[Jarat]

Уважаемые форумчане, мучает вот такой вопрос - возможно ли моделирование столбчатого фундамента в Скаде? Главный конструктор настаивает именно на этом. Видел подобные расчеты - столбчатый фундамент задавался как плита на упругом основании, ступени задавались разной толщиной элементов в жесткостях. Адекватна ли такая схема? Если нет, то как возможно? Если никак, то какие аргументы выдвинуть. До этого считал ручками. Данная проблема ставит в тупик.

[Бахил]

Сообщение от Ильнур И мне надо визуализировать в 3D тело фундамента.

Offtop: Сочувствую
Задай жёсткую плиту с Винклером.

Сообщение от Ильнур Nmax - максимальная величина вертикальной нагрузки от колонны для данного типоразмера фундамента. От вселюбых сочетаний для любых расчетов (1ГПС, 2ГПС).

Да.

[Dakar]

В продолжение дискуссии развернувшейся в сообщениях 47-73.
Сегодня попалось в руки Руководство по проектированию оснований. Решил посмотреть в нем, что писано про предельные величины деформаций и совместный расчет с верхами.

п. 3.167 (3.45) Расчет оснований по деформациям, как правило, должен производиться из условия совместной работы здания (сооружения) и основания (в том числе с учетом перераспределения нагрузок на основание надфундаментной конструкцией). Деформации основания допускается определять без учета совместной работы здания (сооружения) и основания в случаях, оговоренных в п. 3.6 настоящей главы (п. 3.14 Рук.), а также: а) если для зданий и сооружений, указанных в п. 3.66 настоящей главы (п. 3.272 Рук.), не устанавливаются величины предельно допустимых деформаций оснований по прочности, устойчивости и трещиностойкости надфундаментных конструкций Sпрп [подпункт «б» п. 3.63 настоящей главы (п. 3.265 Рук.)]; б) при определении неравномерных деформаций основания при привязке типовых проектов к местным геологическим условиям, если в этих проектах, согласно указаниям подпункта «б» п. 3.67 (п. 3.273 Рук.), приведены условные величины предельно допустимых деформаций Sпр0; в) при определении средних величин деформаций зданий и сооружений.

Как видите в 78ом году требовался совместный расчет верхов и низов как и ныне.
Читаем далее.

3.279(3.69). Предельно допустимые величины совместных деформаций оснований и зданий (сооружений) Sпр допускается принимать по табл. 3.37(18), если их надфундаментные конструкции не рассчитаны на воздействие неравномерных деформаций основания и потому не определены значения Sппр по подпункту «б» п. 3.63 (п. 3.265 Рук.) или S0пр по подпункту «б» п. 3.67 (п. 3.273 Рук.) и в задании на проектирование не установлены значения Sтпр по подпункту «а» п. 3.63, пп. 3.64 и 3.65 (пп. 3.265-3.267 Рук.). Принимая Sпр по табл. 3.37(18), следует учитывать, что в этом случае: а) расчет деформаций оснований допускается производить без учета влияния жесткости конструкций здания или сооружения на перераспределение нагрузок на основание; б) при грунтах основания, сложенных по всей площади проектируемого здания или сооружения горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по толщине слоями, предельные значения максимальных и средних абсолютных осадок допускается увеличивать на 20% против величин, указанных в табл. 3.37(18); в) при набухающих грунтах основания предельные величины деформаций - подъема фундаментов, максимального и среднего - принимаются численно равными 0,25 от предельных величин максимальных и средних осадок, приводимых в табл. 3.37(18), а выгиба зданий - равным 0,5 от предельных величин, указанных в той же таблице. Примечание. На основе обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации отдельных видов зданий и сооружений с учетом эффективности конструктивных мероприятий, обеспечивающих требуемую прочность, устойчивость и трещиностойкость конструкций от воздействия неравномерных деформаций основания, допускается в установленном порядке утверждать предельные значения деформаций, отличные от значений, принятых в табл. 3.37(18).

Вот и получается, что посчитав верха на абс жестком основании и ограничив деформации низов значениями из прил. Г СП или из табл. 3.37(18) Руководства мы учитываем взаимодействие верхов и низов.
А если считаем здание на пружинках, коэф постели и т.д. - то с предельными осадками разбираемся отдельно (прописываем в задании на проектирование, оцениваем влияние на верха и при желании "осаживаемся" на километры).

[Skovorodker]

Кто как сейчас моделирует столбчатые фундаменты в общей расчетной схеме?
Интересный появился подпункт в СП 22:

5.1.11а При выполнении расчетов фундаментов допускается применение методики коэффициентов жесткости с одним (вертикальным) коэффициентом постели. Применение других контактных моделей допускается при обосновании их применимости в данных условиях. Примечание - Применение моделей с увеличивающимся модулем деформации по глубине должно быть обосновано результатами инженерно-геологических изысканий.

То есть модель Пастернака уже не годится - попробуй ее обоснуй.
Мне видится, что самое простое - вычислить осадку фундамента, по этой осадке уже вычислить коэффициент постели С1 = N/(A*s) (s- осадка), подошву фундамента задать оболочкой и приложить к ней равномерно этот коэффициент (без С2).
Так понимаю, если попытаться получить С1 в Кроссе для столбчатого фундамента, то получим чушь, не?

[v.psk]

Сообщение от Skovorodker что самое простое - вычислить осадку фундамента, по этой осадке уже вычислить коэффициент постели

на мой взгляд очевидно так

Сообщение от Skovorodker если попытаться получить С1 в Кроссе для столбчатого фундамента, то получим чушь

думаю тоже так, хотя если честно - не пробовал

[Бахил]

Сообщение от Skovorodker вычислить осадку фундамента, по этой осадке уже вычислить коэффициент постели С1 = N/(A*s)

Да. Непонятно только: к чему эти "танцы с бубнами"?

[Skovorodker]

Сообщение от Бахил Да. Непонятно только: к чему эти "танцы с бубнами"?

Чтоб как-то выполнить требование по поводу совместного расчета сооружение-основание. И в принципе, если здание чувствительно к неравномерным осадкам (типа жесткие узлы колонна-ригель), попытаться это оценить.

Конечно, если еще попытаться как-то учесть отрыв подошв, обнуляя коэффициенты, то это будут хорошие танцы, да.

Сообщение от v.psk думаю тоже так, хотя если честно - не пробовал

Оказывается в Кроссе можно задать разом отдельные подошвы (мне казалось так нельзя.. или добавили эту возможность в последних версиях?). Вот человек так делает. Но что-то сомнительнооо...

Нажмите для просмотра

https://www.youtube.com/watch?v=Kb7DYMxLmcI&ab_channel=AlexDyuk

[Бахил]

Ещё и поворот надо учесть.

[Skovorodker]

Сообщение от Бахил Ещё и поворот надо учесть.

Так разве подошва не будет поворачиваться на упругом основании? Собственно, ради этого и думаю идти по такому пути (моделирование подошвы с коэффом постели), иначе значительно проще задать будет связями конечной жесткости (но там как раз проблема - как адекватно задать жесткость на поворот) .

[СИДОР]

Сообщение от Skovorodker Мне видится, ...

Хорошо, зачем, на мой взгляд, все усложнять, используя приведенные вами формулы, учитывающие осадки и влияющие на усилия, возникающие от них.
В самом СКАДе все можно задать, в конечном счете основными показателями для этого являются: модуль деформации, коэфф. Пуассона и толщ. слоя.
В принципе, можно задать для каждого "столба" в отдельности.

[Skovorodker]

Сообщение от СИДОР Хорошо, зачем, на мой взгляд, все усложнять, используя приведенные вами формулы, учитывающие осадки и влияющие на усилия, возникающие от них. В самом СКАДе все можно задать, в конечном счете основными показателями для этого являются: модуль деформации, коэфф. Пуассона и толщ. слоя. В принципе, можно задать для каждого "столба" в отдельности.

В скаде две методики по расчету коэфф. постели. Модель Пастернака и Модель слоистого полупространства (кстати, подскажите, плз, кто знает - что это за методика?), коэффициент постели в разных методиках высчитывается по разному. В обоих этих моделях помимо С1 (вертикальный) используется С2 (сдвиг). Теперь СП22 допускает использовать модели только с одним вертикальным коэффом, если использовать С2, то нужно это обосновать. А как это может обосновать простой инженер? Для этого надо быть Пастернаком с Горбуновым и Пасадовым в одном лице, да и этого мало, эксперт сам должен быть соизмеримой же фигурой (чтобы просто понять обоснование). Другими словами, сейчас по нормам не допускается использование моделей с С2. А если мы в выше обозначенных моделях просто уберем С2 и соответственно не будем применять законтуренные элементы, то получим большие неадекватные осадки. Поэтому и думаю использовать "свой" коэффициент постели напрямую зависящий только от расчетной осадки фундамента.

[СИДОР]

Сообщение от Skovorodker А как это может обосновать простой инженер?

Зацепили))!.
Да никак!. Для этого вы в любом случае ставите гориз.связи (для подошв).
Просьба, еще раз, - не усложняйте! и не надо песен, в данном случае, про С2=0.7*С1

[Skovorodker]

Сообщение от СИДОР Зацепили))!. Да никак!. Для этого вы в любом случае ставите гориз.связи (для подошв). Просьба, еще раз, - не усложняйте! и не надо песен, в данном случае, про С2=0.7*С1

Не путайте. Горизонтальные податливые связи это одно, С2 это другое - это перераспределение давления в грунте - включение в работу грунта за пределами проекции фундамента.

[СИДОР]

Сообщение от Skovorodker Не путайте.

Отнюдь, и вы не вносите ваши "пугалки" с вашей интерпретацией С2(.
Наверное, вы не совсем понимаете роль С2 в расчетной схеме.
С2, в первую очередь эмулирует для расч. схемы горизонтальные связи для подошв ф-тов, и это вам д.б. понятным в первую очередь, и этого вполне достаточно.
Повторяю, не первый раз - не усложняйте!!!
Кстати, выставлял тут как-то креативный/мудрый парень утилитку для С2 в СКАДе, очень наглядно, и тогда нет необходимости ставить гориз. связи.

[Нубий-IV]

Сообщение от Skovorodker Мне видится, что самое простое - вычислить осадку фундамента, по этой осадке уже вычислить коэффициент постели С1 = N/(A*s) (s- осадка), подошву фундамента задать оболочкой и приложить к ней равномерно этот коэффициент (без С2).

Это если фундаменты слабо загружены, и далеко расположены друг от друга. А если тяжело груженые, и рядом - получится та же проблема, что с учетом взаимовлияния свай:
1. Надо считать осадку и C1 с учетом соседей
2. Полученный C1 будет действительным только для одного загружения

Расчетные схемы с C1, С2 частично снимают эту проблему, поскольку учитывают взаимовлияние. Но делают это без уважения не совсем по СП. В формулах СП зашита честная 3D-модель грунта, а C1C2 - ее приближенная реализация, времен ручного счета. Плюс сам расчет коэффициентов по каким-то формулам "из Пастернака" дает ответ, не совпадающий с СП даже для одиночного фундамента. Например, в Старке коэффициенты можно считать "по Пастернаку" и "по Барвашову", так ручной счет получается почти ровно посередине между ними.

Лично я пользуюсь Старковским режимом "3D-грунт". Он учитывает взаимовлияние по-честному, без приближенных C1C2, и при любых нагрузках. Он не дает глюкавых концентраций поперечных сил по контуру плит, а честно размазывает законтурные напряжения снизу по подошве, что позволяет считать и маленькие столбы, и большие плиты. А если осадки велики, и есть подозрение, что они влияют на ответ, я просто уточняю эти осадки. Я задаю тестовую схему с одиночным фундаментом того же размера, той же нагрузкой, но нулевой жесткости, и считаю две осадки: вручную по СП, и в 3D. А потом просто умножаю модули деформации всех грунтов в расчетной схеме на соотношение этих осадок. Тогда получается схема, в которой осадка совпадает с нормативной.

Сообщение от Skovorodker Так понимаю, если попытаться получить С1 в Кроссе для столбчатого фундамента, то получим чушь, не?

По идее, все грунтовые модули в Старке/Лире/Скаде должны делать одно и то же: подгонять расчет в МКЭ под СП, до тех пор, пока осадки не совпадут. И те коэффициенты, которые там насчитаются - и есть единственно правильные. По идее, после грунтовых модулей расчетная схема как раз и должна стать "точно соответствующей СП". Вопрос только в том, как реализован ввод данных, и какие есть ограничения.

А проверить, так оно или нет - должны тестовые задачи. Легко вручную проверяются:
1. Схема с прямоугольным фундаментом нулевой жесткости (осадка в центре и по углам должна совпадать с СП)
2. Схема с двумя такими фундаментами и учетом взаимовлияния (осадки методом угловых точек по СП)

Собственно, в теме не хватает как раз этой пары тестов.

[Португалец]

Считал скадом, верней, проверял грибовидный фундамент опоры ЛЭП. Это относительно тонкая плита переменной толщины на тонкой ножке. Основание задавалось условно, интересовало только армирование. Классический столбчатый ступенчатый фундамент считать скадом не вижу смысла. Если надо учесть работу "основание-сооружение" - считать осадку/просадку по СП и на основании этого расчета задавать в скаде опору "пружинку".

[Skovorodker]

Сообщение от Нубий-IV А проверить, так оно или нет - должны тестовые задачи. Легко вручную проверяются: 1. Схема с прямоугольным фундаментом нулевой жесткости (осадка в центре и по углам должна совпадать с СП) 2. Схема с двумя такими фундаментами и учетом взаимовлияния (осадки методом угловых точек по СП) Собственно, в теме не хватает как раз этой пары тестов.

Спасибо за ответ. Кстати, нет ли у вас случайно какой-нибудь тестовой задачи с несколькими столбчатыми фундаментами? я бы прогнал через Кросс для сравнения..

----- добавлено через ~3 мин. -----

Сообщение от Португалец Считал скадом, верней, проверял грибовидный фундамент опоры ЛЭП. Это относительно тонкая плита переменной толщины на тонкой ножке. Основание задавалось условно, интересовало только армирование. Классический столбчатый ступенчатый фундамент считать скадом не вижу смысла. Если надо учесть работу "основание-сооружение" - считать осадку/просадку по СП и на основании этого расчета задавать в скаде опору "пружинку".

Так отлично считаются схемы со свайными фундаментами, а вот со столбчатыми возникает проблема - как корректно задать жесткость на изгиб в этой пружине.


Слышал, что многие задают грунт объемными элементами, мол, это самое адекватное, но я, если честно, без понятия - что это такое. Есть где что почитать?

[Нубий-IV]

Сообщение от Skovorodker нет ли у вас случайно какой-нибудь тестовой задачи

Ее надо просто придумать. Взять свои размеры фундамента, свои нагрузки, и посчитать ручками. Одинокий фундамент. Два рядом стоящих. Жесткость - нулевая, потому что только для нее в СП есть таблицы. Реальная жесткость требует мелко нарезать каждый фундамент и гонять итерации в статически неопределимой схеме изгиба плиты на упругом основании от неравномерной нагрузки. Собственно, именно этим и должны по смыслу заниматься все грунтовые модули, не вручную же это делать.

А сурьезным учоным, видимо, про какие-то кампутеры (тьфу, прости господи) писать западло. Не то что в грунтах, даже в математике, даже в зарубежной - книжки по решению систем уравнений современными методами (многопоточные, кеш-френдли и т.п.) попадаются только в специализированной компьютерной литературе; математики дружно продолжают делать вид, что все расчеты делаются гауссом; вычислительная математика - типа не настоящая.

Готовых примеров не видел даже в книгах с примерами расчета.
Кушнер С.Г. "Расчет осадок оснований зданий и сооружений" 1990 г
М.В.Берлинов Примеры расчета оснований и фундаментов
Есть и другие книги с примерами расчетов по фундаментов, но в разделе взаимовлияния все авторы просто пишут "а если хотите - можете посчитать по вот этим формулам", но я не видел ни одного, который захотел бы сам.

Сообщение от Skovorodker Есть где что почитать?

Про 3D-напряжения в грунте с красивыми длинными формулами и графиками есть глава в любом учебнике по фундаментам. Но все они из докомпьютерной эры, так что дальше - максимум приближенные расчеты с C1, C2. Увидеть плюс-минусы всех вариантов можно только лично, тестируя разные схемы. У меня таких мелких тестов сотни на разные темы были, и я их не сохраняю, зачем диск забивать. Вживую это выглядит так:

Грунт генерится программой автоматически по скважинам. Высота - по глубине сжатой толщи. Ширина - такая, чтобы осадка краев ушла почти в ноль. Учет воды/разгрузки/точности - коррекцией модулей после расчета тестовой задачи. Если Лира/Скад так не делают, можно скачать демку Старка и методичку по работе с ним: http://www.eurosoft.ru/downloads/.

Сообщение от Skovorodker как корректно задать жесткость на изгиб в этой пружине

Там и с вертикальной вопросы есть, если взаимовлияние надо учитывать. В СП по сваям авторы прикололись и написали "считайте вручную методом сил - это удобнее, чем на компьютере методом перемещений". Теоретически можно пересчитать взаимовлияние в набор КЭ упругих связей между узлами по вертикали. Тут либо программку писать, либо в Ёкселе вручную матрицу податливости обращать, по примеру: Как создать расчетное программное обеспечение с открытым исходным кодом. Пост #286. Но лучше всего - протестировать грунтовый модуль, и, если все ОК, им и пользоваться, он же для этого и придуман.

А с изгибной лично у меня непонятки даже в расчетах по СП. По идее, туда расчет крена должен включаться. Но когда вертикальую осадку считаем, повышенная жесткость грунта после разгрузки учитывается в формуле 5.16. А когда крен по 5.24 - вроде как нет. От этого крены с осадками на 3D-грунте не сходятся.

[nickname2019]

Сообщение от Dakar Вот и получается, что посчитав верха на абс жестком основании и ограничив деформации низов значениями из прил. Г СП или из табл. 3.37(18) Руководства мы учитываем взаимодействие верхов и низов.

Нет. Не следует воспринимать Руководства и СП как библию (тем более трактовать по-своему). Там могут быть ошибки (которые могут быть усилены при трактовании). Решения нужно принимать на основании расчета.
Расчет должен производиться на два варианта:
1. Расчет на жестком основании (начальный период эксплуатации, когда деформации еще не развились).
2. Расчет на податливом основании (длительный период эксплуатации).
Также желательно для этих случаев учитывать длительность нагрузок.

По моему мнению, кратковременную нагрузку (включая ветер и сейсмику) достаточно считать на жестком основании (но тут может быть сложнее проверить фундаменты, так как для них придется сочинять отдельную расчетную схему).

Сообщение от Dakar А если считаем здание на пружинках, коэф постели и т.д. - то с предельными осадками разбираемся отдельно (прописываем в задании на проектирование, оцениваем влияние на верха и при желании "осаживаемся" на километры).

Если здание не проходит по предельным деформациям СП - лучше сделать так, чтобы проходило. Если не проходит (особенно относительные деформации), если с верхушкой все нормально - тогда Окей.
Абсолютные деформации я бы не стал превышать, так как это в расчете они могут быть равномерные, но сесть здание может и набекрень.