|
||
| Правила | Регистрация | Пользователи | Сообщения за день | | Поиск | | Справка по форуму | Файлообменник | |
|
![]() |
Поиск в этой теме |
![]() |
#1 | |
Определение фактических напряжений и деформаций в сечении по нелинейно-деформационной модели
РФ
Регистрация: 22.09.2009
Сообщений: 1,396
|
||
Просмотров: 25087
|
|
||||
Документооборот и управление Регистрация: 15.01.2014
Минск
Сообщений: 1,222
|
Не совсем так. По нелинейной деформационной модели мы определяем не максимальные относительные деформации, а соответствующие внутренним усилиям - в общем случае 3 внутренних усилия N, Mx, My (даже если N=0, то продольные деформации на уровне центра тяжести не равны нулю). Причем получить от усилий деформации в общем случае невозможно - решение не единственное, т.е. одному и тому же сочетанию внутренних усилий может соответствовать не одно значение деформаций. Поэтому правильней решать именно от деформаций получая усилия и сравнивая их с действующими - так решение будет единственным, т.е. одному значению деформаций всегда соответствует одно сочетание усилий. Так как задача по определению нелинейная, то и решается она соответственно - например, методом Ньютона и т.п. Универсального метода насколько я знаю нет и быть не может.
Можно решать перебором - программно это проще. Программно меняя значения относительных деформаций с определенным шагом строите таблицу или график в осях Mx-My для Вашего сечения и смотрите где находится Ваша точка на этом графике. Соответственно если N<>0, то строите аналогичный график для Вашей N. Предлагаю сделать так - скажите в какой среде Вы строите НДМ (маткад, своя какая-то программа или еще что) тогда вместе подумаем как искать решение. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 22.09.2009
РФ
Сообщений: 1,396
|
Цитата:
Я все делаю строго по пособию к СП 52-101-2003 п.3.72...3.76 при решении задачи, я использую значения моментов только для вычисления направления нейтральной оси, далее определяю эпюра однозначная или нет, и далее вычисляю относительные деформации учитываю только значение N. после интегрирования нахожу набор этих деформаций в сечении, соответсвующих заданному N, далее использую формулы 3.144 и 3.145 вычисляю как написано в п. 3.76 подпункт 5 нахожу Mx,ult и My,ult - именно они сравниваются с заданными Mx и My, т.е. я делаю вывод, что Mx,ult и My,ult максимальные моменты, которое может воспринять сечение. Если N=0 , то у меня будет просто двухзначная эпюра. Поэтому меня заинтересовала возможность вычислить фактические напряжения в КЭ сечения и в арматуре от заданных моментов по определенному алгоритму. Работаю в своей программе. |
|||
![]() |
|
||||
Документооборот и управление Регистрация: 15.01.2014
Минск
Сообщений: 1,222
|
Тогда я бы стал делать не так.
При всех своих плюсах алгоритм построения НДМ по пособию не лишен недостатков: 1. Для сечения общего вида находить положение нейтральной оси не очень-то просто. 2. Заморочки вида "однозначная эпюры", "двузначная эпюра" не позволяют строить решение общего вида. Об этом я уже писал. В пособии хотели сказать одно, а сказали другое. Это все из-за того, что та модель НДМ разрабатывалась оооочень давно, когда таких вычислительных мощностей как у нас еще не было. Как я бы стал делать (методика не моя, я только размещаю объяву): 1. Разбивать не на слои, параллельные нейтральной оси, а на участки, стороны которых параллельны принятым осям. Т.е. по сути нанести на сечение ортогональную сетку. 2. Определить положение центра тяжести каждого участка. 3. Задаваясь тремя относительными деформациями (это могут быть допустим деформации трех точек сечения не лежащих на одной прямой, может быть продольная деформация на уровне центра тяжести и две кривизны (или два угла поворота)). Ну а дальше все точно также - зная площадь каждого участка и положение центра тяжести определяем внутренние усилия от данных деформаций. Решения я бы находил перебором, т.е. задавался одной из деформаций и при постоянной второй искал бы третью соответствующую предельному усилию. Т.е. допустим считал бы N=const, а искал бы график Mx-My. Построив такие графики при разных N, я бы получил поверхность определяющую предельные усилия. Можно трехмерный массив программно хранить, ну а дальше дело техники определить где находится точка соответствующая Вашим усилиям - внутри или снаружи поверхности. Цитата:
Почему я В ДАННОМ случае не рекомендую находить решение всякими методами Ньютона и т.п. Потому что такие методы (в отличие от перебора) не всегда находят нужный результат. Т.е. итерации могут не сходится, хотя решение есть. Перебор конечно дольше намного, но в современных условиях 1 секунда или 20 секунд не играют такой роли как вероятность пропустить решение которое есть. Конечно если Вы исследуете не одно сечение, а 100 допустим, то это может иметь значение, да и то вряд ли. |
|||
![]() |
|
|||||
Регистрация: 22.09.2009
РФ
Сообщений: 1,396
|
Цитата:
Цитата:
Цитата:
Цитата:
может такой случай еще мне не встретился....но до сего момента, когда вычислив угол наклона нейтральной оси получал результат, говорящий о том, что ее надо повернуть, то вращение оси давало полощительный результат - главное правльно определить в какую сторону ось вращать.... |
||||
![]() |
|
||||
Сообщений: n/a
|
Цитата:
Проблема в ненужной громозкости такой методы возьмителучше за основу модель НДМ, которая описана в актуализированном СНиП. Станет понятно о чем говорит realdoc Цитата:
![]() |
|||
|
||||
Документооборот и управление Регистрация: 15.01.2014
Минск
Сообщений: 1,222
|
В нелинейной деформационной модели сечение представляется плоским. Плоскость определяется тремя точками. Поэтому в общем случае для определения N, Mx, My, т.е. трех выходных параметров нужно определить три входных параметра, т.е. определить положение этой плоскости задав его тремя параметрами - это могут быть следующие способы:
1. Для изгиба в одной плоскости: - две точки (например, на нижней и верней поверхности). Т.е. Вы задаете относительные деформации верхнего и нижнего волокна. - одна точка (например, но не обязательно - центр тяжести) и кривизна. Т.е. Вы задаете относительные деформации на уровне центра тяжести и кривизну - суть разница между деформаций по сечению. 2. Для косого изгиба (т.е. в общем случае). - три точки (например, три угла прямоугольного сечения или центр тяжести, и две срединные точки граней). Т.е. Вы задаете относительные деформации центра тяжести, срединной нижней точки, срединной правой точки. - точка и две кривизны. Я бы пошел от этого варианта. - две точки и кривизна (безумие, но почему бы и нет). - точка, угол наклона нейтральной оси, одна кривизна. Т.е. тот метод который заложен в пособие и который используете Вы.. В программировании он не очень удобный. Методика пособия нацелена на практический результат - определить "проходит - не проходит". Вас же интересует чисто исследовательский результат - напряжения в определенном участке при усилиях меньше предельных. В общем-то Вы и по методике пособия можете это определить если будете перебирать значение угла поворота нейтральной оси, а потом по выбранному углу перебирать деформации крайних точек. Т.е. не задавать крайнему сжатому волокну предельную деформацию сжатия для бетона, а задавать ему некоторую деформацию от нуля до предельной и дальше все точно также. Все равно получается что надо перебирать три параметра - угол поворота нейтральной оси и две деформации. ----- добавлено через ~6 мин. ----- Цитата:
Причем это противоречит самой идее природы - возможности построения общей модели. Т.е. в модели появляются "если" которые делают решение негладким. "чем круче джип, тем дальше идти за трактором". (с) Народная мудрость. :-) А так-то все верно конечно. ----- добавлено через ~14 мин. ----- palexxvlad Кстати, а что дает методика пособия при наличии ниспадающей ветви у материалов? Уверен, что решение будет неверным если только для бетона и бредовым если и у бетона и у арматуры (гипотетически конечно). :-) |
|||
![]() |
|
||||
Сообщений: n/a
|
Цитата:
----- добавлено через ~5 мин. ----- проблема методики пособия в том, что с ее помощью нельзя вычислить деформации/напряжения и жесткость сечения при произвольных величинах внешних усилий. Только при предельных. |
|||
|
||||
Документооборот и управление Регистрация: 15.01.2014
Минск
Сообщений: 1,222
|
Ниспадающая ветвь для бетона начинается после 0,002. Это в пособии ее заменили горизонтальной прямой - иначе у них итерации не сходились.
Цитата:
Цитата:
----- добавлено через ~2 мин. ----- Добавлено: - про ниспадающую ветвь для арматуры я пошутил конечно. Я имел ввиду гипотетически интересный материал для НДМ. Тем не менее такой случай имеет место быть при наличии обычной и стеклопластиковой арматуры - у нее то нет площадки текучести. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,592
|
Имхо: в СП как-то всё заумно про НДМ написано. Сам НДМ понимаю так:
----- добавлено через ~41 мин. ----- Цитата:
Образно. Метод перебора - вырубить весь лес, чтобы было видно куда идти. Метод простой итерации - идти с компасом. Метод Ньютона - идти с навигатором. realdoc, в чём для Вас трудность метод Ньютона? Задавайте одну за другой функцию, ищите их производные, решайте СЛАУ... ----- добавлено через ~5 мин. ----- - что значит "негладкое решение"? ----- добавлено через ~15 мин. ----- - например, если разбить каждый из трёх диапазонов (от нуля до предельного) предполагаемых решение на 100 частей, тогда надо вычислить и сравнить 100^3=10^6 значений. При этом порядок точности примерно будет равен 0,01*предельное усилие, что, наверное, и неплохо для сильно нагруженных сечений. Кстати, сравнивать надо сразу три значения - простыми неравенствами не обойдёшься (надо знать какая из трёх погрешностей важнее). Последний раз редактировалось eilukha, 17.03.2014 в 23:15. |
|||
![]() |
|
||||
Документооборот и управление Регистрация: 15.01.2014
Минск
Сообщений: 1,222
|
кроме этого?
Да в общем-то ни в чем. Цитата:
Я не против метода Ньютона и часто его использую, но надо знать его проблемы и пути их решения. Решение хорошо отыскивается если функция монотонна и имеет непрерывную производную, желательно тоже монотонную. Чего о железобетоне не скажешь. Не говоря уж об общем случае НДМ. Довелось ли Вам использовать такой инструмент в Эксель, как "Поиск решения" (не подбор параметра, а именно поиск решения). Когда ограничений не одно, а несколько вероятность получения единственно верного решения практически равна нулю. Вы думаете в Майкрософт такие дураки сидят, что не догадались до "Задавайте одну за другой функцию, ищите их производные, решайте СЛАУ...". Ну ладно, МС можно долго ругать, но Ансис Классическая статья Назарова. Статью следует рассматривать не более чем как шутку, потому что автор передергивает и решает с настройками по умолчанию то что решать так нельзя. Т.е. нужно иметь четкое представление, откуда начать решение, какие должны быть невязки и т.п. Подчеркиваю - автор либо шутник, либо ..., но верное зерно есть. Цитата:
Как-то устраивали мы слет автоклуба на озере, всем раздали координаты на навигаторе. В результате у некоторых показывало точку посередине озера, метрах в 500 от нужного места. Я же добрался туда без всякого навигатора - дорогу я знал только со слов того же человека, который давал координаты. Решение не являющееся универсальным. По п. 3.75 решение при двузначной эпюре одно, при однозначной другое я уже говорил - конкретный слой бетона понятия не имеет какая по сечению эпюра, поэтому решение для конкретного слоя обязано определяться только деформациями этого слоя, а не видом эпюры по сечению. Для чего это сделано понятно - запретить решение дальше временного сопротивления бетона так как отбросили ниспадающую ветвь. Но сделано это коряво - запрещено везде при однозначной эпюре, даже там где это можно не запрещать и разрешено везде при двузначной, даже там где должны были запретить. Цитата:
Давайте подумаем - допустим мы определяем массив N, Mx, My - 100х100х100 для каждой колонны Вашего здания. Сколько у Вас типов колонн на здание - допустим 100, думаю меньше. На обсчет одного массива тратим 10 минут (реально меньше конечно). Итого за 15 часов мы получаем все данные по всем Вашим колоннам. После этого имя ЛЮБОЕ сочетание усилий мы не решаем систему заново, а ищем решение в массиве. Допустим у Вас 100 сочетаний усилий для каждого элемента (при сейсмике например). А если сочетаний 1000?. Искать в готовом массиве Вы будете гораздо быстрее, чем каждый раз решая методом Ньютона, Ньютона-Рафсона и т.п. Т.е. 15 часов Вы тратите ночью, а быстрое решение получаете днем. Еще один аргумент - Вы идете в экспертизу и рассказываете им про метод Ньютона-Рафсона, невязки и т.п. или показываете простой алгоритм перебора, что проще обосновать? Но самое главное - у Вас есть четкая гарантия получения единственно верного решения если оно существует. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,592
|
- это недостаток способа решения, но не НДМ. Нормы не обязывают искать решение приведённым способом.
- критерий истины не способ решения, а совпадение внутренних и внешних сил. Если, конечно, решение единственно. |
|||
![]() |
|
||||
Документооборот и управление Регистрация: 15.01.2014
Минск
Сообщений: 1,222
|
Я имел ввиду не результат решения, а зависимости определяющие решение - бетон не может знать однозначная эпюра или нет. Это недостаток НДМ по СП, о чем я и говорил. Но не недостаток НДМ вообще конечно.
Цитата:
В общем случае мы не можем полагать что это именно так. Давайте попробуем такой пример: 1. Внецентренно сжатый элемент. Моменты в двух плоскостях. Но небольшие - сечение целиком сжато. 2. Бетон с ниспадающей ветвью. 3. Арматура А800. Количество арматуры подберите таким, чтобы при деформациях 0,0025 получалось седло - локальный минимум несущей способности. Возможно придется задать начальные напряжения в арматуре. И увидите, что получится у Вас трижды. Но это пример удачно подобранный, но дважды - вполне реально. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,592
|
- если так, то какое решение верно?
----- добавлено через ~8 мин. ----- - не понял, поясните. Сам вижу это так: ищется решение системы, которое удовлетворяет условиям равновесия, а затем проверяются деформации. |
|||
![]() |
|
||||
Документооборот и управление Регистрация: 15.01.2014
Минск
Сообщений: 1,222
|
Все. Зависит от того как Вы придете к этим 3-м точкам. Варианты при силовом нагружении:
1. Нагружение от нуля до 1-го совпадения, т.е. деформации бетона не достигнут 0,002. Стандартное нагружение. Именно это решение Вы найдете методом Ньютона. 2. Перегрузка свыше временного сопротивления, т.е. деформации бетона более 0,002. После этого из-за перераспределения нагрузки между колоннами нагрузка на нее уменьшится и Вы окажетесь в точку 2. Его Вы тоже найдете если станете искать от точки с деформацией 0,0021. 3. Дальнейшее нагружение колонны нагрузкой и Вы окажетесь в точке 3. Его Вы естественно тоже найдете если станете искать от 0,0026. При нагружении в деформациях Вы просто пройдете по всем 3-м точкам. Все верно Вы говорите, но как говорится "есть один маааленький нюанс". |
|||
![]() |
|
||||
Сообщений: n/a
|
Цитата:
Цитата:
Цитата:
![]() |
|||
|
||||
Документооборот и управление Регистрация: 15.01.2014
Минск
Сообщений: 1,222
|
Цитата:
----- добавлено через ~4 мин. ----- Цитата:
----- добавлено через ~9 мин. ----- Потому что производная меняет знак. Так я и ругаю. Я говорю что если бы это было так просто, то проблем бы у умных бородатых дядек не было с решением нелинейных задач. А они есть. Так это и так понятно, что если на одной диаграмме при 0,0035 напряжения равны Rb, а на другой в разы меньше, то будет погрешность не в запас несущей способности. |
|||
![]() |
|
||||
Сообщений: n/a
|
Цитата:
|
|||
|
||||
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,592
|
Цитата:
Для чего, нужна ниспадающая ветвь? Последний раз редактировалось eilukha, 18.03.2014 в 11:11. |
|||
![]() |
![]() |
|
|
![]() |
||||
Тема | Автор | Раздел | Ответов | Последнее сообщение |
Расчет по нелинейно деформационной модели (СП 52-102) | crazy_diamond | Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов | 2 | 01.07.2013 17:04 |