[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.

[p_sh]

Сообщение от EUDGEN Не возражаю: Ваши исследования полезны, но где сверки с результатами натурных испытаний? Без них не будет полноты убедительности и достоверности....

убиваете словом. Испытания - святое, если они правильно проведены, то к ним возникает наименьшее количество вопросов.

Сообщение от EUDGEN Ведь Ваша работа должна завершиться выводами. Какими и на основании чего?

раскручиваете на преждевременные выводы. :wink:

Вывод 1. Размер Конечного Элемента оболочки влияет на определение усилий в дискретной конструкции и должен учитыватся при составлении расчетных схем. Основанием служит сравнение решений в первом эксперименте с теоретическим (на стержнях) по законам строительной механики. См сообщение № 8 данной темы.

Вывод 2. Должен касаться теоретического армирования, вычисленного на разных размерах КЭ сетки, но есть неполнота таких экспериментов. (обещаю скоро восполнить)... Здесь требуется установить как, хотя бы, в конкретном случае, огрубление сетки (читай потеря точности расчета) сказывается на принятии решений об армировании.

Вывод 3. Должен касатся, Каким образом сказывается модель стыка колонны и плиты на армировании в оных.

EUDGEN, от вас хотел бы услышать рекомендации по "размазыванию арматуры", или приведенный мной способ в сообщении No 28 по схеме из сообщения No 25 вполне подойдет?

самое интересное - условия эксперимента:
Силовые факторы получены исходя из упругой работы изотропных однородных материалов, на соответствующих предварительно заданных сечениях. Здесь следует иметь в виду что жесткости сечений с одинаковой геометрией Ж.Б. элементов и Изотротных однородных тел в общем случае отличаются. И что требуемая жесткость ж.б. элемента зависит в том числе от категории трещиностойкости, свойств ж.. и б.. и др. прочего...
В связи с этим есть основания полагать, что этот расчет (упругий) , имеются в виду силовые факторы, несколько отличаются от силовых факторов в запроектированной конструкции, не говоря о реальной (построенной). В этом можно убедится, посмотрев результаты нелинейного расчета..

так что все эксперименты относятся к упругим схемам. :? но вполне подчиняются законам механики упругих тел. Выводы буду делать основываясь на законах.! (довольно весомые основания )

[p_sh]

Сообщение от p_sh Вывод 2. Должен касаться теоретического армирования, вычисленного на разных размерах КЭ сетки, но есть неполнота таких экспериментов. (обещаю скоро восполнить)... Здесь требуется установить как, хотя бы, в конкретном случае, огрубление сетки (читай потеря точности расчета) сказывается на принятии решений об армировании.

дополняю серию опытов с использованием 2-х типов стыка и различным размером КЭ сетки.

предварительные выводы 2.
При применении СКАДовского стыка теоретическое армирование с увеличением размера КЭ неуклонно снижается на крайней и средней опоре. В связи с этим - следует безусловно размер КЭ в расчетной схеме принимать близким к определенному по способу в сообщении № 8.
При применении непосредственного стыка теоретическое армирование на крайней и средней опоре менее чувствительно к размеру КЭ, и в данном случае вплоть до размера КЭ 0,75 м показывает близкий результат к результату, полученному на сетке 0,3 м.

Основным вопросом остается различие в армировании на крайней опоре при применении различных типов стыка.

Здесь, основываясь на ранее выдвинутом предположении в сообщениях 17 и 18

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. ... 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)

и пока его придерживаясь, предположу, что при принятии решения следует учитывать данный эффект. Требуется также, дальнейшее сравнение:
- усилий в колонне
- пролетного армирвания
на данных схемах
[ATTACH]1136667167.rar[/ATTACH]

[p_sh]

моменты в колонне изменяются интенсивнее на модели с непосредственным стыком.
[ATTACH]1136668275.rar[/ATTACH]

[p_sh]

Для вывода 3

Вывод 3. Должен касатся, Каким образом сказывается модель стыка колонны и плиты на армировании в оных.

перехожу на более простую схему - неразрезную балку. и в выводах указываю как сказывается модель стыка на усилиях в крайних колоннах (и плите соответственно)

Вывод 3.
Усилия в колонне (и плите) наиболее близко к теоретическому решению получены на расчетной схеме с применением СКАДовского стыка колонна-перекрытие.

на нижеприведенной расчетной схеме:
теоретическое решение : My=12.43 тм
скадовский стык: Суммарный момент в колоннах в осях 1/В-Г Му скад=2,44*5=12,2 тм
непосредственный стык : Суммарный момент в колоннах в осях 1/Ж-И Му непоср=1,93*5=9,65 тм
[ATTACH]1136710013.rar[/ATTACH]

как и предположено ранее а теперь подтверждено на простой схеме, стык с непосредственным примыканием колонны к перекрытию имеет недостаточную жесткость.

несмотря на достоинства непосредственного стыка: устойчивость решения по окончательному армированию в надопорной зоне в зависимости от размера КЭ, его применение должно быть осторожным в связи с вышеупомянутой особенностью.
Применение СКАДовского стыка дает хорошую точность решения упругой задачи при безусловном применении в расчетной схеме установленного размера КЭ оболочки., огрубление КЭ сетки приводит к потере точности.

полагаю здесь можно ставить жирное многоточие по поводу расчета упругой схемы с такими узлами.

Учет реальной работы ж.б. в статическом упругом расчете предполагаю будет не корректным. хотя наличие результатов многих натурных экспериментов дало бы окончательный ответ на это темное место. на это уже другая задача и решать её надо, но на другой РС и другом ПО.

[SV]

Сообщение от p_sh Благодарю за ЦУ. Старк во многом оригинальная программа!!! :roll: на исправленной схеме, при решение "зацикливание" произошло на точности 0,00064 (с 50-й итерации) Mikt не подскажите, что это означает (может, слишком густая сетка и надо на сутки запустить) . Терпения хватило до 80-й итерации, прогиб составил 20,1 мм.

У вас принята слишком грубая разбивка на слои.
Макс.- по 5мм в пределах защитных слоев, а далее 10-15,
толщина слоя арматуры- 1мм,
в общем чем мельче тем более точный результат.
Ваша задача в такой постановке сошлась на 8 итерации. Прогиб-27,7мм
[ATTACH]1136727035.rar[/ATTACH]

[p_sh]

SV
разбил по 5мм, к сожалению результат тот-же - зацикливание,
может точность назначаю недосягаемую....
[ATTACH]1136739815.rar[/ATTACH]

и перемещения в районе 20мм. версия gen3dim может не очень свежая.

[p_sh]

SV
получаю решение точности 1е-8 только на элементах метода перемещений, гибридный 1 и гибридный 2 не дают точности даже 1е-6.
недостаток метода????
[ATTACH]1136745294.rar[/ATTACH]

[techsoft]

p_sh
версия gen3dim может не очень свежая
получаю решение точности 1е-8 только на элементах метода перемещений, гибридный 1 и гибридный 2 не дают точности даже 1е-6.
недостаток метода????

Уважаемый Павел. Вы сами достаточно правильно поняли свою проблему. Действительно из протокола Вашего расчета видно. что расчет выполнен СТАРК с версией рачетного ядра середины 2001г. В то время мы только реализовали физически нелинейный расчет и для этого использовался достаточно простой алгоритм. С того момента прошло уже довольно много времени и сейчас в MicroFe2005 используются более совершенные алгоритмы для решения физически нелинейных задач. Приводим Вам некоторую информацию о сходимости нелинейного расчета Вашей расчетной модели в актуальной версии.

Элементы гибридный 1:
точность 1e-4 достигается после 8 итераций
точность 1e-5 достигается после 18 итераций
точность 1e-6 достигается после 29 итераций
точность 1e-7 достигается после 41 итерации
точность 1e-8 достигается после 55 итераций

Элементы метода перемещений:
точность 1e-4 достигается после 8 итераций
точность 1e-5 достигается после 28 итераций
точность 1e-6 достигается после 34 итераций
точность 1e-7 достигается после 46 итерации
точность 1e-8 достигается после 70 итераций

На наших семинарах мы неоднократно говорили, что элемент гибридный 2 предназначен для работы с плоскими плитами. Поэтому использовать его для Вашей задачи смысла нет.

Относительно используемой Вами расчетной схемы можно сказать следующее - она неудачна для нелинейного расчета. Для моделирования узла "колонна-перекрытие" Вы используете абсолютно жесткие тела (АЖТ). Как известно АЖТ не деформируются и соответственно усилия (напряжения) в таких телах = 0. Этот недостаток АЖТ при моделировании НДС упругих тел может вносить несущественные погрешности при решении линейных задач. А вот для нелинейных задач при использовании такой модели погрешность всегда существенно больше. Это является следствием того, что в нелинейных задачах осуществляется перераспределение усилий. А они то у Вас в области АЖТ всегда =0! Поэтому то в версии MicroFe2005 полноценно реализована возможность моделирования узла "колонна-перекрытие" (и не только таких узлов) при помощи многоузловых распределительных элементов жесткости. Итак, если для Вашей задачи в качестве эталонного (теоретического) решения использовать решение пространственной задачи теории упругости, то получим следующее: модель узла "колонна-перекрытие" с применением АЖТ дает занижение нелинейных прогибов на 27%, модель узла "колонна-перекрытие" с применением многоузловых распределительных элементов жесткости дает нелинейный прогиб на 3% больше эталонного. Эта погрешность является платой за переход от пространственной задачи теории упругости к оболочечно-стержневой задаче. Отметим, что использование АЖТ будет давать почти всегда заниженный результат (в нелинейных задачах весьма сильно), а использование многоузловых распределительных элементов жесткости немного завышенный результат.

Несколько общих соображений относительно схемы решения задач механики деформируемых твердых тел (в том числе, как частный случай для узла "колонна-перекрытие"):
1. Ставится задача пространственной теории упругости (ТУ) для всей конструкции в целом (н-р для безбалочного перекрытия). Заметим, что конструкция обладает реальными размерами и эти размеры существенным образом используются на всех последующих этапах.
2. На основе анализа особенностей конструкции принимается решение: как будет решатся эта задача - как задача ТУ или как упрощенные задачи для различных частей конструкции (н-р, для плиты перекрытия используем теорию оболочек и пластин, а для колонн - стержневую теорию).
3. Если для каких-то частей конструкции используем упрощенные модели механики, то ставим отдельно задачи ТУ для каждой из этих частей (с учетом их совместной работы).
4. Осуществляем преобразование задач ТУ в соответствующие упрощенные задачи с учетом их совместной работы (н-р, для плиты перекрытия в задачу теорию оболочек и пластин, а для колонн - в задачу стержневой теории).
5. Выбираем метод решения (н-р, какой-нибудь численный метод - чаще всего один из вариантов МКЭ).
6. Именно для выбранного метода (или его модификации) строим соответствующую расчетную модель.
7. Выполняем расчет
8. Выполняем оценку точности полученных результатов ("a posteriori error estimation"). Просьба не путать с оценкой точности решения системы уравнений МКЭ. Если требуется возвращаемся к п.6 или п.5.

Если пользоваться такой схемой решения задач МДТТ, то для моделирования узла "колонна-перекрытие" в рамках оболочечно-стержневой теории естественным и теоретически строгим образом будет построен реализованный в MicroFe2005 и упомянутый выше многоузловой распределительный элемент жесткости.

Также заметим, что развитие препроцессора, процессора и постпроцессора ПК MicroFe мы пытаемся осуществлять таким образом, чтобы максимально облегчить работу в том числе и в рамках изложенной схемы.

[p_sh]

techsoft, благодарю за ЦРУ (ценные руководящие указания). Всегда приятно получить подробные разъяснения.... и в будущем...

[alle]

Кстати если особенность есть в линейной постановке то и в нелинейной она тоже никуда не уходит - напряжения все также должны стремиться к бесконечности (отличие особой точки от концентратора).
Поэтому, честно говоря, я не вижу смысла прогонять эту как белый день ясную задачу в разных КЭ прогах. Это то жесамое что искать сумму ряда 1-1+1-1+1...
По моему ключевой здесь является информация про "эмпирические" 0,3 м, на которых практически следует осреднять напряжения.
А получить замкнутое решение нельзя.

[mikt]

Кстати, пользователи ansys (вроде есть такие), а не могли бы вы перегнать данную задачу в ansys (в нелинейной постановке с использованием оболочек). Ну и поделится результатами.

[СергейД]

Делаю как раз... и солидами и оболочками (что сложнее)
Вообще Хотел бы предложить предельно упростить задачу и
смотреть просто перекрытие 6 м (удобнее четвертушку с симметриями)-+ скажем
вырезав квадратик 40 см в центре и защемив- будто колонну.
армирование напишите какое -нибудь.
будет в чистом виде задача без особых сингулярностей и разнотолков

тогда можно решить разными программами и указать прогиб
ну и время счета (это тоже интересно)
ПРосто нормативного решения для этой задачи вроде бы как нету...
или я неправ? Может кто решал аналитически? тоже интересно!
ПОэтому
Давно на форуме предлагал посчитать хотя бы задачу 57 из всем известного руководства ... (М.б. Краковский в ОМ Железобетон дает результаты и по своду правил)
Давайте ее возьмем.

могу вывесить через несколько дней свое.

ищу эксперимент- причем наш! Может кто видел где. ДЛя балок статьи есть заграничные (Кашлакев, фаннинг и др.)- набираете в гугле "ansys concrete 65" и видите тучу всего. Особенно Понравилось что исландцы построили реальную стенку с окнами (3м), а турки вообще пятиэтажку (этаж 1 м) и трясли реальными акселерограммами + считали ансисом+ фото реальных трещин на реальных домах.

Есть "плита макнайса", но в ней метр на метр (45 мм толщина) и сила в центре. С ней у меня вполне прилично совпал график прогиб-сила.

[p_sh]

Сообщение от СергейД Вообще Хотел бы предложить предельно упростить задачу и смотреть просто перекрытие 6 м (удобнее четвертушку с симметриями)-+ скажем вырезав квадратик 40 см в центре и защемив- будто колонну. армирование напишите какое -нибудь. будет в чистом виде задача без особых сингулярностей и разнотолков тогда можно решить разными программами и указать прогиб ну и время счета (это тоже интересно) ПРосто нормативного решения для этой задачи вроде бы как нету... или я неправ? Может кто решал аналитически? тоже интересно! ПОэтому Давно на форуме предлагал посчитать хотя бы задачу 57 из всем известного руководства ... (М.б. Краковский в ОМ Железобетон дает результаты и по своду правил) Давайте ее возьмем. могу вывесить через несколько дней свое. ....

задачу можно взять.. условия нет.

если есть вопросы к вышеобозначенной задаче (3-х эт. здание 18*18м), то можно её добивать (упругую постановку, вроде решил.... с необходимой точностью) и армирование по ней по Скаду есть.

[СергейД]

ув. p_SH!
много занимался сравнительным тестированием, поэтому повторюсь-
задача дб меньше и проще
надо вычленить главное. а то на нелин расчет пластин накладываются
стыки с колоннами, разница в формулировках КЭ в разных комплексах, привычки моделирования и тп
Если уж тема сместилась в сравнение нелин прогибов пластин
нужно отбросить пока иное. нет резона считать 9 пролетов трехэтажки, если можно понять многое (точнее главное) на четверти одного пролета, те на задаче на порядок меньшей, и где есть свобода сеток.
У вас варианты, как я понял считаются где-то по часу?
мне в ансис лень (да и нелогично) и 5 минут тратить! Лучше уж попробовать больше вариантов...
Да и другие тестеры предпочтут задачу поменьше, не все могут бросить все время на эту задачу!
кстати Еще раз прошу выдавать файлы скада-лиры без повторителей и тем более не spr.
Я попытался свести в таблицу результаты разных пользователей на разных прогах и не смог. Попробуйте сами...

предлагаю просто четвертушку плиты с малым вырезанным уголком- будто колонной. Это в десятки раз быстрее и можно пробовать разную густоту сеток. и всем применить солиды- которые здесь думаю лучше всего.

Если нет условий 57 задачи- могу вывесить.
Плита 3100 мм длиной 1м ширины 12мм толщины. и тд

[mikt]

Уважаемый Сергей Д., в программе ing+2005 ( она же microfe, она же gen3dim) данная задача на 5000 элементов решается за 5 минут. Постановка задачи следующая : для верхнего перекрытия трехэтажного здания используются слоистые оболочки (слои бетона + слои армирования, колонны заданы балочными элементами), для двух нижних просто оболочки. В результате итерационного решения задачи моделируется трещинообразование, соответственно пргиб получается с учетом трещин. Управлять задачей можно изменяя прочностные характеристики бетона, армирования, предельные относительные деформации, т.е. в неявном виде задавая билинейную диаграмму сигма - эпсилон. Можно ли сделать что-то подобное в ansys. Только, пожалйуста, без солидов и рисования каждой арматурины балочными элементами.

[p_sh]

Сообщение от СергейД Если нет условий 57 задачи- могу вывесить. Плита 3100 мм длиной 1м ширины 12мм толщины. и тд

вывешивайте...

[СергейД]

здесь собственно задача.
я ее параметрически решил еще для
длин 6-7-8 м и толщин .20-0.30. рез сравнивались с ОМ Железобетон
(там и снип и СП) при армировании 40.8 см2 на м
применял не толко солиды65,о них пока тогда помолчу

для шеллов уже сделал-тестирую
методику основанную на деформационной теории Свода правил, поэтому полагаю она принципиально близка микрофешной.
определяется по моментам в элементе какая арматура работает-верх или низ и применяется соответствующая предварительно определенная трехлинейная диаграмма (своя для каждой зоны армирования). Приращения выполняются по нагрузке.

Таблицу составлю-вывешу завтра.
[ATTACH]1137238787.rar[/ATTACH]

[Дмитрий]

Дык в чем проблема-то? Посчитать прогибы однопролетной балки? Сравнить результаты для "балочных" элементов и shell'ов?

Вроде речь-то шла о преодолении особенностей...

ЗЫ. Кстати, что имеется ввиду под "многоузловой распределительный элемент жесткости", "реализованный в MicroFe2005"? Это то, что называется CLPL / RBKF ? Дык вроде это и раньше было... Просветите малость, плз., отстал от последних достижений науки

[EUDGEN]

Всем пламенный привет!!
10 дней в горах - прекрасная вещь, но мозги расслабляются надолго... Обещаю быстро восстановиться.
1. Благодарю всех за участие в обсуждении предложенной мной темы.
2. Позволю себе, как автору вопроса, скоординировать ход обсуждения:
СергейД
Абсолютно согласен с Вами с локализацией проблемы и с направленностью анализа на зону стыка колонны и плиты перекрытия (на это, собственно, в первом посте был поставлен акцент в вопросе).
P_sh
Без обид: я восхищен Вашим фундаментальным и одержимым подходом в исследовании несколько модифицированной, по Вашей инициативе, первоначальной проблемы. Если не сложно, сконцентрируйте взгляд на острие вопроса, предложенного Сергеем. Собственно, Вы выводы сделали, и мне многое прояснилось.
3. Если абстрогироваться и допустить, что стержневой аналог дает решение, близкое к аналитическому, то, может быть, искать истину достаточно в этом спектре.
4. Думаю, все согласятся, с особенности практики - конструкторы, если РС, в результате всех исследований и тестов, будет предложена реалистичной и достаточно простой.
Удачи всем!

[maestro]

p_sh

Мега-респект. Подтверждаю все сказанное и показанное. Лир-нелин- хороший расчет. В свое время делал так же. Но был у меня исчо один эксперимент, которыый тут не описывался и который позволял ответить Юджену относительно испытаний. Берем объемники и делаем объемную модель одной ячейки с моделированием отброшенной части. А потом начинаем изголяться над триангуляцией в плоской задаче. Критерий истинности- величина главных напряжений, поскольку их можно посмотреть и у объемников, и у оболочки, а армирование есть суть функция напряжений. Таким образомя я подобрал оптимальный шаг КЭ для надопорной зоны. Это было пару лет назад. Моя рекомендация- шаг КЭ равен двойной толщине плиты, но не менее стороны колонны.Тестировались колонны от 300х300 до 600х600 и перекрытия от 18см до 25см.

2All Микрофешникам: где армирование ваших перекрытий, для которых вы выполняете физ.нелин расчет? p_sh показал армирование. Я бы тоже показал, но добавить нечего.[/b]