[Chernykh]

Полый бетонный кубик с габаритными размерами 5*5*5 метров и стенкой толщиной 1 метр. Марка

бетона М250 (В20).
Характеристики материала заданы по СП (модуль упругости = 27500.0E+06 Па, расчетное

сопротивление на растяжение = 1.4e6 Па, расчетное сопротивление на сжатие = 12.8E+006 Па,

коэффициент линейного расширения 1.0E-005).
Наружняя температура стенки = 30, внутренняя температура стенки = 70.

В результате расчета на наружней стене образуются высокий уровень растягивающих напряжений и

последующее растрескивание бетона.
Данным расчетом я упрощенно моделирую существующую жб емкость с максимальной внутренней

температурой 80 градусов и минимальной наружней -31 градус.
Емкость с перепадом в 111 градусов стоит и работает, а расчет с перепадом в 40 градусов

говорит, что все растрескается.

Объяните, пожалуйста, что я делаю неверно?

Привожу для наглядности пару картинок и в архиве выкладываю лог-файл.

[roman111]

Сообщение от IU_Chernykh Данным расчетом я упрощенно моделирую существующую жб емкость с максимальной внутренней

Армирование у емкости есть? Насколько я понял арматура в Вашем расчете не учтена.

[Chernykh]

Армирование в данной модели нет. Тестировал значительно не влияло.

[Stanum]

IU_Chernykh, у вас симметричный решатель в коде, п написан не симметричный, хотя не думаю что в этом проблема.
pcg с этим работать не будет, нужен sparse.

что это за точечные закрепления? может вокруг них и трещит?

[Chernykh]

использовал здесь NROPT,full,,on (коммент старый). пробовал и полный и симметричный. не повлияло.
пробовал pcg i sparse. не повлияло.
точечные закрепления использовал, чтобы конструкция выгибалась под темпер-й нагрузкой, как хотела. точечные закрепления находятся на противоположной стороне от трещин.
трещины связаны исключительно с перепадом температур.

[Stanum]

IU_Chernykh, я если честно на картинках особо страшных трещин не вижу, это ж не реальные трещины в конструкци это место, их возможной локализации, на самом деле.
А вот закрепления надо ставить реальные, а то что то невнятное можно получить.

[Chernykh]

это трещины при нагрузки 0.28 (time=0.28), т.е. при перепаде 0.28*40=11,2 градуса.
Далее задача просто не сходится!
я это понимаю так: далее кол-во трещин будет быстро увеличиваться.
А что будет если перепад 111 градусов?

[Stanum]

IU_Chernykh, посчитайте линейно (только начальные модули упругости, и другие параметры).
Скорее всего в модели что-то не так,

[Chernykh]

посчитал линейно. использовал solid45 вместо solid65 и изменил немного температурную нагрузку (см.карт.).
В модели участвуют теперь только модуль упругости = 27500.0E+06 Па и коэффициент линейного расширения 1.0E-005.

Из решения вижу, что макс S1 = 4.5 МПа, а расчетное сопротивление на растяжение = 1.4e6 Па.
Следовательно, если бы не линейная постановка, тут была бы куча трещин.

[Stanum]

покажите граничные условия. схематично что есть в жизни и что вы задали в моделе. Вы используете симметрию?

[Chernykh]

закрепления не изменял. (находятся в месте равномерного распределения температур)

[Chernykh]

вот db файл, решенный линейкой

[An2]

1.скорее всего характеристики Вы задаете расчетные, фактически работает со средними прочностями бетона..
2. конечно нужно оценивать по критерию прочности а не по Rbt
3. не учитываете ползучесть бетона...длительная предельная деформативность бетона на растяжение в 2 раза выше кратковременной.
4. может быть необходимо решение нестационарной задачи....если только температурный перепад не постоянный.

[Chernykh]

Сообщение от Stanum покажите граничные условия. схематично что есть в жизни и что вы задали в моделе. Вы используете симметрию?

схематично что есть в жизни: это бетонная коробка здания, внутри температура 70 градусов. одной гранью эта коробка граничит с окружающей средой. 5-ю гранями с такими же коробками. Симметрию не задаю

----- добавлено через ~1 мин. -----
1. характеристики расчетные
4. температурный перепад постоянный (внутри батарея, снаружи атмосфера)

[VVN59]

Если растрескивается - это ещё совсем не значит, что не работает (и не стоит, и не выполняет своих функций).
А Вы внимательнее посмотрите на Вашу реальную ёмкость (в которой перепад 110 градусов), в ней что - нет никаких трещин???.

Появление трещин - вполне законная вещь. Ток как стены массивные (толстые) - они прогреваются не равномерно. Внутренний слой - растягивается (от воздействия температуры), а наружный - препятствует этому, будучи менее нагретым (если Вы зададите условия, при котором вся толща бетонных стен нагревается равномерно - трещин не будет).

Вам нужно определить - что главное (появление трещин или сохранение рабочего состояния конструкции).
Это Мне напоминает проектирование "горячих камер".

На Вашем последнем рисунке - некоторые (установленные Вами) связи - лишние. Поставьте Ваш кубик только внизу на 4 опоры по Z, на 2 опоры (только по диагональным углам) по оси
У и (по другим углам) - по оси Х.

[Chernykh]

согласен со сравнением о "горячих камерах".

Сообщение от VVN59 в ней что - нет никаких трещин???.

Трещины есть. Должны быть. Но!.. У меня в расчете получается, что при перепаде в ~10 градусов начинают расти трещины, при этом лавинообразно!
Условно 10 град - 100 мм бетона растрескалось, 12 град - 200 мм, 14 град - 500 мм.
Что происходит в конце не знаю, задача не сходится.

Как я понимаю, когда трещины образуются, конструкция перестает работать как единое целое.
Когда в констр-ции много трещин, сохранение рабочего состояния невозможно.
Вывод: в реальной конструкции возможно есть трещины, но их глубина минимальна! Расчет мой это не подтверждает, поэтому я думаю он неверный.

Пробовал по-разному закреплять - не помогает.

[Бахил]

1. коэф. линейного расширения не является константой. при 100 он практически нулевой.
2. модуль упругости так же падает с температурой. Ползучесть нарастает.
Offtop: А что, с диаграммами уже определился? Или бросил эту затею?

[swell{d}]

А с чего вы взяли, что у вас наружная грань имеет температуру наружного воздуха? Можт она чуть ниже, чем температура внутри

swell{d}, охлаждаем бетонную дуру, наливаем внутрь кипяток. Если я тебя правильно понял, то ты хочешь сказать, что оно будет вот так нагреваться?

[swell{d}]

Ага

[Stanum]

swell{d}, так ТС же сначала рассчитывает температурную задачу, а уже результаты использует при расчёте бетона.

[swell{d}]

Stanum, я не уверен =)

[realdoc]

Сообщение от Arikaikai Если я тебя правильно понял, то ты хочешь сказать, что оно будет вот так нагреваться?

Сообщение от swell{d} Ага

Offtop: Изолинии температур не могут быть разомкнутыми ни при каких обстоятельствах. Справедливо и обратное - по непрерывной линии температура может меняться только непрерывно.

Сообщение от IU_Chernykh Полый бетонный кубик с габаритными размерами 5*5*5 метров и стенкой толщиной 1 метр.

Именно бетонный? без арматуры.

Сообщение от realdoc Изолинии

я могу достроить эти отрезки до сплайнов с резкими перепадами, но суть не изменится ведь?

[realdoc]

Сообщение от Arikaikai я могу достроить эти отрезки до сплайнов с резкими перепадами, но суть не изменится ведь?

Да я в сути не разбирался если честно. :-). Так - глаз кольнуло.

[Stanum]

Arikaikai, так не может быть. У вас должно все это интегрироваться/ иметь производные. Там внутри должно быть очень жарко чтоб стена на наружной грани имела температуру большую чем окружающая среда, и часть воздуха вокруг стены была нагрета.

[realdoc]

Сообщение от Stanum Там внутри должно быть очень жарко чтоб стена на наружной грани имела температуру большую чем окружающая среда, и часть воздуха вокруг стены была нагрета.

Так будет при любом перепаде температур - часть воздуха вблизи стены всегда будет нагрета. Точно также как часть воды возле стены будет более холодной. Какая часть (толщина слоя) это уже другой вопрос. Но перепад в 2-4 градуса за пределами толщины стены вполне реально по тем расчетам которые я когда-то выполнял.

realdoc, интересен момент, есть ли какая-то максимальная дельта температур для тела, такая что вне зависимости от температур среды снаружи и внутри, температуры по телу будут стремиться не расходиться дальше стольки-то градусов?

[realdoc]

Сообщение от Arikaikai realdoc, интересен момент, есть ли какая-то максимальная дельта температур для тела, такая что вне зависимости от температур среды снаружи и внутри, температуры по телу будут стремиться не расходиться дальше стольки-то градусов?

Не понял вопроса.
Процесс теплопередачи включает 3 участника:
1. примыкающая среда с одной стороны.
2. собственно конструкция.
3. примыкающая среда с другой стороны.
Суммарная дельта температур по всем 3-м участникам есть заданный перепад температур. Доля каждого участника в этой дельте есть величина постоянная.

Хорошо, у нас есть некая дельта температур. Она раскладывается, как Вы выше описали, на три составляющих (тут все понятно, но вот рисунок для наглядности).

Сформулируем вопрос так - если увеличить дельту тэ, все три компоненты увеличатся пропорционально или же нет?

Я вижу три возможных ответа:
1) Пропорционально.
2) "Пристенные" дельты будут расти медленнее, а может быть и вообще в какой-то момент расти перестанут, ибо у них есть какая-то граница.
3) Дельта по стене будет расти медленнее, а может быть и перестанет.

Мне логичными кажутся все три варианта, поэтому даже не знаю, к какому склоняться))

Естественно, понимаем, что рост "пристенных" дельт на этом графике может происходить в обоих направлениях, то есть может увеличиваться толщина условного слоя. И условно представляем себе, что они кривые ^_^

[realdoc]

Сообщение от Arikaikai Сформулируем вопрос так - если увеличить дельту тэ, все три компоненты увеличатся пропорционально или же нет?

Пропорционально. Разность температур повлияет на тепловой поток. Т.е. будет увеличиваться тепловой поток через конструкцию. Но доля каждого участника в общем термическом сопротивлении конструкции будет постоянной.

Сообщение от realdoc Доля каждого участника в этой дельте есть величина постоянная.

Более того, для наружного и внутреннего воздуха в СП по теплотехнике (и в любых старых СНиПах) коэффициенты теплоусвоения приведены и есть величина постоянная. Хотя она конечно меняется от многих факторов и в достаточно большом диапазоне (в 3-4 раза, как говорил СергейД). Зависит например от обдува поверхности.
Но с практической точки зрения я действительно не вижу смысла как-то более точно в СП определять эти коэффииенты. Ну увидим, что перепад температуры у наружной грани стены не 2 градуса, а 5. При общей точности знания температуры наружного воздуха это копейки.

Offtop: realdoc, спасибо, это как раз именно то, что я хотел узнать.

[An2]

ну да перепад неравномерный...нельзя сказать что везде 111градусов
[img]http://i9.********/thumbs/2/6/7/1png_3435169_14844267.jpg[/img]

[img]http://i9.********/thumbs/2/7/9/2png_5423295_14844279.jpg[/img]

[Бахил]

Offtop: Без теплотехники не обойтись.
Надо сначала рассчитать температуру на внешней поверхности, а затем моделировать.

[realdoc]

Сообщение от Бахил Надо сначала рассчитать температуру на внешней поверхности, а затем моделировать.

Задача еще сложнее чем кажется.
Начать надо с простого примера - для начала исключить неравномерность температур. В приложенной статье (Vecchio_11330_3318 - статью я в свое время начинал переводить, но потом пришлось отложить это дело) приведены результаты испытаний где температура удерживалась достаточно точно. Надо сначала научиться решать такие задачи, а уж потом браться за решение совместных задач, где надо рассчитать и поле температур и прочность.
В принципе конечно рассчитать поле температур, тем более для стационарной теплопроводности в программных комплексах дело не сложное. Но вот как ведет себя железобетон при вынужденных деформациях, а уж тем более как это учитывается в программных комплексах - сказать сложно.

Offtop:

Сообщение от realdoc как ведет себя железобетон при вынужденных деформациях

ну там вроде тоже все классически - +температура - молекулы быстрее, расширение, минус - медленнее - сжатие. Совместность деформаций между КЭ... Или есть еще какие-то подводные камни, кроме неравномерного коэффициента?

[realdoc]

Сообщение от Arikaikai ну там вроде тоже все классически - +температура - молекулы быстрее, расширение, минус - медленнее - сжатие. Совместность деформаций между КЭ... Или есть еще какие-то подводные камни, кроме неравномерного коэффициента?

Дело не в коэффициенте температурного расширения. Деформации определить можно от температуры, и наверное, это даже будет достаточно точный расчет. Вот посчитать усилия от деформаций - это задача не простая. Если посмотрите все примеры решения всякими ансисами-абакусами, то на 99% это расчет деформаций от усилия. Посчитать усилия от вынужденной деформации - таких решений единицы. А это далеко не одно и тоже. Т.е. определить как снижается жесткость элемента при наличии трещин и как это сказывается на дальнейшей работе конструкций - дело не простое. Пошаговое решение по нагрузке (пусть даже и нагрузки в виде вынужденного перемещения) тут скорее всего плохой помощник.

[7404307]

Offtop:

Сообщение от realdoc NONLINEAR_ANALYSES_FOR_THERMAL_CRACKING_IN_THE_DESIGN_OF_CONCRETE_STRUCTURES.pdf

работы Anatech - это круто, но в них только результаты смотреть - т.к. они используют свои собственные модели жб, свои программы типа ANACUP и т.д... в домашних условиях приходится обходиться чем то проще.

[realdoc]

Сообщение от 7404307 работы Anatech - это круто, но в них только результаты смотреть - т.к. они используют свои собственные модели жб, свои программы типа ANACUP и т.д... в домашних условиях приходится обходиться чем то проще.

Есть такое, но все равно интересно. В частности - рисунок 6 - снижение напряжений вследствие образования трещин.
Я привел статью чтобы показать что "полый кубик" при совместном анализе это не так просто как кажется - нужно не только иметь перед глазами наглядный пример когда "все стоит и не трещит", но и очень хорошо знать теорию железобетона, в первую очередь критерии трещинообразования. Прорешать кучу балок, потом рам, потом плит, потом уже "полых кубиков".
По крайней мере я не могу даже раму посчитать уверенно. Т.е. я конечно занимаюсь расчетом каркасов, в том числе с оболочками на действие температуры, но при этом понимаю что точность такого расчета чуть менее чем никакая. С другой стороны, я и не знаю (лично) людей которые могут сделать такой расчет и одновременно имеют большой опыт испытаний или хотя бы наблюдений, обследования.
Когда я считаю каркас на температуру, то я скорее оцениваю результат качественно, на уровне лучше-хуже. Количественно оценить достоверно не получается.
Offtop: Из моей практики - проверял расчет одного такого проектировщика-двоешника. Говорю:
- делайте температурный шов - у вас схема очень плохая - каркас с двух сторон стеснен лестничными клетками.
- а можно я в лире нелинейно посчитаю?
- запретить я Вам не могу - считайте, я вам сразу скажу, что ничего хорошего не получится.
Приносят расчет, посмотрел:
- так у Вас тут в расчете армирование диаметром 20 с шагом 100 задано, в проекте такого нет.
- да, но иначе лира не считала, я увеличил армирование пока не начала считать.
Занавес. Оно и понятно - итерации-то у лиры не сходились. Именно от огромных усилий.