[Regby]

Целью данной темы является получение, некоторых знаний, которые никак не удается найти. А именно как моделируют основания иностранныые проектировщики? И вообще... какие методы расчета упругого основания реализованы в различных МКЭ программах?

Проблема собственно такая: SCAD, Перельмутер, в наличии 4 варианта моделирования оснований:
1 ОКЭ
2 Модель Винклера упрощенная
3 Модель Винклреа расширенная (через КРОСС)
4 Модель Пастернака (со всеми вариациями)

Robot ME нигде информации раздобыть не удается, самостоятельно найдено 2 метода моделирования оснований:
1 ОКЭ
2 Модель Винклера упрощенная

Как обстоят дела в иных программных средствах? Все мы их знаем
Ansys, Лира, MicroFE (насколько я понимаю правильно называть ING+),STARK, возможно Plaxis итд

Читаю книгу "Расчет конструкций на упругом основании С.Н. Клепикова - книга середины прошлого века, в ней сказано что зарубежом практические расчеты выполняются моделью Винклера (с постоянным коэффициентом пастели). Что изменилось спустя пол века? Может быть этим следует объяснить такую "убогую" ситуацию с моделированием оснований в таком по настоящему ПРОДВИНУТОМ (без сарказма) Robot ME.

Ожидаю мнений.
Спасибо.

[Regby]

Patrick Henry, Вы не правы. Честно? Заманали уже твердить одно и то же - не вас конкретно касается, но когда каждому приходиться писать одно и то же... Откройте книгу (лучше 3) и почитатйте. Как составите мнение милости просим продолжить диалог.

Да как раз вы не правы, дорогой Regby Потому что книг надо читать не 3, а 103. И не в середине их открывать, а с начала и до конца - начиная с основ математики, статики, теории упругости и т.д.
Если посмотреть на то что вы пытаетесь утвердить в качестве истины, то получится, что вы ставите на первое место приближенную модель (которую сами разработчики пытались обосновать из ТУ в конечном итоге) и ниспровергаете основы, т.е. ТУ и в конечном итоге - ОКЭ.
Как вам объяснить - современные программы легко и быстро моделируют что угодно с помощью ОКЭ. И поэтому во многих случаях надобность в приближенных моделях отпадает сама по себе. Поэтому в современных программах и стараются улучшить ОКЭ, а не внедрять сомнительные и заведомо приближенные методы, которые и родились то в то время и по той самой причине, что ОКЭ невозможно было считать...

[Simonoff]

Сообщение от Regby Тут уже говорили что модель Винклера с переменным коэффициентом пастели весьма сходиться с ОКЭ.

Это были мои доводы , если мне память не изменяет . Но не надо путать грешное с праведным , а именно модель Винклера с одним коэфициентом и модель Винклера с переменным коэффициентом .

[Regby]

Patrick Henry, вы клон что ли? Я ничего не ставлю, я ничего не свергаю, я не говорю что ОКЭ хуже Винклера и тем более ничего не утверждаю в качестве истины Что уж говорить о 103 книгах, что говорить о 3х... прочитайте ПОЖАЛУЙСТА 5 страниц этой векти и придумайте что нибудь оригинальное

Simonoff, дословно мои слова

Тут уже говорили что модель Винклера с переменным коэффициентом пастели весьма сходиться с ОКЭ.

так что ничего я не путаю

[Simonoff]

Regby , Вы наверное не так меня поняли . Я имел ввиду сходимость результатов о которых я писал в начале ветки , и еще о том что по данным наших доблесных геологов расчентые осадки пока что не сходятся с натурными . Именно из за этого расчетные осадки затухают не так быстро как натурные . И вообще , надо начинать плясать от исходных данных , а потом уже пинать какие то модели .

[Regby]

Simonoff, так я этого и не отрицаю. Геология и у нас весьма паршивенькая, и не часто ей можно доверять. Тем более что расчеты как правило выполняются на полное замачивание грунтов, а при эксплуатации далеко не всегда это так.

Сравнить расчет (неважно по какой методике) плиты 50*30 метров можно только с натурным испытанием плиты 50*30 метров, а кто такие испытания проводил когда либо?

[RomanM]

Сообщение от p_sh достаточно взять пример п[FONT=Arial]2.218 (6 прил.2) [/FONT]из пособия к СНиП 2.02.01-83, "замоделировать" его и нажать крнопку "решить" чтобы убедиться в полном соответствии.

Ок, p_sh. Берем Ваш пример.

Исходные данные:

фундамент: АхВ = 4х4м (абсолютно гибкий); Po=300кПа

хар-ка упругого основания: габарит = 20х20м, H=8м
в ГСТ 4м: E=18МПа
4м: E=28МПа
коэф. Пуассона 0.3 (для песков по снипу)
удельный вес = 0

считал в Лире 9.4
Сетка КЭ 1х1х1м

Влияющий фундамент для упрощения не рассматриваем

Результат: максимальная осадка 5.1см против сниповских 4.3см (см. пособие).
Разница - 18%

Файл с моделью и результаты прилагаются

Что скажите, p_sh?

[RomanM]

Сообщение от Simonoff Да дело же не в самих осадках как таковых , а в том что как ни крути как ни верти , а модель Винклера с одним коэффициентом постели никак не отображает сходимость с результатами реальных осадок . .

Не факт

см. цитату из "Механики грунтов" Ухова С.Б., 2005г.

где-то еще встречал что для водонасыщенных песков хорошие результаты Винклер дает

[playgamer]

Сообщение от Simonoff ... Ваши предложения по ручному расчету монолитных многоэтажек

Думаю, инженер на базе опыта и знаний может прикидочно рассчитать любую конструкцию, используя некоторые разумные упрощения и разбивая сложную задачу на более простые. Главное - не потерять суть (физический смысл) расчетной модели.

Монолитные многоэтажки, например, моделировать плоскими поперечными рамами. Диафрагмы жесткости - как воспринимающие в основном горизонтальные нагрузки, каркас - вертикальные. Думаю, много инженеров старой закалки даже в наше время применяют "собственноручный" (не с помощью мощных программ) расчет и оценку несущей способности. Среди причин, наверное, не последнюю роль занимает гордость и самодостаточность Инженера, который может сам принять решение, "здесь и сейчас", без сторонней помощи. Это приходит с опытом инженера.

Безусловно, компьютер значительно ускоряет графическое оформление проекта - это необходимо использовать. Что касается расчетов, то для прогресса науки компьютерный расчет, моделирование и анализ необходимы, на их основе в СНиП должны вноситься упрощенные формулы, дающие достаточную надежность, чтобы можно было выполнять рассчеты вручную (или с помощью простейших программ-калькуляторов). Немаловажно уметь проверять результаты компьютерного расчета, а без опыта "ручных" расчетов это невозможно.

Плата за упрощения - повышенный коэффициент запаса, удорожание конструкций. Но вместе с тем - повышается надежность, долговечность здания (как говорят - "строили на века" ). К тому же, себестоимость материалов (бетон, арматура) и труда в рыночной стоимости 1 м кв. жилья достаточно низкая.

[SergL]

p_sh

RomanM,SergL,Regby. Цитата: В основе метода послойного суммирования (МПС), разумеется, лежит модель ЛДП, откуда не следует что МПС и ЛДП - одно и то же. я в ваших софизмах типа выше приведенного, Други, ничего уже не разберу. Нужно внести какую-то систему, только вот не пойму, что именно следует указать.

Вот здорово! Мне уже приписывают непонятные фразы и мне ещё за них оправдываться придёться?

Приведите мне, пожалуйста, мои софизмы, а то как-то нехорошо получается.

[AMS]

Есть Интернет журнал Питерских геотехников, ниже привожу ссылки на статьи по обсуждаемой теме ...
http://www.georec.spb.ru/journals/10/files/10002.pdf
http://www.georec.spb.ru/journals/10/files/10006.pdf
http://www.georec.spb.ru/journals/10/default.aspx

[Серёга - Bilder]

Тема, по-моему, оканчательно свалилась к словестной перепалке. О том, с чего она начиналась - забыли все, и никому уже не интересно.
Кое что интересное для себя прочёл лишь в каждом десятом сообщении из последних двух страниц... Может хватит?

[Regby]

Серёга - Bilder, к сожалению Вы правы не сказать что все было бесполезно, но...

[Constantin Shashkin]

Прочитал тему с некоторой грустью. Сколько умных людей спорит из-за, в общем, несущественных вопросов, оставляя принципиальные моменты. По поводу расчета осадок честнее всего написано у Гольдштейна (смысл излагаю по памяти - учебник на работе где-то):
"Методы расчета типа метода послойного суммирования заключают в себе множество допущений и позволяют определить только порядок величины осадки. Задача расчета осадок, в общем, механикой грунтов не решена". Увы, это и сегодня так. Более того, эта задача даже толком не поставлена. Что такое конечная осадка? Через сколько лет она конечная? И где массовые наблюдения за объектами? Наблюдают за зданиями максимум года 2 (пока оно строится). За рубежом - то же самое. Осадки они считают даже реже и, подчас, хуже, чем мы. Рекомендуемый метод расчета в Еврокоде 7 - это вообще тушите свет. По сравнению с ним метод послойного суммирования - просто теория относительности рядом с таблицей умножения.
Критерий научной истины - эксперимент. Мы накопали в Питере 15 зданий, за которыми велись более или менее долговременные наблюдения. Результаты я, в общем, много где докладывал. Подробная статья есть, кажется, в 11 номере нашего журнала.
Кратко результат:
метод послойного суммирования (старый добрый) - недооценка осадок в среднем 30%
метод послойного суммирования новый (СП) - недогоценка 80%
метод Егорова (из старого СНиП) - недооценка осадок 180%.
Точность, конечно, не радует.
В чем причина такой мрачной картины? На мой взгляд, ответ тут очевиден. Мы пытаемся описать работу такого непростого материала, как грунт одним параметром деформативности (модулем). Любителям ОКЭ и теории упругости вопрос: сколько в ТУ для изотропного тела независимых констант? Правильно, 2. Из какого опыта мы берем вторую? С потолка... Неужели грунт проще упругого тела? Очевидно, нет. Плата за такой подход - низкая точность результатов. И тут нечего спорить об ошибке 18%. У Вас сам метод дает ошибку процентов 30...40 в лучшем случае. Что тут о мелочах спорить? (Причиной расхождения численного решения ОКЭ и метода послойного суммирования является, скорее всего, немного другой вид эпюры напряжений. Из-за наличия жесткого ограничения схемы вид эпюры несколько меняется по сравнению с упругим полупространством.)
ОКЭ, к сожалению совсем не панацея. В упругой постановке они обладают ровно теми же недостатками, что и нормативные методы расчета осадок. Единственный положительный момент - они позволяют хотя бы более правильно отразить характер поведения основания. К тому же здесь проще не совершить грубых ошибок. Поэтому для рядовых зданий я настоятельно рекомендую использовать упругие ОКЭ с ограничением сжимаемой толщи по СНиП. Причем для Питера - по старому СНиП, а не по СП.
Нелинейные модели - долгий разговор. К сожалению в механике грунтов после Кулона аблюдается резкая нехватка физиков и вообще свежих идей. Модель Кулона-Мора (или как правильно ее называть "модель с предельной поверхностью, описываемой критерием Кулона-Мора") в расчете осадок не помогает, поскольку в 99% случаев не даст ничего нового по сравнению с упругим решением. С шатровыми моделями (типа CamClay или (если я правильно понимаю) расширенной модели Друкера-Прагера в Ansys) тоже весело. Наличие шатра опровергается элементарными экспериментами в лаборатории. Ну нет в природе этой упругой области! В результате шатровые модели проявляют такие галлюцинации, что, кажется лучше вернуться обратно к Кулону-Мору. Наиболее перспективные модели - с незвисимым упрочнением при сдвиге и при компрессии. Такая модель есть у нас. Модель такого рода (с некоторыми заморочками) есть в Plaxis (Hardening Soil Model). Для использования таких моделей обязательны трехосные испытания грунтов. Для некоторого оптимизма отмечу, что мы попробовали расчет осадок с использованием трехосных испытаний. Точность получается существенно выше (несмотря на то, что в большинстве случаев параметры модели принимались по корреляциям по причине отсутствия трехосных испытаний). И, главное, отпадает необходимость ограничения сжимаемой толщи (зона деформаций ограничивается сама).
Наконец, резюме моего длинного сообщения.
Если у Вас нет трехосных спытаний и опыта использования нелинейных моделей основания - берите метод послойного суммирования и считайте осадку и сжимаемую толщу. Затем берите ОКЭ той же глубины, что и сжимаемая толща и считайте основание. Расхождение осадок в пределах 20% не должно особенно смущать (особенно для свайных фундаментов). Если хотите оценить осадку по возможности точнее - обращайтесь к геотехникам.

[SergL]

Серёга - Bilder,

хе, какраз-то одно другому не мешает! Вернее одно другое продолжает!!!

Constantin Shashkin

К сожалению в механике грунтов после Кулона аблюдается резкая нехватка физиков и вообще свежих идей. Модель Кулона-Мора (или как правильно ее называть "модель с предельной поверхностью, описываемой критерием Кулона-Мора") в расчете осадок не помогает, поскольку в 99% случаев не даст ничего нового по сравнению с упругим решением.

Ответьте, пожалуйста, каким образом при расчёте оснований в программах типа Plaxis с использованием модели Мора-Кулона, учитывается нелинейный участок диаграммы сигма-эпсилон? Как вычисляются модули деформации для данного участка?


Offtop: Constantin Shashkin, как здорово, что и вы отметились в этой теме! Сразу видно замечательного спеца - нет никакого самолюбования с видом мессии, как у некоторых. Всё чётко и по делу.

[Constantin Shashkin]

SergL, модель Кулона-Мора _идеально_ упруго-пластическая, а следовательно нелинейной диаграммы нет, а имеется билинейная диаграмма в координатах tau-gamma (в других координатах, например sigma-epsilon, тоже можно построить, но тогда нужно пояснить, что делают другие главные напряжения). После достижения предела прочности на сдвиг наблюдается пластическое течение. Нелинейный участок НИКАК не задается. При моделировании осадки, например, штампа нелинейный участок получается за счет постепенного развития зон идеально-пластического состояния.

В более сложных моделях, типа Hardening Soil или нашей модели тем или иным способом задаются аппроксимации кривых. В этом случае модуль для каждого участка (если это нужно) легко вычислить как производную к заданной аппроксимирующей кривой. В Plaxis и FEM models решение получают методом начальных напряжений (с постоянной матрицей), поэтому касательные или секущие модули как таковые не вычисляются.

[ETCartman]

Сообщение от RomanM где-то еще встречал что для водонасыщенных песков хорошие результаты Винклер дает

Ну например простой Винклер является абсолютно точным при расчете судов и вообще - плавающих в жидкости тел. Потому что давление на площадку погруженную в жидкость равно удельный_вес * h_погружения.
И чем больше грунт напоминает твердое тело, тем меньше оснований считать его по Винклеру.

[AMS]

Сообщение от Regby ... Сравнить расчет (неважно по какой методике) плиты 50*30 метров можно только с натурным испытанием плиты 50*30 метров, а кто такие испытания проводил когда либо?

Сообщение от Constantin Shashkin Критерий научной истины - эксперимент. Мы накопали в Питере 15 зданий, за которыми велись более или менее долговременные наблюдения.

Это один из основных вопросов. Сравнивать между собой результаты, полученные по разным методам - это вещь в себе, не имеющая практического значения.
Есть данные, и не мало, в особенности начиная с 70-х результатов наблюдений за деформациями оснований, среди которых преобладают промышленные здания и сооружения. Как правило они изначально носили прикладной, технологический характер и не представляли особой научной ценности – низкий класс точности наблюдений, не надежность конструкций опорных реперов, отсутствие данных по их устойчивости и т.д. К тому же учитывая особенности грунта имеющиеся данные можно интерпретировать и оценивать как правило только для его конкретного вида, состояния и условий проведения наблюдений.
В начале и средине 80-х по договору с НИИОСП, лабораторией механики грунтов, а тогда ее возглавлял Егоров К.Е. , вели госбюджетную НИОКР по наблюдениям за осадками кольцевого фундамента диаметром 60 м и перемещением глубинных марок, установленных под ним на разных глубинах от 6 до 18 метров в основании дымовой трубы высотой 420 метров на Экибастузской ГРЭС-2. Наблюдения велись после возведения фундамента и в течение трех лет после окончания строительства. В основании до элювиальных песчаников залегали маловлажные мелкие пески плотные и средней плотности – идеальный случай слоя конечной толщины. Результаты наблюдений за осадками плиты и перемещением глубинных марок под плитой были использованы для сопоставления с расчетными значениями, полученными по модели ЛДП и сжимаемого слоя конечной толщины. Выводы носили частный характер и относились к конкретным условиям. Таких данных в НИИОСП собрали по ряду аналогичных объектов, строящихся в других грунтовых условиях условиях. По результат обобщения экспериментальных данных впоследствии были выпущены рекомендации по проектированию кольцевых фундаментов.
В настоящее время на строящихся в Астане зданиях высотой выше 75 метров по разработанным техусловиям для высотных зданий проводится геотехнический мониторинг, включая измерение на ряде объектов усилий на сваи заложенными на контакте с плитой динамометрами. Это позволит провести анализ не только деформационных моделей оснований, но и характер распределения нагрузок на сваи на разных участках свайного поля, перемещений с получаеми в расчетных комплексах. Цель – корректировка методов расчета фундаментных плит, ростверков-плит (среди них есть и КСП) применительно для конкретных условий. Только вот несколько смущает история нагружения - на многих объектах на ней появлась длинная, практически горизонтальная линия. Если так будет продолжаться и дальше, то похоже придется поменять направление и вплотную заняться теорией наследственной ползучести...

[Ильнур]

Т.к. после п.114 уже не о чем говорить, предлагаю провести аналогию вот с этим расчетом: есть время и желание - так считаем (см. рис), надо быстрее и дешевле - на калькуляторе считаем. Результаты не будут принципиально отличаться.

[SergL]

Constantin Shashkin

SergL, модель Кулона-Мора _идеально_ упруго-пластическая, а следовательно нелинейной диаграммы нет, а имеется билинейная диаграмма в координатах tau-gamma

К сожалению, я пока не дорос до полного понимания вашего сообщения.
Никогда раньше не обращал внимания на диаграмму тау-гамма (суть закона Кулона-Мора до этого момента для меня заключалась в зависимости сигма-тау и кругах Мора), поэтому пришлось обратится к учебникам.
Должен сказать, что в тех учебниках, которые у меня есть, данный вопрос освещён довольно скупо и увязан с теорией нелинейного деформирования грунта.
Я имею ввиду перекрёстное влияние девиаторного и гидростатического нагружения. Т.е. в расчётных комплексах задачу Мора-Кулона нужно решать в нелинейной постановке?

Ведь если рассчитывать по упругой стадии, то получается при использовании закона Мора-Кулона в толще грунта будут зоны, в которых деформации будут возрастать упруго до наступления предельного равновесия и течения грунта?

Посоветуйте литературу, где об этом можно более подробно узнать, а также про метод начальных матриц, - что на данный момент выше уровня моего понимания:

В Plaxis и FEM models решение получают методом начальных напряжений (с постоянной матрицей), поэтому касательные или секущие модули как таковые не вычисляются.