[EUDGEN]

Здравствуйте коллеги!
С наступающим Новым Годом! Удачи, счастья, здоровья и нескучной жизни в будущем году! Последнее, я вам обещаю!
Никого не напрягаю - просто тему к обозрению выставляю,
Мыслями хочу, я, с вами поделиться и ответам вашим восхититься!
Проблема этой темы давно и всеми обсуждается.
Предлагаю четыре модели, на мой взляд адекватные по результатам.
Если кого-то заинтересует, у меня имеется десятка два реальных расчета схем с плоскими перекрытиями. Готов обсудить, но, в первую очередь, жду новых оригинальных и реальных решений.
Схема 1. Узел стыка точка - узел.
Схема 2. То же, но с стержневой капителью в толще плиты.
Схема 3. Колонна смоделирована 4-мя гранями по габариту колонны.
Схема 4. Колонна смоделирована массивным элементом.
Расчет выполнен по СКАДу.
Вопрос попутно: имеются ли эксперементальные данные по подобной тематике?
Удачи всем! Да, файл из rar ---> spr.

[EUDGEN]

Извините, а вот файл:
[ATTACH]1135861878.rar[/ATTACH]

[p_sh]

Сообщение от EUDGEN ... Вопрос попутно: имеются ли эксперементальные данные по подобной тематике?

БелННИС проводил много экспериментов, по ригельному армированию, может кто из сотрудников приоткроет результаты экспериментов.

В смысле автоматизации проблемы в микрофе есть решения:
размазывание жесткости
абсолютно жесткое тело
и без учета.

MicroFE может еще что-нибудь добавить?, а добавить есть что: например, какая гипотеза наиболее правдоподобна?

на счет оригинальности решений, лучше разобратся в том что есть, выявить недостатки и идти дальше - в смысле их устранения..

хорошая тема., несмотря на давность.
ps. файлы лучше просто архивировать - легче открывать.

[p_sh]

вопрос о использовании треугольных кэ в области колонны. Меня всегда убеждали что 4-х угольные лучше [sm2102]. Т.е. создавать РС таким образом чтобы к "граням" колонны примыкали 4-х угольники.?? у вас совсем другой подход. Не объясните почему?

а также, стержни в варианте 2 выходят за габарит колонны, тоже спорный вопрос.(м.б. здесь есть попытка реализации гипотезы размазывания жесткости, как в microfe, но возникают вопросы о назначении жесткости этих стрержней).

подход разработчиков скад:
По материалам сервис диска скада (презентации) и работы препроцессора ФОРУМ, формируются стержни и по контуру колонны, не выходя за её габарит. :?: приводятся примеры и сопоставления сходимости с теоретическими решениями.


по 3-й и 4-й схемам:
нарушено условие в уравнениях совместности деформаций: элементы соединяются через узел (не в каждом), М . б. это сделано умышленно, - вопрос почему?

[EUDGEN]

p_sh

вопрос о использовании треугольных кэ в области колонны. Меня всегда убеждали что 4-х угольные лучше . Т.е. создавать РС таким образом чтобы к "граням" колонны примыкали 4-х угольники.?? у вас совсем другой подход. Не объясните почему?

Треугольные элементы, если они не вырожденцы, дают нормальные рез-ты, и как достоинтство: ц.т. нах-ся вблизи экстремумов.

а также, стержни в варианте 2 выходят за габарит колонны, тоже спорный вопрос.(м.б. здесь есть попытка реализации гипотезы размазывания жесткости, как в microfe, но возникают вопросы о назначении жесткости этих стрержней).

Стержни в толще плиты (скрытая балка), довел до ближайших узлов.
Если сопоставить с Схемой 1, то разницы особой нет. Т.е. их надобность сомнительна!?

По материалам сервис диска скада (презентации) и работы препроцессора ФОРУМ, формируются стержни и по контуру колонны, не выходя за её габарит. приводятся примеры и сопоставления сходимости с теоретическими решениями.

С материалами семинаров знаком, но модифицирую и анализирую...

по 3-й и 4-й схемам: нарушено условие в уравнениях совместности деформаций: элементы соединяются через узел (не в каждом), М . б. это сделано умышленно, - вопрос почему?

Совместность (условная, как и при любой идеализации РС) имеется в четырех узлах (углы колонн). Выполнено так, чтобы просто учесть габарит колонны.
PS
Лично я, в своей практике, использую Схему 1, но без умельчения на тругольные КЭ. Просто сетка 0.5 х 0.5 м (0.6 х 0.6 ). Армирование, получаемое в ц.т. КЭ, сходящихся в узел колонны, нах-ся вблизи к контуру сечения колонны. Выставленые схемы наводят меня на мысль: нужны ли навороты вокруг узла стыковки, усли рез-ты по схеме 1 вполне удовлетворительны? Другое дело - как это дружит с экспериментальными данными?

[p_sh]

по данному вопросу я полагаю лучше будет применить другой подход:
найти такую схему при которой: моменты в перекрытиях, колоннах в наибольшей степени приближались к теоретическим....

1. начнем с определения оптимального размера КЭ оболочки, как известно от размера кэ и толщины (соотношение) зависит точность определения усилий.....
Для определенности: Толщина 200 мм, типовой пролет 6м, В25, нагрузка 1,4т/м2.

[alle]

Вас также с новым годом Юджин!

наберусь наглости и выскажу свое скромное мнение насчет схем - по моему ни одна для капители ни к черту не годится - слишком грубо все и теоретически необоснованно.
Если бы вы считали такие вещи в ANSYS или другой проге аналогичного класса то смогли бы за полчаса с перерывом на чаепитие вывести капитель в объемных элементах - с фасками и скруглениями, разбить оптимальной сеткой и посчитать объемными элементами. Потом сравнивая результаты с каждой из ваших схем вы бы поняли, то о чем я вам говорю.
Конкретно такую задачу как у вас я не решал, но в аналогичной ситуации оказывался.
На практике конечно считать объемными элементами инженерную задачу смысла нет.
Но если вы сопрягаете стержневой элемент с плоским - это тоже самое что грубо говоря хрен с пальцем - в этой точке особенность, и напряжения с внутр. усилиями ничего общего с действительностью не имеют.
Появление КЭ программ несколько сместило акценты в подходах к расчетам, и не всегда в "умную" или "простую" сторону.
ИМХО - считайте по сермяжному - как в учебниках - это и есть то, что наиболее проработано и проверено экспериментально.
А по МКЭ такие вещи можно будет считать только в том случе если разработчики программы введут специальный узел для такого случая (по аналогии с точечной сваркой или предварительно напряженным болтовым соединением в ANSYS)

Сообщение от EUDGEN Схема 1. Узел стыка точка - узел. Схема 2. То же, но с стержневой капителью в толще плиты. Схема 3. Колонна смоделирована 4-мя гранями по габариту колонны. Схема 4. Колонна смоделирована массивным элементом. Расчет выполнен по СКАДу. .

[p_sh]

Сообщение от p_sh 1. начнем с определения оптимального размера КЭ оболочки...

уточнение: размер колонны 400мм.

для этого создзаем элементарную РС в той программе в которой будет идти дальнейшее решение.
см ниже.

основными критериями для выбора размера КЭ будут: 1. Сближение моментов на опорах и в пролетах (в центрах КЭ оболочки). 2. Сближение по армированию на опорах и в пролетах (в центрах КЭ оболочки).
возмем для РС пятипролетную балку (будем оценивать силовые факторы и армирование в центральных КЭ.
(решение по стержневой схеме)
в первом пролете М=3,74тм As=8.92см2/м
первая опора слева М=4,77тм As=11,1 см2/м
первая опора справа М=4,91тм As=11,3 см2/м
второй пролет М=1,34тм As=2,62 см2/м
вторая опора слева М=3,44тм As=8,4 см2/м
вторая опора справа М=3,38тм As=8,29 см2/м
третий пролет М=2,11тм As=5,44 см2/м

в результате анализа: наиболее близкими являются результаты полученные на шаге 0,3м.
[ATTACH]1135924141.rar[/ATTACH]

[p_sh]

2. Рассматриваем варианты решения стыка.
т.к. (мне) не известно (заранее) теоретическое решение моментов в перекрытии в области примыкания его к колонне, будем оценивать решения по косвенным признакам. Таковым может выступить момент в колонне, создаваемый примыкающей плитой.

в результате сравнения 2-х схем (решения скада, и одноузлового совмещения) предпочтение отдается скадовской схеме, в связи с более приближенным к теоретическому решению (схема имеет некоторые неточности (плита, в отличие от ригеля, не передает весь момент на колонну (обусловлено работой плиты в другой плоскости)), но качественность решения показывает.)

[sm2102]
[ATTACH]1135930289.rar[/ATTACH]

[EUDGEN]

p_sh
Замечательны прием и очень показательный. Но, ширина балки 1м, плит - разные: щт 6 до 1.8. Обмозговываю эквивалентность...

[p_sh]

Сообщение от EUDGEN p_sh Замечательны прием и очень показательный. Но, ширина балки 1м, плит - разные: щт 6 до 1.8. Обмозговываю эквивалентность...

рассматриваю усилия в полосе плиты шириной 1м, соответственно балку назначаю шириной 1м. легче сопоставлять результаты. :idea:

[EUDGEN]

alle
Обосновываю корректность применения Схемы 1:
1. Оболочечные КЭ обеспечивают совместную работу с любыми контактерами по 5-ти степеням свободы (в местных осях 1...5).
2. Если Вы знакомы с основами МКЭ, то должны знать, что этот метод вообще работает с перемещениями узлов и апроксимирующими функциями во внутренней области между узлами. Поэтому, имея деформации Ux, Uy для узла контакта и других узлов континиума, МКЭ легко определяет напряжения для всех элементов.
3. Соглашусь с потерей учета габарита колонны, при такой схеме, но давайте сравним сему 1 и 4. Габарит не меняет закономерности и значения силовых факторов, да и армирование на опоре такое же.
4. Позволю себе дополнить первоначальную задачку еще и рамным аналогом: ригель, шириной 2 м (половина пролета по Залесову - метод заменяющих рам). Нагрузки 4 т/м с грузовой площади.
Смотрим и сопоставляем рез-ты: по армированию и моментам на опоре сходимость почти полная (в переводе на 1 п.метр).
Выкладываю задачку вариант 2.
p_sh
Над Вашим примерчиком еще думаю. Вопросы есть... Позже выскажу.
[ATTACH]1135933051.rar[/ATTACH]

[p_sh]

EUDGEN
после решения вашей задачи
КЭ 36 Мх=0,33тм2
КЭ 136 Мх=0,51 тм2
разница существенная.
:!:
(интересует усилие в центре (не по изополям, а в точках или цыфровое) (как определяющее армирование))

[EUDGEN]

p_sh
Обмозговал, докладываю:
1. По размерам КЭ согласен 0.3...0.5 м.
2. По Вашей модели узлов сопряжения:
2.1. Сразу с результатов армирования над опорой:
- схема 1 8...9 см2/п.м.;
- схема 2 экстремал 11 см2/п.м.;
- схема 3 (рама) 53...55 на условную В=6м, т.е. 8...9см2/п.м.
2.2. В схеме 2 капитель из стержней 40х40, что несколько жестче, чем плита, толщиной 200.
3. Согласитесь, что схема 3 (рама) должна давать более суровые рез-ты, и тем не менее, схема 1 и 3 совпадают лучше. След-но, схема 2 неоправданно завышает жесткость узла (прямо- как капитель) и соответственно тянет к себе одеяло.
4. Жаль нет рез-тов натурных испытаний - не с чем сравнивать.

[EUDGEN]

p_sh
На Ваш пост 13:
На мой взгляд, сопоставлять нужно экстемумы, приближенные к грани колонны. Так вот: моменты по схемам 1, 4 и 5(рама), соответственно 1.71, 1.79 и 1.82 тм., что не очень расходятся. Схему 2 не рассматриваю - она уж очень кучерявая ( не известно, аналог ли это реальной работы?), хотя и здесь по грани колонны момент близкий к схеме 1.

[p_sh]

Сообщение от EUDGEN 1. По размерам КЭ согласен 0.3...0.5 м.

Наиболее надежный способ. (спасибо службе поддержки ЛИРЫ.)

Сообщение от EUDGEN 2. По Вашей модели узлов сопряжения: 2.1. Сразу с результатов армирования над опорой: - схема 1 8...9 см2/п.м.; - схема 2 экстремал 11 см2/п.м.; - схема 3 (рама) 53...55 на условную В=6м, т.е. 8...9см2/п.м.

не согласен с анализом. моя интерпретация такая:
рассматриваю крайнюю левую опору.
в связи с тем что установленые размеры КЭ позволяют с достаточной точностью установить НДС конструкции в интересующих точках (с учетом, теперь, её пространственной работы, т.к. данная схема всё-же не рама (шириной 6м))
по верхней схеме: As2max=13.5 см2/м (в пиковых значениях)
по средней схеме As2max=16,4 cv2/м (в пиковых значениях)

сравнения с рамой должны быть отдаленными, Т.е. если привести к эквивалентной раме (работающей в плоскости ZOX), то ширина составит 2,7м (ограничим ее Мх->0) (по факту на средней схеме значения Мх=0,05 тм)

для стержневой рамы с шириной условного ригеля = 2,7м
момент в колонне (при нагрузке создающей момент (т.е 2,7*1,4=3,78 т/м, т.к. остальная нагрузка работает на изгиб плиты в другой плоскости) составляет М(в крайней колонне)=5,14 тм (в средней схеме М(в крайней колонне)=6,59тм)
в верхней схеме М=3,71
получилось равноудаленно. Я склонен думать, что недооценил жесткость условного ригеля и поэтому Средняя схема ближе к действительной работе перекрытия.
М,Б, ошибаюсь [sm2102]

Сообщение от EUDGEN 2.2. В схеме 2 капитель из стержней 40х40, что несколько жестче, чем плита, толщиной 200.

Предполагаю что правильнее будет создать вообще бесконечно жесткое тело. Так что повышенная жесткость в этом месте - основная идея.

Сообщение от EUDGEN 3. Согласитесь, что схема 3 (рама) должна давать более суровые рез-ты, и тем не менее, схема 1 и 3 совпадают лучше. След-но, схема 2 неоправданно завышает жесткость узла (прямо- как капитель) и соответственно тянет к себе одеяло.

сложно сравнивать армирование, потому что в раме арматура расвномерно распределена по ширине ригеля (а он 6 м, там и высота сжатой зоны и прочее...)
В данном случае лучше сравнивать усилия (причем в колонне)
а подобрать условный ригель (плиты) можно по совпадению моментов в колонне.
думаю значение будет в районе 3,3м

схема с условным ригелем 2,7м.
[ATTACH]1135955455.rar[/ATTACH]

[p_sh]

совпадение по моменту в колонне дал условный ригель 3,6 м.
[ATTACH]1135956287.rar[/ATTACH]
Верхняя схема Вообще не дает совпадений по моменту т.к. Начало поиска ширины условного ригеля (по моему) это зона - начиная от нулевого моменита Мх (в плоскости рамы) 2,7м и далее (все неучтенности совместной работы) А в случае верхней схемы - 2,4м.

[p_sh]

А в случае верхней схемы - 2,4м

но и при такой схеме (начало поиска) момент в крайней колонне в раме 4,64 тм, больше момента в крайней колонне верхней схемы 3,71тм (на 25%) , что говорит о недостаточной жесткости узла(передающего момент на колонну)
[ATTACH]1135956637.rar[/ATTACH]

[EUDGEN]

p_sh
Будем откровенны и прагматичны:
1. Любые расчеты, прикидки, моделирования, выполняются с единственной целью - законструировать(заармировать) узел (конструкцию) с обеспечением надежного восприятия силовых факторов в рассматриваемых зонах (области, сечении).
2. По пиковому значению, мягко говоря, никто не конструирует. Как правило - арматуру распределяют(размазывают) в зонах с концентраторами напряжений.
3. По вашему примеру с ригелем в=2.7 м:
- схема 1 As2=8.7 см2/п.м;
- схема 2 AS2=11.9 см2/п.м (пиковое);
- схема 3 AS2= 23.88:2.7=8.8 см2/п.м.
Выводы все те же: схема1 = схеме 3!
Извините, не из вредности, но настаиваю на необоснованности накручивания РС передаточными элементами. Я, в большей степени, практик, хотя и к.т.н., но наука - академическая вещь, а проектирование - реальное и сегодняшнее действо...

[p_sh]

отмечу, что ищем (сначала) усилия по упругой расчетной схеме (учет работы ж.б. - это сильное колдунство), и желательно чтобы они были найдены с достаточной степенью точности. (конечно тема была что первично: расчет или армирование, и соглашусь с тем, что армирование как конечный продукт важнее), но не могу похвастатся дальновидностью в вопросе влияния того или иного допущения, так что пока пытаюсь узнать усилия с достаточной точностью.

в остальном :

2. По пиковому значению, мягко говоря, никто не конструирует. Как правило - арматуру распределяют(размазывают) в зонах с концентраторами напряжений.

в связи с собственной недальновидностью, считаю лучше (удобнее) "размазывать" по корректно посчитанным усилиям. [sm2003]
мне так удобнее, и уверенность в более точном, надеюсь в этом сомнений у вас стало меньше, упругом решении возрастает

ps. предпочитаю оппонирование (и с моей и с вашей стороны) явлением положительным, развивающим, и наиболее эффективным способом ведения беседы. Так что вы всегда сможете найти во мне собеседника [sm2012] (оппонента), даже в том случае когда мое мнение совпадает с мнением оппонента, стараюсь развить мысль в контексте оппонирования (м.б. что интересное всплывет).