[Engineer IA]

Здравствуйте, уважаемые форумчане!

Дано: 18-этажный дом. Каркас железобетонный, состоящий из колонн, плоских перекрытий и диафрагм. Расчет веду в программе SCAD.

Проблема. Решая задачу по сбору нагрузок на фундаменты обнаружил значительную разницу по сравнению с ручным сбором нагрузок. Недобор нагрузок в основании колонн в SCAD-е составляет до 100 тонн на одну колонну. Здание как бы "подвисает" на диафрагмах, благодаря тому, что их жесткость значительно больше жесткости колонн. Это хорошо видно, если посмотреть вертикальные деформации узлов верхушек диафрагм и колонн.

Вопрос: Можно ли довериться результатам расчета в программе (картина, ведь, в общем, реалистичная. Усилия распределяются в соответствии с жесткостями конструктивных элементов)? Или не доверять и собирать нагрузки вручную? Поделитесь опытом. Кто как решает эту проблему?

[EUDGEN]

Сообщение от EUDGEN Выводы, ессно мои (ЯТД): Искать эффект перераспределения в вертикальных элементах при учете нелинейности и монтажа (касательно ветрикальных элем-тов, работающих на сжатие) малопродуктивное занятие... 8) . Другое дело в учете особенностей деформирования горизонтальных элементов, контактирующих с вертикальными элементами и влияющих на угловые деформации на контактах... :

И эту тему жалко бросать... - далеко не все вопросы сняты...
1. Кто-нибудь в практике проектирования (расчетов) учитывает податливость узловых соединений для ригелей? - ОНИ ВСЕ Ж НЕ АБСОЛЮТНО ЖЕСТКИЕ и угол 90 градусов порой для опорных сечений очень болезнен... Если да, то как это корректно учесть применительно к вычислителям с МКЭ?
Плиз, из личной практики...

[kate82]

Помогите кто может. Как обходится проблема возникающая в методе конечных элементов при расчете слабосжимаемых эластомеров, ведь у них коэффициент Пуассона=0,5 и тогда получается вырожденная матрица системы уравнений.
Как решается данная проблема в ANSYS уже разобралась, а как в других комплксах? Например, в NASTRAN, ASKA, COSMOSWORKS, ЛИРА, PLAXIS/

[DTab]

Сообщение от EUDGEN И эту тему жалко бросать... - далеко не все вопросы сняты... 1. Кто-нибудь в практике проектирования (расчетов) учитывает податливость узловых соединений для ригелей? - ОНИ ВСЕ Ж НЕ АБСОЛЮТНО ЖЕСТКИЕ и угол 90 градусов порой для опорных сечений очень болезнен... Если да, то как это корректно учесть применительно к вычислителям с МКЭ? Плиз, из личной практики...

Речь здесь идет о пластических шарнирах? или вопрос состоит в определении конечного угла поворота? или про что-то еще?

Для справки - существует пособие по расчету крупнопанельных зданий. вып.1. Характеристики жесткости стен, элементов и соединений крупнопанельных зданий.
Кое-что можно найти в нем.

[EUDGEN]

Сообщение от DTab Речь здесь идет о пластических шарнирах? или вопрос состоит в определении конечного угла поворота? или про что-то еще?

Терпения, мне, не занимать - времени бы побольше свободного...
1. В высотных каркасно-связевых зданиях, при расчетах в упругой постановке, ввиду принципиальных отличий загружения численного и натурного (даже только вертикального), ввиду неучета истории возведения и пр., в опорных сечениях ригелей (особенно верхних этажей) генерируется громадный момент, без сомнения, нереалистичный...
2. Вывести ситуацию в реалистичное русло можно многими способами. Один из них, по моему определению - сурогатный, позволяющий, путем снижения модуля упругости опорного сечения ригля, выполнить перераспределение усилий из опоры ригеля в зоны других контактеров.
Я этот прием часто использую. Кто, так или иначе, учитывает особенности неучета реалистичных особенностей деформирования ЖБК?
Ув. коллеги
Плиз, из личной практики... и если можно обоснование, даже в случае игнорирования сего эффекта...

[Romka]

Сообщение от Engineer IA Возвращаясь к вопросу, поставленному в начале темы. Решил задачу таким образом. Здание высотой 60м (18 этажей) разделил на четыре части по высоте. Просчитывал, начиная с верхней части, защемляя фрагмент в основании. Затем передавал усилия на нижележащий фрагмент и снова повторял расчет в том же порядке. Результат: Продольные усилия нижнего фрагмента практически совпали с ручным расчетом по грузовым площадям. Нашлись потерянные 100 тонн в колоннах, а в диафрагмах услилия уменьшились.

Engineer IA
Если я правильно понял,то создано 4 задачи. На каждую последующую задачу (на нижние этажи) прикладываются только опоные реакции (Эн, Эм, Кю), а результаты расчета печатались из 4 различных файлов?

[yarrus77]

Дабы не начинать новую тему, задам вопрос здесь. С поста #184 прошло немало времени. Кто-нибудь использует режим МОНТАЖ В Скаде? Желательно в больших схемах с н-ным количеством нагрузок. Прошу подсказать как задать нагрузки для данного режима. Как быть с накопительной и как с независимыми? Что-то у меня не получилось .

[engineer_a]

Все эти подвисания - результат неучета:
1.Стадийности возведения.
2.Реальной жесткости плит и балок перекрытия которая снижается из-за трещинообразования и ползучести.

Чем выше здание и чем ближе друг к другу диафрагмы - тем значительнее этот эффект.

Неучет вышеуказанных факторов чреват недооценкой усилий в колоннах. Высотки надо рассчитывать с учетом этих факторов.

[EUDGEN]

Сообщение от engineer_a Все эти подвисания - результат неучета: 1.Стадийности возведения. 2.Реальной жесткости плит и балок перекрытия которая снижается из-за трещинообразования и ползучести. Чем выше здание и чем ближе друг к другу диафрагмы - тем значительнее этот эффект. Неучет вышеуказанных факторов чреват недооценкой усилий в колоннах. Высотки надо рассчитывать с учетом этих факторов.

Да, тема забуксовала ...
Вы, тут, правильно посоветовали, но, неплохо бы поделиться личным опытом, как это Вы делаете, особенно на больших схемах (высотки).
Я, к сожалению, редко на форуме, но решение некоторых важных вопросов, связанных моделированием реалистичной работы сооружений, как я вижу, мало продвинулся. Напомню:
1. Моделирование работы грунтов основания. Пока нет надежного КЭ грунта в отечественных программах (мне неизвестен). Такой КЭ, как я понимаю, должен быть ортотропным, учитывать деформации сжатия, сдвига (трения -скольжения). В расчетной схеме О-Ф-З (исключая свайное основание) должно соблюдаться правило: основание деформируется от действующих нагрузок от связки Ф-З, при этом проявляя свойства односторонне упруго-пластического материала (среды). Уточню, растяжение для грунта - недопустимо. Граничные условия на контакте О-Ф особо специфические - в натуре это трение и отпор. Остается вопрос как ограничить среду основания и соответственно граничные условия.
1а. Работа основания на динамические (импульсные) воздействия особо сложная проблема в моделировании. Здесь нужен особый КЭ... пока такого никто не придумал (мне не известен).
2. Учет особенностей нелинейного деформирования зон сочленений конструкций, трещинообразования, знакопеременных нагрузок (ветер, сейсмика) в глобальной РС - весьма болезненный вопрос, неучет которого существенно влияет на реалистичность результатов расчета.
3. И конечно же учет истории возведения и нагружения сооружения.
На сегодняшний день однозначных приемов решения ук. вопросов нет. Наверное, это не в формате нашего форума... или?
Пока так...

[Romka]

EUDGEN, здравствуте.
по п.1а. коэф постели увеличиваем в несколько раз (см СНиП РК по сейсмике) или применяем коэф постели из СНиП Фундаменты машин с динам нагрузками. Я применяю 2 вариант.
по п.3. вижу пока только применение МОНТАЖа. вот только как его состыковать с сейсмическим воздействием - не знаю. ведь сейсмика и итерационные расчеты (монтаж) несовместимы
Что вы предпринимаете для учета последовательности возведения?

ЗЫ: остальные вопросы пока не цепляю - хоть бы с этими разобраться...

[Николай Баглаев]

по 1 возможно решение:
моделирование грунта объемными элементами с учетом физической нелинейности + моделирование связи между объемом грунта и плитой (и сваями) с помощью специальных (односторонних) связей (шарниров).
по 1а. Не надо изобретать велосипед. Расчет должен вестись для закрепленного здания. На это ориентированы нормы. Кроме того, в случае сейсмического воздействия через грунт приходит воздействие и учитывать грунт в этом случае не совсем, как мне кажется, не совсем корректно.
3. для Romka: мне кажется, не стоит соединять этапность с сейсмикой... ведь сейсмическое воздействие приходит на целое здание. Учет распределения усилий и перемещений от статики при сейсмическом воздействии должен давать эффект при большепролетных и сложных конструкциях (когда из-за больших прогибов сильно меняется жесткостные характеристики элементов конструкции). ИМХО вещь достаточно редко встречающаяся. Для этого можно использовать "деформированные" колебания (колебания относительно положения равновесия) в MicroFe (возможно, есть и в других программах что-то подобное).

[Romka]

Сообщение от Николай Баглаев по 1а. Расчет должен вестись для закрепленного здания. На это ориентированы нормы.

Как тогда получить сейсмические силы на ФП? В пользу применения коэф постели высказывается Бирбраер http://dwg.ru/dnl/3142

Сообщение от Николай Баглаев 3. для Romka: мне кажется, не стоит соединять этапность с сейсмикой....

Я имею ввиду не задание Монтажа и Сейсмики в одной задаче, а армирование конструкций по огибающей эпюр усилий. Думаю попробовать применить вариацию моделей (руки никак не доходят)

[novinkov]

Как тогда получить сейсмические силы на ФП? В пользу применения коэф постели высказывается Бирбраер http://dwg.ru/dnl/3142

Немножко лукавите.

Бирбраер рассматривал систему сооружение-основание при сейсмическом воздействии, заданном ускорением свободной поверхности. И ни слова не говорил о допустимости использования спектрального (основного сниповского) подхода к сейсмостойкости сооружения совместно с основанием.
Если все же хотите выполнить оценку сейсмостойкости сооружения совместно с основанием по акселерограммам, то сначала придется:
a. Пересчитать ускорения свободной поверхности на ускорения скального подстилающего основания. Сама по себе нетривиальная задача. И удовлетворительные решения возможны только для вертикальных сейсмов и идеализированных слоистых оснований.
б. Выбрать программный комплекс, поддерживающий неотражающие/поглощающие граничные условия на границах грунтового массива. Иначе сейсмические волны, отражаясь от границ неудачного закрепления грунтового массива, внесут искажения в колебания свободной поверхности. Т.е. Лира, Скад отпадают сразу.
в. Использовать программный комплекс решающий полную систему уравнений движения (без разложения по собственным формам). Т.к. разложение по собственным формам применимо лишь к системам с однородным демпфированием, а демпфирование сооружения и основания отличаются в разы (большие разы). Опять Лира, Скад отпадают..
Я специально оставил за скобками проблемы расчета по ускорениям, не связанные с податливостью основания. А там тоже много узких мест.

Более того, из-за невозможности разложения по собственным формам систем с неоднородным демпфированием нельзя использовать и спектральный подход. Матрица демпфирования в этом случае не позволяет свести решение связанной полной системы уравнений движения системы с несколькими степенями свободы к системе независимых уравнений движения систем с одной степенью свободы. Т.е. полученные в результате разложения по собственным формам уравнения движения не являются независимыми, а имеют связанность (когерентность) через эту матрицу демпфирования. См. вложение (п.6, предпоследний абзац)

Эта тема взаимодействия сооружения с основанием при сейсмике всплывает регулярно, но я ни разу не увидел аргументов в пользу допустимости или необходимости этого учета. Мне призодит в голову только один случай, когда это необходимо - высотные сооружения. В этом случае учет податливости основания и поворот здания ведет к увеличению пи-дельта эффекта. Но это для по-настоящему высотных зданий и сооружений и основание должно учитываться с учетом сказанного выше.

[Николай Баглаев]

Что касается расчета совместно основания и сооружения на сейсмику, то здесь масса тонких мест. Об этом говорил на конференции в Сочи в конце августа Тяпин (один из авторов приведенной статьи). В своем докладе на пленарном заседании он говорил о тех подходах к такого рода расчетам, которые используются в Атомэнергопроекте. И все, насколько я понял, сводится к разделению расчетов (отдельно расчет основания, отдельно расчет сооружения) с использованием специальных передаточных функций.
А совместный расчет в целом я ни разу не видел. Либо расчет основания с упрощенной донельзя моделью сооружения, либо расчет сооружения с упрощенной донельзя моделью грунта.

[UnAtom]

Можно противиться расчёту в сейсмозонах совместно с основанием, приводить кучу научных расчётов, аргументов и исследований известных специалистов, но на практике всё равно приходится считать в сейсмических районах с учётом податливости основания, ибо так предписывают нормы (Украина - ДБН В.2.1-10-2009 п.10.2), где написано, что фундаменты следует считать в связке Основание-Фундамент-Сооружение. И если уж ты вздумаешь лезть в научные споры и изыскания, то твои труды враз зарубят господа эксперты, которые, хоть и специалисты, но всё же "бояться" всего им непонятного и научного, чего сами не знают. Плюс ко всему прочему, как упоминал в одной из тем уважаемый мною формучанин, чтоб искать блох в правильности-неправильности тех или иных способов моделирования совместной работы основани и фундамента, следует для начала получать адекватные инженерно-геологические отчёты, со всеми параметрами, определёнными в соответствии с ГОСТами и соответствующие реальности, а не вырезки из прошлых изысканий и "опыта" геолога и всеми их коэффициентами запаса и незнания. Вот тогда можно рассуждать о точности-неточности расчёта. Ко всему прочему актуальным остаётся вопрос определния сейсмичности площадки строительства, который может весьма меняться как от норм на текущий год, так и от "личных прихотей" специалистов сейсмосовета, который выдаёт заключение о сейсмичности площадки.
Вывод: Здания нужно считать, здания нужно строить, и всем нам нужно зарабатывать деньги. Так что приходится идти на всякого рода упрощения и допущения, хоть это и может не соответствовать действительности.

[Николай Баглаев]

Никто и не собирается спорить с утверждением о том, что фундаменты нужно считать с учетом жесткости верхнего строения (что, собственно, и дает схема О-Ф-З). Но в нормах не говорится о том, что СЕЙСМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ должны определяться для системы О-Ф-З. Возможно, в ДБН об этом написано, не буду спорить - не знаком с этими нормами в полном объеме. Но, как часто это бывает в нормах, написали что надо делать, но не сказали как. Например, в нормах по железобетону написано, что армирование колонн надо считать по результатам расчета по деформированной схеме с учетом нелинейных свойств грунта. Вы так считаете?
Нормы - это закон. И прочитать его можно с разных сторон...
Это - мое мнение. Оно, безусловно, может не совпадать с Вашим.

[Rotfeder]

UnAtom
А не могли бы вы вкратце изложить, как в указанных нормах предлагается учитывать основание при сейсмике. Нашел в даунлоаде эти нормы - но с украинским проблема, да и к тому же в комментариях пишут, что это только проект, отличающийся от бумажного варианта.

Интересует прежде всего, действительно (по этим нормам) ли требуется считать частоты и формы здания с учетом податливости основания и какие характеристики основания требуют задавать.
Я лично к такой идее отношусь скептически, но интересно.

[EUDGEN]

Сообщение от Rotfeder UnAtom А не могли бы вы вкратце изложить, как в указанных нормах предлагается учитывать основание при сейсмике. ..... .

О ДБН не могу сказать...
Но, основываясь на личном опыте (34 года занимаюясь расчетами), могу сказать следующее (возможно повторюсь из высказанного мной ранее на других темах):
1. В СНиПе по сейсмике расчетные предпосылки в основном ориентированы на спектральный метод, при котором котакт с основанием жестозакреплен. При этом период колебаний минимален и ессно сейсмосилы в целом на сооружение максимально возможные. Т.е. как бы наихудший вариант для конструкций. Но, кто считает здание на сейсмику по модели О-Ф-З знает, что не для всех конструкций здания жесткое защемление является наихудшим. Так, для конструкций нижнего яруса, при учете деформаций основания совместно с фундаментами экстремумы выскакивают на сочленениях Ф-З и порой не только от сейсмики. Здесь вопросов много: история, физика, топология сопряжений и наконец шаг сетки КЭ.
2. В продолжение п1. для расчета зданий выше 16 этажей, при котором необходим учет инструметальных записей акселерограмм, в СНиПе не описана методика расчета, только указание на необходимость учета. Это, правда, уже для другой темы проблема, но она есть...
3. По поводу учета демпфирования грунтов основания на импульсные воздействия (сейсмика) в СНиПе вообще ноль рекоменаций. Хотя бы сделали ссылку на другие нормативные источники (Фундаменты под оборудование на динамические воздествия - название неточное, по памяти...).
4. Здесь позабыта тема о искусстве моделирования..., но большинство вопросов при моделировании возникает именно по причине отсутствия нормативов на моделирование. И когда у 10-ти расчетчико получаются десять разных вариантов расчета, порой значительно отличающихся как количественно так и качественно - и это не есть хорошо...
5. А учет податливости сопряжений - где об этом конкретно нормируется, разве, что у Улицкого и Мурашева еще с прошлого века.
А разного рода "кулибинство" при моделировании не всегда увенчивается успехами, наоборот, непониманием и проблемами при обосновании перед экспертами.
PS
Не знаю, для чего пишу все это - наверное крик души, а может быть "послание будущим поколениям"
Однозначно, движение должно быть вперед, ввысь, к истине и всегда!