[Regby]

Что то нормальное название с ходу в голову не приходит... посему исправлю как оно сформируется.

Ситуация такая.
Проектируем расширение площади для здания спортивного комплекса в г. Альметьевск. Архиеткторы гоняться за площадями. Поставили задачу запроектировать 3-х метровую консоль. Так как металлические балки получаются больших сечений выбор пал на железобетон. Почитал тут темы по форуму, почему то все пишут что 2.5 метра для ЖБ не проблема... у меня 3. Толщину плиты "выторгавал" 250 мм. Армировать собираюсь d12 с шагом 200 в верхней и нижней зонах, + d16 с шагом 200 в верхней зоне. Проблем с прочностью не возникает...

Проблема возникает другая. Собирая пространственную схему в SCAD задаю для своей плиты модуль упругости бетона, согласно известных рекомендаций в 5 раз ниже начального модуля упругости. Получаю "бешенные" перемещения... И вот решил я по сему поводу углубиться в тему "какой же все таки реальный модуль упругости принять".

Процесс итерационный. Задаваясь начальным модулем упругости (пониженным с учетом трещенообразования) получаю армирование в плите. Как мне теперь пересчитать нужную характеристику?

Залез в СП 52-101-2003. Заинтересовала изгибная жесткость эемента D=Eb1*Ired, (7,31)
где Ired=I+Is*a1+I`s*a2 (7,39)
Eb1=Rb/"эпсилон b1,red" (5,9)

Отсюда я делаю вывод: нормы наставляют нас менять момент инерции сечения. Но так как в КЭ программе изменить момент инерции не представляется возможным, могу ли я эту разницу пересчитать на модуль упругости... т.е. изгибная жесткость железобетонного элемента с учетом арматуры D=Eb(иск)*I=Eb1*Ered, так как I величина постоянная из этого уравнения я выражу Eb(иск) (искомую величину):
Eb(иск)=Eb1*Ered/I

мой вопрос следующий: справедливы ли мои рассуждения? Имею ли я право так делать?

PS время 0:41 воскресенье, понимаю что в ближайшее время квалифицированных советов не получу, но надеюсь все таки дождаться помощи. Спасибо.

[Grim]

Точность перевода не может вызывать сомнений... Сомнения может вызывать только точность решения задачи получения усилий с помощью МКЭ..

Сообщение от Grim Точность перевода не может вызывать сомнений... Сомнения может вызывать только точность решения задачи получения усилий с помощью МКЭ..

Однако суть от этого не меняется... или есть другое мнение?

[SergeyMetallist]

Сообщение от Grim Проверка корректности схемы 1 - абсурд, так как вы никогда не будете иметь адекватного закона определения "ширины сжатой полки". 2 - Что значит балка не будет работать так? Балка в любом случае никогда не будет работать как ваша математическая модель , но для модели ничего бредового в появлении N в стержне нет, а перевод в единый момент не составляет особого труда...

По моему современные програмные комплексы как раз и стремятся приблизить мат модель к реальной работе конструкций. И откуда столько категоричности? Например, шарнирно опертая балка будет работать точно так же как и ее мат модель. Неразрезная балка будет работать похожим образом, только моменты немного перераспределятся, а если нелинейно посчитать, то вообще совпадение хорошее будет. Другое дело, когда балка начинает вести себя как нижний растянутый пояс фермы...Это абсолютно не соответствует ее реальной работе. А про бред я писал "без перевода M в N - полный бред, с переводом, не знаю надо сравнивать", Вы хоть читайте внимательно.
А рекомендации по определению ширины сжатой полки есть в любом учебнике (bf=l/3 при + мом. и bf = b при - мом.) Или они тоже все врут?
P.S. Жду ответа от ЛИСа, какие схемы сравнивались, и как задавались жесткости (ну и модель с расчетами, если можно)?

[p_sh]

к стати не только наши буквари (учебники) рекомендуют считать балки (в балочном перекрытии) в предположении распределения нагрузки по грузовым площадям, а и Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-05) на стр 232.

Возвращаясь к вопросу кручения.
еврокод тоже рекомендует не обращать особого внимания на кручение (стесненное)

Сообщение от Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1: General rules and rules for buildings Page 98 prEN 1992-1 (Final draft) Ref. No. prEN 1992-1 (October 2001) 6.3 Torsion 6.3.1 General (1)P Where the static equilibrium of a structure depends on the torsional resistance of elements of the structure, a full design covering both ultimate and serviceability limit states shall be made. (2) Where, in statically indeterminate structures, torsion arises from consideration of compatibility only, and the structure is not dependent on torsional resistance for its stability, then it will normally be unnecessary to consider torsion at the ultimate limit state. In such cases a minimum reinforcement, given in Sections 7.3 and 9.2, in the form of stirrups and longitudinal bars should be provided in order to prevent excessive cracking. (3) The torsional resistance of sections may be calculated on the basis of a thinwalled closed section, in which equilibrium is satisfied by a closed shear flow. Solid sections may be modelled by equivalent thin-walled sections. Complex shapes, such as T-sections, may be divided into a series of sub-sections, each of which is modelled as an equivalent thin-walled section, and the total torsional resistance taken as the sum of the capacities of the individual elements. (4) The distribution of the acting torsional moments over the sub-sections should be in proportion to their uncracked torsional stiffnesses. For non-solid sections the equivalent wall thickness should not exceed the actual wall thickness. (5) Each sub-section may be designed separately.

А теперь построй более сложную схемку - и посмотри на ней.

посмотрел... получается приблизительно одинаково (по реакции перекрытия на колонны - изгибающие моменты в колоннах) - т.е. изгибная жесткость перекрытия получается почти аналогичной ... Конечно внутри перекрытия отличие в распределении напряжений есть....пока не разберусь, что к чему. Но очевидно, что И из-за разности сопротивления кручению пластины и стержня

[Voliant]

... {затер, поскольку не то отписал}

[selega]

Сообщение от SergeyMetallist По моему современные програмные комплексы как раз и стремятся приблизить мат модель к реальной работе конструкций.

SergeyMetallist, не сочтите за занудство, но приближение математической модели к физическому прототипу выполняет специалист-расчетчик, а не программный комплекс. ПК пишут математики, в общем-то далекие от строительства. Все, что они могут, дать большие или меньшие возможности для создания КЭ-модели. А уж что из этих возможностей задейтвует пользователь ПК зависит от его, пользователя, знаний, навыков и опыта.
Извините за коммент, но эта ошибочная точка зрения (в схожей трактовке) прочно овладела некоторыми проектировщиками, которые видят в современных ПК панацею от всех проблем, а не средство решения задчи сродни арифмометру и логарифмической линейке. Ну, или программируемому калькулятору (кому что больше нравится)

[SergeyMetallist]

Сообщение от selega SergeyMetallist, не сочтите за занудство, но приближение математической модели к физическому прототипу выполняет специалист-расчетчик, а не программный комплекс. ПК пишут математики, в общем-то далекие от строительства. Все, что они могут, дать большие или меньшие возможности для создания КЭ-модели. А уж что из этих возможностей задейтвует пользователь ПК зависит от его, пользователя, знаний, навыков и опыта. Извините за коммент, но эта ошибочная точка зрения (в схожей трактовке) прочно овладела некоторыми проектировщиками, которые видят в современных ПК панацею от всех проблем, а не средство решения задчи сродни арифмометру и логарифмической линейке. Ну, или программируемому калькулятору (кому что больше нравится)

Ну вот не соглашусь здесь. Именно стараются приблизить. Для этого делают в программах материал типа "бетон" с набором стандартных диаграмм растяжения-сжатия, а не просто возможность задавать произвольный материал с произвольной диаграммой. Или материал типа грунт, характеристиками которого в расчетной модели помимо модуля деформации и коэффициента Пуассона являются угол внутреннего трения и удельное сцепление, а не просто дают пользователю набор коэффициентов постели. Для этого делают возможность автогенерации стыка колонна плита, балка-стена и т.д. и т.п.

Приведу пример: требуется посчитать плитно свайный фундамент на упругом основании в физически нелинейной постановке. Можно взять "голый" ансис замоделировать перекрытие объемными КЭ, вставить туда стержни (арматуру), задать диаграммы напряжение-деформации для бетона и стали, задать связи сцепления между стержнями и объемными элементами, задать возможность образования трещин в ОКЭ, (с помощью применения специальных конечных элементов с трещщиной, либо используя нелинейные связи между узлами элементов), задать зависимость свойств материала от времени (учет ползучести)... Далее под плитой задать объемный массив грунта, как-то замоделировать его специфические свойства (сцепление частиц, их трение друг о друга, невозможность грунта работать на растяжение...). Потом в данном массиве задать стержни(сваи), ввести связи трения м/у сваями и ОКЭ (грунтом), задать уплотнение грунта под подошвой сваи (как вариант повысить модуль упругости и предел прочности в области под концом сваи), максимально возможное сопротивление грунта под подошвой и боковой поверхностью сваи(опять таки с помощью нелинейных межузловых связей, которые не могут воспринимать усилие, превышающее заданное)... Наконец все это грамотно связать (учитывая, что плита может отрываться от грунта(все те же нелинейные связи), стержневой КЭ элемент(свая) должен корректно стыковаться с пластинчатым) и отправить на расчет. Вот это в моем понимании грамонтное приближение КЭ модели к реальной, которое выполнено именно специалистом-расчетчиком, а не программой!

Можно пойти другим путем, взяв специализированную строительную программу. В ней строим перекрытие пластинами (а точнее просто рисуем прямоугольник с последующей автогенерацией КЭ на нем), присваиваем ей материал типа железобетон, в диалоговом окне материала задаем диаметры верхней и нижней арматуры, толщины защитных слоев, для бетона и стали выбираем класс бетона , марку стали, стандартные диаграммы, предложенные в СП (для стали -Прандля, для бетона -трехлинейную с учетом ползучести). Под плитой задаем массив грунта (в диалоговом окне указываем толщины слоев, их жесткостные характеристики (в т.ч. удельное сцепление и угол внутреннего трения). Далее указываем в каких точках плиты задаем сваи. В свойствах сваи указываем ее длину и диаметр, предельное сопротивление по боковой поверхности и под нижнем концом.
При запуске на расчет ставим галочку "учитывать физическую нелинейность". Все! При расчете программа учтет все необходимые свойства грунта, бетона, арматуры а также корректность их сопряжения друг с другом. Вот это я называю программа приблизила модель к реальной.

При этом в строительной программе задача решается в разы быстрее и проще чем в общих программах, незаточенных под строительство , решающих задачичи произвольной сложности...К тому же, чтобы решить подобную задачу в ансис, нужно иметь очень серьезную подготовку по МКЭ (как теоретическую, так и практическую).

Конечно ПК это инструмент, а не большая красная кнопка и конечный результат во многом зависит от квалификации расчетчика, но сравнивать хороший строительный комплес (например лиру или микрофе) с логарифмической линейкой или инженерным калькулятором не совсем корректно...

[О_Ю]

Поучительный интересный форум получился. Прошло уже много времени с его начала. Regby давно не появлялся. Regby, что там с этой стройкой, осуществилась?

[Regby]

О_Ю, никуда я не пропал. Стройка завершена. Жалоб пока нет (да и рано для них еще, вероятно)
Завтра могу фотографии выложить если кому интересно. К сожалению вести мониторинг деформаций возможности нет.

Наверное все таки нет проблемы посчитать в программе с нелинейностью или согласно СНиПовской методики отдельный элемент по деформациям.

[РастОК]

Offtop:

Сообщение от Regby Завтра могу фотографии выложить если кому интересно.

Offtop: Интересно.

[di12]

Вопрос к REGBY:
Не сочтите за наглость, но все-таки как же была посчитана конструкция:
- в линейной постановке полностью;
- в линейно постановке с проверкой нелинейным расчетом отдельных элементов;
- в линейно постановке с "шаманским модулем упругости" по Разделу 7 СП 52-101
- в нелинейной постановке?

[Regby]

По техническим причинам в завершенном виде фотографий не смог найти. В процессе строительства это выглядело так:
[IMG]http://s40.***********/i088/1111/2d/29c81426c4dbt.jpg[/IMG]
[IMG]http://s50.***********/i128/1111/1a/a54feb7c71b8t.jpg[/IMG]
[IMG]http://s011.***********/i316/1111/0e/14fb1e19dbe1t.jpg[/IMG]

di12, это был микс из различных расчетов (все таки страшно).
В том числе подбирал армирование и считал деформации по СНиП; считал в пространственной линейной постановке с учетом пониженного модуля упругости; для контроля считал в Арбат-е как консольную балку.

[selega]

Сообщение от di12 как же была посчитана конструкция: ......................... - в нелинейной постановке?

Вот это делать на стадии проектирования категорически не рекомендуется. Нелинейный расчет корректен тогда, когда известна история нагружения конструкции и эта самая история (читай - последовательность) смоделирована при расчете. В противном случае можно получить совершенно неадекватный результат. Если нагрузки к КЭ-модели прикладываются одномоментно, как при линейно-упругом расчете, то о нелинейности можно забыть.
Между прочим, то же в полной мере относится и к нелинейному расчету сечений. Хотя здесь ситуация несколько проще, поскольку для подавляющего большинства гражданских зданий знакопеременные нагрузки крайне малы и не вносят существенной погрешности в получаемый результат. А вот если конструкция работает явно на выноливость или с существенным перепадом напряжений по величине и/или знаку, то одноразовый нелинейный расчет сечения тоже может увести весьма далеко от истины.

Ни разу не лекция. Просо проходил мимо.

[Regby]

selega, Причем тут одно к другому? Нелинейность железобетона это одно, история загружения конструкции - другое. Выносливость так вообще третье.

[selega]

Сообщение от Regby Причем тут одно к другому? Нелинейность железобетона это одно, история загружения конструкции - другое. Выносливость так вообще третье.

Regby, нелинейность железобетона как таковую можно отнести и к несущему остову (каркасу) здания в целом, и к отдельным конструкциям каркаса, и к сечениям конкретной конструкции.
Чтобы было понятнее. Есть однопролетная балка, несущая поперечную нагрузку. При деформировании она садится в середине пролета на опору, в которое возникает реактивное усилие.
Абстрагируясь от ситуации такую задачу можно моделировать двояко.
1. Моделировать балку с поперечной нагрузкой и зазором до опоры. В этом случае будет реализована поэтапная схема загружения.
2. Моделировать балку с одновременным приложением нагрузки и опорной реакции (ее можно рассчитть вручную, в литературе есть примеры). В этом случае получится совершенно другое напряженно-деформированное состояние, далекое от истинного.
В многократно статически неопределимых задачах все намного сложнее с перераспределением усилий даже только при физической нелинейности материалов, не говоря о стадийности нагруженния.
А выносливость здесь тем боком, что у физически нелинейных конструкций есть свойство приспообляемости. Если его игнорировать, то можно получить абстрактные и не всегда надежные и безопасные результаты.

[Regby]

selega, Это все понятно. Вопрос не в том.

Сообщение от selega Вот это(нелинейны расчет) делать на стадии проектирования категорически не рекомендуется.

Зачем мешать все в кучу. Физически нелинейный расчет - расчет учитывающий нелинейность графика напряжение-деформация для материала. Он сам по себе. В некоторых случаях необходимость в нем очевидная - определение возможного прогиба для железобетонной конструкции (консоли в моем случае) - ибо как физически линейный расчет дает заведомо неверные значения.

История загружения это вообще из другой оперы. Этот расчет очень важен, но у него совсем другие цели. И вконтексте данной темы он как то неуместен.

Расчет на выносливость, это вообще расчет на циклические нагрузки - актуален для металла.

[Antoniо]

Regby, в итоге, очень любопытно, какой конструктив получился у вас: вылет консоли, толщина плиты, марка бетона, армирование?
Я смотрю у вас там еще и кровля на край консоли опирается частично и наружная стена?

[Regby]

Antoniо, Вылет консоли 3 метра, толщина плиты переменная - 250мм на опоре. Бетон если честно не помню, то ли B25 то ли B30. Армирование в верхней зоне кажется эквивалент d20-200 (1571мм2/м), армировали d16-200+d12-200 (1570 мм2/м).
В нижней зоне d12-200.
Наружная стенка - сэндвич панели и в крайней зоне - газобетон. Кровля на консоль практически не опирается - вертикальные элементы сделаны для монтажа стены из сэндвич панелей.

selega, раз Вы так целенаправленно занимаетесь нелинейностью жб (и всем таким), как пытаетесь показать, то почему бы мне не воспользоваться шансом и не выяснить некоторые вопросы у Вас (особенно с учетом Ваших возможных знаний о последовательностях нагружений и цикличности и тп...)?
Я для своих исследований ищу кое какую литературу, где бы описывались готовые диаграммы разгрузки бетона и расчет жб конструкций с учетом наличия стадии разгрузки... Может посоветуете литературу, труды чьи-то? Из интересующих меня тем именно эта весьма слабо освещена - нашел лишь одну диссертацию...

[selega]

Сообщение от Regby Зачем мешать все в кучу. Физически нелинейный расчет - расчет учитывающий нелинейность графика напряжение-деформация для материала. История загружения это вообще из другой оперы.

Regby, не все так оптимистично и просто, как кажется на первый взгляд. Впрочем, каждый имеет право на собственную точку зрения.

Расчет на выносливость, это вообще расчет на циклические нагрузки - актуален для металла.

Тот факт, что в СП 52-101 нет указаний по расчету ж/б констуркций на выносливость, не свидетельствует о том, что явление как таковое в железобетоне не существует. Если интересно, загляните в п. 1.10 СНиП 2.03.01, или в п. 6.8 EN 1992-1-1, или в п. 18.4.4 ACI 318M-08. Поэтому вопрос об отсутствии требований к железобетонным конструкицям по выносливости - к аффтарам.

Ал-й, нелинейностью бетона я не занимаюсь и уж тем более не пытаюсь это показать. В своей практике я стараюсь уходить от этого вопроса, насколько возможно, в том числе с позиций норм проектирования, по причинам, уже озвученным.
Готовых диаграмм на стадии разгрузки не встречал ни в одних нормах, в литературе тоже, целенаправленно их не искал. Могу лишь предположить, что вопрос весьма специфичен и достаточно сложен уже хотя бы в части выработки единого подхода к фиксации и описанию этой ветви диаграммы. На сегодняшний день даже по нисходящей ветви диаграммы нагружаемого сжатием бетона нет единого мнения, не говоря уже о растяжении и других более сложных случаях.
К большому сожалению, литературой по интересующему Вас вопросу помочь не смогу.