[oper_rus]

Приветствую всех.
Задача: наклонная консольная стойка (см. схему), опирается на фундамент в виде буронабивной моносваи, состоящей из ростверка (3х3м; h=1,5м) и тела сваи (D=1,6м; Н=6м).
Расчёт стойки выполнялся по I-й группе (с.в.+полезная+ветер с пульсацией). Моменты в заделке очень приличные, причём в обеих плоскостях (Му=318т*м; Mz=197т*м).
Грунт (суглинок тяжёлый полутвёрдый) задаётся массивом размерами в плане 7,6х7,6м с помощью объёмных КЭ 271-276 (шаг сетки 0,2*0,2м; h=0,2...0,6м); по контуру массива установлены - КЭ 68-69.
Нелинейное загружение в две стадии: - с.в. массива грунта; - обнуление перемещений, демонтаж части грунта и монтаж стойки с моносваей. Свая задана 3D элементами с характеристиками бетона, тип КЭ 36. Связь сваи с грунтом - посредством односторонней упругой связи с трением между узлами (тип КЭ 264, на сжатие).
Модель хоть и долго, но считает; есть много нюансов, влияющих на конечный результат.
Форум почитал, но в такой постановке ничего не нашёл, может кто подскажет.
Вопросы:
- центр масштабирования для КЭ 68-69 принимается по центру на уровне верха ростверка сваи?
- при задании грунта КЭ 271-276 задается Ke (ветвь вторичного загружения, принял = 5) и условия прочности при сдвиге (1 - Боткина; 2 - Друккера-Прагера; 3 – Кулона-Мора), какой принимать? При условии 1 - Боткина и центре масштабирования на уровне верха сваи получаются неадекватные деформации грунта на первой стадии загружения - ярко выраженное пятно просадки по Z в центре грунтового массива, хотя должно быть равномерно слоями. Если поднять центр масштабирования вверх на ...50м, то деформации на первой стадии становятся равномернее, но на второй стадии получается чудо-чудное. По условию 3 - Кулона-Мора результаты адекватнее и красивее.
- по каким параметрам правильнее анализировать полученные результаты (перемещения, нормальные/касательные напряжения) и с какими нормативами их сравнивать?

[Tyhig]

1) Учесть отклонение положения сваи, ростверка и стойки. В данном случае они будут велики и возможно увеличат усилия в свае в 2 раза.
Рекомендую хотя бы 4-6 свай около 600 мм диаметром, из них 2 козловые наклонные.
2) Сначала не выделываться и посчитать сваю как стержень.
3) Диаметром 1600 мм сваи, конечно, делают, но уже переходят на сборные оболочки. Тут надо к Сергею гидротехнику.
4) Не думаю, что Лира позволит такое посчитать.
5) Анализировать по СП 24 приложение В.
6) Проверить отметки рельефа и свай в модуле Грунт разрезами.

Остальное не знаю.

[румата]

Сообщение от oper_rus - центр масштабирования для КЭ 68-69 принимается по центру на уровне верха ростверка сваи?

А если справку посмотреть?


----- добавлено через ~1 мин. -----

Сообщение от oper_rus - при задании грунта КЭ 271-276 задается Ke (ветвь вторичного загружения, принял = 5)

Это нужно для динамического расчета грунта. Можно и 5 принять. А вообще зависит от скорости приложения нагрузки.

----- добавлено через ~2 мин. -----

Сообщение от oper_rus условия прочности при сдвиге (1 - Боткина; 2 - Друккера-Прагера; 3 – Кулона-Мора), какой принимать?

Кулона-Мора, если грунты не скала.

----- добавлено через ~5 мин. -----

Сообщение от oper_rus - по каким параметрам правильнее анализировать полученные результаты (перемещения, нормальные/касательные напряжения) и с какими нормативами их сравнивать?

Ни с какими нормативами результаты объемного моделирования грунта не сравнишь. А анализировать нужно деформации и напряжения в грунте и свае. Обязательно не забыть проанализировать пластические деформации грунта (величину зон развития и саму величину пластической деформации внутри зон).

[oper_rus]

Респект за отзыв, несколько пояснений:
- применение моносваи обусловлено отводом участка минимальной площади и ограничением приближения в плане к сетям газоснабжения (забивные сваи не вариант, куст ещё может быть, но слишком тесные габариты);
- в условиях не ограниченной площади для подобных объектов всегда применяли КСП, с заданием модели грунта, свай стержнями, КЭ 56 и т.п.;
- подобные моносваи уже применяли, но моменты от стойки были меньше, объекты работают на данный момент;
- весь смысл задания подобной модели сводится к учёту работы моносваи при загружении двумя моментами, при этом, крутящий момент Mz может воспринять только прямоугольный ростверк

[oper_rus]

Сообщение от румата А если справку посмотреть?

При моделировании грунта с условием 1 - Боткин и размещении центра масштабирования "по справке" (центр на уровне верха сваи) получается неадекватная осадка по Z на первой стадии (пятно в центре), что и привело к мысли переместить центр масштабирования наверх...

[румата]

Сообщение от oper_rus При моделировании грунта с условием 1 - Боткин и размещении центра масштабирования "по справке" (центр на уровне верха сваи) получается неадекватная осадка по Z на первой стадии (пятно в центре)...

Вообще такого быть не должно, Кулон-Мор и Боткин отличаются математически в зависимостях, но не так сильно, чтобы давать огромную разницу в результатах. Хорошо бы было увидеть для сравнения осадку по Кулону-Мору.

[oper_rus]

По Кулону-Мору прикрепил в первом посте, повторю ещё раз.
Лучше, уже не такое пятно, но видимо не хватает загружения от с.в. по контуру на КЭ 68-69, попробую догрузить их
Раньше в Лире 2017 ограничивал грунтовый массив КЭ 264, осадки по 1 стадии были чёткие - слоями, но приходилось раза в два увеличивать размеры массива и соответственно увеличивалось время работы. В Лире 2021с увидел новую возможность сокращения объёма за счёт задания безграничного массива и решил использовать его, но что-то идёт не так)

----- добавлено через ~25 мин. -----
Понимаю, что тема узкопрофильная, может порекомендуете к кому можно обратиться за консультацией....

[румата]

Сообщение от oper_rus Лучше, уже не такое пятно, но видимо не хватает загружения от с.в. по контуру на КЭ 68-69, попробую догрузить их

Вообще от собственного веса грунт так не должен деформироваться ни по кулону-Мору ни по Боткину. Такая картина вертикальных деформаций от собственного веса грунта выглядит противоестественно.
Прикрепите расчетную модель. Может кто-то подскажет более конкретно, что там не так.

----- добавлено через ~9 мин. -----

Сообщение от oper_rus - весь смысл задания подобной модели сводится к учёту работы моносваи при загружении двумя моментами, при этом, крутящий момент Mz может воспринять только прямоугольный ростверк

А строго по СП 24, без объемной модели почему не хотите посчитать?

[oper_rus]

Сообщение от румата А строго по СП 24, без объемной модели почему не хотите посчитать?

Слишком нестандартная задача для норм, это как с расчётными динами колонн или расчётом опорного узла для той же наклонной стойки.
Всё же, современные системы САПР при грамотном подходе позволяют на порядок качественнее решить задачу и главное нагляднее

[румата]

Сообщение от oper_rus Моя модель для обсуждения на форуме

А почему у вас элементы, моделирующие бесконечный массив расположены таким странным образом внутри массива (выделено красным)?


----- добавлено через ~2 мин. -----
Да и вообще, ничего хорошего ожидать от такой модели не стОит

[oper_rus]

Сообщение от румата А почему у вас элементы, моделирующие бесконечный массив расположены таким странным образом внутри массива (выделено красным)?

у меня КЭ 68-69 расположены по контуру (типа BOX); Вы какой номер элемента выделили?

[румата]

Сообщение от oper_rus Вы какой номер элемента выделили?

[oper_rus]

видимо баги совместимости

[oper_rus]

у меня так

[румата]

Сообщение от oper_rus видимо баги совместимости

Похоже на жесткие вставки для пластин КЭ 68,69

----- добавлено через ~3 ч. -----

Сообщение от oper_rus у меня так

При переносе схемы в 0,0,0 жесткие вставки с КЭ 68,69 пропали, но расчет не сходится(8-15% погрешности) даже при двухкратном увеличении количества итераций. Поэтому результаты такого расчета нельзя считать достоверными.

[oper_rus]

Сообщение от румата Похоже на жесткие вставки для пластин КЭ 68,69 ----- добавлено через ~3 ч. ----- При переносе схемы в 0,0,0 жесткие вставки с КЭ 68,69 пропали, но расчет не сходится(8-15% погрешности) даже при двухкратном увеличении количества итераций. Поэтому результаты такого расчета нельзя считать достоверными.

Согласитесь, полученные деформации и напряжения вполне логичны и не противоречат здравому смыслу. Как такую задачу можно загнать в рамки СП?
Скорее всего сказывается влияние задания граничных условий и размеры массива грунта, при различных условиях меняется невязка (сразу предупреждал, что много нюансов). Буду экспериментировать...

[румата]

Сообщение от oper_rus Согласитесь, полученные деформации и напряжения вполне логичны и не противоречат здравому смыслу.

Не могу согласиться. Сходимости нет, значит нет и достоверного результата. Даже по смыслу.

Сообщение от oper_rus Как такую задачу можно загнать в рамки СП?

Поставить 2 или 3 сваи и посчитать на горизонтальную нагрузку.

[oper_rus]

Отвечу сам-себе, может кому пригодится.
Довёл схему, погрешность на обеих стадиях менее 1%, т.е. сходимость имеется.
По деформациям - окружающий сваю грунт ведёт себя как упруго-пластический материал, всё очень логично и наглядно.
Конечно для моделирования и анализа таких систем нужно иметь представление о классических расчётных моделях, заложенных в нормах.
Результатом удовлетворён.

[румата]

Сообщение от oper_rus ...всё очень логично и наглядно.

Ничего не наглядно. Для наглядности еще нужно увидель зоны пластического деформирования грунта или зоны выпора грунта. Кроме того, для оценки несущей способности такого фундамента нужно вычислить к-т запаса устойчивости или прочности грунтового массива по предельному стостоянию. Т.е. определить резерв несущей способности такого фундамента. Иначе толку от такого расчета нет - просто веселые картинки.

[oper_rus]

Страшно спросить, как Вы такой узел будете считать в рамках СП и какие коэффициенты притягивать...
А "картинки" и впрямь красивые Ж:-)

[GVI]

Не могли бы восстановить zip?

[румата]

Сообщение от oper_rus Страшно спросить, как Вы такой узел будете считать в рамках СП и какие коэффициенты притягивать...

Ничего страшного в этом узле нет. Прочность основноых элементов узла можно проверить по формуле Мизеса. Она применяется и для проверки балок и для проверок листовых конструкций по СП16.13330. Прочность сварных швов также по СП16. Устойчивость местную можно проверить по МКЭ так, что бы КЗУ был не меньшим 1.3. К-ты, при этом только одни - коэффициенты использования по прочности и поустойчивости.

[oper_rus]

Кому-то и логарифмическая линейка c Максвеллом-Кремоной заходит
Уважаю Ваш выбор, но Кесарю кесарево

[румата]

Сообщение от oper_rus Уважаю Ваш выбор, но Кесарю кесарево

Если хотите считать узлы по МКЭ, то Ваш выбор в виде Лиры не правильный. Лира слишком медленная для таких задач, но самое главное, она не покажет вам зоны и величины развития пластических деформаций. Без этого расчет узлов оболочками теряет смысл.

[Tyhig]

Если речь ещё о сваях, то их считаем исключительно и только по сп 24. Балуемся параллельно.

[oper_rus]

Широкая тема для дискуссии открывается:
- ради спортивного интереса предлагаю рассчитать данный случай с помощью форумчан, т.к. не совсем понимаю как учесть по СП воздействие моментов в двух плоскостях и включение прямоугольного ростверка на крутящий момент;
- в частности, имея опыт расчётов 3D узлов МК, задаваемых оболочками с нелинейным загружением (отдельная благодарность Макееву С.А. - гугл и "сопромат" в помощь), убедился в существенных расхождениях норм и поведения моделей (например жёсткое и шарнирное сопряжение); те же вопросы наблюдаются в других разделах (определение расчётных длин, динамика...). Это всё - если говорить о линейной постановке задачи, а если включить нелинейность, то видно, что те же узлы могут нести в разы больше (но если хочется спать спокойно, то лучше туда не лезть);
- по сути, системы САПР (МКЭ) позволяют моделировать физический образец и наблюдать за его поведением в любой точке меняя вводные; при этом, качество модели можно повышать до бесконечности (условно, метод можно сравнить с генной терапией). Ещё раз уточню, что для создания и анализа таких моделей, знание основ сопромата, строительной механики и далее по списку, обязательно. Реализация расчётов подобных узлов в рамках СП - это набор основ сопромата и кучи костылей для унификации к различным случаям (условно - набор различных медицинских препаратов, назначаемых в комплексе). Качество и того и другого способа определяется квалификацией "доктора" и качеством "препарата" (САПР), но при равных условиях - САПР будет на порядок выше;
- ряд экспертиз принимает подобные расчёты, но в данном случае объект под неё не попадает. Будем внимательно наблюдать в течение жизненного цикла; кому интересно, можно наверное кандидатскую защитить.

[Tyhig]

oper_rus, ну моменты то очевидным путём.
А про кручение, у вас что на руках нет утверждённого минстроем СТУ ? Как же вы тогда проектируете такие односвайные стойки ? Ведь одна уже спроектирована по вашим словам...

Короче, минимум 4 сваи.

[oper_rus]

Как это нет СТУ, только вчера оформили, ведь "Безвыходных ситуаций не бывает"

[Tyhig]

Кстати, если будете апеллировать к ж.д. рамам и односвайным фундаментам под них... То ведь там рамы... То есть кручения нет...

В общем у вас уникальная ситуация, вы особенный. Всем кручение не надо. Но проявлю уважение. Ведь такие и двигают Россию вперёд. Удачи. Ещё учтите, когда будете делать диссертацию, что здесь вы схватите только... Как сейчас модно говорить... Хайпа... От всех. Рекомендую начать оскорблять предварительно всех. Ведь вы один столько говна не сможете вылить на форум, сколько выльет форум на вас...

[oper_rus]

Спасибо на Добром слове, учту Ваши советы