[Дмитрий]

Уважаемые коллеги, интересует ваше мнение по такому вопросу, как учет эксцентриситетов продольной силы в стенах кирпичных зданий (в плоскости стен) при нерегулярном расположении проемов.
К примеру, вот что говорит об этом Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (стр. 38 ) :
«Такие же эксцентриситеты могут возникать при несовпадении равнодействующих вертикальных усилий с центром тяжести рассчитываемого горизонтального сечения», «При этом если равнодействующая вертикальных нагрузок приложена к центру рассчитываемого сечения, то напряжения распределяются равномерно по длине сечения; если же равнодействующая смещена по отношению к центру сечения (например, при несимметричном расположении проемов), то при расчете следует учитывать эксцентриситет в плоскости стены»

Рассмотрим такой случай: ось простенка на нижележащем этаже сильно смещается по отношению к вышележащему из-за появления в нем дополнительного проема (см. рис.).
Где будет точка приложения равнодействующей продольной силы, приходящей на этот злосчастный простенок со стены вышележащего этажа? У меня есть такие варианты, все они так или иначе могут быть приняты:
1. Сила будет приложена в центре тяжести сечения вышележащей стены (самый осторожный вариант)
2. Сила приложена в центре тяжести сечения рассчитываемого простенка, т.е. вообще без эксцентриситета, т.к. считаем, что угол стены над проемом «выключается» из работы и не воспринимает продольную силу (так же как когда собираем нагрузку на перемычку)
3. Считаем, что напряжения равномерно распределены по сечению вышележащей стены, та их часть, что приходится на рассчитываемый простенок, учитывается в силе, приложенной к его Ц.Т., а часть, приходящаяся на проем, собирается и прикладывается в виде силы, приложенной к краю сечения простенка (т.е. в виде реакции балки-перемычки). Т.е. это как бы средний вариант между 1 и 2.

У кого какие соображения на этот счет?
[ATTACH]1143878808.gif[/ATTACH]

[Om81]

Сообщение от Дмитрий Считается, что в уровне каждого перекрытия шарнир, поэтому стена в пределах этажа рассматривается как шарнирно-опертая балка.

Да, понятно. Но я имел в виду, что перекрытие при опирании (шарнирном) создает моменты в сечении, т.к. нагрузка приложена с эксцентриситетом... а потом эти моменты куда-то деваются (?)

[Дмитрий]

Сообщение от Om81 Но я имел в виду, что перекрытие при опирании (шарнирном) создает моменты в сечении, т.к. нагрузка приложена с эксцентриситетом... а потом эти моменты куда-то деваются (?)

Может, приложенные картинки пояснят ситуацию с моментами?
[ATTACH]1145099022.gif[/ATTACH]

[Дмитрий]

и еще одна
[ATTACH]1145099048.gif[/ATTACH]

[К.Р. Ейзи]

1. При определении напряжений в кладке МКЭ следует учесть анизотропность (ортотропность) кладки.
2. При использовании МКЭ следует использовать одну из существующих теорий прончости для кладки (я не специалист по тероиям прочности кладки, но знаю, что они есть).
3. Результаты по теории прочности следует проверить сравнением с ручным счетом.

[Дмитрий]

Сообщение от К.Р. Ейзи При определении напряжений в кладке МКЭ следует учесть анизотропность (ортотропность) кладки.

Конечно, делать это (учитывать анизотропию) несомненно полезно (вот и экспертиза постоянно твердит об этом), только вопрос - как? Ведь анизотропия кладка, как и железобетона, является не изначальным ее свойством, а приобретаемым в процессе деформирования, т.е. требуется расчет оной с физ. нелинейностью...
Впрочем, есть такой ненаучный способ - задать модули упругости в ветикальном и горизонтальном направлениях в соотношении как расчетные сопротивления кладки растяжению и сжатию, т.е. примерно 1:10.

Сообщение от К.Р. Ейзи При использовании МКЭ следует использовать одну из существующих теорий прончости для кладки (я не специалист по тероиям прочности кладки, но знаю, что они есть)

Ни разу не слышал про какие-то специальные теории прочности для кладки (в околонормативной литературе тоже вроде ничего), скорее всего это просто попытки применения общеизвестных критериев.

Сообщение от К.Р. Ейзи Результаты по теории прочности следует проверить сравнением с ручным счетом

Сравнение не всегда бывает уместно...

[К.Р. Ейзи]

По поводу анизотропии: Явление так называемой "нестационарной анизотропии" приобретаемой бетоном в процессе деформирования в советской литературе исследовано и разработано Карпенко Н.И. При таком подходе действительно имеет место некоторый гемморой с ортогональной изотропей и ее ориентацией, но существуют и более простые способы учета нелинейности - например теория Гениева-Киссюка. Если не придираться к мелким шероховатостям - теория вполне годна к применению. И прочность бетона при неодноосном напряженном состоянии вполне можно оценить.

Ну, если мы не собираемся писать диссертацию, то полный нелинейный расчет дома делать необязательно. Достаточно сделать в упругой стадии (хотя и с учетом разности горизонтальных и вертикальных модулей деформирования) - результат будет получен с запасом. А прочность (бетона) можно оценить по результатам линейного расчета по поверхности прочности Гениева-Киссюка, например.

Применительно к кирпичу геометрические интерпретации поверхности прочтости я видел на лекциях по кирпичным коснтрукциям (Пензенский инженерно-строительная академия, читал д.т.н. Ласьков Н.Н.). Критерии были взяты из зарубежной литературы. Подробнее этим вопросом я не занимался.
Удачи!

[Om81]

В общем, как я понимаю, в СКАДе расчитывать кладку - не судьба.. Даже методами ортотропии - ведь неизвестны ее параметры(?)
Интересует вопрос: если использовать изотропные пластины с Е, вычисленным по СНиПу (с учетом ползучести?..) - напряжения в кладке получатся в запас, или могут быть девиации в обе стороны?..

[Дмитрий]

Думается, здесь однозначного ответа нет, хотя бы надо уточнить, что понимается под выражением "расчитывать кладку"...
1. Скажем, надо рассчитать фундаментную плиту кирпичного здания - думаю, что тут вполне уместно задать стены упругими изотропными пластинами.
2. Проверять прочность каменных конструкций здания непосредственно по напряжениям из такого расчета едва ли будет правильно из-за резко различного подхода к работе материала (нормативные методики исходят из отсутствия растягивающих напряжений и глубокой пластификации сжатой зоны сечения). Сказать, в какую сторону получается ошибка - тоже сложно, т.к. учет растяжения занижает сжимающие напряжения, а неучет пластичности - завышает.

[Om81]

Сообщение от Дмитрий 1. Скажем, надо рассчитать фундаментную плиту кирпичного здания - думаю, что тут вполне уместно задать стены упругими изотропными пластинами.

Вот например даже такой случай. Но, как я понимаю, в расчете произойдет перераспределение нагрузок между стенами, и мы опять-же получим отличные от расчитаных по СНиПовской методике значения - фундаменты окажутся примерно равнонагруженные, независимо от их положения в здании и "несущести-ненесущести" (это обсуждалось в Вашей теме про кирпичные здания).. Так какой подход более верный? Или для фунд. монолитной плиты лучше так?
У меня дом 9-этажный со свайным ленточным фундаментом.

[Дмитрий]

Сообщение от Om81 Но, как я понимаю, в расчете произойдет перераспределение нагрузок между стенами, и мы опять-же получим отличные от расчитаных по СНиПовской методике значения - фундаменты окажутся примерно равнонагруженные, независимо от их положения в здании и "несущести-ненесущести"

Ну, поскольку несущие и ненесущие стены в конечно-элементной модели связаны общими узлами, нельзя ожидать в них какого-то резко различного уровня напряжений. В реальности стены тоже связаны перевязкой и нагрузка тоже как-то переходит (если только не образуются трещины между стенами). Расчет нагрузок по грузовым площадям, по-моему, к какому-либо СНиПу отношения не имеет, это просто традиционно сложившийся подход, тоже небесспорный.
Впрочем, я думаю так - для фундаментной плиты нагрузку считать в КЭ-модели, к тому же она (в силу большой жесткости) практически исключит вероятность растрескивания стен (обычно из-за разности осадок/просадок), для ленточных фундаментов (в т.ч. свайных) нагрузки лучше считать "по старинке".

[Om81]

Дмитрий, тут полностью с Вами соглашусь. Мне почему-то так и виделось все)

[К.Р. Ейзи]

Сообщение от Om81 В общем, как я понимаю, в СКАДе расчитывать кладку - не судьба.. Даже методами ортотропии - ведь неизвестны ее параметры(?) Интересует вопрос: если использовать изотропные пластины с Е, вычисленным по СНиПу (с учетом ползучести?..) - напряжения в кладке получатся в запас, или могут быть девиации в обе стороны?..

При расчете конструкции в упругой стадии результат обычно получается в запас из-за следующих соображений:
1. При расчете в упругой стадии напряжения (и внутренние усилия) распределяются между элементами пропорционально жесткостям (чем выше жесткость, тем большее усилие приходится на элемент). Поэтому, теоретически, более жесткий элемент с возрастанием параметра нагрузки быстрее "ломается", что соответствует предельному состоянию конструктивной системы в целом (перераспределение усилий на другие элементы в упругой стадии не учитывается).
2. При расчете с учетом нелинейности (и в реальной жизни) при возрастании параметра нагрузки происходит постепенное выключение из работы "сильных" (и максимально нагруженных) элементов и передача нагрузки на более "слабые" элементы (и наоборот). В случае, если "сильные" элементы запроетированы в упругой стадии (с запасом), то их несущей способности будет достаточно, чтобы поддержать еще и работу "слабых".

[К.Р. Ейзи]

Сообщение от Om81 Сообщение от Дмитрий 1. Скажем, надо рассчитать фундаментную плиту кирпичного здания - думаю, что тут вполне уместно задать стены упругими изотропными пластинами. Вот например даже такой случай. Но, как я понимаю, в расчете произойдет перераспределение нагрузок между стенами, и мы опять-же получим отличные от расчитаных по СНиПовской методике значения - фундаменты окажутся примерно равнонагруженные, независимо от их положения в здании и "несущести-ненесущести" (это обсуждалось в Вашей теме про кирпичные здания).. Так какой подход более верный? Или для фунд. монолитной плиты лучше так? У меня дом 9-этажный со свайным ленточным фундаментом.

Вы не правы:
НИ ОДИН СНИП НЕ РАГЛАМЕНТИРУЕТ СПОСОБ И МЕТОДИКУ СТАТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ. Это - прерогатива инженера и его личная ответственность!
Поэтому, при отсутствии уверенности, расчет следует делать в 2-х вариантах:
1. Расчет вручную со сбором нагрузок по грущовым площадям.
2. Обязательную проверку полученных напряжений по МКЭ, как более достоверный метод, показывающий более реальное распределение напряжений.

[Om81]

Сообщение от К.Р. Ейзи Поэтому, при отсутствии уверенности, расчет следует делать в 2-х вариантах: 1. Расчет вручную со сбором нагрузок по грущовым площадям. 2. Обязательную проверку полученных напряжений по МКЭ, как более достоверный метод, показывающий более реальное распределение напряжений.

Но ведь и так понятно, что 1 вариант даст сильные (в разы) различия по нес. и ненес. стенам, а 2-й даст абсолютно сглаженные значения (при высоком здании), т.е. нагрузка на пог. м. будет что-то вроде (общ.вес дома/общ. длину фундамента). И что же выбирать? Как быть с неравномерными осадками, надо ли их выравнивать шириной ленты, например..

[pusikul]

Добрый день!

Подскажите, как быть

Исходные данные: самонесущая стена офисного здания (6 этажей); трещина между простенком и подоконной частью окна, повторяется на 1, 2, 3, 4, 5 этажах по разным осям

Как расчитать горизонтальные напряжения между простенком и подокон. частью? Как определить при каких именно нагрузках на простенок и на подоконную часть (или при разности нагрузок на простенок и подоконную часть) требуется армирование, так как при длительных нагрузках из-за неравномерного напряжения возникнет НЕИЗБЕЖНО трещина?

Спасибо

[Axe-d]

Считайте по п. 4.23 пособия к каменному СНиПу.