[yarus.khv]

Уважаемые форумчане, прошу вашей помощи. Задача следующая.
Считаю тоннель подковообразного очертания в Лире 9.6, грунт - выветревшиеся сланцы, крепость = 1, коэффициент упругого отпора = 200000кН/м3. Горное давление найдено по гипотезе Протодьяконова, от свода обрушения. Вертикальное горное давление составляет 352,8кН/м2, горизонтальное - 111,6кН/м2.
В соответствии с требованиями, изложенными в учебниках:
1) При расчете в породах, крепостью более 1, в расчетной схеме учитывается упругий отпор, боковое давление не учитывается.
2) При крепости менее 1 обделка считается с горизонтальным давлением, но без упругого отпора
(Подтвердите эти данные, если они верны)
Итак, в принципе могу посчитать по обоим методам.
1 метод
Загоняю в лиру расчетную схему, вертикальное давление представляю в виде сосредоточенных сил, боковое давление не учитываю. Упругий отпор задаю КЭ51, с введенимем локальных осей координат, т.е. отпор строго перпендикулярен обделке. Отпор определяю так же по площади влияния, т.е. умножая коэффициент упругого отпора на ширину (1м) и высоту влияния отпора. Жесткость обделки - брус разных размеров. Схема прикреплена
Запускаю на расчет.
Результаты:
1) Эпюра в узле №12 имеет абсолютно необъяснимый (неприемлемый для эпюры моментов в принципе) скачок, да и значения в нижней части стенки дикие какие-то.
2) Значения очень сильно разнятся с результатами, полученными при расчете той же задачи по методу Бугаевой(эпюра по Бугаевой в архиве) -я понимаю что Бугаевский метод старый и дает большие запасы, но все же сверяться с ним можно, тем
более что значения моментов при расчете в лире получаются больше в 2 раза.
По второму способу расчета могу так же все описать, но сначала, подскажите, что не так с первым, почему лира выдает такие значения.

[yarus.khv]

Сообщение от palexxvlad Как вариант определения внутренних усилий в обделке - см. вложение. Грунтовый массив и нагрузку взял "от балды", при желании можно привести к реальным4)упругий отпор без гд_2.rar.

Круто, конечно=) Надо разбираться, подскажите, пожалуйста руководство подходящее по этому вопросу.

Сообщение от yarus.khv Круто, конечно=)

Да уж ...

Сообщение от yarus.khv Надо разбираться, подскажите, пожалуйста руководство подходящее по этому вопросу.

можно вот это посмотреть

[SergeyKonstr]

Сообщение от yarus.khv Какие еще есть идеи по поводу схемы?)

Во-первых, если в узлы схемы, где введены КЭ 56, наложить связи по глобальной Z, то момент в замке уменьшится. Следовательно нужны ограничения в перемещениии по Z этих узлов. Ваша схема перемещается вниз, но не испытывает сопротивление грунта по боковой поверхности обделки, как бы сама собой как "сбободная рама", ограниченная в перемещениях с боков.
Во-вторых, я бы проверил и

Сообщение от yarus.khv и отпор повыше взять..

правильность вычисления коэф. отпора.
В-третих, прога по Бугаевой учитывает объемные силы грунта или нет и учитываете или нет их вы, когда вычисляете коэф. отпора.
Если в вашей схеме увеличить жесткость КЭ 56 на порядок, то уменьшиться момент.

[yarus.khv]

Сообщение от palexxvlad можно вот это посмотреть

Серьезная такая задачка для начала, поищу лучше что-нибудь попроще=)

ну тогда документация по Лире Вам в помощь.

[yarus.khv]

Сообщение от palexxvlad ну тогда документация по Лире Вам в помощь.

И надеюсь на вашу помощь=)

чем смогу. если что, пишите вопросы здесь

[yarus.khv]

Сообщение от SergeyKonstr Во-первых, если в узлы схемы, где введены КЭ 56, наложить связи по глобальной Z, то момент в замке уменьшится.Следовательно нужны ограничения в перемещениии по Z этих узлов.

Если в каждом из узлов, где есть КЭ56, заданный по локальной оси Х2, разложить составляющие упругого отпора по глобальным Х и Z (т.е. спроецировать на эти оси), становится очевидно, что отпор по глобально оси Z будет. При чем для элементов 1 и 2 составляющая Z будет направлена вверх, а для вышележащих элементов вниз.
Можно было по сути разложить упругий отпор по глобальным X и Z, только зачем мучиться то, если есть локальные оси, направленный по нормали к обделке.

Сообщение от SergeyKonstr Ваша схема перемещается вниз, но не испытывает сопротивление грунта по боковой поверхности обделки, как бы сама собой как "сбободная рама", ограниченная в перемещениях с боков.

Так что мои узлы ограничены по глобальной Z на самом деле, а не только по оси Х (с боков)

Сообщение от SergeyKonstr Во-вторых, я бы проверил и правильность вычисления коэф. отпора.

Могу объяснить как строил кривую отпора, по учебнику все.

Сообщение от SergeyKonstr В-третих, прога по Бугаевой учитывает объемные силы грунта или нет и учитываете или нет их вы, когда вычисляете коэф. отпора

Расскажите, что за объемные силы?
Я не вычисляю коэф-т упругого отпора, он у меня изначально дан в исходных данных.Для лиры и бугавской программки использую один и тот же коэф-т.

Сообщение от SergeyKonstr Если в вашей схеме увеличить жесткость КЭ 56 на порядок, то уменьшиться момент.

Угу, но ведь надо обосновать его увеличение=)

[SergeyKonstr]

Сообщение от yarus.khv Могу объяснить как строил кривую отпора, по учебнику все.

Объясните.

Сообщение от yarus.khv Расскажите, что за объемные силы?

См. вложение.

[yarus.khv]

Сообщение от SergeyKonstr Объясните.

Во вложении фотка учебника. (Зурабов и Бугаева "Гидротехнические тонели.."). Строил по формуле 8.66. Сейчас переделал немного, в соответствии с этим же учебником: зону отпора ограничил 90 градусами, положение максимальной ординаты принял на расстоянии 2/5Н (схема во вложении, могу в акаде скинуть).

Сообщение от SergeyKonstr Во-первых, если в узлы схемы, где введены КЭ 56, наложить связи по глобальной Z, то момент в замке уменьшится. Следовательно нужны ограничения в перемещениии по Z этих узлов. Ваша схема перемещается вниз, но не испытывает сопротивление грунта по боковой поверхности обделки, как бы сама собой как "сбободная рама", ограниченная в перемещениях с боков

Подумал я так, поэкспериментировал со схемкой и понял, что скорее всего вы тут правы...По крайней мере, если допустим разбить реакцию отпора грунта в узле №8 на составляющие Rx и Rz, т моменты в системе уменьшатся.. если во всех узлах так сделать, то уменьшаться сильно.
Это все конечно хорошо, только вот как это объяснить, что при построении локальных осей: оси Х2, направленной по нормали к обделке и оси Z2, направленной по касательной значения получаются другие, нежели при проецировании на глобальные оси...ваше мнение??

Сообщение от SergeyKonstr Сообщение от yarus.khv Расскажите, что за объемные силы? См. вложение.

Что-то не разъясняется тут, что такое объемные силы.. так и не понял

[SergeyKonstr]

Ну вот, я вам и говорил о "свободной раме", боковые деформации которой ограничены с боков. А учет сил трения по боковой поверхности обделки где?
Правда нужно сначала узнать, учитываются ли они в проге по Бугаевой, чтобы потом что либо сравнивать.

[yarus.khv]

Сообщение от SergeyKonstr Ну вот, я вам и говорил о "свободной раме", боковые деформации которой ограничены с боков

А как это объяснить то? Ведь я ввел локальную ось узел, реакция грунта направлена по нормали к обделке. Теперь я беру эту же реакцию и проецирую ее на глобальные оси X и Z. Вопрос: почему результаты разные?

Сообщение от SergeyKonstr А учет сил трения по боковой поверхности обделки где?

Посмотрите на вашем предыдущем вложении рисунок 4.12. В расчетной схеме нету сил трения, я так понимаю, они не играют особой роли.
На счет проги даже не знаю, но, мне кажется, не считает она трение.
Спросил у зав. кафедры, говорит, не считает прога трение, однозначно.

[SergeyKonstr]

хе.
Если есть отпор грунта, т.е. поверхность обделки плотно прижата к породе, то есть и трение. А коэф. трения различен. Поэтому о роли трения судить нужно исходя из свойств грунтов.
Offtop: Подойдите к вертикальной кирпичной стенке, чуть дотроньтесь до нее лодонью, со стороны стены на лодонь давления нет, нажмите на стену лодонью, а после постарайтесь сдвинуть прижатую лодонь вниз, почувствуете сопротивление, зависящее еще и от силы прижима лодони

Ну да ладно.
Нет, так нет.
Рассмотрим только упругие свойства грунта.
См. вложение.

[yarus.khv]

отношения между перемещениями разных точек боковой поверхности обделки не соответствуют вычисляем вами (по Бугаевой, правда, в вашем учебнике говорится, что упругий отпор корректируется). При этом эти отношения между перемещениями разных точек будет зависить от принятых жесткостей элементов, а также от значения и мест приложения нагрузок.

Так, а если взять перемещения, найденные при отсутствии отпора, умножить на коэффициент упругого отпора и получить реакцию отпора и задать ее в Лире...??
Получается, что Бугаевская эпюра отпора - это какой-то приближенный способ определения перемещений узлов при помощи коэффициентов, не зная реальных перемещений ?

Пытаясь вычислить эпюру упругого отпора по Бугаевой, вы стараетесь приспособить вычисленный отпор в схему ЛИРЫ, при этом занижая его, кроме узла 10. В ЛИРЕ уже создаются перемещения по горизонтали, а упругий отпор по теории зависит от этих перемещений при постоянном коэф. упругого отпора. Поэтому ЛИРА должна сама, автоматически определять этот отпор в зависимости от перемещений узлов.

Такой вопрос.В лире задается ведь реакция отпора Rx в кН/м, метры - это и есть перемещение узла по оси Х получается??

Из выдержки вашего учебника эпюра отпора строится по вертикали, поэтому задайте в ЛИРЕ горизонтальную жесткость исходя из значения коэф-та упругого отпора, а саму эпюру упругого отпора строить для ЛИРЫ не нужно.

А почему ограничивать только по горизонтали ?? а не по нормали к обделке (либо проецировать на глобальные оси Х и Z)

[SergeyKonstr]

Сообщение от yarus.khv Так, а если взять перемещения, найденные при отсутствии отпора, умножить на коэффициент упругого отпора и получить реакцию отпора и задать ее в Лире...??

Попробуйте, сравните результат.

Сообщение от yarus.khv Получается, что Бугаевская эпюра отпора - это какой-то приближенный способ определения перемещений узлов при помощи коэффициентов, не зная реальных перемещений ?

В вашем учебнике записано "...Как показывает большое число расчетов...", а где уверенность, что все эти расчеты правильные.

Сообщение от yarus.khv Такой вопрос.В лире задается ведь реакция отпора Rx в кН/м, метры - это и есть перемещение узла по оси Х получается??

Ну да.

Сообщение от yarus.khv А почему ограничивать только по горизонтали ??

Дык говорим только о упругом отпоре. И в вашем учебнике эпюра вертикальная.
Если жесткость поставим по нормали к обделке (в верхней ее части), то узел по Z должен перемещаться вверх.

Сообщение от yarus.khv (либо проецировать на глобальные оси Х и Z)

Это нужно промоделить.

[yarus.khv]

Значит два варианта:
1)В узлах, где КЭ56, ввожу реакцию отпора = (коэф-т отпора) * (площадь отпора). Лира, как вы сказали, сама должна эпюру отпора эту смоделировать, ну то есть по сути найти перемещения при постоянном коэф-те отпора, так?

2)Второй вариант такой. Убираю КЭ56, везде кроме подошвы, нахожу перемещения по Х. Далее вычисляю реакцию упругого отпора Rx= (перемещение по Х) * коэф-т упругого отпора. Только в этом случае, умножив коэф-т отпора на перемещение, я получу по сути уже не реакцию отпора, а нагрузку от действия отпора, которую можно задать в узлах обыкновенно нагрузкой. Я правильно понимаю??

Дык говорим только о упругом отпоре. И в вашем учебнике эпюра вертикальная. Если жесткость поставим по нормали к обделке (в верхней ее части), то узел по Z должен перемещаться вверх.

Если моделировать Бугаевский метод, то судя по тому что эпюра вертикальная, можно говорить о том, что отпор задавать необходимо только по оси Х.
Хотя по сути дела реакция отпора направлена будет по нормали к обделке, соответственно правильно моделировать отпор не только по горизонтали..

[SergeyKonstr]

Сообщение от yarus.khv 2)Второй вариант такой. Убираю КЭ56, везде кроме подошвы, нахожу перемещения по Х. Далее вычисляю реакцию упругого отпора Rx= (перемещение по Х) * коэф-т упругого отпора. Только в этом случае, умножив коэф-т отпора на перемещение, я получу по сути уже не реакцию отпора, а нагрузку от действия отпора, которую можно задать в узлах обыкновенно нагрузкой. Я правильно понимаю??

Верояно, этот путь не правильный, поскольку в методе перемещей усилия зависят от перемещений (например, момент - это первая производная от перемещения), я точно не знаю, но скорее всего нет (попробуйте поэкспериментировать) или процесс выльется в итерационный.

Сообщение от yarus.khv Хотя по сути дела реакция отпора направлена будет по нормали к обделке, соответственно правильно моделировать отпор не только по горизонтали..

Дело в том, что Мах перемещения будут не всегда перпендикулярны касательной к обделки. Введя локальные оси узлов, вы не исключили перемещения по другим направлениям (глобальным), которые существуют в ЛИРЕ и из-за этого результаты разнятся. Я уже говорил, что наибольшая жесткость (например, в узле 6), будет тогда, когда перемещение в локальных координатах будет больше, чем в любых других (т.е. перемещение по Z должно быть вверх), что в вашей схеме не наблюдается ни в одном узле. Нет такого, почему равнодействующая перемещений должна быть направлена вверх (в сторону породы)?

[yarus.khv]

Сообщение от SergeyKonstr Верояно, этот путь не правильный, поскольку в методе перемещей усилия зависят от перемещений (например, момент - это первая производная от перемещения), я точно не знаю, но скорее всего нет (попробуйте поэкспериментировать) или процесс выльется в итерационный.

Такой вопрос. Найду я реакции, введу их в схему в качестве нагрузки и посмотрю, что получится, сравню со схемой, где задавал упругий отпор, все верно??
Процесс итераций: нагрузил обделку без отпора -> деформации * Котпора -> через деформации нашёл реакцию грунта -> ввёл это давление нагрузкой в схему -> деформации -> через деформации нашёл реакцию грунта (дополнительная нагрузка) -> ввёл это давление нагрузкой в схему -> деформации ... так вот к чему прийти в итоге то надо??

Сообщение от SergeyKonstr Дело в том, что Мах перемещения будут не всегда перпендикулярны касательной к обделки. Введя локальные оси узлов, вы не исключили перемещения по другим направлениям (глобальным), которые существуют в ЛИРЕ и из-за этого результаты разнятся. Я уже говорил, что наибольшая жесткость (например, в узле 6), будет тогда, когда перемещение в локальных координатах будет больше, чем в любых других (т.е. перемещение по Z должно быть вверх), что в вашей схеме не наблюдается ни в одном узле. Нет такого, почему равнодействующая перемещений должна быть направлена вверх (в сторону породы)?

Рассуждаю..
Ну, например, в 6 узле равнодействующая перемещений получилась не пол локальной оси, и вообще, как вы сказали она будет направлена вниз, внутрь тоннеля... так же можно сказать о любом узле, где задан отпор, я не знаю куда будет направлена равнодействующая перемещений, я не могу изначально сказать, что она совпадет с локальной осью, которую я направил по нормали к обделке.
то есть задавать отпор по локальным осям получает вообще не корректно?

[SergeyKonstr]

Сообщение от yarus.khv сравню со схемой

Сравните.

Сообщение от yarus.khv так вот к чему прийти в итоге то надо??

Итерационный метод предполагает затухания изменения какого-то параметра. В вашем случае изменение перемещений в том направлении, в котором приложен отпор. (по простецки, если перемещения в любом взятом узле в предыдушей и последующей итерациях не изменяются, то конец процессу).

Сообщение от yarus.khv будет направлена вниз, внутрь тоннеля...

Не, не внутрь. наружу. Если рассматривать глобальные оси, то перемещение по Х прижимает обделку к породе, по Z -отрывает от породы, если рассматриваете локальные оси, перемещение по Х2 прижимает обделку к породе, по Z2 -прижимает обделку к породе. Равнодействующая между Х2 и Z2 -прижимает обделку к породе.

Сообщение от yarus.khv я не знаю куда будет направлена равнодействующая перемещений,

Поэтому и введите только горизонтальную податливость.

[yarus.khv]

Сообщение от SergeyKonstr по простецки, если перемещения в любом взятом узле в предыдушей и последующей итерациях не изменяются, то конец процессу

Хм.. допустим, в одном из узлов я вычислил реакцию отпора и перемещение и задал отпор нагрузкой в этом узле. Посчитал, получил перемещения, с помощью которых опять вычислил нагрузку от отпора и задал еще дополнительную нагрузку от этих перемещений. Так в итоге каким образом то у меня перемещения перестанут изменяться, нагрузку то я все время буду добавлять..??

Сообщение от SergeyKonstr Не, не внутрь. наружу. Если рассматривать глобальные оси, то перемещение по Х прижимает обделку к породе, по Z -отрывает от породы

Итак, рассматриваю схему только с горным давлением без отпора, во вложении (не пугайтесь только, добавил еще горизонтальное давление=))
Для 6,8,10 узла перемещения по глобальной Z будут отрывать обделку от породы, но для 12 и 14 узлов прижимать. Однако, судя по деформированной схеме, равнодействующая перемещения будет направлена в сторону породы.

Сообщение от SergeyKonstr если рассматриваете локальные оси, перемещение по Х2 прижимает обделку к породе, по Z2 -прижимает обделку к породе. Равнодействующая между Х2 и Z2 -прижимает обделку к породе. Цитата:

Учитывая все вышесказанное, какой смысл вообще вводить локальные оси (X2будет направлена по нормали к обделке), если равнодействующая перемещений не совпадает с осью X2.
Вобщем, если не сложно, объясните мне логичность применения локальных осей в данной задаче для задания отпора, я перестал его понимать.