[Engineer IA]

Здравствуйте, уважаемые форумчане!

Дано: 18-этажный дом. Каркас железобетонный, состоящий из колонн, плоских перекрытий и диафрагм. Расчет веду в программе SCAD.

Проблема. Решая задачу по сбору нагрузок на фундаменты обнаружил значительную разницу по сравнению с ручным сбором нагрузок. Недобор нагрузок в основании колонн в SCAD-е составляет до 100 тонн на одну колонну. Здание как бы "подвисает" на диафрагмах, благодаря тому, что их жесткость значительно больше жесткости колонн. Это хорошо видно, если посмотреть вертикальные деформации узлов верхушек диафрагм и колонн.

Вопрос: Можно ли довериться результатам расчета в программе (картина, ведь, в общем, реалистичная. Усилия распределяются в соответствии с жесткостями конструктивных элементов)? Или не доверять и собирать нагрузки вручную? Поделитесь опытом. Кто как решает эту проблему?

[Sergey Mironov]

Проблема. Решая задачу по сбору нагрузок на фундаменты обнаружил значительную разницу по сравнению с ручным сбором нагрузок. Недобор нагрузок в основании колонн в SCAD-е составляет до 100 тонн на одну колонну. Здание как бы "подвисает" на диафрагмах, благодаря тому, что их жесткость значительно больше жесткости колонн. Это хорошо видно, если посмотреть вертикальные деформации узлов верхушек диафрагм и колонн.

Это не проблема!!! Выполни расчет по принципу заменяющих рам с адекватными жесткостями. Получиш нечно близкое к рукоблудию(90% сходимости , а 10% на конструирование).

[p_sh]

адекватными жесткостями.

вот с этим как раз проблема.
дело в том что чем меньше коэффициент армирования (характерно для стен и диафрагм) тем больше их жесткость зависит от Е бетона, который зависит от влажности окружающего воздуха, и , ЯТД, от влажностного режима смежных помещений (например С/У), и наоборот для сильно армированных колонн влияние Е бетона сказывается меньше. Возможно данная особенность много и не скажет, но этого я еще не выяснял...

заменяющие рамы должного эффекта не дают. ниже как раз представлен подобный расчет (поперечные усилия Qz) - левая схема Цельная , правая - с учетом монтажа.
[ATTACH]1183186658.GIF[/ATTACH]

Sergey Mironov я погагаю что вы поддерживаете т.з. о том что простейшая упругая схема не совсем отвечает требованиям расчета многоэтажек.

[Vlamos]

Не хотел вмешиваться в хороший разговор,но что-то я не понимаю:

дело в том что чем меньше коэффициент армирования (характерно для стен и диафрагм) тем больше их жесткость зависит от Е бетона

- вы в схеме вводите приведенный модуль упругости?

жесткость зависит от Е бетона, который зависит от влажности окружающего воздуха, и , ЯТД, от влажностного режима смежных помещений (например С/У),

- вы это серьёзно хотите учесть?

заменяющие рамы должного эффекта не дают. ниже как раз представлен подобный расчет (поперечные усилия Qz) - левая схема Цельная , правая - с учетом монтажа

- по идее - должны,а причем здесь монтаж?Это же другой способ. ИМХО,наиболее корректный для решения проблемы из поста 161.

[p_sh]

Сообщение от Vlamos Не хотел вмешиваться в хороший разговор,но что-то я не понимаю: дело в том что чем меньше коэффициент армирования (характерно для стен и диафрагм) тем больше их жесткость зависит от Е бетона - вы в схеме вводите приведенный модуль упругости?

Это не проблема!!! Выполни расчет по принципу заменяющих рам с адекватными жесткостями. Получиш нечно близкое к рукоблудию(90% сходимости , а 10% на конструирование).

именно так я и понял выделенное - т.е. необходимо уточнить расчетную схему до такой степени.

жесткость зависит от Е бетона, который зависит от влажности окружающего воздуха, и , ЯТД, от влажностного режима смежных помещений (например С/У), - вы это серьёзно хотите учесть?

я понимаю что при эксплуатации происходят колебания влажностного режима работы помещений, однако если быть последовательным и вводить приведенные Е (с учетом армирования или моделирование нелинейными материалами с учетом армирования) то и Е для бетона тоже не мешало бы вводить с учетом влажностного режима...

заменяющие рамы должного эффекта не дают. ниже как раз представлен подобный расчет (поперечные усилия Qz) - левая схема Цельная , правая - с учетом монтажа - по идее - должны,а причем здесь монтаж?Это же другой способ. ИМХО,наиболее корректный для решения проблемы из поста 161.

если с другой стороны подойти к проблеме то достаточно эффективным будет способ следующий - решается один этаж, и находятся сжимающие усилия в вертикальных конструкциях, далее нормальная сила на энном этаже находится с соответствующим множителем - получаем решение в запас и гораздо быстрее. Но если дело было бы только в нормальной силе - как вы помните необходимы момент и поперечная.

[Rotfeder]

Сообщение от p_sh Встетился интересный случай: пролеты достаточно солидные 7,4*6,5 м толщина перекрытия 300 мм. при неучете монтажа в колоннах теряется 20-40% нормальной силы против расчета по грузовой площади. но если бы дело было только в этом. - соответственно с недогруженых колонн до фундамента не доходят те же нагрузки что приводит к недооценке усилий в плите.. Интересно как выкрутится линейным расчетом из данной ситуации?

А можно вопрос по сути вопроса: если есть возможность считать с учетом этапности возведения, и, по вашему собственному мнению, учитывать этапность нужно, то зачем искать обходные пути?

[p_sh]

зачем искать обходные пути ?

вопрос не простой...
основным фактором для подобных изворачиваний является тот, что такой возможности у меня пока нет. - не апргрейдился. И, я думаю, что найти простое и надежное решение для оценки усилий будет полезно не только для расширения кругозора (уже предложено несколько подходов), но и для экономии времени, ведь не секрет что учет этапности увеличивает машинное время в соответственное этапам число раз. А оно может оказатся существенным с учетом применяемых моделей основания в виде Объемных КЭ.

[DTab]

Сообщение от p_sh зачем искать обходные пути ? вопрос не простой... основным фактором для подобных изворачиваний является тот, что такой возможности у меня пока нет. - не апргрейдился. И, я думаю, что найти простое и надежное решение для оценки усилий будет полезно не только для расширения кругозора (уже предложено несколько подходов), но и для экономии времени, ведь не секрет что учет этапности увеличивает машинное время в соответственное этапам число раз. А оно может оказатся существенным с учетом применяемых моделей основания в виде Объемных КЭ.

Мне просто интересно какой Вы хотите этажности здание возвести на нашей с Вами синеклизе? И будет ли в таких расетах смысл, т.к. жесткости самих грунтов уверяю вас окажут большее влияние на перераспределение усилий в каркасе, чем учет перераспределения от этапности возведения.
Если есть желание, то сначало попробуйте понять эффект этапности возведения на абс. жестком, основании и только потом если будет смысл переходите на схему совместно с грунтом. Так хотябы будет видно сколько влияет каркас, а сколько грунт.

[p_sh]

желание есть...
вот попробовал расчитать "раму" здания в четырех вариантах - без основания с учетом/без учета монтажа, с основанием с учетом/без учета монтажа. Может она оказалась неудачной, но влияние основания оказалось не велико по сравнению с влиянием монтажа и разница в вертикальных усилиях в схемах с основанием и без него составила около 15 %
в лире 9.2
[ATTACH]1183380088.rar[/ATTACH]

[p_sh]

причем мной случайно была допущена интересная ошибка - Интересна она следующим в перекрытиях в жесткости перепутал высоту с шириной, но при её расчете разность 15% сохранилась

расчетные схемы с правильными жесткостями
[ATTACH]1183381117.rar[/ATTACH]

[EUDGEN]

Всем привет!!!
Давненько не "мутил" бурные воды форумчанского русла ...
DTab, p_sh и др. уважаемые коллеги
Все реалистично отмечают сложность и неоднозначность учета в МКЭ многих факторов. Лично, сам, много раз высказывался на разных ветках.
Dtab побудил меня проделать маленький, но очень понятный тест. Оговорюсь сразу, что не ожидал получить такие результы численного эксперимента.
1. Суть теста в следующем:
а) колонна, сечением 500х500, бетон В25, длиной (высотой) 48 метров (16-ти этажного сооружения 16х3)
нагружена только вертикальной нагрузкой 10 т/м, что понизу дает 480 тонн. Деформация (укорочение) получается 15 мм.
б) та же колонны, армированная 6 ярусов 8 d25, 5 ярусов 8d20, и верхние 4 яруса 4d20 укорачивается на 13.5 мм, т.е.разница 1.5 мм.
в) в тесте не приведено возможное соседство более жестких элементов, типа Д/Ж, их укорочение было бы на порядок меньше: 2-3 мм.
2. Выводы, ессно мои (ЯТД):
Искать эффект перераспределения в вертикальных элементах при учете нелинейности и монтажа (касательно ветрикальных элем-тов, работающих на сжатие) малопродуктивное занятие... 8) .
Другое дело в учете особенностей деформирования горизонтальных элементов, контактирующих с вертикальными элементами и влияющих на угловые деформации на контактах...
3. Думается, что при реальном МОНТАЖЕ на площадке какая-то доля неравномерных деформаций соседних вертикальных элементов
нивилируется в процессе возведения, но доказательств пока никто не приводит...
4. Прав Павел, предложивший поискать натурные наблюдения за процессами деформирования при возведении, а хорошо бы и при длительной эксплуатации натурных объектов...Пока мне такие исследования не известны, но не сомневаюсь, что должны быть...
5. Попытки учета пластики (податливости) на контактах предпринимались на известной теме, но увы, повисли в решениях по разным причинам, и я свою долю так же ощущаю...
PS
Пока так..., но главное: вперед, ввысь и всегда! Зная, что:

[EUDGEN]

Забыл выложить картинку сопоставлений.
левая стойка бетонное сечение, правая - армированная (дополнительными арматурными стержнями).
[ATTACH]1183391706.jpg[/ATTACH]

[DTab]

Сообщение от p_sh причем мной случайно была допущена интересная ошибка - Интересна она следующим в перекрытиях в жесткости перепутал высоту с шириной, но при её расчете разность 15% сохранилась расчетные схемы с правильными жесткостями [ATTACH]1183381117.rar[/ATTACH]

15% относится к армированию или к усилиям . Не всегда большой процент отличия в усилиях вызывает увеличение армирования (есть много конструктивных мероприятий компенсирующих эти отличия).
К сожалению посмотреть схему возможности не имею. Хотелось бы уточнить рама плоская или нет и сколько пролетов. (это будет важно.) Поясню сказанное ранее мною - если бы была схема была многопролетная и пространственная, да еще на фундаментной плите - то фундаментная плита должна изгибаться как корыто - и вот этот изгиб повлияет очень сильно например на моменты в колонне, а так-же на усилие N (под крайними и рядовыми колоннами деформации основания меньше, чем под средними). На реальных обьектах замечено до 30% от N , если допускать пластику по краям и углам фундаментной плиты. Все это влияло на армирование. В схеме Вашего дома (та -что в микрофе) вот это как раз и имеет место.
PS
Если можно сделать эти рамы в микрофе было-бы очень здорово

[p_sh]

Сообщение от DTab можно сделать эти рамы в микрофе

нужно.
без учета пластики (плоские, характерные рамы)

по результатам в средних колоннах учет/неучет основания дает 4% расхождения в нормальной силе, а учет монтажа 10%
[ATTACH]1183446555.rar[/ATTACH]

не имею 7-ки, поэтому расчет полуручной - допущения ранее принятые.

[DTab]

Сообщение от p_sh Сообщение от DTab можно сделать эти рамы в микрофе нужно. без учета пластики (плоские, характерные рамы) по результатам в средних колоннах учет/неучет основания дает 4% расхождения в нормальной силе, а учет монтажа 10% [ATTACH]1183446555.rar[/ATTACH] не имею 7-ки, поэтому расчет полуручной - допущения ранее принятые.

И кого Вы хотели надуть . У Вас судя по деформациям основания практически жесткий штамп - фундамент не гнется под Вашей нагрузкой - так что все о чем я говорил - прошло в пустую. У ВАс все колонны получили одинаковое перемещение по Z , так что для колонн что абсолютно жесткий фундамент , что такой - все равно. Ну да ладно - как хотите.

[p_sh]

Сообщение от DTab И кого Вы хотели надуть .

совсем не хочется надуть себя
просто в плоскости рамы (назовем её регулярной) основание практически не оказывает влияния.
продолжу с пространственной схемой на основании С1С2... правда это справедливо потребует большего времени, но ятд это будет оправдано...
ушел в глухое моделирование...

[p_sh]

Сообщение от p_sh ушел в глухое моделирование...

глаза боятся - руки делают - каких-то 12 часов работы и готовы первые результаты.
Схема собиралась следущим образом:
расчитывалась пространственная схема с учетом упругого основания в виде С1С2.
1. этапные нагрузки учитывались только для собственного веса частей каркаса - стен перекрытий колонн
2. к общей (возведенной) схеме прикладывались вес полов, перегородок и временные

по результатам расчета сжимающее усилие (в наиболее интересном (нагруженом) элементе)
- при расчете схемы на упругом основании С1С2 без учета этапности составило 8073 кН
- при расчете схем на упругом основании С1С2 с учетом этапности составило 8591 кН
-при расчете по грузовым площадям усилие оценивалось как 10000кН


по ранее рассматриваемой раме
- при расчете схемы на упругом основании С1С2 без учета этапности составило 6340 кН
- при расчете схем на упругом основании С1С2 с учетом этапности составило 6662 кН
-при расчете по грузовым площадям усилие оценивалось как 6928кН

ps схемы довольно тяжелые (общий вес архива 8 Mb) поэтому не выкладываю

[DTab]

Сообщение от p_sh Сообщение от p_sh ушел в глухое моделирование... глаза боятся - руки делают - каких-то 12 часов работы и готовы первые результаты. Схема собиралась следущим образом: расчитывалась пространственная схема с учетом упругого основания в виде С1С2. 1. этапные нагрузки учитывались только для собственного веса частей каркаса - стен перекрытий колонн 2. к общей (возведенной) схеме прикладывались вес полов, перегородок и временные по результатам расчета сжимающее усилие (в наиболее интересном (нагруженом) элементе) - при расчете схемы на упругом основании С1С2 без учета этапности составило 8073 кН - при расчете схем на упругом основании С1С2 с учетом этапности составило 8591 кН -при расчете по грузовым площадям усилие оценивалось как 10000кН по ранее рассматриваемой раме - при расчете схемы на упругом основании С1С2 без учета этапности составило 6340 кН - при расчете схем на упругом основании С1С2 с учетом этапности составило 6662 кН -при расчете по грузовым площадям усилие оценивалось как 6928кН ps схемы довольно тяжелые (общий вес архива 8 Mb) поэтому не выкладываю

Это здорово. Если рассматривать коэф.С1С2 как реакции опор, то они напрямую зависят от усилий в элементах конструкций. Их отличие от расчета по грузовым площадям 19 и 14% , следовательно и усилия могут различаться в той-же пропорции . Значит влияние только основания 14-19%! И это наверняка при неплохих характеристиках грунта. (если модуль грунта взять 5...7МПа, то влияние будет процентов 30...40).

[p_sh]

с моментами и поперечными силами в первом рассматриваемом месте ситуация следущая:

монтаж
1этаж Q=12,4 M=18,53
2этаж Q=-1,8456 M=-3,1598
3этаж Q=1,06145 M=1,17348
4этаж Q=0,594 M=1,15609
5этаж Q=0,587 M=1,18469
6этаж Q=0,5871 M=1,2069
7этаж Q=0,5855 M=1,211
8этаж Q=0,5828 M=1,214
9этаж Q=0,5788 M=1,2115
10этаж Q=0,5677 M=1,884
11этаж Q=0,5729 M=1,22
эксплуатация Q=10,15 M=16,2933
итого: Q=26,42165 M=43,12516

по результатам расчета по общей схеме
Q=20,3 M=34,03

т.е. разница между решениями без учета монтажа и с учетом монтажа составила 30 и 26 %

[sm1505]

[Engineer IA]

p_sh

все это понятно, но так же стремно как и автору темы.

Стремно - это значит позорно? Или есть другие варианты?

[Engineer IA]

Никаких обид. Просто спросил.