[Karim88]

Понимаю что тема не новая, два дня читал что уже есть на форуме, но ответов на свой вопрос не нашел. Хочу узнать у знатоков Лиры, кто разбирался с физ нелинейностью в Лире (у меня стоит Лира 9.4).
Суть моего вопроса: Учитывает ли Лира "выключение" элемента из работы всего сечения при достижении в нем предельных деформаций (или напряжений)? Для каких элементов это доступно и какие законы применять? Мне требуется смоделировать выключение элемента (т.е. напряжения в эл-те должны упасть до 0) при появлении в нем трещины.
Я бьюсь над этим почти месяц, пока ничего похожего на реальность не получил. Похоже Лира не позволяет вовсе это смоделировать, т.к. после разрушения напряжения в элементе все равно сохраняются (материал течет до бесконечности). Откуда напряжения в разрушенном эл-те?
В хелпе вроде сказано, что в выключение элементов из работы предусмотрено в законах №14 и №15, но они не работают с объемными КЭ.
Не знаю понятно ли изложил, но думаю если кто ответит точнее могу сформулировать. Кому интересна эта тема пишите может вместе разберемся (я зашел в тупик и бошка уже кипит).

[Karim88]

Спасибо что отреагировали, но по-моему вы немного отвлеклись
У меня кстати получилось вчера применить 14 закон (кусочно-линейный) для объемных элементов. Не знаю почему раньше не мог.
Может я немного не так сформулировал вопрос? В общем грубо говоря: предположим плита лежит на кладке, грузим плиту, плита поворачивается, конец ее отгибается, в элементах под плитой появляется растяжение. Так вот, можно ли смоделировать отрыв кончика плиты или тут без связей никак не обойтись. Может я наивно предполагал, но я то думал раз написано моделируется "выключение эл-та из работы", то эл-ты под самым кончиком плиты после разрушения не будут препятствовать повороту конца плиты, а они похоже даже после разрушения "держат" плиту и на опоре осается отрицательный момент

[SergeyKonstr]

Сообщение от Karim88 предположим плита лежит на кладке, грузим плиту, плита поворачивается, конец ее отгибается, в элементах под плитой появляется растяжение

Кладка вряд-ли сможет долго сопротивляться усилиям растяжения, поэтому вы сами ответили

Сообщение от Karim88 тут без связей никак не обойтись

Сообщение от Karim88 а они похоже даже после разрушения "держат" плиту и на опоре осается отрицательный моме

Да.

[Ильнур]

Сообщение от SergeyKonstr Возьмем консольный стержень высотой 8м. Приложим вертикальную нагрузку 70т, горизонтальную 4 т. Сечение 40х40 см. Посчитаем в упругой постановке и в физ. нелине. В заделке в том и другом случае получим одинаковые значения усилий (N=70 т, М=32 т*м), вот перемещения верха стержня в упругой постановке 104 мм, а в физ. нелине 380 мм (при определенном армировании). Следовательно нет дополнительного момента, а разница в перемещениях обусловлена природой материала.

В первом случае неучет 70*0,104=7,3 т*м, во втором 70*0,38=26,6 т*м.
Эту разницу, еще более усугубляющуюся при расчете с геомнелином, и наверно имел ввиду
Vavan Metallist

Я просто думал, что например, чтоб посчитать сжато-изгибаемый жб элемент в физически нелинейной постановке нужно ведь учесть момент, который создает осевая сила при постоянно увеличивающемся эксцентриситете.

[ander]

если про описанный пример с кладкой, то это контактная задача и физ-нелин тут ни причем. Вам нужны односторонние связи КЭ261, например.
Если Вы используете физ-нелин в элементах плиты и/или кладки, то связь между ними также можно задать конструктивной нелинейностью КЭ262.

[Karim88]

ander, Спасибо, я к этому и склонялся. Просто хотел обойтись малой жертвой.
А можно подробнее о КЭ 261. Это что во всех узлах примыкания эл-ов вводить такие связи? Вообще задача у меня такая: пытаюсь ииследовать узел опирания (защемления) плиты в кладке. И плиту и кладку задаю объемными эл-ми. Так вот, растяжение в кладке появляется и над плитой, и таам где прошла вертикальная трещина мне надо чтоб произошел отрыв и работал уже только оторвавшийся столбик кладки. Получается мне вообще между всеми эл-ми надо вводить податливую связь (связь способную разорваться)?

[ander]

А что подробнее то? Элемент односторонней связи конечной жесткости, в данном случае типа бесконечной жесткости (ведь необходимости учитывать фактическую жесткость раствора нет) и именно КЭ262, т.к. будет связывать кладку и плиту. Зазор Вам вроде как не нужен, задаете между каждой парой узлов кладки и плиты эти элементы, работу соответственно выбираете на сжатие, количество шагов в угоду точности передачи нагрузок между кладкой и плитой.

//на счет малой крови.. вряд ли она будет малой при оценке результатов, чем конструктивная нелинейность. По сути, в схеме и при физ-нелин постановке можно получить выход из строя элементов, тем самым добиться выключение КЭ из работы, но тут надо четко задавать характеристики, в частности, предельные значения относительных деформаций, да и сетку придется сгущать.
//если задача может быть исследована в плоском напряженном состоянии, то зачем лезть в 3D?

[Karim88]

ander, Посмотрел КЭ 261,262. Что значит R в т/м? Если не трудно помоги разобраться, я бы конечно докопался, но времени и так на это много убил. Работа научная, а наука унас не оплачивается
У меня сетка и так довольно густая. Эл-ты 2х2х2 см. Хар-ки задавал думаю правильно. Эксперементировал с законами по разному, в часности в 14 законе (кусочно линейном) пытался задавать "убывающую" ветвь (т.е. после достижения Rbt напряжения убывают и стремятся к 0), но все равно эл-ты тянутся за плитой и "держат" ее. Возникающий момент на опоре отслеживаю по реакции на свободном конце. И получается, что плита лежит свободно (сверху пока ничего нет) но что то ей не дает поворачиваться и возникает опорный момент. Все таки я склоняюсь, что без доп. связей не обойтись
В принципе да, задача плоская, можно и пластинами задать, но схемка у меня небольшая (локализировал до максимума) и считает быстро.

[ander]

если тупо, задаем 1000 т/м это значит, что если дать на такой элемент 1000т нагрузки, то получим деформации в 1м. R - погонная жесткость элемента, в общем случае R=E*F/L, где E - модуль деформаций/упругости, F - площадь сечения элемента, L - длина; все это вроде в справке должно быть.

[Vavan Metallist]

Сообщение от BoT а чего это все на Vavan Metallistа напали))) он же пошалил просто а Вы Vavan Metallist не оправдывайтесь, а то это их провоцирует

Да пусть нападают если хотят - я отобъюсь. Да и я вроде не оправдываюсь. Меня темы всякие нелинейные интересуют в принципе, потому я и мимо не прошел .

Сообщение от SergeyKonstr Возьмем консольный стержень высотой 8м. Приложим вертикальную нагрузку 70т, горизонтальную 4 т. Сечение 40х40 см. Посчитаем в упругой постановке и в физ. нелине. В заделке в том и другом случае получим одинаковые значения усилий (N=70 т, М=32 т*м), вот перемещения верха стержня в упругой постановке 104 мм, а в физ. нелине 380 мм (при определенном армировании). Следовательно нет дополнительного момента, а разница в перемещениях обусловлена природой материала.

SergeyKonstr, че то вы не то говорите. И вывод ваш неполный. Откуда взятся дополнительному моменту, если не учтена деформация начальной схемы? В этом как раз и есть разница геометрической и физической нелинейности. Посчитайте с учетом обеих - и получите момент в заделке больше, чем в вашем примере. Посчитайте с учетом только геометрической нелинейности - и получите тот же больший момент. И это будет реальный момент. Это будет тот момент, который косвенно расчитывается в СНиПовском расчете на "устойчивость в плоскости действия момента". Именно это я имел ввиду и Ильнур понял меня правильно. А вам SergeyKonstr вижу тоже не все понятно. И потому я злорадно улыбаюсь.

[Karim88]

Сообщение от ander если тупо, задаем 1000 т/м это значит, что если дать на такой элемент 1000т нагрузки, то получим деформации в 1м. R - погонная жесткость элемента, в общем случае R=E*F/L, где E - модуль деформаций/упругости, F - площадь сечения элемента, L - длина; все это вроде в справке должно быть.

Спасибо. Почитал про КЭ 261 в другой теме, вроде щас понятно. Только он похоже мне опять не подойдет, как я понял он тянется до бесконечности, а мне надо чтобы "рвался" после достижения определенного усилия. Вроде это есть в КЭ 251 (Лира 9.6) но проверить не могу у меня 9.4.
Вообще идея такая: если бы задать такие связи (которые рвутся при достижении усилия) между узлами соседних эл-ов, то получилось бы смоделировать реальную работу кладки с трещинами. Просто физ. нелин. эл-ми это (как я говорил выше) смоделировать у меня не получилось, т.к. напряжения все равно передаются через разрушенный эл-т. Т.е. получается, что напряжения передаются через трещину

[ander]

покажите график материала, что Вы задали.

[Karim88]

ander, Вот так задавал бетон при помощи закона №14. Пытался ветвь "текучести" задавать убывающей, думал что если напряжения в эл-те упадут то он "выключится". В реале эл-т не выключается так как я хочу. Мне надо грубо говоря чтобы он вообще вылетел из схемы, т.е. не мог передавать напряжения на другие эл-ты. Слышал, что такую задачу делал один человек, но для этого писал отдельную прогу которая на каждом шаге расета выкидывала э-ты из схемы при определенных условиях (при достижении в нем предельных усилий). Но я думал, что это можно и так учесть. Получается, что имитировать реальную работу материала с трещинами мы не можем.
Одно не пойму, в хелпе для 14 закона вроде сказано "Если значение деформации, полученной в расчете, выходит за пределы заданного закона, то моделируется выключение материала (Ei=1) элементарной площадки из работы сечения.", но что это означает на языке Лиры не пойму пока.
Еще раз повторюсь, эл-ты у меня объемные тип 231, так как в дальнейшем хочу развить схему и плиту задавать с пустотами. Пробую из этих элементов сделать консольную балочку, прикладываю дикую нагрузку, но расчет не останавливается при полном разрушении всех эл-ов. Напряжения в элементах после разрушения "замораживаются", т.е. элемент не выключается.

[vanAvera]

Сообщение от Karim88 ander, Вот так задавал бетон при помощи закона №14. Пытался ветвь "текучести" задавать убывающей, думал что если напряжения в эл-те упадут то он "выключится". В реале эл-т не выключается так как я хочу. Мне надо грубо говоря чтобы он вообще вылетел из схемы, т.е. не мог передавать напряжения на другие эл-ты. Слышал, что такую задачу делал один человек, но для этого писал отдельную прогу которая на каждом шаге расета выкидывала э-ты из схемы при определенных условиях (при достижении в нем предельных усилий). Но я думал, что это можно и так учесть. Получается, что имитировать реальную работу материала с трещинами мы не можем. Одно не пойму, в хелпе для 14 закона вроде сказано "Если значение деформации, полученной в расчете, выходит за пределы заданного закона, то моделируется выключение материала (Ei=1) элементарной площадки из работы сечения.", но что это означает на языке Лиры не пойму пока.

Насколько я помню, на языке Лиры это означает, что на очередном шаге те элементы, что вышли за пределы заданного закона, становятся очень-очень деформируемыми. Совсем их убрать в процессе расчета, как мне кажется, нельзя - иначе нарушится принцип совместности деформаций, т.е. схема принципиально меняется. А что Вам не нравится в Ei=1? Элементы при расчете красным показываются, в протоколе их номера приводятся - чем не трещина?

[ander]

одно верно, напряжения дойдут до максимума, а дальше перераспределение. Так может Вам не ждать когда конструкция разрушится, а вычленить конкретный шаг (конкретные напряжения), когда образовалась "сквозная трещина" или дошла до конкретного места в сечении? Что есть искомый результат расчета? Но все равно, по идеи, если предельные относительные деформации заданы верно, то при превышении должно быть разрушение, пока сложно что-то еще посоветовать.

//"падающие" площадки в 9.4 точно не реализованы, как в 9.6 не знаю.

[Karim88]

Вообще я пытаюсь исследовать степень защемления плит в кирпичной стене при различной глубине опирания. Так вот, при повороте конца плиты в кладке образуется вертикальная трещина (отделяется столбик кладки над опорной частью плиты), который должен работать уже отдельно от основного массива кладки, т.е. связь этого столбика с основной кладкой должна разорваться (ну или хотя бы быть минимальной).
То, что момент образования трещин Лира улавливает и все вяжется с теорией это я понял, но дальнейшая работа материала (уже с трещинами) пока мне не нравится (или я не разобрался).
Приведу пример своих попыток: полоска плиты из объемных элементов опирается на полоску кладки. Под плитой несколько элементов имитирующих слой раствора, для которого заданы очень маленькие предельные напряжения растяжению (например 0,8 кг/см2). все узлы эл-ов общие (т.е. сшиты без каких либо доп. условий). Грузим плиту, конец начинает поворачиваться, раствор под плитой разрушается от растяжения и по идее не должен больше воздействовать на нижележащую кладку и тянуть ее за собой, плита должна почти свободно поворачиваться.

[SergeyKonstr]

Сообщение от Vavan Metallist SergeyKonstr, че то вы не то говорите. И вывод ваш неполный. Откуда взятся дополнительному моменту, если не учтена деформация начальной схемы? В этом как раз и есть разница геометрической и физической нелинейности. Посчитайте с учетом обеих - и получите момент в заделке больше, чем в вашем примере. Посчитайте с учетом только геометрической нелинейности - и получите тот же больший момент. И это будет реальный момент. Это будет тот момент, который косвенно расчитывается в СНиПовском расчете на "устойчивость в плоскости действия момента". Именно это я имел ввиду и Ильнур понял меня правильно. А вам SergeyKonstr вижу тоже не все понятно. И потому я злорадно улыбаюсь

Ну что ж, по нормам.
Рассмотрим тот же консольный ЖБ стержень длиной 8 м с жесткой заделкой снизу, а сверху вертикальной нагрузкой 70 т и горизонтальной 1,45 т.
1. «…3.53. Влияние прогиба элемента на момент продольной силы (или ее эксцентриситет еo) учитывается, как правило, путем расчета конструкции по деформированной схеме, принимая во внимание неупругие деформации бетона и арматуры, а также наличие трещин…»
Какую же нужно арматуру, чтобы при расчете с учетом физ. нелина уложится в допускаемые перемещения L/75=10,7 мм? Расчет показывает что нужно 5 d 32 и со стороны сжатой грани и то же со стороны растянутой.
2. «… Допускается производить расчет конструкции по недеформированной схеме, а влияние прогиба элемента учитывать путем умножения моментов на коэффициенты ηv и ηh…»
Какую же арматуру показывает расчет по упругой схеме? Расчет показывает что нужно 5 d 28 и со стороны сжатой грани и то же со стороны растянутой.
3. Какую же нужно арматуру, чтобы при расчете с учетом одновременно физ. и геометрического нелина уложится в допускаемые перемещения L/75=10,7 мм? Расчет показывает что нужно 5 d 49,2 (19 см2) и со стороны сжатой грани и то же со стороны растянутой.

Так вот, может быть вы объясните,Vavan Metallist, такие расхождения между расчетами по п. 2 и п.3 и что же такое не учли и те кто составлял алгоритм расчета по п.2, и разработчики программного комплекса, поскольку вы утверждаете, что в расчете нужно использовать геометрическую нелинейность.
И еще «…Жесткость рассматриваемого сечения железобетонного элемента определяют по общим правилам сопротивления материалов: для сечения без трещин - как для условно упругого сплошного элемента, а для сечения с трещинами - как для условно упругого элемента с трещинами (принимая линейную зависимость между напряжениями и деформациями). Влияние неупругих деформаций бетона учитывают с помощью приведенного модуля деформаций бетона, а влияние работы растянутого бетона между трещинами - с помощью приведенного модуля деформаций арматуры…» Это и есть геометрическая нелинейность?

[Vavan Metallist]

Сообщение от SergeyKonstr Так вот, может быть вы объясните,Vavan Metallist, такие расхождения между расчетами по п. 2 и п.3 и что же такое не учли и те кто составлял алгоритм расчета по п.2, и разработчики программного комплекса, поскольку вы утверждаете, что в расчете нужно использовать геометрическую нелинейность.

Да ничего я не объясню - я что, НИИЖБ или чаго то там еще?
Только берусь утверждать, что расчет с учетом обеих нелинейностей есть самый правдивый, и приближающий нас к действительности. Просто он громоздкий, не все можно учесть в нем (по причине незнания всего, что надо учитывать). Поэтому и используются всякие там коэфициенты и считается все в линейной постановке.
И смотрите, вы пишите:

3.53. Влияние прогиба элемента на момент продольной силы (или ее эксцентриситет еo) учитывается, как правило, путем расчета конструкции по деформированной схеме, принимая во внимание неупругие деформации бетона и арматуры, а также наличие трещин

и потом пишите:

...при расчете с учетом одновременно физ. и геометрического нелина...

Но это ж одно и тоже. И в первом и в третьем случае должен быть произведен расчет одновременно физ. и геометрического нелина. А я так понял вы в первом расчете провели только физически нелинейный расчет. Отсюда и 3 результата.
SergeyKonstr, я вообще не очень то собирался с вами спорить и отстаивать позицию. У меня по нелинейщине как геометрической так и физической ее четкой нет. В эту тему влез с целью учебы.
Если продолжаем - давайте примем ваш стержень да и расчитаем по всякому, потом посмотрим что получится. Только вы параметры его задайте (сечение, как нагрузки приложенны, расстояние к центру тяжести арматуры бы принять фиксированное) и побалуемся на досуге. Вообще то на форуме есть люди, которые судя по их постам ЖБ в физнелине считают уже много лет. Один из них и в данной теме есть - это уважаемый ander. Может он как то рассудит, если будет у него на это желание.
Лично я думаю так: балку, плиту, а также центрально нагруженные стержни можно считать только с учетом физической нелинейности. Изменение их первоначальных форм никак не повлияет на усилия в них. Колонну, или какой либо иной сжато-изгибаемый элемент нужно считать так же с учетом и геометрической нелинейности.
Если я не прав - поправте и пожалуйста расскажите как правильно.

[SergeyKonstr]

Сообщение от Vavan Metallist Но это ж одно и тоже.

Сообщение от Vavan Metallist Колонну, или какой либо иной сжато изгибаемый элемент нужно считать так же с учетом и геометрической нелинейности.

Если это так, то не появился бы пункт. 2. Вот и дело в том, что в ЛИРе при учете физ. и геометр. нелина арматуры вылезает куда более, чем по допускаемой методике расчета по нормам, по которой учитываеся увеличение усилий путем введения коэф-ов, а по ней, я так думаю, считают многие. Так вот и вопрос, или все должно "попадать" давно, или что то здесь не так.
На мой вопрос вы не ответили.

Сообщение от Vavan Metallist Если продолжаем - давайте примем ваш стержень да и расчитаем по всякому

Отчего же нет.

[Vavan Metallist]

Сообщение от SergeyKonstr На мой вопрос вы не ответили

SergeyKonstr , если бы я знал этот ответ, обязательно бы ответил . Честное слово.
И у меня 9.6 R2. Просто напишите параметры стержня я побалуюсь на досуге, сам схемку сделаю. мне все равно пора в железобетон вникать.
И еще: эти коэфициенты в п.2 они сколько? Величина их какая? И откуда их брать? Может с ними армирование будет как и при геом. и физ. нелине?
Видите, я вам уже еще больше вопросов поназадавал, а вы "на вопрос не ответил".

[SergeyKonstr]

Так я тоже хочу разобраться, потому как ваша уверенность, что счет "...Колонну, или какой либо иной сжато-изгибаемый элемент..." нужно вести одновременно с учетом физ. и геом. нелина, вызвал у меня некоторые сомнения. Существует запись в нормах, я цитирую "...6.1.3 Расчет бетонных и железобетонных конструкций (линейных, плоскостных, пространственных, массивных) по предельным состояниям первой и второй групп производят по напряжениям, усилиям, деформациям и перемещениям, вычисленным от внешних воздействий в конструкциях и образуемых ими системах зданий и сооружений с учетом физической нелинейности (неупругих деформаций бетона и арматуры), возможного образования трещин и в необходимых случаях - анизотропии, накопления повреждений и геометрической нелинейности (влияние деформаций на изменение усилий в конструкциях).Физическую нелинейность и анизотропию следует учитывать в определяющих соотношениях, связывающих между собой напряжения и деформации (или усилия и перемещения), а также в условиях прочности и трещиностойкости материала..." Здесь я не нахожу записи на одновременное применение физ. и геом. нелина. Возможно не так трактую. Однако расчет в ЛИРЕ с учетом одновременного применения физ. и геом. нелина отличается от расчета, который допускается в упругой стадии (по недеформируемой схеме) с применением коэф-ов, учитывающих влияние прогиба. Я немного в своих схемах "наблудил", вчера вечером усмотрел ошибку, однако это не снимает вопроса. Кол-во арматуры с учетом одновременного применения физ. и геом. нелина более в 9,6/6.13=1,57 раза.

Сообщение от Vavan Metallist И еще: эти коэфициенты в п.2 они сколько? Величина их какая? И откуда их брать?

Нужно открыть "Пособие по пректированию бет. и ЖБ..." к СП 52-101-2003 М,2005 п.3.53. Там о них написано.
Там фраза «…3.53. Влияние прогиба элемента на момент продольной силы (или ее эксцентриситет еo) учитывается, как правило, путем расчета конструкции по деформированной схеме, принимая во внимание неупругие деформации бетона и арматуры, а также наличие трещин…» мною воспринимается как расчет именно с учетом физической нелинейности.

Сообщение от Vavan Metallist Может с ними армирование будет как и при геом. и физ. нелине?

Так я вам и пишу, что разняться. Зачем же я завел этот разговор.
А насчет стержня. Возьмите консольный стержень длиной 8м, сечением 400Х400, бетон В 25, приложите вверху на свободный конец сжимающую нагрузку 70 т и горизонтальную нагрузку по направлению Х 1,45 т. Расстояние до центра тяжести арматуры 50 мм.