[EUDGEN]

Здравствуйте!
Аналогичная тема уже поднималась, но у меня частный вопрос. Прав ли я, если в пояснительной записке к расчету пишу следующее:
РАСЧЕТНАЯ СХЕМА
Расчетная схема здания представлена в виде комплекса конструктивных элементов (фундаментной плиты, диафрагм жесткости, колонн и ригелей, плит перекрытий и покрытия), работающих совместно.
ПРИМЕЧАНИЕ:
1. Прочность конструкций надземной части здания проверялась при учете защемления в уровне фундаментной плиты.
2. Прочность конструкций фундаментов здания (плитной части) проверялась при учете работы упругого основания с учетом жесткости вышележащих конструкций.
3. Пункт 1 принят в связи со сложностью учета этапов возведения и нагружения здания, а так же со сложностью учета неупругих деформаций на контакте надземной части и фундаментов, в результате которого по обрезу возникают нереальные усилия в колоннах и д/ж.
Поясняю: выкладываю файл сопоставления эпюр моментов двух вариантов схем. Слева с учетом совместной работы. Справа - защемление по обрезу.
Спасибо заранее за внимание.
[ATTACH]1133446949.dwg[/ATTACH]

[Tandr]

Сообщение от Constantin Shashkin В рамках пластинчато-стержневой системы - никак! Это вовсе не означает что пластинчато-стержневые системы нельзя использовать. Просто некоторые точки являются особыми, на них не нужно обращать внимание.

Т.е. вы предлагаете не обращать внимания на огромный момент в колонне по обрезу фундамента?

Сообщение от Constantin Shashkin Про усреднение момента - для плиты перекрытия в узле сопряжения с колонной все просто. Если не экономить, можно взять максимум по эпюре и положить арматуры на зону в размер КЭ. Это даст запас раза в 1.5...2. Можно осреднить по соседним точкам и расположить арматуру по большей площади.

1. Никак не могу понять, как вы предлагаете "усреднять" моменты? Допустим момент в колонне по обрезу фундамента 70 т*м, а в месте сопряяжения с перекрытием -10 т*м, как усреднить?
2. Вы пишете про "запас в 1,5....2" раза, откуда он взялся? По моему для того чтобы можно было вычилить запас нужно знать минимально необходимую арматуру в сечении. Следовательно необходимо знать фактические усилия (реальные, истинные, и т.п., или обоснованные). Вернулись опять к моменту..........

Все же может ли кто-нибудь на конкретном примере пояснить свой подход к вопросу моделирования узла сопряжения колонны с фундаментом и желательно обосновать его? Или все просто "пихают" арматуру по максимальному моменту и обрывают 2/3 стержней в соседнем сечении???

[EUDGEN]

Сообщение от Tandr Т.е. вы предлагаете не обращать внимания на огромный момент в колонне по обрезу фундамента? Все же может ли кто-нибудь на конкретном примере пояснить свой подход к вопросу моделирования узла сопряжения колонны с фундаментом и желательно обосновать его? Или все просто "пихают" арматуру по максимальному моменту и обрывают 2/3 стержней в соседнем сечении???

Для большего понимания стратегии момента, надо почитать книгу Клепикова по " учету совместной работы.." (имеется в доунлауде). Но, к сожалению, книга, пусть и "великого" ученого, не является нормативным документом, где требования такого учета зафиксированы... Как выбраться из получаемых " ножниц - граблей" - вот вопрос, который требует разрешения...

[p_sh]

Коллеги, по-моему, вы просто приняли желаемое за действительное
Константин:
Про усреднение момента - для плиты перекрытия в узле сопряжения с колонной все просто
а вы про колонну.

вы мне лучше еще раз, все предварительно взвесив, ответте на следущий вопрос:можно ли принимать работу ж.б. диафрагмы (зажатой между колонн) в предположении пониженного коэффициента пуассона чем у фундаментной плиты? (если вы, в результате опытов пришли к такому-же как я выводу, что момент обусловлен работой условно изотропного материала)
по крайней мере величина этого (обсуждаемого) момента зависит от этого коэффициента для материала диафрагмы

[EUDGEN]

Сообщение от p_sh Коллеги, по-моему, вы просто приняли желаемое за действительное Константин: Про усреднение момента - для плиты перекрытия в узле сопряжения с колонной все просто а вы про колонну. вы мне лучше еще раз, все предварительно взвесив, ответте на следущий вопрос:можно ли принимать работу ж.б. диафрагмы (зажатой между колонн) в предположении пониженного коэффициента пуассона чем у фундаментной плиты? (если вы, в результате опытов пришли к такому-же как я выводу, что момент обусловлен работой условно изотропного материала) по крайней мере величина этого (обсуждаемого) момента зависит от этого коэффициента для материала диафрагмы

Уважаемый Павел!
Заниматься ликбезом коллег утомительно, но хочется услышать Ваше мнение и способы реализации теоретических выкладок Клепикова применительно к реальным расчетам О-Ф-З.
Ниже несколько страниц из книги:

[Constantin Shashkin]

Я действительно имел в виду момент в плите перекрытия (или фундаментной плите) об этом упоминалось в вопросах. Физический смысл имеет не момент в точке (который теоретически бесконечен), а площадь эпюры моментов. Перекрывая треугольную эпюру прямоугольником по максимальному значению получим запас в 2 раза. Если эпюра трапециевидная - запас меньше.

Сопряжение диафрагмы, плиты и колонны по краю диафрагмы представляет еще более запутанную задачу. Стержень имеет вращательные степени свободы, диафрагма (в SCAD) - не имеет. Поэтому момент в узле сядет сначала на стержень. Но даже если использовать одинаковые функции формы для стержня и диафрагмы (как я пытался сделать у себя в FEM) я не думаю, что это поможет найти истинное распределение напряжений в узле сопряжения всех трех элементов. Незнание истинных напряжений в узлах сопряжений - неизбежная плата за идеализацию схемы. Хотите моделировать узел - берите объемные элементы (лучше 2-го порядка) и решайте задачу о распределении напряжений в узле. Поиск "истинных" напряжений в местах сопряжения стержней и пластин - на мой взгляд пустая задача. В этой темной комнате черной кошки нет. Могу подкинуть пару вопросов на засыпку:
1. что вы считаете моментом в узле сопряжения если эпюра напряжений в сечении, как известно, криволинейная?
2. как вы его будете использовать в инженерных расчетах, с учетом того, что для железобетона значения напряжений в узле сопряжения будут серьезно зависеть от нелинейной жесткости материала?
И в заключение - простое рассуждение. Ну не будет колонна, сопряженная с диафрагмой, работать на изгиб в плоскости диафрагмы! Ее жесткость на изгиб на порядки меньше. Считайте диафрагму на неравномерные напряжения с учетом концентраций и в крайнюю часть диафрагмы (т.е. фактически в колонну) ставьте арматуру на восприятие напряжений. А определять отдельно момент в колонне - это от большой любви к сопромату, который в данном случае не работает.

[EUDGEN]

Сообщение от Constantin Shashkin ..... И в заключение - простое рассуждение. Ну не будет колонна, сопряженная с диафрагмой, работать на изгиб в плоскости диафрагмы! Ее жесткость на изгиб на порядки меньше. Считайте диафрагму на неравномерные напряжения с учетом концентраций и в крайнюю часть диафрагмы (т.е. фактически в колонну) ставьте арматуру на восприятие напряжений. А определять отдельно момент в колонне - это от большой любви к сопромату, который в данном случае не работает.

Эх! Если бы такая трактовка была б прописана в каком-нибудь СНиПе...
Нечто подобное я выполнил в посте 76.

[EUDGEN]

Исправляюсь: в 176 посте, изгиб колонны в плоскости Д/Ж уменьшил на порядок - практически шарнир.

[Tandr]

Может я уже слишком назойливый, но все же, дайте кто-нибудь ответ на поставленный мной вопрос о сопряжении отдельно стоящей колонны с фундаментной плитой!
К сожелению, я не могу найти решения, поэтому и прошу у знающих помощи.

[p_sh]

Сообщение от EUDGEN Ниже несколько страниц из книги:

на страницах 62-64 ответы... лучше не сбормулировать.

[p_sh]

Сообщение от Tandr вопрос о сопряжении отдельно стоящей колонны с фундаментной плитой!

http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=19985
что с фундаментной, что с перекрытия...

[engineer+]

Сообщение от Constantin Shashkin Ну не будет колонна, сопряженная с диафрагмой, работать на изгиб в плоскости диафрагмы!

Будет. Например, в картинках из поста 178 имеет место стеснение деформаций в нижнем сечении - при действии вертикальной нагрузки диафрагма "раздается в стороны", искривляя ось стержня колонны, отсюда и моменты.

Сообщение от Constantin Shashkin ...как вы его (момент) будете использовать в инженерных расчетах, с учетом того, что для железобетона значения напряжений в узле сопряжения будут серьезно зависеть от нелинейной жесткости материала?

По-моему, в какой-то книге Городецкого в поддержку реализованной в Лире физической нелинейности (со всеми ее ограничениями) обращалось внимание на нелогизм, заключающийся в том, что для расчетов жб по СНиП и СП, которые выполняются с учетом нелинейной работы того же бетона, используются усилия, полученные из линейного расчета.

[p_sh]

про напряжения это в яблоко.

Евгений, попробуйте в тестах задать достаточно большой жесткость перекрытий.

сразу и схемку вам кидаю идеализированную в скаде.
чем жестче диск - тем больше напряжение на краю диафрагмы - "момент в колонне" и это не зависит от этажа - хотите "большой момент" в колонне в уровне первого перекрытия? - сделайте жесткость этого перекрытия сравнимую с жесткостью фундаментной плиты

[p_sh]

Сообщение от EUDGEN Исправляюсь: в 176 посте, изгиб колонны в плоскости Д/Ж уменьшил на порядок - практически шарнир.

попробуйте защитить свою гипотезу для модели из объемников или хотя-бы из оболочек.... хочется посмотреть как вы выкрутитесь :)

[Constantin Shashkin]

Сообщение от engineer+ Будет. Например, в картинках из поста 178 имеет место стеснение деформаций в нижнем сечении - при действии вертикальной нагрузки диафрагма "раздается в стороны", искривляя ось стержня колонны, отсюда и моменты.

Все правильно. Но та же ситуация будет, если диафрама стоит без колонн. Мы же не будем говорить о моменте в крайней части диафрагмы. Мы просто будем рассматривать напряжения в диафрагме. Диафрагму с колонной можно рассматривать как единую конструкцию с увеличением сечения по контуру. Какой смысл выделять отдельно момент в колонне?

[p_sh]

Какой смысл выделять отдельно момент в колонне?

а Можем ли мы это криволинейное (в пределах условной колонны) распределение сжимающих напряжений осреднить?
На сколько я понимаю, в случае моделирования этого участка диафрагмы введением стержневого конечного элемента ("колонны") на стыке этой "колонны" (части диафрагмы), изгибное усилие в стержневом конечном элементе получается несколько завышенным в виду имеющейся разницы в размерности конечных элементов (присутствие изгибной формы у стержня и отсутствие такой у оболочки).?
Расчетные схемы из объемных изотропных КЭ показывают измненение направления изгиба краёв диафрагмы в заделке в плиты, как в диафрагмах одинаковой толщины, так и "обрамленных" утолщениями (колоннами).
Вопрос видимо подходит к критической точке разрешения...

[engineer+]

Сообщение от p_sh а Можем ли мы это криволинейное (в пределах условной колонны) распределение сжимающих напряжений осреднить? На сколько я понимаю, в случае моделирования этого участка диафрагмы введением стержневого конечного элемента ("колонны") на стыке этой "колонны" (части диафрагмы), изгибное усилие в стержневом конечном элементе получается несколько завышенным в виду имеющейся разницы в размерности конечных элементов (присутствие изгибной формы у стержня и отсутствие такой у оболочки).? Расчетные схемы из объемных изотропных КЭ показывают измненение направления изгиба краёв диафрагмы в заделке в плиты, как в диафрагмах одинаковой толщины, так и "обрамленных" утолщениями (колоннами). Вопрос видимо подходит к критической точке разрешения...

Сейчас из практического любопытства (ну и дело принципа, конечно) рассматриваю аналогичную частную задачу - диафрагма с колоннами. Цель - определить насколько может отличаться момент в стержне от суммарного момента, воспринимаемого заменяющими его пластинчатыми элементами (т.е. смотрю плоскую задачу, так проще).
Конечно, эффект характерного изменения усилий в зонах стеснения деформаций имеет место, как бы мы не задавали колонну (стержнем, пластинами, объемниками).
Подход следующий - по площади эпюры напряжений в элементах колонны (с учетом их толщины) определяем суммарное продольное усилие, суммарный момент - как суммарное продольное усилие на эксцентриситет центра тяжести эпюры напряжений относительно центра тяжести сечения колонны. Безусловно, моменты в стержне в силу упомянутых выше причин получаются завышенными при достаточно точном совпадении продольных усилий и распределения напряжений в самой диафрагме. На данный момент конкретно могу сказать только про опорное сечение (его особенности отметил еще Константин) - в рассматриваемой частной задаче момент в стержне получается завышенным примерно в два раза.

[p_sh]

а не можем ли мы, как предлагает Евгений, взять и момент вообще "аннулировать"?... пытаюсь подойти к вопросу с другой стороны: ведь, к примеру, в плоских (не обрамленных "колоннами" диафрагмах) эту "трапецеидальную" (неравномерную) эпюру сжимающих напряжений без особых угрызений совести случалось превратить в прямоугольную эпюру равной по площади (на участке длинной порядка 1 м)...

[engineer+]

Посмотрел частную плоскую задачу в линейной постановке - диафрагма толщиной 0,2 м и высотой 5 м, обрамленная колоннами 0,4х0,6(h) м. В осях колонн - 5,0 м, между осями колонн диафрагма загружена по верхнему обрезу нагрузкой 60 т/м. Граничные условия - по нижнему обрезу запрещены линейные перемещения и поворот в плоскости диафрагмы. Сетка КЭ - 0,1х0,1 м.
Рассматривались в Лире три варианта:
1) Колонны заданы стержнями, диафрагма пластинами с заполнением до осей колонн;
2) Колонны заданы стержнями (габарит стержней учтен при помощи АЖТ), диафрагма пластинами с заполнением до граней колонн;
3) Колонны заданы пластинами, диафрагма - пластинами с заполнением до граней колонн. Для колонн, заданных пластинами, определены суммарные изгибающие моменты и продольные силы в поперечных сечениях (xls) и сопоставлены с усилиями в колоннах-стержнях 1 и 2 варианта.
Результаты - в приложенных архивах.
Краткие основные выводы:
а) Эффект, обусловленный стеснением деформаций в опорном сечении, имеет место для любой схемы;
б) В нижнем сечении моменты в колоннах-стержнях превышают моменты в колоннах-пластинах: для рассмотренной частной задачи в 1,54 раза для стержней с АЖТ и в 1,69 раза для стежней без АЖТ. Респект Константину - стержни "жадничают"(в силу отсутствия вращательной степени свободы у пластин), забирают момент и потом неохотно отдают усилия в пластины.
в) в остальном разницы между схемами с колоннами-стержнями+АЖТ и колоннами-пластинами практически нет;
г) эпюра моментов для колонн-стержней без АЖТ отличается в верхних сечениях - опять же, отсутствие шестой степени свободы у пластин.

[Constantin Shashkin]

На мой взгляд, приведенный на рисунках результат вполне приличный, показывающий, что разные подходы, в общем-то сходятся к одному представлению о работе конструкции. Можно выделять стержень и считать в нем моменты, а можно этого не делать и считать напряжения.
По поводу нижнего момента - можно попрбовать посчитать стержень Тимошенко (поставить галочку "учет сдвига"). Момент может уменьшиться. Стержень Эйлера является бесконечно жестким на сдвиг. Возможно, в этом и зарыта главная собака. Схема похожа на классический глюк, описанный в книге Перельмутера-Сливкера, о сопряжении стержня Эйлера и Тимошенко.

[engineer+]

Спасибо, Константин!!! Отбираем у стержней все, что только можно и получаем следующее (в архиве - картинки PDF с нормальным качеством)