[SkyFly]

Доброго времени суток!
Появился вопрос, как правильно моделировать реакции грунта от горизонтального смещения фундамента в уровне подошвы (фактически трение подошвы)? С вертикальными все понятно: коэффициены постели подбираю в кроссе, а что делать с горизонтальными нагрузками/перемещениями? Во время обучения, говорили "закрепляйте узлы плиты по Х и Y". Сейчас требуется посчитать здание на сейсмику и такой подход кажется грубым.
Пытался обойтись без закрепления, грубо посчитав С1 и С2 в скаде (для дальнейшего уточнения в КРОССе), само собой получил геометрически изменяемую систему по направлениям 1 и 2 (Х и Y).
Возникла мысль замоделировать эти реакции связями конечной жесткости по X и Y, но тогда нужно как-то вычислить значение этого трения (размерность: сила распределенная по площади плиты линейно зависимая от перемещения (т/м^2)*м=т/м).
Кто-нибудь сталкивался с подобным вопросом?

[SergeyKonstr]

В сейсмике применяют коэ-ф-т горизонтальной жесткости =0,7*Сz, если не происходит среза ф-та по подошве.

[SkyFly]

Прошу прощения, а не могли бы вы дать ссылку на нормы/литературу, где можно подробнее ознакомится с этим методом?

[roman111]

Можно посмотреть нормы по фундаментам машин с динамическими нагрузками.
Старый СНиП именно туда отсылал при расчете жесткости основания.

[SergeyKonstr]

Сообщение от SkyFly ....не могли бы вы дать ссылку....

Вот, что первое в голову взбрело...

[CRISTOFF]

Применяю КЭ 56
Одноузловой КЭ упругих связей
Данный одноузловой КЭ применяется для введения упругих связей вдоль и/или вокруг глобальных или локальных осей координат узла. Этот элемент объединяет в себе шесть КЭ типа 51.
С помощью этого КЭ можно смоделировать полное защемление узла.
Усилия, полученные в этом КЭ, соответствуют реакциям в узле.

Расчёт жёсткости - во вложении.

[skam]

Этот коэффициент обозначает трение бетона по грунту. Принимают 0,7 как для трения фп по подготовке. Если подготовки нет, то нужно принимать в зависимости от грунта.

[SkyFly]

Сообщение от CRISTOFF Применяю КЭ 56 Одноузловой КЭ упругих связей Данный одноузловой КЭ применяется для введения упругих связей вдоль и/или вокруг глобальных или локальных осей координат узла. Этот элемент объединяет в себе шесть КЭ типа 51. С помощью этого КЭ можно смоделировать полное защемление узла. Усилия, полученные в этом КЭ, соответствуют реакциям в узле.

Мне кажется 51 сюда гораздо лучше подходит, зачем моделировать односторонние связи то? В одну сторону подошва поехала — трение есть, а в другую — нет? Как он объединяет в себе шесть КЭ 51 я не знаю, мне кажется это просто разные по своей сути элементы. Реакции в узлах можно высчитать по перемещениям узлов, произведением перемещения на жесткость.

----- добавлено через ~1 мин. -----
Огромное всем спасибо за ответы, картина начинает проясняться, а то даже не знал откуда начать!

[CRISTOFF]

SkyFly, В КЭ56 вы назначаете вычисленную жёсткость для Х и Y. Остальные остаются =0.
В КЭ51 можно только в одном направлении задать жёсткость.

[SergeyKonstr]

К #6 - это для длительных нагрузок.
К #7 - Выражение "Горизонтальная сила=Вертикальная сила*коэ-т трения" премещений не дает.

[roman111]

Сообщение от SergeyKonstr К #6 - это для длительных нагрузок.

Не совсем. Я прочитал раздел книги (по которому выполнен расчет) там есть пояснения для расчета жесткости основания для кратковременных нагрузок (фундаментов машин с динамическими нагрузками).

[skam]

Что значит горизонтальная сила=вертикальная сила "к-т трения" перемещений не дает? Значение Rx, Ry определяется по формуле: f*Aкэ(грузовая площадь примыкающих пластин к узлу)*C1. f обычно принимают 0,7 как для трения жб по подготовке. При этом в сейсмике надо следить чтобы перемещение кэ-56 по Х, Y не превышали 5-10мм.

[roman111]

Сообщение от skam Что значит горизонтальная сила=вертикальная сила "к-т трения" перемещений не дает?

Потому что для расчета перемещений нужно знать деформационный характеристики грунта, а не только величину нагрузки. А если умножить вертикальную силу на коэффициент трения. то получите несущую способность на сдвиг, но точно не перемещения. Вы на размерность посмотрите, вы силу на безразмерный коэфф. умножаете, получаете размерность силы (т, кН, кг).
То есть Вы получите [Rx, Ry] предельно допустимые, а для расчета усилий в конструкциях здания нужно правильно задать жесткость т.к. она будет влиять на результаты расчета.

[skam]

Ясно, спасибо за разъяснения.

[SergeyKonstr]

roman111.
В #10 не верно выразился, следовало бы сказать "для статических нагрузок"Offtop: Хотя модуль в 5 МПа вряд ли не длительный...
Эту формулу Клепиков рекомендует при уровне касательных напряжений =0,5*предельных, иначе зависимость гор. перемещений от нагрузки не линейная.

skam.
Коэф-т трения нужен для определения предельных касательных напряжений по подошве фундамента, например из формулы тау=р*tg фи+с, где tg фи - коф-т трения. Прежде чем применить податливость на гор. перемещения, нужна проверка, чтобы подошва ф-та не срезалась по контакту с грунтом, а лишь только имела сдвиг на грунте.

[SkyFly]

Сообщение от CRISTOFF SkyFly, В КЭ56 вы назначаете вычисленную жёсткость для Х и Y. Остальные остаются =0. В КЭ51 можно только в одном направлении задать жёсткость.

А что мешает сделать так?

[CRISTOFF]

Сообщение от SkyFly А что мешает сделать так?

А это в какой программе? Подозреваю, что автоматически генерируются КЭ-51 в том количестве, сколько задано жесткостей, отличных от нуля.

----- добавлено через 25 сек. -----
Scad что ли?

----- добавлено через ~2 мин. -----
В ЛИРЕ для КЭ-51 можно назначить жёсткость только по одному направлению, для КЭ-56 - для любого из шести направлений.

[Poreth]

Сообщение от CRISTOFF Применяю КЭ 56 Одноузловой КЭ упругих связей Данный одноузловой КЭ применяется для введения упругих связей вдоль и/или вокруг глобальных или локальных осей координат узла. Этот элемент объединяет в себе шесть КЭ типа 51. С помощью этого КЭ можно смоделировать полное защемление узла. Усилия, полученные в этом КЭ, соответствуют реакциям в узле. Расчёт жёсткости - во вложении.

Коэф жесткости выходит разный по Х и У? Т.е. а/б будут разные, я так понял.
Как Кх считать при сложной форме здания - например буквой С?
За три года никуда прогресс не шагнул в сторону автоматизированного расчета?

Досталась по наследству заглубленная автостоянка. В ней есть концевой участок длиной метров 30, шириной 8м и заглубленый на 8м. Вот и возник вопрос, а не сдвинет ли её куда? Не повернет? А если сдвинет/повернет - упрётся она в высотку и остановится, или еще что?

[Виkтор]

По итогу, может кто-то предварительно подытожить алгоритм для скад? (Doc1 от уважаемого SergeyKonstr открыть не могу)
PS SergeyKonstr, особенно к вам обращаюсь
PSS хммм, из #5 на компьютере тоже не открывается файл, сможете перезалить в другом формате?

[roman111]

Сообщение от Poreth Досталась по наследству заглубленная автостоянка. В ней есть концевой участок длиной метров 30, шириной 8м и заглубленый на 8м. Вот и возник вопрос, а не сдвинет ли её куда? Не повернет? А если сдвинет/повернет - упрётся она в высотку и остановится, или еще что?

Если нужно посчитать прочность грунта на сдвиг, то есть формулы СНиПов (вертикальная нагрузка на коэф. трения) - это для того что бы понять сдвинет или нет.
Если нужно ширину деф. шва между фундаментами (в том случае если прочность на сдвиг обеспечена), то можно посчитать все здание как единый элемент.

[SergeyKonstr]

Сообщение от Poreth Вот и возник вопрос, а не сдвинет ли её куда?

Если "высотка" уже построена, то, вероятно, только на неё. Но, чтобы узнать

Сообщение от Poreth упрётся она в высотку и остановится

нужно определить модуль деформации уплотненного грунта под (около) фундамента "высотки" от напряжений в грунте, которые создал ф-т "высотки", в том числе и от горизонтальных. Сумеете это сделать?

Сообщение от Виkтор открыть не могу)

Поглядите вложение.

Сообщение от Виkтор особенно к вам обращаюсь

В Скаде то я не очень.
А что конкретно желаете услышать.

[Poreth]

Сообщение от SergeyKonstr Если "высотка" уже построена,

Выходит обратную засыпку делать только после возведения высотной части дома. Дом+стоянка в плане получается прямоугольник, т.е. если стоянка упрется в дом то давление грунта уравновесится. Только вот "деформационный" шов сомкнется.

Сообщение от SergeyKonstr нужно определить модуль деформации уплотненного грунта под (около) фундамента "высотки" от напряжений в грунте, которые создал ф-т "высотки", в том числе и от горизонтальных. Сумеете это сделать?

Вот тут вообще не понял. Стоянка физически своим фундаментом 600мм упрётся в ф.плиту высотки 1,8м. Причем тут модуль деформации уплотненного и всё такое?

[SergeyKonstr]

Сообщение от Poreth Выходит обратную засыпку делать только после возведения высотной части дома.

Желательно. У нас был случай, когда пристрой и жил. дом строили одновременно. До 8-ми этажей высокой части всё было нормально, после пристрой "лопнул".

Сообщение от Poreth т.е. если стоянка упрется в дом то давление грунта уравновесится.

Смотря какие гор. напряжения в грунте будут.

Сообщение от Poreth Только вот "деформационный" шов сомкнется.

А может и нет, если строить одновременно.

Сообщение от Poreth Причем тут модуль деформации уплотненного и всё такое?

Гор. перемещения ф-та зависят от модуля грунта. Как пример - вложение.

Сообщение от Poreth Стоянка физически своим фундаментом 600мм упрётся в ф.плиту высотки 1,8м.

Ну если только так.

[Poreth]

Сообщение от SergeyKonstr До 8-ми этажей высокой части всё было нормально, после пристрой "лопнул".

А можно это расшифровать? Что значит "лопнул"?

[SergeyKonstr]

Сообщение от Poreth А можно это расшифровать?

Можно.
Высокая часть - монолитный 12-ти этажный ЖБ каркас на фунд. плите.
Пристрой - 2-х эт. монол. жб каркас с подземным паркингом, поперечные рамы, ф-ты отдельные.
В зонах примыкания жб балок к жб колоннам сквозные трещины.

[Poreth]

Т.е. логичным будет еще проверить конструкции пристроя на усилия при упирании в ЖД!

[roman111]

Сообщение от SergeyKonstr В зонах примыкания жб балок к жб колоннам сквозные трещины.

Узел сопряжения балок пристроя и высотной части шарнирный или жесткий?

[SergeyKonstr]

Сообщение от roman111 Узел сопряжения балок пристроя и высотной части шарнирный или жесткий?

Не было соединения. Высокая и низкая части - отдельные блоки.

Сообщение от Poreth Т.е. логичным будет еще проверить конструкции пристроя на усилия при упирании в ЖД!

Логично.
Должно по иному распределяться гор. нагрузка на верт. элементы схемы.

[crosandr]

Сообщение от CRISTOFF Применяю КЭ 56 Одноузловой КЭ упругих связей Данный одноузловой КЭ применяется для введения упругих связей вдоль и/или вокруг глобальных или локальных осей координат узла. Этот элемент объединяет в себе шесть КЭ типа 51. С помощью этого КЭ можно смоделировать полное защемление узла. Усилия, полученные в этом КЭ, соответствуют реакциям в узле. Расчёт жёсткости - во вложении.

Кроме как расчета по книжке Клепикова, как еще можно перейти от коэффициента трения к жесткости упругих связей в кН/м?

[Нубий-IV]

Сообщение от crosandr Кроме как расчета по книжке Клепикова, как еще можно перейти от коэффициента трения к жесткости упругих связей

По инженерной методике - в два уверенных шага.

• Шаг 1. Назначаем жесткость связей 1 кН/м.
• Шаг 2. Делаем расчет на горизонтальную нагрузку. И если горизонтальное перемещение вместо желаемых 2мм получилось 2м, увеличиваем жесткость в 2000/2 = 1000 раз.

Шаг 2 иногда можно и не делать.

[3MEi86]

Сообщение от Нубий-IV И если горизонтальное перемещение вместо желаемых 2мм получилось 2м, увеличиваем жесткость в 2000/2 = 1000 раз.

Чушь несусветная !
А потом я пожелал чтобы перемещения были 50 мм, поменял опять жесткость и получил другой результат. Только вот интересно, а грунт знает, что я меняю ему жесткость в схеме и он начинает работать по другому ? Наверное грунту опять забыли сказать об этом...

[Нубий-IV]

Сообщение от 3MEi86 А потом я пожелал чтобы перемещения были 50 мм

У меня Старк при генерации схемы на упругом основании автоматически их назначает по какой-то своей формуле, получается порядка 1000 кН/м в узле (плюс-минус при разных грунтах и густоте сетки). У кого программы так не делают - надо назначать ручками. А чтобы назначить жесткость, придется задаться некоторыми перемещениями, и неважно, по книжке я их буду определять или на глаз. И никто не скажет, 3мм правильно или 3.3мм.

У этих жесткостей обычно одно назначение - убрать геометрическую изменяемость по горизонтали. Если задать жесткую связь в одном узле - будет глюк с концентрацией напряжений и левой арматурой, а размажешь по площади подошвы - и глюка нет. Если жесткость достаточно велика, чтобы не давать нереально больших смещений, то разницы между 1мм и 10мм не проявится. А если переборщить - грунт включится в работу стен по вертикали на изгиб, и даст лишний запас прочности, с этой точки зрения лучше завысить перемещения, чем занизить. А на время расчет частот колебаний в старке вообще можно закреплять фундаменты жестко, а результаты расчета на пульсации или сейсмику использовать потом в схеме с податливым основанием.

[Виkтор]

Называется "подгонка"

[Poreth]

Если завысить перемещения, тогда в стенах вылезет больше арматуры для сложных по форме заглубленных конструкций. Потому и хотелось бы как-то более обоснованно подходить к вопросу назначения этих связей.

Offtop: Давайте в запас считать все как бетон В10 а делать из В50?

[SLADE]

для SCAD смотри плагин

[drumbasser]

На самом деле ситуация с определением жесткости в горизонтальном направлении интересная. Методика представленная SergeyKonstr в сообщении 21 (извиняюсь, не умею ставить ссылку на сообщения если научите буду признателен)) достаточно логична и учитывает податливость основания как таковую, ведь если не происходит сдвига по подошве, то грунт под подошвой должен захватываться в работу как единое сжимаемое тело с модулем деформации, что и указано в Приложении С СП23.13330.2018. В СП 26.13330.2018 учтен коэффициент упругого равномерного сдвига Сx=0.7Cz. Вполне достаточно для первого приближения. Что касательно учета упирания в конструкции соседних корпусов , данный вопрос может быть учтен введением односторонних связей в местах возможных сопряжений с учетом выборки зазора деформационного шва. Задаете односторонние связи, считаете в нелин постановке , полученные реакции добавляете через сборку в основную схему и считаете с учетом РСУ

[crosandr]

Сообщение от SLADE для SCAD смотри плагин

Он делает тоже самое, что последняя версия Кросса?

[SLADE]

Сообщение от crosandr Он делает тоже самое, что последняя версия Кросса?

Вроде, да. Не пробовал.
последнее время основание достаточно однородное попадается, не было возможности протестировать КРОСС

[3MEi86]

Сообщение от Poreth тогда в стенах вылезет больше арматуры для сложных по форме заглубленных конструкций.

При ленточном фундаменте и значительном расстоянии между поперченными стенами, даже не в стенах, а в ленте получается значительная продольная арматура вдоль ленты. Ленту выгибает в горизонтальной плоскости с пролетом, равным расстоянию между поперечными стенами. Лента начинает работать не в том направлении, в котором должна работать.
Не надо допускать такой расчетной схемы ленты, так как данная работа для нее не характерна и носит очень неопределенный характер, зависящий от податливости грунта в горизонтальном направлении. А работа грунта в горизонтальном направлении в СП 22.13330 не рассматривается. Только несущая способность на сдвиг. Вот и не надо допускать сдвига. Считаете по плоской схеме стену на давление грунта. Подбираете ширину подошву из условий невозможности сдвига. Определяете вертикальную арматуру в стене и горизонтальную арматуру в ленте в коротком направлении.

[SergeyKonstr]

Сообщение от 3MEi86 А работа грунта в горизонтальном направлении в СП 22.13330 не рассматривается.

Offtop: Не понятно тогда откуда взялся рисунок 9.1.

Сообщение от 3MEi86 Вот и не надо допускать сдвига.

Offtop: Среза подошвы относительно грунта не нужно допускать, а сдвиг это нормальное явление, при нём реализуется коэф-т трения покоя.

Сообщение от crosandr как еще можно перейти от коэффициента трения к жесткости упругих связей в кН/м?

Вы о каком трении - покоя или скольжения?

[3MEi86]

Сообщение от SergeyKonstr Offtop: Не понятно тогда откуда взялся рисунок 9.1.

SergeyKonstr, ну вы же сами лучше меня знаете, что это график зависимости давления грунта от перемещений, но не жесткость грунта от перемещений. А вот жесткость грунта в горизонтальном направлении не рассматривается. Основное условие, чтобы сумма силы трения покоя и пассивного давления была больше суммы сдвигающих сил. Сначала конструкцию немного сдвинет в горизонтальном направлении, преодолевая силу трения покоя, если ее недостаточно для сопротивления сдвигу. А далее уже подключится пассивное сопротивление грунта, что в сумме с силой трения покоя должно уравновешивать сдвигающие силы.

Сообщение от SergeyKonstr Среза подошвы относительно грунта не нужно допускать, а сдвиг это нормальное явление, при нём реализуется коэф-т трения покоя.

Думаю, что наоборот. Сила трения покоя, она на то и сила трения покоя, при котором сдвига быть не должно. А вот если превысить силу трения покоя, то тогда реализуется не сила трения покоя, а пассивное давление грунта, которое подключается к силе трения для уравновешивания сдвигающих сил.
Так, например, при отсутствии грунта, сопротивляющегося сдвигу пассивным давлением, уравновешивать сдвиг будет только сила трения (подошвы по грунту или tgфи грунта) и конструкция будет устойчива на сдвиг. При превышении силы трения, трение не реализуется, а произойдет сдвиг и потеря несущей способности. Возможно SergeyKonstr, вы что то другое имели в виду и это просто игра слов, но в моем понимании трение покоя реализуется до тех пор , пока оно не превышено, а при его превышении и отсутствии пассивного давления жесткость в горизонтальном направлении принимай равным 0 для участка, где сдвигающие силы превысили трение или трение с учетом пассивного давления.

[SergeyKonstr]

Сообщение от 3MEi86 это график зависимости давления грунта от перемещений, но не жесткость грунта от перемещений

Перемещение то как найти, не зная жесткость грунта на сдвиг?

Сообщение от 3MEi86 при отсутствии грунта, сопротивляющегося сдвигу пассивным давлением, уравновешивать сдвиг будет только сила трения (подошвы по грунту или tgфи грунта) и конструкция будет устойчива на сдвиг

Срез подошвы в месте контакта с грунтом уравновешивается, при преодолении силы трения покоя произойдет отрыв подошвы от грунта и реализуется движение подошвы относительно грунта (это трение скольжения). Сдвиг предшествует срезу (это сопромат). Сдвиг зависит от жесткостных характеристик грунта и осуществляется при несмещении подошвы фундамента относительно грунта. При сдвиге также есть гор. перемещение.

[vanAvera]

Сообщение от 3MEi86 А вот жесткость грунта в горизонтальном направлении не рассматривается.

Жесткость грунта в горизонтальном направлении учитывается во всяких Plaxisах и Midasах интерфейсными элементами. И зависит от жесткостных характеристик грунта на сдвиг, аналогия из физики за 8 класс - трение покоя. А после преодоления некоего предела (в геотехнических прогах - сухое Кулоновское трение, или прочность Кулона-Мора на сдвиг при c=0 и пониженной фи)- превращается в трение скольжения.

[Нубий-IV]

Сообщение от Виkтор Называется "подгонка"

Кому совесть не позволяет подгонять - идут в ученые. А которые без стыда и совести - те становятся инженерами. Все наши методики расчета на прочность - сплошная подгонка.

Считаем, что напряжения по сечению постоянны (σ = C1) - подгонка. Спасибо ученым, придумали нам термин "осевое растяжение", и слово "подгонка" теперь можно не произносить. В задачах, когда такое решение сильно уж завирается, берем следующее приближение, σ = C1 + C2*y - это изгиб получается. И, хотя ученые предупреждают, что это всего лишь два первых члена бесконечного ряда, мы смело используем исключительно формулы N/A + M/W, потому что врать завсегда легче.

Да сам метод конечных элементов - инженерная подгонка, под которую ученые задним числом придумали обоснование. Есть у нас задача со сложной картой перемещений. Ну, это уж слишком. Обнулим все перемещения - фигня вышла. Ой, не фигня, а Основная Система, конечно же - спасибо ученым. ОК, подгоним перемещения, чтобы хотя бы равновесие в узлах сошлось - получаем МКЭ. А расчет на устойчивость по синусоиде? А коэффициенты постели? А расчет осадок грунта по формулам упругого полупространства? Так почему для этой задачи делать исключение?

Сообщение от SergeyKonstr ... Срез подошвы ... отрыв подошвы .. движение подошвы относительно ... трение скольжения ...

Срезы и отрывы требуют делать нелинейный расчет. В результате получим точные перемещения и напряжения в грунте. Один вопрос - накой нам усилия в грунте? Нам нужны усилия в конструкции, а она вполне себе упругая. Одно условие - напряжения по подошве не выше силы трения. Отсюда модифицированная инженерная методика - подгонять не перемещения, а реакции в связях так, чтобы пиковое (или среднее в окрестности пика) было равно "сколько надо". Две-три итерации подгонки - и получаем ответ из обычного линейного расчета, безо всяких плаксисов, посторонних элементов и подозрительных контактов.

[Виkтор]

Оно может так, но большинство предпосылок идет в запас большинству случаев и поэтому "подгонка" это нормально, но если есть обоснованная уверенность почему сооружение пройдет проверку жизнью по 1 и 2 ГПС
ну а так, по нормам - не значит, что все будет стоять весь срок службы, это значит, что юридически проектировщик все сделал по закону. А по закону, как известно, не значит по справедливости

[eilukha]

Сообщение от Нубий-IV потому что врать завсегда легче

- цель-то не правда, а чтобы не падало и было недорого.

[SergeyKonstr]

Сообщение от Нубий-IV Один вопрос - накой нам усилия в грунте?

Знать, поедет подошва или нет не только для отдельно стоящего фундамента, а и в системе.
Например, пристроенное заглубленное помещение, где давление грунта осуществляется с одной стороны и первый по фронту фундамент невозможно сделать таким, чтобы на нём осуществлялось трение покоя. Системой распорок от этого ф-та в другие добиваемся этого осуществления. Но сколько нужно сделать таких распорок? Без перемещений не обойтись. От этого и усилия в конструкциях.

[shabskiy]

Сообщение от Нубий-IV Один вопрос - накой нам усилия в грунте

К примеру: требуется посчитать длинную фундаментную плиту на температурные воздействия. Растягивающие напряжения при охлаждении в фундаментной плите будут напрямую зависеть от горизонтальной реакции сил трения на контакте ФП-грунтовый массив, которые будут напрямую зависеть от жесткости трения грунта. И назначать жесткость грунта в горизонтальном направлении "по наитию" уже не кажется правильным...