Определить расчетные сочетания значит найти те сочетания отдельных загружений, которые могут быть решающими (наиболее опасными) для каждого проверяемого элемента, каждого сечения элемента для стержней и каждого узла.
В программе SCAD предусмотрены определения следующих расчетных сочетаний:
Основой выбора невыгодных расчетных сочетаний служит принцип суперпозиции, что предполагает выполнение расчетов, как для линейно работающей системы. Вместе с тем, результаты выбора невыгодных расчетных сочетаний усилий используются, например, для проверки прочности железобетонных конструкций, где работа сечения с трещинами при текучести арматуры является заведомо нелинейной. Возникает явное противоречие, для разрешения которого используется указание пункта 5.1.2 СНиП 52-01-2003: "... рекомендуется учитывать влияние физической нелинейности путем корректировки результатов линейного расчета на основе данных экспериментальных исследований, нелинейного моделирования, результатов расчета аналогичных объектов и экспертных оценок".
Используя принцип суперпозиции, выбираются невыгодные сочетания усилий, которые создают максимальные упругие напряжения в характерных точках или на характерных площадках конечных элементов. При этом для конечных элементов различного типа (стержневых, пластинчатых и т. п.) используется свой подход для назначения критериев выбора РСУ. Аналогично выбираются максимальные перемещения узлов.
Линейность подразумевает также, что некоторое загружение либо войдет в РСУ целиком, либо будет отброшено (если оно создает разгружающий эффект), и, таким образом, можно себе представить всего 2n сочетаний (где n — количество загружений), из которых следует сделать выбор. Нетрудно видеть, что при реальных значениях параметра n количество возможных комбинаций становится настолько большим, что решение задачи прямым перебором вариантов оказывается нереальным, в связи с чем для решения этой экстремальной задачи использован специальный алгоритм.
Программа определяет сочетания как расчетного, так и нормативного НДС. Для найденных невыгодных (по тому или иному критерию) комбинаций расчетных значений вычисляются длительные (а также нормативные и нормативные длительные) значения соответствующих усилий, напряжений и перемещений. Программа производит также поиск невыгодных комбинаций нормативных значений и для них вычисляет расчетные, расчетные длительные и нормативные длительные значения соответствующих усилий, напряжений и перемещений и т.д..
Отметим, что при печати таблиц и в информации об элементе/узле для каждого сочетания указывается тот критерий, который использовался при поиске невыгодного сочетания. При этом может возникнуть ситуация, при которой, например, указан критерий максимальных нормальных напряжений (использованный при анализе расчетных усилий), но набор соответствующих нормативных усилий уже не дает максимальное нормальное напряжение.
Нормы проектирования регламентируют ограничения нормативных значений перемещений, поэтому для каждого узла вычисляются только нормативные и нормативные длительные сочетания перемещений.
Нормы расчета бетонных и железобетонных конструкций требуют проведения расчета на продавливание для плоских железобетонных элементов (плит). SCAD позволяет вычислить невыгодные (с точки зрения продавливания) сочетания загружений. Вычисления производятся в узлах горизонтальных пластинчатых элементов, к которым примыкают вертикальные стержни.
Загружения, действующие на рассчитываемый объект, могут принадлежать в зависимости от продолжительности действия нагрузок к одному из следующих типов (согласно классификации СНиП):
Для упрощения алгоритма выбора сочетаний список типов расширен. В него добавлены крановые нагрузки (хотя в нормах они относятся к кратковременным) и неактивные, т. е. не участвующие в выборе невыгодных сочетаний. Например, «неактивной» можно сделать статическую составляющую ветровой нагрузки в случае задания динамического загружения "Ветровое воздействие", куда она войдет автоматически. Кроме того, в список кратковременных нагрузок включена нагрузка Специальная, учитываемая при сейсмическом воздействии, использование которой позволяет учесть требования отраслевых норм об учете дополнительной нагрузки, действующей одновременно с сейсмической.
Для корректного учета коэффициента надежности по нагрузке для каждого типа загружений предусмотрены соответствующие нормам списки видов нагрузки, например для постоянных нагрузок (вес конструкций и грунтов) используются данные таблицы 1 СНиП 2.01.07-85*, для длительных — таблиц 2 и 3 и т. д. Аналогичные таблицы коэффициентов надежности по нагрузке есть и в других нормативных документах. В тех случаях, когда коэффициент надежности по нагрузке не определяется однозначно, его должен задать пользователь.
Кроме коэффициента надежности по нагрузке, загружение характеризуется долей длительности и одновременностью действия входящих в него нагрузок. Это означает, что в рамках одного загружения корректно объединять нагрузки, у которых совпадают первые две характеристики и которые всегда действуют одновременно.
Наряду с загружениями в выборе расчетных сочетаний нагрузок могут участвовать и комбинации загружений. Каждая созданная комбинация может быть учтена в списке загружений. Очевидно, что тип загружения и вид нагрузки для комбинации назначает пользователь.
Нормами предусмотрено, что в зависимости от вида входящих в сочетания нагрузок, появляются понижающие коэффициенты.
В начальном состоянии таблиц с исходными данными всем загружениям и комбинациям присваивается тип «неактивное».
Расчет производится на основании выбранных пользователем норм проектирования. Смена норм проектирования может быть выполнена с помощью пункта Настройки норм проектирования меню Настройки.
Расчетные сочетания могут быть вычислены как в общем потоке расчета задачи, так и отдельно, после завершения расчета на статические и динамические воздействия. В первом случае исходные данные готовятся после завершения формирования расчетной схемы и только после задания всех загружений, во втором — данные могут быть введены после завершения расчета по загружениям. Расчетные сочетания перемещений могут быть вычислены только после завершения основного расчета.
Расчетные сочетания нагрузок определяются для каждого элемента в отдельности (более того — для каждого сечения элемента) и при этом найденный набор комбинаций может не совпадать для различных элементов. Таким образом, для системы в целом мы получаем сочетания загружений, которые физически не действуют одновременно, поэтому нельзя построить «эпюру РСУ» или «изополя РСУ». Если к этому добавить, что каждому элементу соответствует не одно РСУ, а несколько, то указанная «невозможность» еще более усугубится. Заметим, что если пользователь желает увидеть результат одновременного действия нескольких загружений, то он должен воспользоваться режимом Комбинации загружений.