[Georg1]

Здравствуйте коллеги!
Рассчитываю фундаментную плиту для двух металлических резервуаров. Толщина плиты 400мм, нагрузка от одного резервуара 13,45 т/м2.
Максимальное армирование по расчёту получилось почти 34 см2 и почти во всей плите расчёт показал наличие трещин. Ищу пути для снижения армирования. Увеличение толщины плиты приводит к увеличению армирования.
Стоит ли уменьшить модуль упругости плиты в местах трещин? Если да, то насколько? К=0,3?
Как можно уменьшить армирование плиты? При необходимости предоставлю дополнительные данные.
Заранее благодарю.

[mainevent100]

Интересная постановка вопроса - уменьшить жёсткость, чтобы уменьшить армирование. Так может сразу увеличить прочность арматуры или характеристики грунтов, раз уж готовы мухлевать ))
Вообще нагрузка 13 т/м2 совсем не большая, грунты - болото что ли?

[DMB484]

Без самих расчетов никто Вам не поможет. Приложите расчеты, картинки.

[Georg1]

Добавил расчёт в Scad.

[DMB484]

Такое армирование получается из-за слабых грунтов. Либо Вы не до конца уточнили коэффициенты постели. Нужно раз 5-7 прогонять в Кроссе.
Под такие РВС обычно делают жб кольцо на насыпи (см. любую серию).
Хотите уменьшить армирование - уплотняйте грунты, делайте подушку и т.д. и т.п.
Уменьшение модуля упругости здесь не причем.

[Georg1]

Спасибо за ответ.

[Дмитррр]

Скада нет, но вообще вопрос странный. Если напряжения приличные, а расчёты верные, то задача, скорее всего, не имеет решения. Что получается по расчёту, то получается.
Либо меняйте что-то в самой конструкции. Может, сваи помогут.

Модуль упругости бетона без снижения прочности самого бетона толком не понизить. На и вряд ли это что-то сильно изменит.

[Georg1]

Дмитррр,

Сообщение от Дмитррр Что получается по расчёту, то получается.

Почти по всей плите рассчёт показал наличие трещин. Значит модуль упругости в реальности будет пониженным. Разве не так?

[Дмитррр]

Сообщение от Georg1 Почти по всей плите рассчёт показал наличие трещин. Значит модуль упругости в реальности будет пониженным.

При чём тут трещины и модуль упругости? Есть трещины или нет трещин, модуль упругости бетона от этого не меняется. Надо ещё разобраться, что за трещины - с допустимой шириной раскрытия, или нет.

[Georg1]

Дмитррр,

Сообщение от Дмитррр При чём тут трещины и модуль упругости? Есть трещины или нет трещин, модуль упругости бетона от этого не меняется

При возникновении трещин начальный модуль упругости меняется и происходит перераспределение усилий. (это в ж/б каркасах.)
Ширина раскрытия трещин в норме.

[Нубий-IV]

Как я понимаю, при диаметре 13м любая плита (если она не ребристая или не двухметровой толщины) почти не влияет на жесткость основания. То есть она прогибается ровно настолько, насколько садится грунт под давлением в 13 т/м2 в центре загруженной площади. А значит, чем толще плита, тем больше в ней напряжения, потому что при заданной кривизне относительная деформация крайних волокон растет с удалением от нейтральной оси - отсюда и рост армирования с толщиной. Из-за этого и металлическую линейку легче согнуть плашмя, чем на ребро. Из-за этого же, видимо, и днище резервуара не разрушается, потому что оно тонкое, и гнется так же легко, как линейка.

А плита, как я понимаю, служит только гидроизоляцией металла снизу, и арматура в ней не расчетная, максимум по трещиностойкости подбираться должна. Зато под стенками плита нужна, потому что работает на изгиб от вертикального давления стенок, как ленточный фундамент, но на небольшой ширине. Возможно, плита вообще должна быть толщиной 200мм по всей площади, кроме утолщенного кольца по периметру, в сериях что-то подобное видел. Учесть падение усилий понижением жесткости - по-моему, законный ход в этом случае.

Кроме того, проседающее дно должно дополнительно выворачивать стенки, добавляя момент в стыке с днищем. Там либо осадка середины должна ограничиваться, либо в резервуаре лишние усилия надо учитывать. То есть на мой взгляд, расчет плиты без резервуара выглядит подозрительно.

P.S.
Сам не считал резервуары. Я при необходимости начал бы с книг из местной библиотеки, там и отдельно про резервуары несколько наименований есть, и в толстых справочниках, типа Кузнецовского, есть такие разделы. Сначала проверил бы себя на каком-нибудь серийном, а потом уже свой считал.

[tigra-18]

Насколько мне известно, для МКЭ расчета трещины определяются только при нелинейном расчете, и для большинства программ(хотя хз, может СКАД и при линейном расчете научился трещины прогнозировать, не зря же в Сколково столько бабла влили) нужно задавать начальные модули упругости бетона, без всяких понижений.
А увеличение армирования, по нашим нормам законно, чем толще(больше) элемент - тем больше требуется конструктивного армирования, для отнесения элемента к железобетонным конструкциям.

[UnAtom]

Надо учитывать тот факт, что трещиностойкость зависит от диаметра продольной арматуры, задаваемой в исходных данных при формировании группы армирования элементов. У вас там продольная арматура стоит d=20мм.
Если конструировать плиту таким образом, чтобы основная фоновая арматура плиты была, например, d10 с шагом 400, а дополнительную (d16-d20) класть между фоновой, то в расчете для группы армирования можно задать в качестве продольной арматуры d10. В итоге требуемая арматура по трещиностойкость должна уменьшиться.

[maks-ufa]

Сообщение от UnAtom а дополнительную (d16-d20) класть между фоновой, то в расчете для группы армирования можно задать в качестве продольной арматуры d10.

Только, если она не прочности такая. Нужно уточнить

[DMB484]

"П.А. Коновалов (ред.) Фундаменты стальных резервуаров и деформации их оснований. " Почитайте на досуге.
И обязательно изучите ГОСТ 31385-2016, начиная с раздела 6.4

[Georg1]

UnAtom,

Сообщение от UnAtom Если конструировать плиту таким образом, чтобы основная фоновая арматура плиты была, например, d10 с шагом 400, а дополнительную (d16-d20) класть между фоновой, то в расчете для группы армирования можно задать в качестве продольной арматуры d10. В итоге требуемая арматура по трещиностойкость должна уменьшиться.

Это интересно! Я в качестве арматуры для проверки трещиностойкости задавал максимальную дополнительную. Отсюда вопрос возникает, нужно фоновую задавать или максимальную арматуру?

----- добавлено через ~6 мин. -----
Нубий-IV,

Сообщение от Нубий-IV А плита, как я понимаю, служит только гидроизоляцией металла снизу, и арматура в ней не расчетная, максимум по трещиностойкости подбираться должна. Зато под стенками плита нужна, потому что работает на изгиб от вертикального давления стенок, как ленточный фундамент, но на небольшой ширине. Возможно, плита вообще должна быть толщиной 200мм по всей площади, кроме утолщенного кольца по периметру, в сериях что-то подобное видел

По заданию ВК фундамент под резервуары должен быть сплошной. Вес самого резервуара не более 25 т, поэтому пог. нагрузка будет небольшая. Основная нагрузка от воды в резервуаре!

[SergeyKonstr]

Сообщение от Georg1 Это интересно!

Offtop: Ещё как...Пособие к СП 52-101-2003, выражение (4.24)...

[maks-ufa]

Сообщение от Georg1 Отсюда вопрос возникает, нужно фоновую задавать или максимальную арматуру?

Максимальную по прочности, с отключенной трещиностойкостью

[Дмитррр]

Сообщение от Georg1 При возникновении трещин начальный модуль упругости меняется и происходит перераспределение усилий. (это в ж/б каркасах.)

Перераспределение есть. Но не за счёт изменения модуля упругости. Скорее, за счёт изменения геометрии.

Сообщение от Georg1 Ширина раскрытия трещин в норме.

Вообще, насколько помню, чем толще плита, тем больше расстояние между трещинами. И чем больше расстояние, тем больше у них раскрытие. Из-за этого происходит не_совсем_логичность: уменьши сечение и получишь меньшую ширину раскрытия трещин при заданном армировании. Или уменьшится армирование при заданной ширине раскрытия трещин.
Эта логика всегда входила в противоречив с моей инженерной интуицией, но по формулам, насколько я помню, так получается.

[olf_]

Сообщение от Georg1 Рассчитываю фундаментную плиту для двух металлических резервуаров

Пожалуй Вы первый (два РВС с диаметром от 10 м на одну плиту).

По заданию ВК фундамент под резервуары должен быть сплошной

Плюнь на ВК, плюнь! Вспомни о деформационных швах или раздели на три отдельных фундамента.

Сообщение от Georg1 Стоит ли уменьшить модуль упругости плиты в местах трещин?

Об этом в последнюю очередь. Моделька в #4 мрак.

[Georg1]

olf_,

Сообщение от olf_ Плюнь на ВК, плюнь! Вспомни о деформационных швах или раздели на три отдельных фундамента.

Об этом я уже думал.......

Сообщение от olf_ Моделька в #4 мрак.

Неужели так всё плохо?

[eilukha]

Только НДМ, остальное глупости и самообман.

[structural55]

Фундамены под РВС следует выполнять в виде кольца на грунте, либо кольцо на плите (я предпочитаю такой, с учётом возможных утечек под днищем) либо кольцо на плите на сваях, если с грунтами всё плохо.
Модуль упругости бетона, можно понижать с учётом пользучести бетона (см. формулу 6.3 СП 63.13330 и примечание перед этой формулой) но на расчётное армирование это не повлияет.

Рекомендую почитать СТО СА 03-002-2009 - там есть и картинки устройства фундаментов под РВС.

[olf_]

Сообщение от Georg1 так всё плохо?

Не все рассмотрел.. Вы должны понимать что толщина более метра это нормально.. В свете ограничения 0,003r из СП 43.13330

[Нубий-IV]

Сообщение от Georg1 Основная нагрузка от воды в резервуаре!

Так в этом же весь прикол. Вода давит на грунт, грунт проседает. В середине - сильнее (п. 5.6.33 из СП 20), по краям - слабее (п. 5.6.36).

Если уменьшить толщину плиты в 10 раз - с 0.4м до 0.04м, и пересчитать схему, осадки практически не изменятся. Это значит, что плита имеет незначительную жесткость по сравнению с массивом грунта. Значит, прогибы определяются грунтом, а не плитой или армированием - т.е. кривизна плиты при любой арматуре будет той же, посчитанной через разность осадок грунта в середине и по краю.

В этой схеме осадка в середине -25мм, по краю - 5мм, итого прогиб 20мм. Если построить в автокаде изогнутую ось плиты пролетом 13м с прогибом 20мм, радиус кривизны будет около 1км. Длина нейтральной линии по радиусу R равна L0 = 2πR, а по оси арматуры на расстоянии y равна L = 2π(R+y). Значит, относительное удлинение в арматуре равно ε = [L - L0]/L0 = [2π(R+y) - 2πR]/ 2πR = y/R. В этой схеме ε = 0.15м/1000м = 0.00015, что соответствует напряжениям в арматуре σ = εE= 0.00015*2e5 = 30 МПа. Ответ будет тот же и при d6 шагом 300, и при d32 шагом 50 в два ряда, и даже если A500 заменить на A240 - потому что деформация ограничена грунтом, и модуль упругости любой арматуры одинаков. То есть любая арматура проходит по прочности.

Чтобы потекла арматура, надо, чтобы деформации в ней превысили εs = Rs/E = 435/2e5 = 0.0022. Чтобы раздробился бетон - надо набрать больше εb1 = 0.0015...0.0030. А тут деформации в 10 раз меньше, и увеличиться им не даст грунт, потому что не просядет в 10 раз сильнее.

И при расчете по ширине раскрытия трещин напряжения в арматуре будут 30 МПа. Разве что диаметры можно подобрать так, чтобы они минимальное раскрытие давали, за счет меньшего шага трещин.

Возможно, уменьшение жесткости плиты в соответствии с принятым армированием позволит воспроизвести учет такого поведения автоматически. А без этого армирование, по-моему, получается завышенным.

[Дмитррр]

Тут 2 варианта:
1. Делать делать жесткую бетонную плиту, и рассчитывать её на работу на упругом основании, чтобы та сильно не прогибалась. Тогда металлическое дно резервуара можно считать будто оно стоит на жесткой плоскости (вернее, на почти плоскости, с учётом прогиба этой плиты).
2. Делать мягкую плиту (по сути бетонную подготовку), которая будет прогибаться. Но тогда само дно резервуара будь добр рассчитывать как штуку на упругом основании.

Это по логике. Какие требования в нормах есть к фундаментам резервуаров - не знаю.