Здравствуйте!
В своем дипломном проекте хотелось бы мне запроектировать безбалочное монолитное перекрытие. Нам в институте начали «преподавать» Scad. «Преподавать» в кавычках, так как наши преподаватели сами знают его пока только на уровне мануала. У меня возник вопрос: каким образом смоделировать стык колонны и плиты. Учителя что-нибудь сносное ответить не могут (предлагают делать только вручную). Я сама покопалась в Интернете и нашла два варианта моделирования стыка (см. рисунки).
В обоих случаях нужно использовать «жесткие» крестообразные элементы, только в первом - их 4 (повернуты относительно друг друга на 90 град.), а во втором 8 (- на 45 град.). Однако не ясно: какую назначать жесткость этих элементов, какое принимать для них сечение (при очень большой жесткости Scad воспринимает систему как геометрически изменяемую)? Верен ли размер элементов равный Нколонны/2+Hплиты/2 (для 1 элемента).
На этом форуме есть знатоки программ, использующих МКЭ. Помогите, пожалуйста.

P.S. Если нужна конкретика, то здание одноэтажное в плане 30х18 м, высота подвального этажа – 3, высота 1 этажа – 5 м, колонны 40х40см, перекрытие и покрытие толщиной 20 см, класс бетона В20, временная нагрузка на перекрытие – 600 кг/м2, на покрытие – 240 кг/м2. Сейсмики нет, но присутствует карст (однако это уже относится к фундаментам). Это все данные задания на диплом.

[Дмитрий]

Я сама покопалась в Интернете и нашла два варианта моделирования стыка (см. рисунки).

А где обещанные рисунки? Ссылки в студию!

Теперь вставить рисунки попробую.
1 вариант стыка

2 вариант стыка
а)в виде объемных элементов

б) в виде расчетной схемы

Вставить рисунки грамотно у меня не получается, так что переходите по ссылкам:
http://lena-ufa.narod.ru/Styk1.JPG
http://lena-ufa.narod.ru/Styk2.JPG
http://lena-ufa.narod.ru/Styk3.jpg

[X-DeViL]

Размер элементов важен.. чем мельче тем "точнее" у тебя получатся значения расчетного армирования! (посчитанного в скаде, разумеется). А для выдачи усилий лучше уменьшать значение шага триангуляции у колонн и т.п. (в ключевых сечениях) Жесткие крестообразные элементы необходимы для того чтобы уменьшить концентрацию напряжений в месте стыка и передать их на соседние узлы!!! я делал такой вариант.... но в этом варианте - ты теряешь армирование крайнего сечения колонны... (говорил с разработчиками... они мне такой вариант одобрили ) ее надо будет считать отдельно можно еще сделать колонну ОБЪЕМНЫМИ элементами! правда потом надо считать армирование колонны ручками или а АРБАТЕ
[ATTACH]1097645746.jpg[/ATTACH]

[Дмитрий]

Есть еще вариант с жесткими площадками: сечение колонны в "теле" плиты задается как абсолютно жесткое тело...

[X-DeViL]

Дмитрий
А как же тогда быть с теми напряжениями которые возникают при стыке разножесткостных эл-тов?

[maestro]

Давайте рассмотрим минуса всех указанных вариантов:
X-DeViL:
Некорректно моделируется колонна в месте стыка. Возникают сомнения в корректности полученных моментов в связи с моделированием изменения жесткости колонны в расчетной схеме при фактическом постоянстве ее сечения. Это по-моему, не хорошо.
по ссылкам:
1. Не указаны размеры этиж жестких элементов как функции геометрии плиты и колонны. Не явна жесткость этих элементов. Не приведены рекомендации по их определению.
2. Аналогично- не приведены рекомендации по жесткости, нет обоснования шага КЭ и соответственно размера вставок. Возможны дополнительные усилия в колонне вследствии появления элементов большой жесткости.
3. Мало что понятно.... Но если предположить, что это просто незамоделированы надколонные КЭ, то можно предположить, что всплески усилий в таком случае автоматом перейдут на ближайшие КЭ( по моему опыту. Я когда то что-то подобное объединением перемещений пытался делать и видел эту картину).

Лена

Моя оценка- ни один из этих способ не является корректным. Кроме того, влечет усложнение расчетной схемы.

Мой совет- моделировать простыми оболочками без всяких выкрутасов. При этом шаг КЭ в приопорной зоне выбирать как 2H плиты, но не более сечения колонны. У меня и статья была на эту тему. Значения главных усилий при таком расчете показывают хорошую согласованность с результатами пространственного расчета, а значит и площади армирования будут более-менее корректными. Поэтому рекомендация, данная Вам преподавателем, в принципе близка к истине, как я ее понимаю.

Кстати, я лировец. А Лиру у вас не преподают?

[Дмитрий]

X-DeViL
Ты о чем? :?
Создавая жесткую площадку, я воспроизвожу гипотезу плоских сечений и ничего более...
[ATTACH]1097658913.jpg[/ATTACH]

[maestro]

Дмитрий

Создавая жесткую площадку, я воспроизвожу гипотезу плоских сечений и ничего более...

Не совсем. Гипотеза плоских сечений предполагает, что все сечения элемента остаются плоскими при деформировании. А здесь для плиты ты вводишь не гипотезу плоского сечения, а гипотезу отсутствия изгиба (т.е. равенство перемещений) в точке опирания. Это чуть-чуть разные вещи.
Когда я учился считать плоские перекрытия, то подобного я добивался путем объединения перемещений точек перекрытия, находящихся внутри колонны по Z. Это не спасало. Вот основные грабли:
1. Необходимость в уменьшении шага треугольников в приопорной зоне вызывает увеличение усилий в этих элементах. Есть такой эффект. Чем мельче шаг КЭ в приопорной зоне, тем выше в них усилия. Причем- абсолютно левые. Я из любопытства как-то довел пощадь расчитанной надопорной раматуры до 100см2/мп таким вот методом- уменьшая КЭ.
2. Всплески усилий ты получишь просто в соседних элементах. Проверено.
3. Из-за излишней жесткости стыка колонна-перекрытия в таком случае колонна еще поймает и дополнительные усилия от горизонтальных воздействий

Поэтому- лучше всего у меня, лично, зарекомендовала практика делать хорошую "правильную" триангуляцию в приопорных зонах. И дает хорошую сходимость с пространственными расчетами.

[Влад]

Maestro "Поэтому- лучше всего у меня, лично, зарекомендовала практика делать хорошую "правильную" триангуляцию в приопорных зонах. И дает хорошую сходимость с пространственными расчетами."

Полностью поддерживаю(сам так делаю), но при таком способе задания схемы на колонны не передаются крутящие моменты от перекрытия, а они иногда бывают достаточно большие.
Будем ждать когда в SCAD введут оболочки с учетом момента в плоскости оболочки.

P.S. Вопрос не по теме: как при ответе в форуме делать цитирование предидущего сообщения?

[Дмитрий]

maestro

Гипотеза плоских сечений предполагает, что все сечения элемента остаются плоскими при деформировании. А здесь для плиты ты вводишь не гипотезу плоского сечения, а гипотезу отсутствия изгиба

Гипотезу плоских сечений я ввожу не для плиты, а для колонны (узлы жесткого тела только в пределах сечения колонны). А про плиту - так ее на самом деле там (в теле колонны) ваще нет! Потому и нехрена ей там изгибаться! :wink:

[maestro]

Влад


но при таком способе задания схемы на колонны не передаются крутящие моменты от перекрытия, а они иногда бывают достаточно большие.


Честно говоря- не замечал.


Будем ждать когда в SCAD введут оболочки с учетом момента в плоскости оболочки.


Нет. Будем ждать, когда в Lira введут оболочки с учетом момента в плоскости оболочки. Шутка. Насколько я знаю, с этим как раз- с работой оболочки в своей плоскости- есть серьезная теоретическая проблема. Она связана с тем, что жесткость оболочки в своей плоскости есть функция общего числа КЭ оболочек, работающих вместе с избранным КЭ элементом и представляющим единый конструктивный элемент. А этого, ессно, отдельный треугольник знать не может.

Дмитрий


Гипотезу плоских сечений я ввожу не для плиты, а для колонны (узлы жесткого тела только в пределах сечения колонны). А про плиту - так ее на самом деле там (в теле колонны) ваще нет! Потому и нехрена ей там изгибаться!


Эт-то все мило, ессно. Но есть тонкости. Дело в том, что наибольшая концентрация растягивающих напряжений в плите как раз и наблюдается на опоре, т.е. там, где вводишь бесконечные жесткости. Максимальные углы поворота плиты (можешь проверить) тоже в приопроной зоне. Влияя на жесткость этого узла и мешая перекрытию поворачиваться на колонне как ему вздумается, ты можешь изменить работу плиты во всяком случае в приопорной зоне. Кроме того- как это "ее там нет"? Есть арматура плиты (а тем более- максимум растянутой)- значит, есть и плита. Да, там повышенная жесткость. Да, перемещения этих точек по Z практически одинаковы ввиду жесткости колонны. Но- дело, конечно, твое, но с введением дополнительных жесткостей в схему и спецэлементов нужно вообще быть очень осторожным. Если есть возможность, то я всегда стараюсь этого избегать. Описанного тобой эффекта можно добиться проще и надежней- объединением перемещений.

[X-DeViL]

Дмитрий
Ой... на самом деле я слегка "перпутал" бывает.. эту схемку я применял когда у меня капители были... (на 100$ спорю... щас появится maestro и скажет что так низя делать - он же у нас спец по капителям ))))))))) )

Вопрос... А каким обзом затать ЖЕСТКИЕ ПЛАСТИНЫ в !!!!СКАДЕ!!!!!?

[X-DeViL]

To ALL
Господа!!!! а зачем эта "ловля миллиметров"?Что вам даст повышение точности на 1%? ничего! в крайнем случае экономию на D арматуры (я не говорю о принципиально неверных рез-тах) а как показала практика... у нас на стройке все равно "+- трамвайная остановка"что-то типа "строители опять не тот бетон заказали"!!!

все это мысля в слух

[maestro]

X-DeViL

Угадал, прааативный Вот несколько минусов:
1. Оболочка остается тойже высоты, т.е. не моделируется увеличение h0 за счет капители
2. Неявен способ вычисление жесткостных характеристик дополнительных стежней, а ведь их жескость будет сильно влиять на схему.
3. Неявна адекватность такого узла по жесткости реальному узлу.
4. Возникающе концентрации напряжений в местах примыкания наклонных стержней.
5. При моделировании большой капители для больших пролетов количество стержней еще более возрастет. Подбор жесткостей станет еще более неявным.

Вот такая фигня.
Теперь о точности. Я согласен- сверхвысокая точность и супервылизывание не нужны. Нужны и запасы на дурака. Но это не отменяет необходимость правильных расчетных схем, ибо неправильные могут дать и качественно неправильную картину, а вот тут уже ни одним запасом прочности не отмажешься.

[X-DeViL]

(заметте, запугали девочку своими умными дискуссиями, на тему "сейсмика в несейсмичных районах") Хорошо... а если задать капитель ОБЪЕМНЫМИ элементами? и жесткость реальная.. и проблем с распределением усилий в сечениях не возникнет

Могу посоветовать книгу
А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер "Расчетные модели сооружений и возможности их анализа", Киев, Изд. "Сталь" 2002

В главе 5.3.1 очень подробно все написано.

А если кратко, то стержень моделирующий колонну сопрягается с плитой при помощи абсолютно жесткого тела, имеющего размеры колонны.

[Дмитрий]

maestro

Но- дело, конечно, твое, но с введением дополнительных жесткостей в схему и спецэлементов нужно вообще быть очень осторожным.

Я не ввожу НИКАКИХ дополнительных жесткостей! Просто на узлы пластин накладываются такие кинематические условия, что они перемещаются подобно абсолютно жесткому телу. А объединение перемещений, к примеру, по Z блокирует возможность поворотов из плоскости, что не вполне верно...
А есть "там" плита или нет - вопрос не принципиальный, главное, что реальное опирание не на точку.
А измельчение шага КЭ не рашает саму проблему - учет реальных размеров сечений и совместности работы. Это простая подгонка результата, основанная на осреднении прогой усилий в центре КЭ. Хорошо, когда знаешь к чему подгонять (что само по себе спорно), а вот если нет?

ЗЫ. Конечно, ты не согласишься насчет подгонки, но какова тогда физическая основа этого способа?

>Maestro
Я не совсем понял Ваши возражения Дмитрию, по жесткой вставке. ИМХО он совершенно верно поступил. Он взял схему и сказал---вот в этой точке будет максимальный момент, то бишь у края жесткой вставки. Давайте отложим кляксу изолиний напряжений плиты от колонны, то они будут смещены к пролёту, и отметим эту точку.
Теперь выполним расчёт, как Вы утверждаете, будет более правильно. Отложим от оси изолинию напряжений к пролёту отметим точку и увидим ,что она ушла к колонне. А это значит, что мы в данной точке сечения не требуем должного армирования. Конечно и безусловно, в численном выражении это мало что значит, вопрос в принципе, в самой идее. Зачастую вряд ли стоит заниматься кгм. когда речь идет о тм. Или как говорят в народе ловить блох. Но всё дело в том, что отчасти и благодаря блохам люди стали развивать хим. промышленность, да и чаще мыться тоже:))))