uzyskiwanie wyników obliczeń i rysunków pozwala szybko reagować na zmieniające się wymagania inwestora lub architekta, zachowując przy tym uwagę na podstawowych problemach projektu konstrukcyjnego. Programy w czytelny sposób prezentują efekty obliczeń. Zarówno dane, jak i wyniki mogą zostać bezpośrednio wydrukowane lub wyeksportowane do edytora tekstów w formie notatki obliczeniowej o tradycyjnym zapisie inżynierskim, który jest akceptowany przez urzędy kontrolne i firmy wykonawcze.

Bardzo ważną zaletą programów Specbud jest kompleksowość działania – w jednym programie zawarte są kolejne etapy obliczeń: zestawienie obciążeń, obliczenia statyczne, obliczenia wytrzymałościowe, szkice konstrukcyjne, zestawienie materiałów.

Inżynierski charakter i przejrzystość programów Specbud sprawia, że są one uniwersalnymi narzędziami projektowymi przydatnymi w pracy projektantów o różnym poziomie przygotowania zawodowego. Dzięki prostocie obsługi i licznym podpowiedziom mogą z nich korzystać początkujący projektanci, których programy przeprowadzą przez obliczenia, a łatwość wielokrotnych powtórzeń ułatwi im zdobycie doświadczenia projektowego. Z kolei możliwość korzystania z zaawansowanych opcji wymiarowania może zaspokoić wymagania doświadczonych  konstruktorów.

Na stronie internetowej firmy Specbud znajdują się opisy programów, ich prezentacje oraz wersje demonstracyjne, a także pełne wersje kilku programów do nieodpłatnego pobrania i stosowania w pracy zawodowej lub nauce.

dr inż. Marian Kazek
mgr inż. Mariusz Machej
Specbud s.c.