|
||
| Правила | Регистрация | Пользователи | Сообщения за день | | Поиск | | Справка по форуму | Файлообменник | |
|
Поиск в этой теме |
11.05.2019, 11:46 | #1 | |
Расчет монолитного пояса в составе ленточного фундамента (желательно Ing+)
Регистрация: 19.11.2014
Сообщений: 2,435
|
||
Просмотров: 16090
|
|
||||
Регистрация: 19.11.2014
Сообщений: 2,435
|
Это если сбоку смотреть на схему, то будет как на картинке во вложении? Трудоемкая работа однако, ведь такие стерженечки нужно ставить довольно часто.
|
|||
|
||||
Инженер-философ Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,875
|
Предлагаю воспользоваться принципом "самое тупое решение - самое надежное" и занизить модуль упругости фундаментных плит вдоль пояса, все равно они как консольно свешенные в стороны рассчитываются.
Прогибы - как живые, бабочка нормальных напряжений - вполне нормальная, и касательные тоже на себя похожи. |
|||
|
||||
Регистрация: 19.11.2014
Сообщений: 2,435
|
Цитата:
И еще вопрос. А можно ли пояс смоделировать не низкой стеной, а стержнем? Удобнее было бы анализировать усилия в нем. |
|||
|
||||
? Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 12,211
|
Да.
Можно. Только надо поставить значок "Учёт сдвига" в жесткостях.
__________________
Не откладывайте на завтра! Положите на всё уже сегодня.(с) |
|||
|
||||
Инженер-философ Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,875
|
Брал 10 - напряжения сверху и снизу различались в 2 раза, многовато. Взял 100 - стал разброс 10%, мне хватило. Можно и дальше жадничать, но обычно такое заканчивается геометрической изменяемостью, я не стал проверять.
Сколько не игрался с расчетами конструкций на упругом основании - результат всегда был один: "чем жиже грунт - тем дому хуже". Понижение жесткости "в запас" увеличивает усилия в конструкциях, причем понижать надо очень сильно, на порядки; даже перепутанные слои грунтов при вводе данных обычно почти не меняют усилия. Так что небольшое пятнышко можно либо игнорировать, либо понизить жесткость в 10 раз вместо 100. Проще всего задать пару вариантов модуля упругости, посчитать и посмотреть - стоит ли волноваться из-за каких-то там пятен. Даже на страшном суде, честно глядя Всевидящему в глаза, инженер может сказать: "Это был не мухлеж, это была Вариация Моделей"! Это же будет читерство! Нельзя в лабиринте расчетов победить миноТавра , если его там нет! Тяжело сказать не видя схему целиком, но, если осадка фундамента от сосредоточенной силы намного больше, чем перекосы он неодинаковости сил, и чем и осадки от соседних фундаментов, то стержневая модель с упругим основанием - лучший выбор. Максимальный момент под силой будет тогда зависеть только от податливости основания (это легко увидеть, поиграв коэффициентами постели). Тут полная аналогия с расчетом рандбалок под кирпичной кладкой - чем жестче балка, тем равномернее давит на нее кладка, и тем больше моменты в балке. Так что все коэффициенты на борьбу за понижение жесткости грунта! Offtop: А у вас Microfe? Да у меня же родинка на том же месте! |
|||
|
||||
Регистрация: 19.11.2014
Сообщений: 2,435
|
Цитата:
Нубий-IV, а можете провести небольшой ликбез по программе? Коль уж у нас родинки совпали) Моделирую простую балку на упругом основании в Gen_3dim. Длина 10 метров, сечение 0.4х0.4 м. Основание задаю через модуль упругости 10 МПа и коэффициент Пуассона 0.3 (c1=1503, c2=3030). На расчет задача идет только если один узел закрепить как показано на картинке во вложении 1 (запрет перемещений по X и Y, запрет поворотов вокруг Z и Y). Прикладываю к балке равномерно-распределенную нагрузку 10 кН/м, но это не вызывает в балке никаких усилий - эпюры моментов и поперечных сил нулевые. Прикладываю к балке эквивалентную нагрузку в виде сосредоточенных сил (картинка во вложении 2) - получаю эпюру моментов (картинка во вложении 3). Моделирую балку с такими же размерами и нагрузкой в MicroFe Основание задаю поверхностной опорой с коэффициентами постели c1=1503, c2=3030. Провожу расчет этой балки в Gen_3dim и получаю эпюру моментов (картинка во вложении 4). Как же будет правильнее всего моделировать такую балку на упругом основании? |
|||
|
||||
Инженер-философ Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,875
|
Цитата:
Я сам на нее со скада пересел несколько месяцев назад, сижу вот, разыскиваю разные нестандартные задачки на форуме для тестирования возможностей. Некоторые привычные фишки тут работают не как в лироскадах, на простейших тестах неожиданные результаты получаются (ни один скадовец балку по высоте на два оболочечных элемента не разобьет, а мне это теперь запросто). С равномерной нагрузкой вдоль балки все просто - при такой схеме усилия в ней и должны быть нулевые: равномерная нагрузка уравновешивается равномерным отпором грунта, нет изгиба - нет моментов. Там еще и осадка постоянная по длине должна быть, и опорные реакции равны нагрузке, stark их показывает и microfe тоже должен. При этом работает только коэффициент постели C1, осадка должна получиться точно по формуле "Осадка = давление / C1". Такой же фокус будет, если плиту без законтурных элементов равномерной нагрузкой загружать - равномерные осадки при нулевых моментах. Чтобы возник изгиб, надо, чтобы грунт за пределами конструкции в работу включился (а для этого надо его физически в схему задать), осадки уменьшатся, по краям станут меньше чем в центре, появится изгиб и воронка осадки:
Шаг узлов на схеме 1м? Если так, то эпюра в первом приближении похожа на правильную. Если считать, что отпор грунта под фундаментом по длине распределен равномерно, то получается обычная неразрезная балка вверх ногами: отпор - это нагрузка в 10кН/м, а силы - это опорные реакции. Тогда моменты на опоре и в пролете 10*1*1/12 = 0.8кНм и 10*1*1/24 = 0.4кНм, сумма 10*1*1/8 = 1.2кНм - это близко к значениям на эпюрах. А почему вдоль длины фундамента значения меняются - сходу не скажу, надо проверять. Кстати, замена равномерно распределенной нагрузки на "эквивалентные сосредоточенные силы", насколько я понимаю, в stark/microfe не всегда работает. Возможно, дело в тех самых высокоточных элементах, с нелинейной интерполяцией перемещений на границах. Я такой фокус при тестировании одиночных оболочечных элементов получал - в оболочке 1x1м, толщиной 1м, от равномерной нагрузки 1кН/м и от двух узловых по 0.5кН напряжения получались разные. Возможно, тут со стержнями на упругом основании тот же эффект - равномерный отпор снизу не эквивалентен узловым силам сверху. В оболочках я просто больше не использую приведение к узловым нагрузкам, а в стержнях - интересно, надо дополнительно тестировать. Цитата:
Я не пробовал считать ленту в stark, пока игрался с плитами. Принцип простой: ручной счет тестовой задачи и сравнение нескольких расчетных схем.
Цитата:
Если в схеме действительно просто силы в одну тонну через метр - то непонятно зачем пояс и почему ФБС игнорируются, тут и упругое основание не нужно. Если по 20 тонн через 6 метров - сойдет стержень на упругом основании с двумя коэффициентами постели. Главное - на какое расстояние давление под силой вправо-влево добивает, от этого момент в поясе зависит, а разность осадок соседних фундаментов влияет мало. А если по 200 тонн, то и взаимное влияние надо учитывать - это законтурные или 3D. |
|||
|
||||
Регистрация: 19.11.2014
Сообщений: 2,435
|
Цитата:
Да. Цитата:
Цитата:
Я сейчас не конкретно о своей текущей задаче, а вообще. Допустим нужно посчитать систему балок на упругом основании - ленточный фундамент с равномерно-распределенной нагрузкой. Какой метод вы считаете наиболее подходит для этого? |
|||
|
||||
Инженер-философ Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,875
|
Гениально наглым способом: если надо проверить модель грунта, то и рассчитывать надо грунт, а не какие-то там конструкции. Я тестировал осадку, посчитанную по СП, от нагрузки, заданной прямо на грунт (в середине и в угловой точке). 3D-грунт ожидаемо победил, показав практически точное совпадение с ручным счетом. Если верны перемещения от заданных нагрузок - то и усилия с конструкциях будут правильными. Поэтому такую модель в расчетах считаю эталоном, с которым можно сравнивать более простые теории.
Схемы с законтурными элементами считаю подозрительными. Я не математик, и не понимаю как можно 3D превратить в 2D, ничего при этом не потеряв. Фундаментом чую, что тут какой-то подвох - у этих схем обязательно должны быть ограничения, просто они где-то затаились. Итерационное уточнение коэффициентов постели - это все-таки подгонка под СП, тут результат надежнее должен получаться, и для прямоугольных плит схемы прекрасно работают... Но если однажды понадобится посчитать С-образную плиту, или учесть взаимное влияние сложных в плане зданий, сначала обязательно сверюсь с 3D-моделью. Коэффициенты постели для стержневых элементов и Винклер с одним коэффициентом - это, по-моему, вообще пережиток времен ручного счета, хотя для некоторых простейших случаев они могут давать правильные ответы. Цитата:
1) распределение давления на некоторую область от сосредоточенной части нагрузки (под силой появляется момент, и чем слабее грунт, тем момент больше) 2) общую осадку с воронкообразным прогибом от равномерной части нагрузки (добавляет усилия в стенах за счет неравномерной осадки, добавляет растяжения по низу в коротких балках и у краев длинных балок) 3) увеличение осадок фундамента при попадании в воронку осадки соседних фундаментов (растет прогиб за счет влияния соседей - растет момент) Все три фактора могут быть важными одновременно, а могут и не влиять на расчет, все зависит от конструкции. Правильно ли учитывает схема все три фактора - можно проверить на простейших задачах, проверяемых вручную, не обязательно доверять 3D-схеме: 1) Осадку от одной сосредоточенной силы можно посчитать как для столбчатого фундамента, приняв ширину за два полутреугольника отпора грунта снизу, и по прогибу оценить момент в балке. 2) Общую осадку - задав длинный ленточный фундамент с распределенной нагрузкой, осадка которого определяется по СП 3) Влияние соседа - как осадку в точке рядом с фундаментом по формулам СП Можно включить дурака и задать 3D - автоматически учтется все сразу, но возможен многочасовой счет. Если приходится гонять варианты - расчет растянется на недели. Можно сверить 3D с законтурными элементами; если результаты похожи - дальше расчет по упрощенной схеме; в крайнем случае, окончательный вариант проверить по 3D. Может повезти со схемой, и даже балки на упругом основании дадут похожий результат - например, при редких и небольших сосредоточенных нагрузках. Но все это зависит от конкретных схем и цифр, никаких "вообще". |
|||
|
||||
Регистрация: 19.11.2014
Сообщений: 2,435
|
На малых схемах время счета не критично. Меня интересует какими лучше элементами моделировать саму ленту - стержнями или узкими плитами. Не знаю есть стержни в Старке. Стержни анализировать проще, но как-то они не так взаимодействуют с упругим основанием, если сравнивать с плитами. Те же эпюры моментов и поперечных сил у плит более менее плавные и нерерывные, а у стержней скачкообразные и пилообразные.
|
|||
|
||||
Инженер-философ Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,875
|
Пример в числах.
Схема 1. Сосредоточенная сила. Балка на упругом основании; балка с законтурными элементами; балка на 2d-грунте. Жесткости подобраны так, чтобы максимальные прогибы совпали (в реальной схеме подгонял бы под 3D или ручной счет для условного столбчатого фундамента). Все варианты дают одинаковый результат. Всеми вариантами можно пользоваться. Схема 2. То же самое, но нагрузка распределенная. Все варианты дают разные ответы: Балка без законтурных - нули. Неправильно, вариант отпадает. Балка с законтурными - не нули. Если разбить сетку в два раза мельче, моменты уменьшатся. В четыре раза мельче - уменьшатся еще. Результатам верить нельзя (не зря я этих законтурных подозревал). Вариант отпадает. Балка на 2D грунте. Если момент, посчитанный по прогибу, взятому из схемы, совпадет с числами на эпюрах, поверю (а то вдруг тут защемление балок в оболочках меняет усилия, совместную работу я в STARK еще не тестировал). Одни и те же схемы для разных нагрузок могут подходить для расчета, а могут не подходить. |
|||
|
||||
Регистрация: 19.11.2014
Сообщений: 2,435
|
Ну я так понимаю должен быть какой-то более менее универсальный способ, во всяком случае в базовых принципах.
Задаю в Микрофе 3D-грунт (Е=18 МПа, мю=0.2, h=10 м) и кладу на него ж/б стержень 0.4х0.4 м длиной 10 метров с равномерной нагрузкой 50 кН/м (картинка 1 во вложении). Эпюра моментов в этом стержне показана на картинке 2. Затем меняю ж/б стержень на плитный элемент шириной 0.4 м и толщиной 0.4 м. Эпюра моментов посередине плиты на картинке 3. Наблюдения. 1. Качественное очертание эпюр по стержню и плите отличается. 2. Численно моменты в стержне больше (23 кНм против 27.7*0.4=11 кНм). 3. Перемещения: стержень - 12.7 мм, плита - 6 мм, ручной расчет осадки методом послойного суммирования - 5.2 мм. Судя по тому, что к ручному расчету осадки ближе осадка по плите, то по-вашему выходит, что моделирование балки на упругом основании плитным элементом будет корректнее? Я еще писал как-то программу по расчету балок на упругом основании по Жемочкину, результаты расчета на картинке 4. Этот расчет дает самый маленький изгиб в ленте и среднее значение осадки, если сравнивать с МКЭ расчетами стержня и плиты. |
|||
|
||||
Инженер-философ Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,875
|
Цитата:
Когда вместо стержня задана оболочка, реакции тоже передаются в узлах. Но при построении изополей или сечений программа qL2/8 не вычитает, и моменты получаются без провисов. Поперечная сила в узле усредняется с двух соседних элементов, +R/2 с -R/2 в сумме дают ноль, поэтому пила сглаживается в одну линию. Если задать плоскости усреднения через один элемент, то пила будет такая же, как в балках. То есть и стержень, и оболочка по-разному показывают одинаковые результаты. Тест - 3 схемы. Неразрезная балка. Четыре метровых пролета, нагрузка 10 кН/м. Крайние опоры жесткие, средние - шарнирные.
Для реальной длинной балки на грунте под равномерной нагрузкой должны получаться равномерные осадки. При этом изгиба не будет, моменты и поперечные силы - нулевые. При моделировании балками провисание на участках между узлами КЭ сетки (как будто там нет грунта), и вызванные этим провисанием локальные моменты и поперечные силы надо игнорировать. При моделирование оболочками результаты усредняются автоматически. Выводы для моделирования стержневыми элементами, лежащими на оболочках или на 3D-элементах:
Выводы для моделирования оболочками, лежащими на 3D-элементах:
|
|||
|
||||
Инженер-философ Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,875
|
Цитата:
Схем будет три - балка 400x400, двойная балка 200x400 и плита 400x400. Стержень, лежащий на плите, в поперечном направлении похож на сосредоточенную силу, приложенную к полупространству - в таких задачах осадка бесконечно растет при измельчении сетки. Вариант с разрезанием балки на две параллельные полубалки - это попытка размазать сосредоточенную нагрузку на ширину 0.4м так же, как это делают оболочки. Результаты:
|
|||
|
||||
Регистрация: 19.11.2014
Сообщений: 2,435
|
А можете объяснить причину расхождений в моем расчете стержня и оболочки на упругом основании? Если моменты в стержне осреднить по вашей формуле 0.333*16.85+0.667*20.34=21 кНм - этот момент отличается от того, что в оболочке почти в 2 раза (там 11 кНм). Кстати, по такой формуле осреднения в какой точке стержня мы получаем момент?
Вы провели 3 расчета балки, двойной балки и оболочки с параметрами как из моей задачи, получили примерно одинаковые результаты, которые не совсем сходятся с моими. Сходится только момент - у меня в плите он получился 11 кНм. А вот осадку я получил вдвое больше - 6 мм. Почему так могло получиться? Я посмотрел, как вы моделировали грунт, это оболочка с Е=18 МПа, мю=0.2 и упругое основание с c1=6667, c2=7500. Откуда эти коэффициенты с1 и с2? Можно ли считать такое основание эквивалентным моему? У меня в программе ваши задачи открываются, расчет выполняется, но при попытке просмотреть результаты получаю сообщение во вложении. |
|||
|
||||
Инженер-философ Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,875
|
Цитата:
Цитата:
Для балки эпюра на самом деле состоит из двух частей: примерно-постоянная, которая от общего изгиба конструкции зависит - именно ее и надо найти; и локальная неразрезно-балочная, которую надо удалить. После осреднения с весами постоянная часть эпюры остается, а неразрезно-балочная пропадает - это, типа, противобалочный фильтр, балку - на свалку! Пример: Есть эпюра, средняя часть 100 кНм, и балочная +40кНм - 20кНм. В программе на эпюре будет видно 140 кНм и 80 кНм - как найти, что оставить, а что отбросить? Усредняю: 0.3333*140 + 0.6667*80 = 100 кНм - среднее найдено. Это потому что 100 * 0.3333 + 100*0.6667 = 100 (средняя часть не меняется), а 0.3333*40-0.6667*20 = 0 (балочная часть пропадает) Характеристики оболочки взяты по характеристикам грунта, а толщина - нулевая; при нулевой толщине оболочки никак не проявляются в расчете, но срабатывают как упругое основание. Это стандартный трюк для моделирования грунта законтурными элементами в stark; можно еще удалить материалы с этих элементов - расчет не изменится; в microfe, может, уже по-другому сделали. Коэффициенты постели получены автоматически при генерации расчетной схемы из позиционной модели, по характеристикам грунта и высоте сжатой толщи, я их не менял. В реальной схеме можно сравнить осадку с посчитанной вручную и смасштабировать коэффициенты постели. При ручном счете сжатая толща точно 10м получилась? Я брал 3м в расчете. Если задается 3D-грунт, он высотой со сжатую толщу должен быть, и сильно шире нагрузки, чтобы напряжения рассеивались к низу. Если осадка на краях блока грунта не сошла близко к нулю, значит, блок в ширину маловат, он будет завышать осадки. А если его в виде высоченного столба задать, он фактически превратится в вертикальную колонну, сжатую силой; чем длиннее колонна, тем больше осадка; осадку можно будет получить любую: . |
|||
|
||||
Регистрация: 19.11.2014
Сообщений: 2,435
|
Цитата:
Вобщем я так понимаю стержни лучше не использовать для моделирования балки на упругом основании. Хотя бы из-за того, что результаты надо преобразовывать. Нужны специальные элементы в программе, которыми можно было бы моделировать балки по грунту и с которых потом удобно было бы читать результаты (с оболочек снимать результаты не так удобно). А будет ли корректным моделировать ленточный фундамент 300х1500 горизонтальной оболочкой? Я как-то не подумал, что высоту 3D грунта нужно взять по высоте сжимаемой толщи. В прикладываемых задачах я изменил ее на 3 метра (хотя при ручном счете глубина сжимаемой толщи получается 4 метра) - перемещения уменьшились. В частности для плиты стало 4.9 мм, что все равно больше, чем у вас. |
|||
|
|
Похожие темы | ||||
Тема | Автор | Раздел | Ответов | Последнее сообщение |
Расчет ленточного монолитного фундамента без подвала | aleksey_01.92 | Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов | 13 | 15.07.2015 15:03 |
Расчет ленточного фундамента бани. | Виктория Дмитриевна | Основания и фундаменты | 5 | 12.05.2015 00:45 |
Расчет ленточного монолитного фундамента под колонны. | rad_76 | Основания и фундаменты | 15 | 14.03.2013 13:49 |
Расчет осадки ленточного фундамента | dikss | Основания и фундаменты | 13 | 16.06.2011 14:55 |
Расчет ленточного монолитного фундамента | Студентка2009 | Основания и фундаменты | 8 | 06.05.2008 08:32 |