[Regby]

Что то нормальное название с ходу в голову не приходит... посему исправлю как оно сформируется.

Ситуация такая.
Проектируем расширение площади для здания спортивного комплекса в г. Альметьевск. Архиеткторы гоняться за площадями. Поставили задачу запроектировать 3-х метровую консоль. Так как металлические балки получаются больших сечений выбор пал на железобетон. Почитал тут темы по форуму, почему то все пишут что 2.5 метра для ЖБ не проблема... у меня 3. Толщину плиты "выторгавал" 250 мм. Армировать собираюсь d12 с шагом 200 в верхней и нижней зонах, + d16 с шагом 200 в верхней зоне. Проблем с прочностью не возникает...

Проблема возникает другая. Собирая пространственную схему в SCAD задаю для своей плиты модуль упругости бетона, согласно известных рекомендаций в 5 раз ниже начального модуля упругости. Получаю "бешенные" перемещения... И вот решил я по сему поводу углубиться в тему "какой же все таки реальный модуль упругости принять".

Процесс итерационный. Задаваясь начальным модулем упругости (пониженным с учетом трещенообразования) получаю армирование в плите. Как мне теперь пересчитать нужную характеристику?

Залез в СП 52-101-2003. Заинтересовала изгибная жесткость эемента D=Eb1*Ired, (7,31)
где Ired=I+Is*a1+I`s*a2 (7,39)
Eb1=Rb/"эпсилон b1,red" (5,9)

Отсюда я делаю вывод: нормы наставляют нас менять момент инерции сечения. Но так как в КЭ программе изменить момент инерции не представляется возможным, могу ли я эту разницу пересчитать на модуль упругости... т.е. изгибная жесткость железобетонного элемента с учетом арматуры D=Eb(иск)*I=Eb1*Ered, так как I величина постоянная из этого уравнения я выражу Eb(иск) (искомую величину):
Eb(иск)=Eb1*Ered/I

мой вопрос следующий: справедливы ли мои рассуждения? Имею ли я право так делать?

PS время 0:41 воскресенье, понимаю что в ближайшее время квалифицированных советов не получу, но надеюсь все таки дождаться помощи. Спасибо.

[ETCartman]

Сообщение от palexxvlad Простите меня за мою неграмотность, но объясните мне пожалуйста, в чем коренное отличие железобетоных и металлических конструкций в контексте такого Вашего рассуждения, т.е. откуда берется эта разница в роли физической нелинейности. Метод предельного равновесия абсолютно аналогично можно применять и для металлических конструкций - в чем разница? ?

Метод предельного равновесия применим и для стальных конструкций в принципе. В "строительной механике" Рабиновича и в "Пособии по проектированию ..." к СНиП есть немного на счет этого. Но в инженерных расчетах так принято, что запас по пластичности не используется до предела.
У железобетона, кроме того, что он выраженно нелинейный материал (и к нему нельзя подходить ни с какими универсальными "коэффициентами") есть одна оригинальная особенность - там легко проектировать сечения с заданной несущей способностью (по пластическому моменту). Т.е. для стальной конструкции не так просто технологически менять сечение в пределах той же балки. Запроектировать на опоре ону несущую способность а в пролете другую. А в ж/б - элементарно. Диаметр арматуры, количество стержней - все это закладывается и реализуется без проблем.


В тутошнее осбуждение прогибов я не вмешиваюсь потому что не вижу предмета обсуждения. Люди считают по одной методике и получают разные результаты. "Слыш, Вась, на моем калькуляторе 1+1=3! А на моем четыре!!! Значит в среднем будет три с половиной". Не могу понять почему даже в линейной постановке (которая к ж/б не имеет никакого отношения) они не могут получить единого результата.
Ну что же, пускай двигают науку. В том наверно и есть великая сермяжная правда.

[p_sh]

Сообщение от ETCartman Не могу понять почему даже в линейной постановке (которая к ж/б не имеет никакого отношения) они не могут получить единого результата.

по моему, среди прочего (точность моделей), это происходит из за того, что в одной модели(оболочки в вертикальной плоскости) учитывается работа на сдвиг, а в другой нет(оболочки в горизонтальной плоскости).

[Simonoff]

по заказу ЛИС(а) выкладываю результаты Роботовских телодвижений
1) Балка БНн-14,16
01 упругий прогиб балки UZ=-5,588 мм
02 теоретическая площадь нижней арматуры Ах(-)=19,16 см2
03 неупругий прогиб с уч теоретического армирования UZ=-38,768 мм
04 неупругий прогиб с уч фактического армирования UZ=-25,906 мм
2) Балка БН-30,32
05 упругий прогиб балки UZ=-3,224 мм
06 теоретическая площадь нижней арматуры Ах(-)=9,82 см2
07 неупругий прогиб с уч теоретического армирования UZ=-20,084 мм
08 неупругий прогиб с уч фактического армирования UZ=-19,673 мм
3) Балка БНн-6,8
09 упругий прогиб балки UZ=-6,144 мм
10 теоретическая площадь нижней арматуры Ах(-)=20,99 см2
11 неупругий прогиб с уч теоретического армирования UZ=-29,994 мм
12 неупругий прогиб с уч фактического армирования UZ=-28,213 мм
4) Балка БНн-18-2Р
13 упругий прогиб балки UZ=-7,868 мм
14 теоретическая площадь нижней арматуры Ах(-)=39,60 см2
15 неупругий прогиб с уч теоретического армирования UZ=-19,052 мм
16 неупругий прогиб с уч фактического армирования UZ=-16,576 мм
5) Балка БНн-26-28
17 упругий прогиб балки UZ=-7,554 мм
18 теоретическая площадь нижней арматуры Ах(-)=35,14 см2
19 неупругий прогиб с уч теоретического армирования UZ=-29,918 мм
20 неупругий прогиб с уч фактического армирования UZ=-23,433 мм
***фактическое армирование на несколько десятых (сотых) сантиметра больше теоретического
картинки выставлены для первой балки , остальное в архиве . порядковые номера картинок соответчтвуют описанию

Удачи
Л.И.С.

Сообщение от Simonoff Удачи Л.И.С.

Спасибо.

[p_sh]

ЛИС какие дополнительные критерии будут выбраны, чтобы не было упущено что-то действительно важное, и что выбрать за определяющее?

Но возможно ли доказать истинность теории? Оказывается, безусловного критерия, с помощью которого можно было бы окончательно определить, соответствует ли данная теория (картина) объективной реальности, не существует. Главным и самым надежным всегда считается критерий практики. Но даже и он часто оказывается совершенно недостаточным.

зы. или я напрасно с околофилософскими доводами?

Сообщение от p_sh ЛИС какие дополнительные критерии будут выбраны, чтобы не было упущено что-то действительно важное, и что выбрать за определяющее? зы. или я напрасно с околофилософскими доводами?

Не зря - главный критерий пока что - практика. Но пока и ее не достаточно - для изгибаемых элементов уже что-то есть(хотя и этого мало для конкретных решений). Очередь за сжато-изогнутыми. Я пока что не берусь делать конкретных выводов для общественности(мало информации) - пока пусть каждый их сделает для себя сам.
Для себя я сделал такой вывод по упругому расчету и по рекомендациям СП - просто тупо занижать модуль деформации бетона без учета изменения момента инерции неверно.
Что касается нелинейности в Роботе - то она пока не оправдала ожиданий. Подождем нелинейности Лиры и Ансиса(если это кого то вообще заинтересует).

[p_sh]

Сообщение от ЛИС Не зря - главный критерий пока что - практика. Но пока и ее не достаточно - для изгибаемых элементов уже что-то есть(хотя и этого мало для конкретных решений). Очередь за сжато-изогнутыми. Я пока что не берусь делать конкретных выводов для общественности(мало информации) - пока пусть каждый их сделает для себя сам. Для себя я сделал такой вывод по упругому расчету и по рекомендациям СП - просто тупо занижать модуль деформации бетона без учета изменения момента инерции неверно. Что касается нелинейности в Роботе - то она пока не оправдала ожиданий. Подождем нелинейности Лиры и Ансиса(если это кого то вообще заинтересует).

дак дело в том что попытка приблизить упорщенную гипотезу к результату натурному изначально неверна. По упрощенной гипотезе результат обязан получится отличающимся от натурного. (и огибать его в сторону переоценки)

в натуре есть и ползучесть и участки с трещинами и без них, и работа бетона на растяжение и чего еще только нет. А в упрощенной гипотезе есть, к примеру, разделение жесткостей только на 2 участка: с трещинами и без них (без учета изменения Y в зависимости от усилия в сечении). На сколько я понимаю все упругие расчетные схемы в данной теме (с приведенными модулями) вообще то упрощали и это положение и применяли для Изгибной жесткости k*EY самую простую гипотезу для оценки деформаций - все сечения с трещинами.

[Rotfeder]

Посчитал кое-что в MicroFe - пока консоль.
Условия задачи - консоль длиной 3 м, нагрузка 29.43 кН/м, сечение 400х600 мм, верхняя арматура 4d20, нижняя 2d8, бетон B25, влажность 40-75%.

Результат:
1) Стержень – линейный расчет, изотропный материал, E = 30 ГПа,
без учета сдвига - 1.38 мм
c учетом сдвига - 1.43 мм
2) Оболочки - линейный расчет, изотропный материал, E = 30 ГПа,
без учета сдвига - 1.37 мм
c учетом сдвига - 1.43 мм
3) Физически нелинейный расчет бетон + арматура,
данные для диаграмм взяты из СП
3-линейная диаграмма деформирования – 5.52 мм
2-линейная диаграмма деформирования – 6.29 мм

Файлы с проектами прилагаются

ЛИС
По поводу ваших задачек - могу их также несколько позже посчитать, но не могли бы вы дать ссылку на сообщение с условиями - не нашел - замучился листать всю тему.

Сообщение от p_sh дак дело в том что попытка приблизить упорщенную гипотезу к результату натурному изначально неверна. По упрощенной гипотезе результат обязан получится отличающимся от натурного. (и огибать его в сторону переоценки) в натуре есть и ползучесть и участки с трещинами и без них, и работа бетона на растяжение и чего еще только нет. А в упрощенной гипотезе есть, к примеру, разделение жесткостей только на 2 участка: с трещинами и без них (без учета изменения Y в зависимости от усилия в сечении). На сколько я понимаю все упругие расчетные схемы в данной теме (с приведенными модулями) вообще то упрощали и это положение и применяли для Изгибной жесткости k*EY самую простую гипотезу для оценки деформаций - все сечения с трещинами.

Это все верно и все понятно - не первый раз это обсуждаем ведь.
В данной ситуации я не пытаюсь лезть в нелинейность, ползучесть, пластичность, свойства заполнителей бетона, не пытаюсь разделить объемные и сдвиговые деформации, не учитываю траекторию нагружения и т.п. - факторов море.
В данной ситуации идет попытка приблизить(или попросту подогнать) простой линейный расчет под результаты реальных испытаний используя методику СП и те значения переменных, которые возможно менять в линейном расчете самостоятельно.
Смысл сводится не к усложнению, как может показаться изначально, а к упрощению процедуры получения деформаций конструкций, но при этом приближенных к реальности. Для чего нам приближаться к реальности? Ведь если результат будет с запасом - это же хорошо. Но одно дело запас в 10-20%, а другое дело в 50-100%. Это на прямую влияет на материалоемкость конструкций. Думаю многим понятно, что время бездумных запасов и КСС подходит к концу - чем экономичнее будет конструкция тем она конкурентноспособнее. Не даром во всем мире в 30-40вые годы начали появляться новые нормы по жб и км и начали появляться здания с каркасми, построенными по гораздо более экономичной технологии по сравнению с предшествующими аналогами. один из примеров - здания Ле Корбюзье.
Понятно, что факторов много(вплоть до криворукости строителей), но здесь мы обсуждаем только расчет.
А если все будем без оглядки строить с запасами в 2-5 раз - всю жизнь в бункерах и пирамидах проживем.

[p_sh]

Илья, или я тебя не понимаю или одно из двух.
если

Это все верно и все понятно

тогда не учитывая не только "факторов море.", но и самые для этого необходимые факторы никак нельзя получить, то что хочется:.

В данной ситуации идет попытка приблизить(или попросту подогнать) простой линейный расчет под результаты реальных испытаний используя методику СП и те значения переменных, которые возможно менять в линейном расчете самостоятельно.

По просту, может случайно получится, случайное совпадение на ряде случаев.

Все что мы можем выжать из упрощенной гипотезы, это верный результат полученый согласно её положений. (а можем и не верный, если рядом её положений пренебречь)

Для чего нам приближаться к реальности?

тогда следует пользоваться уточненными гипотезами. И то в данном рядовом случае надеемся лишь получить верный результат согласующийся с положениями уточненной гипотезы. Если результаты натурных испытаний "танцуют" вокруг данного графика, то это и есть непреложная "ИСТИНА" :), вокруг графика какой из гипотез они бы не "танцевали". Если вокруг самой простой - нет проблем,
Если есть подозрения и есть инструменты для учета совокупности других значащих важных факторов, то опять пожалуйста.

Если отвлечься от вопросов строительных, то мы имеем возможность с чистой совестью использовать и Ньютоновскую механику и Теорию относительности, но в большом количестве случаев с приемлемой точностью используем более простую в обращении.

Сообщение от p_sh Илья, или я тебя не понимаю

Скорее всего. я сам себя часто не понимаю...

На счет трещинообразования в изогнутых элементах - образование трещин и их месторасположение зависит от нагрузки, от ее длительности и от армирования.
Есть масса опытов на эту тему. На память вроде так: при нагрузках превышающих 0,7 от разрушающего момента, при длительном действии нагрузки и при проценте армирования до 3,5 трещины образуются по всей растянутой зоне равномерно. Причем вначале появляются трещины в средней части пролета, а с течением времени они образуются ближе к опорам и между теми которые образовались на первой стадии. Все это относится к шарнирно опертой балке.

По просту, может случайно получится, случайное совпадение на ряде случаев.

вполне может получиться и такой результат. Надо больше проверок делать по реальным испытаниям - дело времени...
как я уже писал - наверняка не я первый и уж тем более не я последний кто пытается проломиться головой сквозь стену... но если это окажется не нужно никому не страшно, но как минимум разберусь сам.

[Rotfeder]

К слову о не понимании.
Я так не понимаю ничего
К примеру, задача, решение которой хотел получить ЛИС
Туповат я видимо, но условия задачи с ходу понять невозможно.
Даны размеры балки - уже хорошо.
Класс бетона - не понял. Есть кубиковая и призменная прочность - на первый взгляд никакому классу бетона не соответствуют - видимо попадает в промежуток между B15 или B20, хотя не уверен. То есть какой брать начальный модуль упругости - непонятно.
Есть армирование - в статье написано диаметр арматуры 10 и 14 см. Ладно, опечатка - бывает. ЛИС приводит в одном из сообщений армирование 2d10 и 2d14. По проценту армирования вроде похоже.

Нагрузка задана в % от разрушающей. Значит опять же надо знать класс бетона, а также коэффициент gamma, иначе какую нагрузку принимать - непонятно.

Смотрю результаты, приведенные Simonoff
Армирование меняется от 9, 20, 39, 35 см2 (это при размерах балки 8х16, площадь 128 см2). Может имеется ввиду см2/м? Тогда похоже. Но вопрос - в условиях задачи армирование задано, а у Simonoff оно подбирается.

Сообщение от Rotfeder К слову о не понимании. Класс бетона - не понял. Есть кубиковая и призменная прочность - на первый взгляд никакому классу бетона не соответствуют - видимо попадает в промежуток между B15 или B20, хотя не уверен. То есть какой брать начальный модуль упругости - непонятно.

Если обратиться к классикам, то пересчитав кубиковую прочность из статьи в класс бетона получим В20 с погрешностью 1,6%. Думаю это приемлемо для данной задачи.

Сообщение от ЛИС Подождем нелинейности Лиры и Ансиса(если это кого то вообще заинтересует).

Немного позже будут результаты

[p_sh]

Сообщение от ЛИС вполне может получиться и такой результат. Надо больше проверок делать по реальным испытаниям - дело времени...

я полагаю, что сейчас полезно порассуждать умозрительно.

имеется ОДНО физическое явление, которое мы стараемся описать несколькими законами, представленными в виде математических функций.
Каждая из функций описывающих это явление включает в себя различный состав параметров, в различной степени влияющих на значение данной функции.

в рассматриваемом случае сходу можно сказать, что основным параметром является закон работы материалов и его зависимость от различных факторов с различной взаимной зависимостью :напряженность, поведение во времени, влажность, длительность воздействия.

образовались в основном следущие гипотезы, которые пытаются объяснить рассматриваемое явление.

1. возможно описать поведение реальной конструкции введением поправочного(ых) коэффицитента(ов) к модулю деформативности линейного материала.
2. возможно описать поведение реальной конструкции предположением, что материал бетон не работает на растяжение и предположением, что приведенный момент инерции постоянен во всех сечениях (не зависит от усилий в нем, или простая кусочная зависимость(2 состояния)), Модули деформации бетона и стали заданы и постоянны и равны некоторым константам (но корректируюся поправочными коэффициентами, в зависимости от длительности нагрузок и влажности)
3. возможно описать поведение реальной конструкции предположением, что материал бетон работает на растяжение до определенного напряжения, что приведенный момент инерции зависит от усилий в нем (изменяется в зависимости от усилия в сечении). Модули деформации бетона и стали заданы своими зависимостями (и корректируюся поправочными коэффициентами, в зависимости от длительности нагрузок и влажности)

если построить эти три графика, то они конечно возможно и пересекуться (в одной или 2-х точках попарно), но в остальных точках будут видимо расходиться.

Если при этом они равноценно будут описывать поведение реальной физической конструкции то можно сделать следущие выводы:
либо требование предъявляемое к точности определения интересующего параметра недостаточно строгое,
либо факторы учтенные в более старших гипотезах являются несущественными.

Сам СП допускает использование для оценки (разных по составу точности учитываемых факторов) разные гипотезы, я полагаю осталось определить границы примения той или иной гипотезы (их универсальность), и возможно выявить наиболее подходящю. Возможно для разных групп участников подойдут различные гипотезы, но для уникальностей то надоб наверное напрячься сильнее "

Да Павел. Практически на тех же рассуждениях и зиждется "моя" теория, что ты описал.
Только отличие есть небольшое. Графики должны пересечься(либо не пересекаться никогда), и далее идти параллельными курсами в области значений с разбросом не превышающим 10-20%. Причем не все графики а именно наиболее приближенный к реальности (который "реализуется" в тяжелый пакетах) и который может быть получится найти путем всех этих телодвижений.
а все начиналось с простого сравнения прогибов, получаемых в расчетных прогах с результатами реальных испытаний...

Сам СП допускает использование для оценки (разных по составу точности учитываемых факторов) разные гипотезы, я полагаю осталось определить границы примения той или иной гипотезы (их универсальность), и возможно выявить наиболее подходящю. Возможно для разных групп участников подойдут различные гипотезы, но для уникальностей то надоб наверное напрячься сильнее "

именно так.

P.S.

либо факторы учтенные в более старших гипотезах являются несущественными

есть хорошее мнение, с которым я полностью солидарен:
описание материала, учет его поведения во времени и пространстве с учетом различных начальных и граничных условий нужно доводить до такой степени, которая обеспечит получение результатов с точностью, удовлетворяющей инженерные расчеты строительных конструкций (~10%). Т.е. есть набор факторов, которые вносят в этот результат свой вклад. Как правило есть небольшая группа факторов дающих в совокупности 80-90% результата, а остальное все шелуха, которая может быть и нужна, но для уникальных сооружений, а не в широкой инженерной практике.

[Simonoff]

Rotfeder , армирование дано в сантиметрах на метр погонный , пардон перед всеми что недописал размерность . По поводу условия задачи : в Роботе для того чтобы посчитать неупругие прогибы нужно для начала подобрать теоретическую арматуру , в данном случае по ПС1 . После сего задается фактическое армирование , в данном случае то что задано по условию задач , и прога счтает прогибы с уч арматурки , как фактической так и теоретической .
В Лире для данной задачи можно сразу задавать площадь арматуры и счтать прогибы , минуя подбор теоретической арматуры .

[Дрюха]

Выкладываю результаты нелинейного расчета в Лире.
Предпосылки и исходные данные.
а) нагрузки и армирование балок БНн-14,16 БН-30,32 БНн-6,8 БНн-18-2Р приняты исходя из поста ЛИСа №215.
б) использованы законы деформирования и их различные сочетания:
для бетона -14, 21, 25.
для арматуры - 11, 14.
Для бетона в законе деформирования 14 принята трехлинейная диаграмма, для арматуры ессно двухлинейная.
в) в хелпе к лире написано, что в 14 законе запрещено использовать горизонтальные участки.....Наплевал на это, никаких предупреждений и т.д (хотя, если написано "запрещено", то, по всей видимости, сделать это будет невозможно.....ан нет, можно. Для справки: рассчитал балку БНн-18-2Р с сочетанием законов деформирования 14/14 при негоризонтальных участках закона для бетона=>разница в сотых мм)
Во вложенном файле: скрины законов деформирования бетона и арматуры, скрины размещения и площадей арматуры в сечении, файлы лиры 9.4r7 дя каждой балки с каждым сочетанием, результаты расчета для всех балок в табличной форме в формате ворда.
В качестве моих "зеленых" выводов: многообразие законов деформирования велико (помнится, в хелпе где-то написано, что разработчики оставляют право за принятием того или иного решения, в частности, пресловутых законов, на пользователя). Наиболее близки соотношения законов 14/14 и 21/14. Ползучесть будет присутствовать в 9.6. Ну что ж, попробуем.
P.S. Сильно ногами не пинайте и, если что-то забыл, свистните.
Редактирование
Ах да, забыл сказать, опоры приняты: одна-по х и z, вторая-по x. То есть результаты по сравнению с двумя неподвижными опорами будут различны Этого я не учел Вот блин..могу переделать все результаты

[swell{d}]

Дрюха, красавчик.
14/14 я так понимаю - это точное соответствие требований СП
тока если я не ошибаюсь у Вас 14 для арматуры - расчётные характеристики, а 14 для бетона - нормативные. так? если да, то поясните почему именно так.

add
вот бы здорово ещё разобраться раз и на всегда какие диаграммы закладывать при длительном действии, какие при кратковременном, а какие при мгновенном динамическом воздействии. и поставить жирную точку в этом вопросе для обычных (не уникальных) объектов.

[Дрюха]

Ох, вечер, бошка не варит. Вы абсолютно правы......Для арматуры я поставил расчетное сопротивление.. Простите.
Недаром говорят: "утро вечера мудреннее"
Дайте мнее полчаса и я предоставлю отредактированные расчеты, как по схеме с шарнирно-неподвижными, так и со схемой с одной подвижной, а другой неподвижной опорами. Прошу прощения за конфуз