[vedrov]

Необходимо смоделировать однопролетную балку на двух жестких заделках.

1.В критических сечениях с максимальным изгибающим моментом (от вертикальной равномерно распределенной нагрузки) - упругие связи (КЭ55).
2. В зависимости от прикладываемой нагрузки (q crc или q ult) назначается жесткость упругих связей, определяемая заранее: как для сечения без трещин (для полного сечения), или по диаграмме момент-кривизна (для сечения,в котором M > Mcrc). Размерность изгибной жесткости EI - [Т х М.КВ].
3. Предполагаю,что такая модель приблизительно может отражать перераспределение усилий в балке (или любой другой статически неопределимой схеме).

Увы, пока ничего не получается. Программа выдает неудовлетворительные результаты:
1. Неправдоподобные деформированные схемы (пунктир на рис.2 в приложении).
2. Нулевые углы поворота в узлах.
3. В случае задания связей конечной жесткости в заделках (КЭ51) не понятно, как быть с размерностью [т х м/ рад] (реакция от единичного перемещения).
Также в этом случае показывает нулевые углы поворота.

В приложении принципиальная расчетная схема. (пролет балки - 5м, сечение - 30х60 см).

Если у вас есть какие-нибудь соображения , прошу поделиться. Заранее спасибо.

Сообщение от vedrov Программа выдает неудовлетворительные результаты: 1. Неправдоподобные деформированные схемы (пунктир на рис.2 в приложении). 2. Нулевые углы поворота в узлах. 3. В случае задания связей конечной жесткости в заделках (КЭ51) не понятно, как быть с размерностью [т х м/ рад] (реакция от единичного перемещения). Также в этом случае показывает нулевые углы поворота.

vedrov, это не программа неудовлетворительные результаты выдает, а Вы неудовлетворительно задаете исходные данные. Выкладывайте скадовский исходник, чтобы можно было найти ошибки и разговор был предметным.

Сообщение от vedrov [т х м/ рад] (реакция от единичного перемещения)

ничего непонятного, нормальная размерность вращательной жесткости, по другому можно сказать: "какой момент нужно приложить к пружине, чтобы она закрутилась на 1 радиан".

[Jacques DoChirac]

Этот вопрос уже решили проще - играют жёсткостью обычных стержневых элементов, приблизительно по методике из п.2
Примеры холиваров на эту тему
http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=33903
http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=6375&page=8

Идея использовать спец.к.э. интересная, но, ятд, более трудоёмкая.

В качестве объекта численного моделирования рекомендую выбрать балку, уже исследованную экспериментально. Например отсюда: http://dwg.ru/dnl/10498

P.S. Прикинул абстрактную схемку по описанию - деформируется правдоподобно

[vedrov]

Сообщение от palexxvlad vedrov, это не программа неудовлетворительные результаты выдает, а Вы неудовлетворительно задаете исходные данные. Выкладывайте скадовский исходник, чтобы можно было найти ошибки и разговор был предметным.

1.Прикладываю файл с балкой.
2. КЭ55 использую и в пролетном сечении,и в двух опорных. Крайние опорные узлы "заделаны" по всем направлениям.
КЭ55 использую в опорных узлах, потому как не знаю, как определить необходимую изгибную жесткость для любого (с трещинами или без) сечения в размерности [ТхМ/рад] в случае, если вместо КЭ55 использовать КЭ51 (у меня в scad размерность КЭ55 для UX,UY, и UZ - [ТхМ.КВ.]).
3.В опорных узлах (ближних к опорным) для КЭ55 определил жесткость не только по UY, но и для остальных направлений (задал большое число) - таким образом получилась правдоподобная картина. Перемещения по Z близки к прогибу ql^4/384EI, небольшое несоответствие только из-за того, что имеется расстояние между узлами в середине пролета.
4. Но пока нет результата - эпюры моментов как были ql^2/12 и ql^2/24,так и остались - никакого "перераспределения".Пока.

Сообщение от Jacques DoChirac Этот вопрос уже решили проще - играют жёсткостью обычных стержневых элементов, приблизительно по методике из п.2 Примеры холиваров на эту тему http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=33903 http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=6375&page=8 Идея использовать спец.к.э. интересная, но, ятд, более трудоёмкая. В качестве объекта численного моделирования рекомендую выбрать балку, уже исследованную экспериментально. Например отсюда: http://dwg.ru/dnl/10498

Благодарю за совет просмотреть книгу Крылова - в ближайшее время постараюсь изучить главу, где описаны испытания.
Да, согласен, в СП 52-103-2007 есть коэффициенты для корректировки модуля упругости бетона,собственно,я этим и пользуюсь при расчете сооружений. Но в данном случае иду выше упомянутым путем с научной целью. Хочу посмотреть, что происходит после превышения относительных деформаций в арматуре сниповского значения 0,025 (для нормально армированного сечения)..

[Jacques DoChirac]

Сообщение от vedrov Да, согласен, в СП 52-103-2007 есть коэффициенты для корректировки модуля упругости бетона

Не совсем так. Из СП 52-101-2003 вручную выводятся коэффициенты, которыми снижается жёсткость участка стержня в зависимости от действующего на данном участке момента. То есть при M<=Mcrc стержень упругий, при M=Mult жёсткость где-то в 3-6 раз ниже жёсткости сечения без трещин (конкретное значение вычисляется). При Mcrc<M<Mult жёсткость вычисляется по интерполяции. (На самом деле там зависимость нелинейная, но в инженерных целях этим можно пренебречь).
Таким образом, чтобы получить перераспределение, нужно произвести вычисления в несколько итераций. Посчитал упругий стержень - снизил жёсткости на некоторых участках. Пересчитал - получились другие моменты, скорректировал жёсткости и ещё раз пересчитал, и так несколько раз.

А что там, по вашему мнению, должно происходить после 0,025? Это ж предельные деформации. Смысл исследования не очевиден, поясните.

Сообщение от vedrov 1.Прикладываю файл с балкой. В данном примере все упругие связи одной жесткости - предполагается, что в конструкции трещин нет.

Сообщение от vedrov ...эпюры моментов как были ql^2/12 и ql^2/24,так и остались - никакого "перераспределения".

vedrov, Вы о чем, какое перераспределение может быть в балке без трещин?

Сообщение от vedrov (у меня в scad размерность КЭ55 для UX,UY, и UZ - [ТхМ.КВ.])

Ну значит у нас и скады разные. Для того, чтобы правильно "смоделировать" что-то, нужно ясно представлять себе все средства и методы, которыми будет создаваться это "моделирование", а также конечный его результат. Пока чувствуется, что разговор дальше будет бессмысленным.

[vedrov]

Сообщение от palexxvlad vedrov, Вы о чем, какое перераспределение может быть в балке без трещин?

Уточняю - в приложенном файле жесткость задавал разную на опорах и в пролете,так как на опоре M>Mcrc, а в пролете - нет..
palexxvlad, специально поставил SCAD 11.1 - там размерность именно [ТхМ.КВ.]

Сообщение от Jacques DoChirac А что там, по вашему мнению, должно происходить после 0,025? Это ж предельные деформации. Смысл исследования не очевиден, поясните.

Для "нормально" армированного сечения, в котором Mult достигается при достижении в растянутой арматуре напряжений Rs, действительно надеяться не на что- функция момент-кривизна заканчивается вертикальной прямой...наверное..
А вот в переармированном сечении все не так,как в нормально армированном..Площадка текучести значительно короче, чем в нормально армированном. "Выкалывается" бетон сжатой зоны, и после этого сечение все еще способно воспринимать некоторые усилия..
Все это и представляет интерес - хочется понять, что же там происходит и каков запас живучести.

Сообщение от vedrov Уточняю - в приложенном файле жесткость задавал разную на опорах и в пролете,так как на опоре M>Mcrc, а в пролете - нет..

тогда и приопорная зона балки, смоделированная одним КЭ должна иметь жесткость отличную от жесткости на противоположном конце(в середине пролета)

Сообщение от vedrov Все это и представляет интерес - хочется понять, что же там происходит и каков запас живучести.

Тогда СКАД Вам слабый помощник. Не реализованна в нем физ. нелинейность хотя бы в каком-то виде. Берите Лиру, там такие вещи на раз считаются безо всяких упругих спецэлементов.

[vedrov]

Сообщение от palexxvlad тогда и приопорная зона балки, смоделированная одним КЭ должна иметь жесткость отличную от жесткости на противоположном конце(в середине пролета)

Т.е. балку необходимо разбить на несколько участков в разными жесткостями, от опоры к пролету?
На данном этапе думаю ограничиться несколькими "главными" трещинами. Предполагаю,что между ними (за их пределами) элемент работает упруго.

palexxvlad, действительно, SCADом ограничиваться не собираюсь. Доберусь до ЛИРЫ и других программ МКЭ.
Пока я только начал делать первые шаги в изучении этой темы, результат обязательно будет и я надеюсь,что у меня еще будет возможность попасть под квалифицированную критику.

[Jacques DoChirac]

Сообщение от vedrov Т.е. балку необходимо разбить на несколько участков в разными жесткостями, от опоры к пролету?

Да

Сообщение от vedrov Предполагаю,что между ними (за их пределами) элемент работает упруго.

На участках где M<Mcrc - упруго.

[vedrov]

Сообщение от Jacques DoChirac На участках где M<Mcrc - упруго.

Трудоемкая задача однако..
Судя по всему, придется еще после каждого расчета корректировать жесткости в соответствии с новой эпюрой моментов.

Вот такая фантастика получилась.. На верхнем скрине с КЭ55 (разные жесткости на опоре и пролете), на нижнем - без. Нагрузка - 1,5 т/м.

Сообщение от vedrov Т.е. балку необходимо разбить на несколько участков в разными жесткостями, от опоры к пролету?

так будет правильнее

Сообщение от vedrov На данном этапе думаю ограничиться несколькими "главными" трещинами. Предполагаю,что между ними (за их пределами) элемент работает упруго.

На мой взгляд очень неправдоподобное ограничение, кроме того, для чего Вам вообще этот этап нужен? Во-первых, в упругой скадовской схеме в такой балке потеряется продольное/распорное усилие. Во-вторых, расчет с изменяющейся жесткостью(перераспределением усилий) итерационный. какое перераспределение можно увидеть за один шаг?

Сообщение от vedrov Пока я только начал делать первые шаги в изучении этой темы...

Прошу прощения, но слегка не с той ноги

[vedrov]

Сообщение от palexxvlad Во-первых, в упругой скадовской схеме в такой балке потеряется продольное/распорное усилие

Под распором вы подразумеваете эффект от сдвига горизонтальных волокон?
Если да, то как его учесть в стержневом конечном элементе? Думаю, что никак.

Сообщение от palexxvlad Прошу прощения, но слегка не с той ноги

Это не страшно, главное не сворачивать)

Сообщение от vedrov Под распором вы подразумеваете эффект от сдвига горизонтальных волокон? Если да, то как его учесть в стержневом конечном элементе?

Посмотрите вложение, особенно принцип задания жесткостей стержневых армированных элементов.

Думаю, что никак.

В СКАДе никак, а в Лире проще пареной репы.

[vedrov]

Сообщение от palexxvlad В СКАДе никак, а в Лире проще пареной репы.

Спасибо за лировский пример.То, что в ЛИРЕ реализован расчет с учетом нелинейности свойств материалов - это замечательно. Но есть вопросы по методике его реализации, в которых мне,
прежде чем полностью на него полагаться, следует разобраться:

1. Что из себя представляют экспоненциальные законы нелинейного деформирования бетона и арматуры? Там, правда, есть кнопка СПРАВКА в окне с законами деформирования, может она мне поможет)
2. В итоговой таблице "Состояние материалов" имеются сведения о том, на каком шаге произошло разрушение конструкции. Что понимается под разрушением? Превышение значения предельных относительных деформаций одного из материалов, заданных для вышеупомянутого закона деформирования? В примере заданы предельные (похоже, что нормативные) напряжения - скорей всего они и являются критерием неразрушения.
3. Реализована ли в Лире СПэшная методика расчета по деформационной модели?

Пока не для меня не понятно, как применить инструмент Лиры к оценке живучести.. Да и Скад тоже остался не у дел.
Короче говоря, возникла масса вопросов в ходе обсуждения темы, и за это я говорю вам спасибо.
Вообще, хочется понять, как происходит перераспределение усилий в ЖБ каркасе при изменении конструктивной схемы..При помощи средств КЭ комплекса. Пока вот вхожу в курс дела, так сказать)

Сообщение от vedrov 1. Что из себя представляют экспоненциальные законы нелинейного деформирования бетона и арматуры? Там, правда, есть кнопка СПРАВКА в окне с законами деформирования, может она мне поможет)

Это экспоненциальное приближение(осреднение) к кривой диаграммы сигма-эпсилон упруго-пластичных материалов. Если хотите СП-шную двух- или трехлинейную, то в Лире есть возможность задания кусочно-линейной зависимости сигма-эпсилон.

Сообщение от vedrov 2. В итоговой таблице "Состояние материалов" имеются сведения о том, на каком шаге произошло разрушение конструкции. Что понимается под разрушением? Превышение значения предельных относительных деформаций одного из материалов, заданных для вышеупомянутого закона деформирования? В примере заданы предельные напряжения - скорей всего они и являются критерием неразрушения.

Предельные пластические деформации и предельные напряжения являются критерием разрушения(выключения из работы) только фибры(конечного элемента), в которых эти значения достигли максимума. Как раз после наступления такого состояния в каком-либо сечении и происходит интенсивное перераспределение усилий во всей конструкции. А по таблице можно отследить, какой процент материала сечения выключился из работы(глубину и направление трещины).
Под полным разрушением конструкции понимается полное вырождение матрицы жесткости КЭ расчетной схемы, т.е. начало перехода геометрически неизменяемой системы в механизм.

Сообщение от vedrov 3. Реализована ли в Лире СПэшная методика расчета по деформационной модели?

Не знаю СП-шная ли она буквально, но принципиально именно деформационная.

Сообщение от vedrov Пока не для меня не понятно, как применить инструмент Лиры к оценке живучести..

В оценке живучести сооружений Лира тоже слабый Вам помощник. В ней нет возможности учета больших перемещений при вычислении усилий с учетом физ. нелинейности, нет возможности расчета в нелинейной динамической постановке, реализующей явную(да и неявную тоже) схему интегрирования, нет моделей динамического нелинейного разрушения материалов и т.д.

[vedrov]

Сообщение от palexxvlad Предельные пластические деформации и предельные напряжения являются критерием разрушения(выключения из работы) только фибры(конечного элемента), в которых эти значения достигли максимума. Как раз после наступления такого состояния в каком-либо сечении и происходит интенсивное перераспределение усилий во всей конструкции. А по таблице можно отследить, какой процент материала сечения выключился из работы(глубину и направление трещины). Под полным разрушением конструкции понимается полное вырождение матрицы жесткости КЭ расчетной схемы, т.е. начало перехода геометрически неизменяемой системы в механизм.

Я так понимаю, что "какое либо сечение" - это узел стержневого конечного элемента.
Не думаю, что программа строит эпюры кривизны по длине каждого стержневого элемента и считает относительные деформации и,соответственно, напряжения по всей длине стержня.

"Компьютерные модели конструкций" мне в помощь..Если потяну конечно материал про аппарат нелинейного расчета.

Геометрически изменяемая схема - это верное граничное условие.Интересно, можно ли его достичь, пользуясь КЭ55?

Сообщение от vedrov Я так понимаю, что "какое либо сечение" - это узел стержневого конечного элемента.

Вовсе нет. Один стержневой КЭ может иметь хоть 10 расчетных сечений, в каждом из которых определяются внутренние усилия и распределение напряжений по высоте.

Сообщение от vedrov Не думаю, что программа строит эпюры кривизны по длине каждого стержневого элемента и считает относительные деформации и,соответственно, напряжения по всей длине стержня.

Зря не думаете, именно так программа и "поступает".

Сообщение от vedrov "Компьютерные модели конструкций" мне в помощь..

Для начала оч. полезно .

Сообщение от vedrov Геометрически изменяемая схема - это верное граничное условие.

Что значит "верное граничное условие"? ГИС - это как раз нехватка граничных условий, необходимых для сохранения стабильности системы под нагрузкой.

Сообщение от vedrov Интересно, можно ли его достичь, пользуясь КЭ55?

Легко, Ваш первый пост тому подтверждение .

[vedrov]

Уточняю: ГИС, вероятно, очевидное условие для выявления полного разрушения конструкции.

В первом посте, в приложенном файле (с исправленными в последствии ошибками) все же получились конечные деформации.