[al1]

Уважаемые завсегдатаи форума, помогите разобраться со следующей проблемой:

Осваиваю SCAD по демо-версии и при расчетах конструкций на упругом основании
(балки и плоские рамы) намеренно не ввожу какие-либо связи в узлах конструкции, желая получить
при этом неискаженную картину деформирования упругого основания.

Программа же выдает ошибку, говоря о геметрической изменяемости системы и автоматически
вводит связи сама, в результате чего постоянно получаются перекошенные деформированные
схемы, а эпюры М и Q ни разу не повторили привычные контуры, получавшиеся при
ручных расчетах (Симвулиди, Клепиков, Горбунов-Посадов, Пастернак) аналогичных конструкций.

В скудной литературе по SCADу, которая имеется у меня (учебник по SCAD, скачаный с narod.ru),
теоретический ответ на данный вопрос есть (параграф называется Парирование изменяемости),
но как практически решается этот вопрос непонятно.

С уважением, Алексей.

[Jeka]

А если одному из узлов фундамента дать закрепления по X, Y и Uz - это превратит фундамент в неизменяемый диск в плоскости XY, уберет геометрическую изменяемость системы и абсолютно не повлияет на характер работы вашего фундамента на упругом основания.

[СергейД]

Полагаю, еще правильнее крепить не в одном узле по X,Y, fiz, а в одном по
x & y,
и в далеко от него находящемся узле только по X (либо Y). Иначе
суммарный крутящий момент будет восприниматься в одном узле, что нехорошо.
НО
Вообще говоря некая жесткость закрепления по XY в заглубленном фундаменте и так существует из-за отпора грунта и ее можно бы и задать на заглубленной части (если не лень оценить упругость грунтового массива)

[Sober]

О геометрической изменяемости...Действительно, методы строймеха "заточены" под плоские задачи. И это то, что мы "привычно" видели во время обучения и не только. Ведь и балка на упругом основании тоже плоская задача. СКАД расширяет возможности предоставляя "в пользование" все 6 степеней свободы в узле. Одновременно это же и "напрягает" (как видно) . Формально ни одна степень свободы не должна быть "свободна". При этом, однако, СКАД дает возможность выбора ТИПА схемы, благодаря которому многие "лишние" степени свободы можно исключить из рассмотрения (по умолчанию в диалоговом окне "Новый проект" устанавливается тип 5 - система общего вида). :idea:

[red_elefant]

Сообщение от СергейД Полагаю, еще правильнее крепить не в одном узле по X,Y, fiz, а в одном по x & y, и в далеко от него находящемся узле только по X (либо Y). Иначе суммарный крутящий момент будет восприниматься в одном узле, что нехорошо. НО

Правильно, делал я и так. А делал и так: UZ вставлял вообще во все узлы , а по х крепил в середине плиты с краев (Х-овое направление) и так же У. Т.е. края двигались свободно. Правда тут надо смотреть на характер нагрузок. Если есть температурные - вообще конкретно под каждую схему голову ломать придется. Если связи Х, У, UZ наложить в один узел, то там будет скачек напряжений, но как правило это не криминально (в зависимости от сложности вашей схемы и характера нагрузок).
Можно вообще упругое основание заменить пружинками, правда их может оказаться долго задавать, но я раза три эксперементировал - расхождений в армировании не было, так что тут скад работает нормально. Жесткость пружин по Х и У можно задать очень маленькой и система будет думать что связи есть, а фактически почти нет. Правда нехорошо сочетание больших и малых жесткостей.
Все выше написанное относится к общему довольно простому случаю, со временем каждому приходит предчувствие когда и как нужно что сделать, ведь все зависит от вашей конструкции.

[al1]

Благодарю за советы. В итоге почти все получилось. Осознал необходимость закрепления
рамы по "горизонтальным" X, Y осям именно в одной точке и именно в средней части пролета,
т.к. при закреплении по краям гасились продольные усилия в ригеле рамы, непосредственно лежащем
на у.о. Но до этого дойти не составляет труда.

При этом основной своей ошибкой считаю, неверное указание модуля деформации основания при
вычислении коэффициентов постели. Я указывал 18 МПа вместо положенных 1800000 кг/м2. Из-за
этого SCAD, по всей видимости, оценивал столь податливое основание как пустоту и
автоматически "подхватывал падающую в пустоту" конструкцию путем введения доп. связей.
Поломав SCAD на этом эффекте, выяснилось, что при значительной разнице жесткостей
между у.о. и конструкции на этом у.о., когда показатель гибкости (t) конструкции стремиться к нулю, а
жесткость конструкции соответственно стремиться к бесконечности, SCAD с определенного момента
начинает игнорировать у.о., кажущееся ему слишком "слабым" и вводит неподвижную жесткую заделку на
одной из опор. Причем, этот эффект прослеживается как при повышении жесткости балки и неизменном модуле
деформации у.о., так и при уменьшении модуля деформации у.о. при неименной жесткости балки.

При показателе гибкости t=0.0003 начинается искажение симметричной эпюры моментов балки на у.о.,
когда на одной из опор вдруг начинает возрастать опорный момент. При уменьшении t до 0.00003
эпюра моментов балки на у.о. приобретает характерное "консольное" очертание - моменты от нуля
на одной из опор возрастают до максимального значения на противоположной "защемленной" опоре.

Показатель гибкости (по Гобунову-Посадову для плокой деформации) t=10E1*L^3/(E2*h^3),
где E1 - м.д. у.о.; E2 - м.у. материала балки; L - пролет балки; h - высота сечения балки.

При нормально соотносящихся жесткостях балки и у.о. и бесконечно возрастающей нагрузке
подобного эффекта уже не наблюдается, т.е. масштаб нагрузки здесь не причем.

При этом, я так и не смог добиться от SCADa построения номальной деформированной схемы и
определения осадок в пролетных сечениях балки - SCAD вычисляет осадки (деформации) только
в узлах схемы, которые в моем случае располагались по краям балки. Попытка ввести
в пролете дополнительные узлы, принадлежащие балке, т.е. по сути дела разбить исходную
балку на несколько балочек, жестко соединенных между собой (через узлы) и одинаково
нагруженных равномерно-распределенной нагрузкой, привела к обнулению моментов во всех
средних и искажению моментов в крайних балочках.
Причем характер эпюр моментов в крайних балках говорит о том, что SCAD учел влияние группы
нагруженных средних балок путем передачи на крайние только поперечной силы, как будто
балки соединяются через шарнир. Деформированная схема показывает, что крайние балки
дают осадку с креном в сторону группы средних балок, а узлы между средними балками
оседают на одинаковую величину.

Так я и не понял как построить деф. схему исходной балки и что означает столь причудливый
характер осадок группы балок, жестко соединенных между собой.
По поводу последнего обстоятельства на ум приходят еще институтские страшилки о том,
что бесконечные (длинные) балки на у.о., загруженные равномерно-распределенной нагрузкой,
рассчитываемые по гипотезе одного коэффициента постели (Циммерман-Винклер) оседеают равномерно
без внутренних усилий в балке.

[Ratmir]

Al1.
В SCADe в папке Examples есть файлы SSLL15.txt и SSLL15А.txt (в нем задаются коэффициенты с помощью элементов 51) в котором описана балка на упругом основании, но если поверить ее по программе Фундаменты 9.2 то эпюра моментов не совпадает с эпюрой SCAD. Кроме того если использовать ваши советы по закреплении узлов по X, Y UZ, тоже эпюры не соответствуют? Если не затруднит скинте примеры на мыло [email protected], для усвоение материала. Зарание благадарю.

Есть вопросы:
1) По коэффициентам постели. Сам SCAD выдает результаты С1 С2 (при назначений жесткостей ) которые не соответствует с результатами программой КРОСС.
Чему верить или вручную вычислять их.
2) У кого нибудь есть ручной пример расчета балки по Винклеру, Пастернаку(начальник хочет проверить результаты SCAD c ручным расчетом плиты вырезав балку :-).

[p_sh]

1. C1 и C2 в скаде не будут соответствовать результатам программы кросс:
1.1. Задается различный набор данных.
1.2 !! Используются разные гипотезы.
2. Вырезать из плиты балку - не корректно.
плита - не балка (имею ввиду соотношение ширины и длины) результаты будут другие. (работают по разному)
если есть желание посчитать балку в скаде то это реально - используйте стержень на упругом основании по пастернаку или по винклеру, назначив соответственно С1С2 или только С1.
должно стремится к теоретическому решению.

[Ratmir]

p_sh
Я понимаю что на данный момент нет единой теории, но если использовать программу Фундамент 9-10 задав балку на упругом основании и расчитать по разным теориям (Симвулиди, Горбунов_Пасдов, Копейкин), то результаты будут разные и отличие в значениях моментах существенные. По этому по экпериментировав со SCAD изменяя только коэффициент C1 от 1 до 100000 (Винклеру) получилось, что моменты отличаются на 25%.
Поэтому если расчитать балку или плиту то нет уверености что результаты будут верны.

Так как лицензированной версии SCAD нет а требуют официальные рачеты (контора небольшая 2-4 человека), то и возникла идея разбить плиту на участки шириной 0.5 м по X и Y полученные "балки" расчитать по Симвулиди и равнить со SCAD.

[p_sh]

расчитал балку по Симвулиди.
брал изменения Е= 100-100000 тс/м2
различия в моментах несущественные.
но, вот от жесткости балки моменты зависят много больше, (анализируем формулы для расчета)
и для плит такая же пертушка.

для показателя гибкости
a=pi*b*Eo*L^3/(Eb*I)
коэфф-ты для сосредот. силы в середине балки
а0=(8252+71a)/(1344+29a)
(0.333)a2=(5188-42а)/(13440+29а)
при изменении "а" в некотором интервале значения реакции грунта меняется сильно, при выходе за данный интервал в ту и другую сторону (уменьшение или увеличение) за счет Е или I (остальные параметры постоянны) изменения реакции практически нет - поэтому и моменты будут слабо изменятся

попробуйте поставить эксперимент

балка длина, 10 м ширина 10 м, высота балки =1м
нагрузка сосредоточенная 10т посередине
грунт (суглинок)

1 серия
Е=100-100000т/м2

Е=100т/м2 М=26,88тм
Е=1000т/м2 М=26,08тм
Е=10000т/м2 М=20,32тм
Е=100000т/м2 М=8,21тм (

2 серия Е=1000т/м2
I=10-0.1 I(начального), допустим изменяем h балки

I=10Iн М=26,86тм (h~2м)
I=Iн М=26,08тм (h=1м)
I=0,1Iн M=20,32тм (h~0.464м)
I=0.01Iн M=8,19тм (h~0.215м)

---Уже явно прослеживается зависимость момента от показателя гибкости и его совпадение при совпадении показателя.


h=1 м
Е=0,01т/м2 (нереально)
M=26,98тм (нет изменения)

Е=0,1т/м2 (нереально)
M=26,98тм (нет изменения)

Е=1т/м2 (нереально)
M=26,98тм (нет изменения)

Е=10т/м2 (нереально)
M=26,98тм (нет изменения)


Е=10000т/м2 (скала)
M=20,32тм

Е=100000т/м2 (нереально)
M=8,21тм

Е=1000000т/м2 (нереально)
M=4,04тм

Е=10000000т/м2 (нереально)
M=3,51тм (явное затухание)

Е=100000000т/м2 (нереально)
M=3,51тм (явное затухание)

т.е. можно сделать предположение, что при нормальных и малых показателях гибкости (от Е грунта и I балки) момент в "нормальной" балке малозависит от "нормальной" жесткости грунта.

ваши 25% (для Е=100-10000 т/м2) (от торфа до скалы)

при выходе из нормальных значений идет резкое изменение моментов с затуханием.

[p_sh]

если плиту оконтурить стержнем небольшой жесткости с заданным по оси У упругим основанием можно не налагать связи по Х У и uZ

*.gif -> *.spr
[ATTACH]1130345191.gif[/ATTACH]