[[email protected]]

Здравствуйте. Вопрос такой: кто как учитывает в расчете крутильную жесткость ригелей, монолитно связанных с плитой перекрытия?
В пособии к СНиП по ж.б п 5.73 (5.31) говорится, что на кручение следует армировать в частности крайние ригели и ригели у которых нагрузки в смежных пролетах отличаются в 2 и более раза.
При расчете в СТАРК крутящие моменты присутствуют практически во всех ригелях (часть моментов передается с плит, а часть с поперечных ригелей).
В литературе по СТАРК рекомендуется устанавливать Тфактор=0,1-0,33 (по-видимому это коэффициент к моменту инерции на кручение)
Если учитывать всего 10% жесткости на кручение (Тфактор=0,1), поперечная арматура даже в средних ригелях может увеличиться в 1,5 раза. С другой стороны жесткость ригелей на кручение влияет на армирование колонн и перекрытий.
Хотелось бы услышать мнение специалистов когда кручение учитывать обязательно, а когда им можно пренебречь.

[Abzorbo]

Про СТАРК не скажу, буду говорить про МОНОМАХ. В принципе без разницы -- оба метода используют МКЭ.
При расчёте каркаса жилого здания действительно возникают крутящие моменты в ригелях перекрытий. При суммарной нагрузке на перекрытие 1 тонна и при шаге колонн (пилонов) в пределах 7 метров эти крутящие моменты весьма незначительны и на них поперечную арматуру я не подбираю.
Если же имеет место быть шарнирное опирание плиты на полку ригеля, то тут никуда не денешься -- приходится учитывать кручение.

[[email protected]]

Если я правильно понял, то при силовом нагружении крутящий момент нужно учитывать обязательно, а при деформационном иногда можно пренебречь? Например, в монолитном перекрытии ригель будет закручиваться настолько, на сколько ему позволит плита. И если не учесть кручение, то разрушения не будет (ну может быть только трещины раскроются)? Можно ли назначить крутильную жесткость равной нулю и не заморачиваться с кручением? Интересно, а в Мономахе, Лире, СКАД используются коэффициенты снижения жесткости ригелей на кручение?

[depak]

Abzorbo,
Может быть наоборот. При шарнирном опирании плиты на ригель, в ригеле не возникают значительные крутящие моменты? Т.к. шарнир на то и придуман что моменты в нем равны нулю.
Кроме того я не монимаю как выглядит "шарнирное опирание плиты на полку ригеля". Мы ведь ведем речь о монолитном железобетоне?

[Abzorbo]

Сообщение от [email protected] Если я правильно понял, то при силовом нагружении крутящий момент нужно учитывать обязательно, а при деформационном иногда можно пренебречь? Например, в монолитном перекрытии ригель будет закручиваться настолько, на сколько ему позволит плита. И если не учесть кручение, то разрушения не будет (ну может быть только трещины раскроются)? Можно ли назначить крутильную жесткость равной нулю и не заморачиваться с кручением? Интересно, а в Мономахе, Лире, СКАД используются коэффициенты снижения жесткости ригелей на кручение?

Да, именно так.
Крутильная жёсткость в МОНОМАХе пользователем не назначается, а вычисляется программно по заданной геометрии с учётом работы всего каркаса. То есть я получаю моменты, которые возникают в данной схеме, в данной балке при данном нагружении. И всё. Тем то и удобен МОНОМАХ, что пользователь освобождён от рутинного задавания параметров вручную.

Сообщение от depak Abzorbo, Может быть наоборот. При шарнирном опирании плиты на ригель, в ригеле не возникают значительные крутящие моменты? Т.к. шарнир на то и придуман что моменты в нем равны нулю. Кроме того я не монимаю как выглядит "шарнирное опирание плиты на полку ригеля". Мы ведь ведем речь о монолитном железобетоне?

Я привёл 2 схемки во вложении. В первой схеме, при шарнирном опирании плит мы пренебрегаем изгибающим моментом плиты, который не передаётся на балку. Но мы не можем пренебречь крутящим моментом от этой самой плиты в результате несоосности плиты и балки. Если же глянуть на схему 2, то при прочих равных условиях (равномерный шаг, консоли) есть соосность плиты и балки, потому и момент крутящий минимальный.

[[email protected]]

depak
При шарнирном опирании на ригель не передается опорный момент с плиты, а крутящий момент в ригеле возникает из-за того, что плита опирается на полку ригеля с эксцентриситетом относительно оси. Здесь все понятно. С монолитом сложнее. От разработчиков СТАРК слышал, что в некоторых случаях можно снизить крутильную жесткость до нуля. Тогда элемент искусственно выключается из работы на кручение, а усилия перераспределяются на другие элементы. Вопрос в том, в каких случаях это можно сделать, а когда нет. И еще не понятно как в этом случае армировать опорные участки перекрытия и т.п.
Было бы неплохо на каком нибудь тестовом примере сравнить результаты в разных программах.

Abzorbo
Спасибо за ответы. С мономахом видимо попроще. А то я со СТАРК уже голову сломал. Если даже частично учитывать кручение, то поперечная арматура очень большая даже от статических нагрузок, не говоря уже про сейсмику.

[Abzorbo]

Снижать ничего не рекомендую. Я не имею права моделировать работу здания отвлечённо от реальной. Кручение есть, значит его нужно учитывать.
Давай сравним. Что-нибудь простое, с консолями.

[[email protected]]

Хорошо. Только сейчас я на работе, времени нет. А вечером посчитаю примерчик и скину.

[depak]

В монолите я считаю так. Для "средних" ригелей большой проблемы с крутящим моментом нет, при одинаковых пролетах он там только от комбинаций нагрузок через пролет. А вот на крайние ригели нужно шарнирно укладывать перекрытие, и при этом можно не пытаться поймать арматурой возросший плитный отрицательный момент вблизи колонн. Главное все это дело правильно смоделировать чтобы не потерять возросший пролетный момент в плите.

[[email protected]]

depak
Спасибо. Понял. По моему то же самое происходит и при снижении крутильной жесткости до нуля. То есть ригель в этом случае не препятствует повороту плиты на опоре, что равносильно введению шарнира. Вопрос в том как армировать плиту. На самом то деле в монолите шарнира нет, и если не поставить арматуру на опоре, то раскроются трещины? А увеличение арматуры в пролете против трещин на опоре поможет ли?
А в средних ригелях кручение появляется даже при равных пролетах (при расчете на сейсмику, при расчете на упругом основании) иногда такое, что невозможно законструировать. На практике я такого армирования не встречал. Поэтому и возник вопрос - стоит ли учитывать кручение?
Abzorbo
Вот пример для сравнения в разных программах.

[depak]

[email protected],
Да и пусть раскрываются трещины в плите около колонны. Считаю ничего страшного в этом нет. Мы ведь в схеме предполагаем в этом месте идеальный шарнир, и умышленно оставляем только распределительную арматуру.

[Abzorbo]

Сообщение от [email protected] depak Спасибо. Понял. По моему то же самое происходит и при снижении крутильной жесткости до нуля. То есть ригель в этом случае не препятствует повороту плиты на опоре, что равносильно введению шарнира. Вопрос в том как армировать плиту. На самом то деле в монолите шарнира нет, и если не поставить арматуру на опоре, то раскроются трещины? А увеличение арматуры в пролете против трещин на опоре поможет ли? А в средних ригелях кручение появляется даже при равных пролетах (при расчете на сейсмику, при расчете на упругом основании) иногда такое, что невозможно законструировать. На практике я такого армирования не встречал. Поэтому и возник вопрос - стоит ли учитывать кручение? Abzorbo Вот пример для сравнения в разных программах.

У меня получилось, крутящий Mz=1,6 кН*м, изгибающий в балках Му=40,6 кН*м, сила Qz=53,1 кН, сила Qy=3,9 кН. По силе получились результаты похожие, а вот по кручению что-то разница большая.

[[email protected]]

Abzorbo
Да, разница большая. Нужно сравнить еще моменты в перекрытии (возможно мономах автоматически снижает крутильную жесткость).
У меня получилось:

При учете полной жесткости на кручение:
в ригеле: Qz=43.24 kN; Qy=35.42 kN; Mz=9.32; My=35.94 kN*m;
в плите опорный момент Моп=2,98кН*м/м (в середине ригеля), пролетный момент Мпр=16,64 кН*м.

При учете 10% жесткости на кручение
в ригеле Qz=39.67; Qy=49.72; Mz=1.96kN*m; My=35.43;
в плите опорный момент Моп=0,31 кН*м/м; пролетный момент Мпр=18,4 кН*м/м

[Abzorbo]

А! Всё правильно. Для балки крутящих момента 2: относительно Ох, он же Мх (именно он и возникает от плиты) Мх=14,1 кН*м, и относительно Оz, он же Мz=1,6 кН*м. По крутящим тоже сходимость.
У меня в плите максимальный опорный момент (в середине ригеля) получился 12,65 кН*м/м, а пролётный 16,38 кН*м/м. В пролётных моментах сходимся, а вот в опорных нет. У тебя плита имеет жёсткое сопряжение с ригелем? Если да, то странно, что получились такие маленькие опорные моменты. Если же нет (на опоре шарнир), то опорный должен быть близок к 0.
А что это за снижение крутильной жёсткости? МОНОМАХ такого не делает.

[[email protected]]

Плита жестко связана с ригелем. Кажется мы оси попутали .

[Abzorbo]

Так опорные моменты похожи с моими?
И что всё-таки за снижение жёсткости? Что под этим подразумевается?

[[email protected]]

Опорный момент в плите должен быть примерно в 3 раза меньше чем крутящий в ригеле (для нашей схемы т.к. крутящий собирается с половины плиты - 3м). Скорее всего ты посмотрел не опорный момент в плите, а пролетный момент в плите вдоль ригеля (у меня он равен 10,52кН*м/м). Чтобы была полная ясность см. чертеж.

В СТАРК для балок монолитно связанных с плитой (материал ребро)используется "...Коэффициент учета кручения Тфак. Это коэффициент снижения жесткости на кручение поперечного сечения ребра. Для железобетона с целью уменьшения опасности образования трещин рекомендуется установить фактор в пределах 0,1-0,33. (1-полная жесткость на кручение). По этому вопросу см. статью E.Grasser: Bemessung der Stahlbetonbauteile. (Betonkalender Kapitel 3.3).."

Только вот где найти эту статью?

[Abzorbo]

Смотри схему. Я там расписал усилия, что получились у меня. Странно, горизонтальная поперечная сила на порядок отличается. Откуда ей такой большой у тебя взяться? Ведь нет горизонтальных нагрузок.

А почему опорный момент в плите должен быть примерно в 3 раза меньше чем крутящий в ригеле? Я в МОНОМАХ-е по плите смотрю усилия Мх и Му, это и есть мои моменты. Да, я смотрю пролётный момент в плите вдоль ригеля, просто по другому я не увижу усилия в плите. Смотри рисунок. Это схема напряжений в плите. Чёрным обозначены балки.

Повторю, что в МОНОМАХ-е нет понятия снижения крутильной жёсткости. Зачем это? Ведь мы моделлим реальную работу, а не фиктивную.

[Romanich]

Прикинул схему в RSA 2009.
Усилие в ригелях:
крутящий момент 9,38 кН*м
поперечная сила 43,5 кН

[Jonny17]

Согласен с depak.В STARK при применении материала ребро предпологается абсолютно жесткое сопряжение плиты с ребром (т.е недопущение поворота ребра).Для средних,одинаковых по длинне и значению нагрузки,пролетов поворотом ребра можно пренебречь,поэтому средние ребра делаю без учета кручения.В крайних же ригелях поворот сечения ребра возможен (расчет делаю с учетом кручения) и при применении Тфактор=1 все крутящие моменты плиты воспринимает ребро,вледствии чего возникает большая поперечная арматура на кручение.Имеет смысл искуственно снизить крутильную жесткость ригеля,вследствии чего увеличить пролетную арматуру плиты(т.е.организовать пластический шарнир в месте сопряжения ребра и плиты).В принципе оба вырианта верны,какой из них выбрать решает уже конструктор.Как правило при учете Tфактор=1 поперечная арматура в ригеле очень большая.Я делая по второму варианту.