| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Архитектура и Строительство > Конструкции зданий и сооружений > Железобетонные конструкции > Как анализировать результаты армирования в зоне колонн

Как анализировать результаты армирования в зоне колонн

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 07.08.2020, 13:06
Как анализировать результаты армирования в зоне колонн
fyzest
 
Регистрация: 06.05.2013
Сообщений: 101

Уважаемые инженеры хочется научится правильно анализировать МКЭ расчет железобетонных конструкций. Интересует вопрос как правильно проанализировать результаты которые выдает лира или другая расчетная программа в зонах примыкания плиты к колоннам (пилонам) которые смоделированы стержнем без АЖТ в месте примыкания. Понятно что в этих местах возникают всплески и показывается завышеное значение армирования, но на сколько оно завышено? На сколько процентов можно уменьшить площадь арматуры в этих местах (или на сколько диаметров можно принять арматуру меньше)?.

Ниже приведены результаты армирования в лире. Фундаментная плита на упругом основании высотой 400мм. Пилоны 1200х250мм (смоделирование стержнем). Размер конечного элемента плиты 0,5х0,5м. Можно видеть что как правило в четырех примыкающих конечных элементах плиты к стержню возникаю всплески. Вот собственно и вопрос как обработать полученую информацию, что бы правильно законструировать плиту не получив перерасход и не получив недостаточное армирование что еще хуже.

Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Screenshot_1.png
Просмотров: 1426
Размер:	18.9 Кб
ID:	228989  Нажмите на изображение для увеличения
Название: Нижн_X.png
Просмотров: 1610
Размер:	36.7 Кб
ID:	228990  Нажмите на изображение для увеличения
Название: Нижн_Y.png
Просмотров: 1513
Размер:	35.8 Кб
ID:	228991  

Просмотров: 36064
 
Непрочитано 21.08.2020, 07:32
#41
Нубий-IV

Инженер-философ
 
Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,869


Еще несколько интересных фактов из жизни АЖТ в схеме Поста #29.

Минстроевское пособие определяет моменты возле грани колонны. Чему равны моменты по грани на разных сетках? Теоретически должно быть:
M = (15кПа * 3м) 1.2м ^2 / 2 + 2 * 30кН/м * 1.2м ^2 / 2 + 3м * 30кН/м * 1.2м = 184кНм.
  • Схема без АЖТ опять точна на любой сетке.
  • АЖТ на грубой сетке врет, причем не в запас.
    Чтобы свести погрешность до приличной величины, надо нашинковать сетку настолько мелко, как никто никогда не делает.
  • Десятикратное повышение жесткости следа работает намного лучше, чем АЖТ. Но разбивку сетки возле колонны лучше иметь в половину ширины.

Кроме того, интересно, куда девается суммарный момент по оси колонны. Теоретический - 253 кНм.
В схеме с АЖТ по плитам: 76 кНм.
Суммарный момент в узлах АЖТ на грани колонны: 31.51 + 16.60 + 31.51 = 80 кНм
Суммарный момент от вертикальных усилий в узлах АЖТ: (199.10 - 75.69 + 199.10) * 0.300 = 97 кНм.
Итого: 76 + 80 + 97 = 253 кНм.

Выводы:
  1. Момент по грани колонны в схеме с АЖТ определяется с большой погрешностью из-за концентраторов в узлах. Для использования Минстроевской методики сетку надо бить вдвое-вчетверо мельче, чем сам Минстрой, иначе потеряется арматура.
  2. Момент по оси колонны в схеме с АЖТ никуда не пропадает, просто он передается через само АЖТ, и на изополях не виден. К армированию, снятому с изополей, в таких схемах надо добавлять арматуру от момента в АЖТ, посчитанную вручную.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: БезАЖТ.png
Просмотров: 2052
Размер:	25.4 Кб
ID:	229357  Нажмите на изображение для увеличения
Название: АЖТ.png
Просмотров: 2049
Размер:	25.7 Кб
ID:	229358  Нажмите на изображение для увеличения
Название: ПЖ.png
Просмотров: 2025
Размер:	28.3 Кб
ID:	229359  Нажмите на изображение для увеличения
Название: Концентратор.png
Просмотров: 3706
Размер:	16.8 Кб
ID:	229360  Нажмите на изображение для увеличения
Название: Усилия.png
Просмотров: 2014
Размер:	61.6 Кб
ID:	229361  

Нубий-IV вне форума  
 
Непрочитано 21.08.2020, 08:10
#42
Нубий-IV

Инженер-философ
 
Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,869


Нашел, на какой сетке АЖТ дает правильный ответ:
Какая из расчетных программ умеет фрактальные сетки генерировать? На той АЖТ и надо использовать.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: АЖТ.png
Просмотров: 2023
Размер:	19.9 Кб
ID:	229363  
Нубий-IV вне форума  
 
Непрочитано 21.08.2020, 12:49
#43
Itoshii


 
Регистрация: 16.04.2019
Сообщений: 144


Цитата:
Сообщение от Нубий-IV Посмотреть сообщение
Это легко проверить. Задаю один конечный элемент 1x1м, с одной стороны жестко защемляю два узла, с другой - задаю вертикальную нагрузку 40кН. Получается консоль, с моментом в заделке 40кНм (As = 6.6см2), а в середине - 20кНм (As = 3.2 см2). В пересчете на 6м ширины это 240 кНм и 40 см2.
Проверил.
Да скад моменты показывает разные от 0 до 40 кН*м, но арматуру насчитал строго по центральному моменту 3,33 см2/м.
Получается SCAD 21.1 считает армирование не по моментам в узлах кэ, а только по центру кэ.

В прошлом расчёте при сетке 100х100 начали не проходить кэ плиты у углов колонны по поперечной силе. А при бОльшей сетке эти кэ проходили. Значит и Q для армирования тоже берется из центра кэ.

При этом обычно у опор укладывается дополнительное армирование шириной больше пика. Можно подумать что есть приличный запас армирования у опоры.
Однако ведь и момент по параболе изменяется только вдоль балок и плит. А поперек (по ширине дополнительного армирования) момент изменяется не так значительно.
Например армируем традиционно смоделированный узел с кэ 400х400 мм.
Из модели в посте 39 верхнее армирование 13 см2/м.
Фоновая 12 А500С шаг 200 мм это 5,65 см2/м + дополнительная 16 А500С шаг 200 мм 10,06 см2/м = 15,65 см2/м на ширине 2 м. 15,65/13=1,2 = 20% запаса.
Далее от колонны момент уже 7,5-9,6 см2/м. Фоновая 12 А500С шаг 200 мм это 5,65 см2/м + дополнительная 12 А500С шаг 200 мм 5,65 см2/м = 11,3 см2/м на ширине 0,8*2=1,6 м. 11,3/9,6=17% запаса.
Итого запаса получается если детально по кэ смотреть (15,65-13)*1,2+(15,65-11,3)*0,8+(11,3-9,6)*0,8+(11,3-7,5)*0,8=11,06 см2.
Итого надо 70,1 см2 по всей ширине плиты 6 м, есть 5,65*6+5,65*1,6+10,06*2=63,06 см2 то есть для всего сечения плиты шириной 6 м армирования не хватает 70,1/63,06=1,11=11% не в запас. То есть со случайным переармированием традиционного узла на 20% всё равно не хватает 11% по всему сечению плиты шириной 6 м.
А локально у колонны запас по арматуре составит в среднем случайно по сортаменту 17-20% если моделировать кэ 400х400 мм.
Хотя уже понятно, что при моделировании 100х100 мм армирование у опоры максимальное 21,35 см2/м. 21,35/13=1,64 = 64% не в запас. Так какой же тут запас если какое хочу армирование такое и получаю. И эти 64% явно эти случайные! 20% от сортамента не перекроет. А ведь и при 100х100 арматуры по предыдущим расчётам в целом по всему сечению не хватало.

Последний раз редактировалось Itoshii, 21.08.2020 в 13:34.
Itoshii вне форума  
 
Непрочитано 21.08.2020, 13:04
#44
Poreth


 
Регистрация: 15.05.2008
Сообщений: 1,663


h0=15 см в подборе арматуры? Плита 20 см. так?

ЛИРА-САПР для одного эл-та не дает распределение напряжение. Для метрового КЭ закрепленного с одной стороны Мх=2 тм/м (что логично для ЛИРЫ - для середины ж считает) Требуемую верхнюю арматуру - As,тр=5,19 см (3,89 - прочность, 5,19 - трещиностойкость). ЛИРА учебная.

Цитата:
Сообщение от Нубий-IV Посмотреть сообщение
M = (15кПа * 3м) 1.5м ^2 / 2 + 2 * 30кН/м * 1.5м ^2 / 2 + 3м * 30кН/м * 1.5м = 253кНм.
As = 253кНм / (0.8 * 0.150м) / 35кН/см2 = 60см2.

Это суммарный момент и суммарное армирование на всю ширину участка (3м).
Полученное значение момента будет соответствовать только точке опирания плиты на колонну. Чем дальше от нее - тем момент будет снижаться. Полученное армирование - так же соответствует этой точке. Поясни пожалуйста, что такое суммарный момент и почему он тут равен пиковому точечному значению? Почему суммарное армирование опять же равно требуемому в одной точке?
Poreth вне форума  
 
Непрочитано 22.08.2020, 16:09
#45
Нубий-IV

Инженер-философ
 
Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,869


Цитата:
Сообщение от Itoshii Посмотреть сообщение
для всего сечения плиты шириной 6 м армирования не хватает 70,1/63,06=1,11=11% не в запас.
Опять не понял, почему требуется 70см2? Балочный момент 234кНм - требуется 40 см2 арматуры. Принятое армирование - в запас в 1.5 раза (если верить старым книгам, у Минстроя другое мнение).
Цитата:
Сообщение от Poreth Посмотреть сообщение
что такое суммарный момент и почему он тут равен пиковому точечному значению
Не пиковому. Теоретический суммарный равен суммарному в Старке. Старк, если строить сечения по изополям, показывает не только эпюру по сечению, но и площадь эпюры - удобно проверять моменты в плитах, или усреднять арматуру. На скриншотах это значения A+ и A-. Провел линию поперек плиты - увидел суммарный момент. Вручную посчитан момент на всю ширину плиты - 3м, M = 253кНм, в Старке трехметровое сечение показало сумму 253кНм - значит, точности сетки хватает и армирование будет правильное.
Цитата:
Сообщение от Poreth Посмотреть сообщение
Чем дальше от нее - тем момент будет снижаться.
Это самый интересный вопрос темы, который так и останется без ответа.
У Дорфмана суммарный момент раскидывается так: 75% - в надопорную зону, 25% - в пролетную.

Если бы момент был постоянным по ширине, было бы 50% / 50%. То есть опорный момент на (75-50)/50 = 50% больше среднего, а опорный - на (50-25)/50 = 50% меньше среднего.

Для моего примера это значит: средний момент M = 253кНм / 3м = 84 кНм/м. Опорный момент M = 84*1.5 = 126 кНм/м ( As = 32.5 см2/м ). Пролетный момент M = 84/2 = 42 кНм/м ( As = 8.6 см2/м). Получается фон d12-200, дополнительно: в пролете d10-200, над колонной d28-200 (на половине ширины плиты).

У Минстроя подход другой. Берем максимум с изополей моментов, M = 239 кНм/м. Получаем, что высота сжатой зоны больше предельной. Вывод - плита не проходит по прочности на изгиб, нужна капитель толщиной 250мм. При общей толщине плиты 450мм высота сжатой зоны - меньше 0.7ξR. Подозреваю, что экспертиза теперь будет ссылаться на Минстроевское пособие, а не на Дорфмана, и никаких больше плоских плит на сетке 6x6.
Нубий-IV вне форума  
 
Непрочитано 22.08.2020, 17:41
#46
Itoshii


 
Регистрация: 16.04.2019
Сообщений: 144


Нубий-IV, так вы считаете по прочности, а я по трещиностойкости считал при 0,3 (0,4) мм.

Нубий-IV, прошу вас посчитать в ваших программах квадрат 6х6 м плиты 200 мм В25 арматура А500С на нагрузку 9 кПа. По центру колонна 400х400 мм, по краям ничего нет (консоли во все стороны).
Узел стыка колонна-плита традиционный, 9 кэ размером 400х400 мм с пауком АЖТ в центральном кэ. У вас получится, по идее, меньше арматуры, чем должно быть...
Для сравнения можете рядом сделать такую же балку (колонна с 2 консолями, буквой Т) на 54 кН/м. Получите эти 70 см2 армирования по верхней грани для трещиностокости.
По идее теоретически суммарный момент на ширину 6 м должен составить Моп=243 кН*м, верхнее армирование 70,1 см2 А500С.
Но ведь по балке не видно распределение арматуры и момента по ширине сечения...

Интересно сколько у вас в вашем старке получится момент и арматура в плите у колонны (по которой вы расставляете арматуру).
И прошу также привести пример, как вы её расставляете. То есть решить сколько класть арматуры и ширину добора.

А я параллельно посчитаю ваш пример в скаде. Но прошу указать ваш пример: геометрию, бетон, нагрузку и т.п.

Последний раз редактировалось Itoshii, 22.08.2020 в 17:50.
Itoshii вне форума  
 
Непрочитано 24.08.2020, 07:51
1 | #47
Нубий-IV

Инженер-философ
 
Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,869


Цитата:
Сообщение от Itoshii Посмотреть сообщение
так вы считаете по прочности, а я по трещиностойкости считал при 0,3 (0,4) мм.
Ширина раскрытия трещины - это разность деформаций бетона и арматуры на длине между соседними трещинами. Момент на всей этой длине, как я понимаю, должен быть примерно постоянным. А в этой задаче шаг трещин - 40см. Половина шага попадает внутрь колонны, где изгиб должен резко уйти в ноль вместе с разностью деформаций. Половина шага - снаружи, но момент возле концентратора резко убывает.
Подозреваю, что в формулу для раскрытия трещины надо подставлять не пиковое, а среднее значение напряжений на расчетной длине, и оно как минимум в два раза меньше пикового. То есть проверку трещиностойкости по пиковому моменту делать бессмысленно. Должна же у нас, конструкторов, быть более серьезная отмазка, чем просто "замажем трещины полом, и никто не увидит".
Цитата:
Сообщение от Itoshii Посмотреть сообщение
Узел стыка колонна-плита традиционный, 9 кэ размером 400х400 мм с пауком АЖТ в центральном кэ.
Для Старка такой стык - нетрадиционный в худшем смысле этого слова. Старк либо ставит колонну в угловое пересечение элементов (если генерация АЖТ выключена), либо создает квадратный след колонны 2x2 элемента с АЖТ во всех 9 узлах (если генерация АЖТ включена), либо в том же квадрате делает автоматическое повышение жесткости элементов (если включена статическая гипотеза вместо АЖТ).

Как и следовало ожидать, размещение элементов не углом, а серединой на максимум срезает пиковое значение момента. Суммарный момент получается на четверть меньше, и вместе с ним уменьшается армирование - всего 33см2 по прочности и 46см2 по трещиностойкости. Арматуру раскладываю по методике из старых книг - усредняя значение на половине шага колонн (провожу сечение длиной 3м и делю A+ на L+, получаю среднее по участку). То есть дополнительное армирование - на ширине 6м / 2 = 3м.

Размер элемента 750мм (восьмая часть пролета, родной для Старка размер). Суммарный момент - точный, значит, и армирование будет точным. Всего 42см2 по прочности и 58см2 по трещиностойкости. Армирование по предыдущей (неточной) схеме обеспечит прочность, и, возможно, трещиностойкость (если считать, что трещины на пике надо уполовинивать).

Так выглядит автоматическое уточнение сетки возле колонны в Старке, если при генерации схемы стоит галочка "создавать след колонн". Поскольку АЖТ требует лишнего ручного добавления арматуры, все посчитано со статической гипотезой. Суммарный момент на 6% меньше теоретического, вместе с армированием. Если из проекта удалить автоматически созданные статические гипотезы, и повысить жесткость следа в 10раз - момент с совпадет с теоретическим, а армирование - со схемой без АЖТ.

Поскольку требуется снимать моменты по грани колонны, сетку использую уточненную. Сначала в нанокаде создаю участок с повышенной точностью разбивки вокруг колонны, экспортирую его в Старк. После автоматической генерации схемы дополнительно уточняю сетку в узлах через "Делить 4-узловые пластины произвольно / Y-деление". На какой ширине надо укладывать дополнительное армирования - я из пособия не понял. Может, невнимательно читал (словами не написано, и дан хитрый разрез по оси колонны, на котором указано просто "шагом 200"). Но чисто по суммарной площади хватает положить арматуру только на ширине колонны - 40см, все остальное пойдет в запас. Самое главное - при армировании 31см2/м высота сжатой зоны ξ = (Rs As) / (Rb b h0) = (43.5кН/см2 * 31см2) / (14500кПа * 1м * 0.15м) = 0.62 > 0.7ξR. По пособию тут надо влепить капитель.

Во вложении файлы FEA, для старчан и старчанок. Схему со статической гипотезой просчитывать разреженным решателем, во фронтальный эту фишку не взяли.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: СКАД.png
Просмотров: 1872
Размер:	53.8 Кб
ID:	229430  Нажмите на изображение для увеличения
Название: БезАЖТ.png
Просмотров: 1874
Размер:	50.9 Кб
ID:	229431  Нажмите на изображение для увеличения
Название: СТАТ.png
Просмотров: 1865
Размер:	49.6 Кб
ID:	229432  Нажмите на изображение для увеличения
Название: Минстрой.png
Просмотров: 1856
Размер:	100.1 Кб
ID:	229433  
Вложения
Тип файла: zip fem.zip (13.6 Кб, 20 просмотров)
Нубий-IV вне форума  
 
Непрочитано 24.08.2020, 10:21
#48
Нубий-IV

Инженер-философ
 
Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,869


Цитата:
Сообщение от UnAtom Посмотреть сообщение
АЖТ кардинально не решает проблемы
Схема в защиту АЖТ, а то совсем я его обидел тестами. Моменты в колоннах при различной густоте сетки по сравнению с балочной схемой.
Если никак не моделировать повышение жесткости следа - получаются заниженные моменты в колоннах, уменьшающиеся с дроблением сетки. А с АЖТ (или аналогами) момент не зависит от сетки, и не занижен.

Недобор 25%...50% - это перебор! Кто за свои колонны беспокоится - должен действовать жестко!

Во вложении - схемы FEA для Старка и SLI для Лиры.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: БезАЖТ.png
Просмотров: 1903
Размер:	39.3 Кб
ID:	229439  Нажмите на изображение для увеличения
Название: АЖТ.png
Просмотров: 1906
Размер:	42.5 Кб
ID:	229440  Нажмите на изображение для увеличения
Название: СтатическаяГипотеза.png
Просмотров: 1881
Размер:	42.1 Кб
ID:	229441  Нажмите на изображение для увеличения
Название: ПовышеннаяЖесткость.png
Просмотров: 1861
Размер:	41.6 Кб
ID:	229442  
Вложения
Тип файла: zip fem.zip (255.1 Кб, 19 просмотров)
Нубий-IV вне форума  
 
Непрочитано 24.08.2020, 10:47
#49
UnAtom


 
Регистрация: 10.02.2007
Сообщений: 1,077


Цитата:
Сообщение от Нубий-IV Посмотреть сообщение
Ширина раскрытия трещины - это разность деформаций бетона и арматуры на длине между соседними трещинами. Момент на всей этой длине, как я понимаю, должен быть примерно постоянным. А в этой задаче шаг трещин - 40см. Половина шага попадает внутрь колонны, где изгиб должен резко уйти в ноль вместе с разностью деформаций. Половина шага - снаружи, но момент возле концентратора резко убывает.
...
Подозреваю, что в формулу для раскрытия трещины надо подставлять не пиковое, а среднее значение напряжений на расчетной длине, и оно как минимум в два раза меньше пикового. То есть проверку трещиностойкости по пиковому моменту делать бессмысленно. Должна же у нас, конструкторов, быть более серьезная отмазка, чем просто "замажем трещины полом, и никто не увидит".
Мысль хорошая и логичная! Но боюсь не проканает...так как Момент для расчёта трещиностойкости по нормам на до брать в расчётном сечении! Ввиду отсутствия рисунков в нормах относительно приопорной зоны для плит, предполагается, что расчётное сечение это сечение на опоре с максимальным моментом, на который подбирается арматура по I г.п.с. Кроме этого, есть случаи когда надо считать с теми же проблемами не только плиту перекрытия, но и плиту покрытия. И если в перекрытии первая "опорная" трещина действительно может возникать на расстоянии где-то от h0/2 до 2h0 (Лоскутов Илья где-то в сообщениях писал про это наблюдение при обследованиях), то в покрытии всё немного хуже (см. картинку ниже - источник - SergeyKonstr)

----- добавлено через ~4 ч. -----
Цитата:
Сообщение от Нубий-IV Посмотреть сообщение
Недобор 25%...50% - это перебор! Кто за свои колонны беспокоится - должен действовать жестко!
Это хорошо, что вы обратили внимание на это! Следовательно, неучёт пятна опирания плиты на колонну приводит к недоармированию последних! И чем массивнее в сечении колонна, тем ярче этот "эффект". Хотя этот эффект будет опасен в основном для крайних колонн, где от жесткости узла будет зависеть усилия в элементах. Но в этом случае ожидается перераспределение усилий на горизонтальные элементы, однако увидеть его можно только задавая редуцированные жесткости (учитывающие наличие трещин и фактическое армирование).
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Трещины на опорах.png
Просмотров: 224
Размер:	254.9 Кб
ID:	229444  
UnAtom вне форума  
 
Непрочитано 24.08.2020, 19:37
#50
Itoshii


 
Регистрация: 16.04.2019
Сообщений: 144


Нубий-IV, спасибо.

Если принимать Старк за истину, то в скаде моделируя узел традиционным путём надо умножать пик армирования на 2 (13 см2/м *2 как раз примерно = 27 см2/м).
И тогда, может быть в типовом случае перекрытия 200 мм можно как-то приблизиться.
Караул и беспредел.

При моделировании сгущения сетки у стыка заметил любопытные особенности:
1) При заданных нагрузках и геометрии и традиционном моделировании узла не удалось смоделировать стык в программе SCAD вообще никак для опредления каких-то разумных усилий-армирования.
2) При сгущении сетки до 100х100 мм у колонны начала выявляться концентрация момента за углом колонны. Наиболее напряжённая область вне сечения колонны.
К несчастью, при этом SCAD отказался считать 100 мм кэ как непроходящие по Q. То есть при всё желании дальше 200х200 мм не разбить кэ, СКАД просто отказывается считать армирование.
Анализируя моменты можно увидеть, что момент в схеме составит 85 кН*м (при реальном около 106 кН*м по старку).
В дальнейшем разбивая кэ до 50 мм можно увидеть 95 кН*м.
Разбивая до 25 мм можно увидеть 100 кН*м.
При этом критерием качества изополей моментов в мкэ можно считать показанную концентрацию напряжений у углов колонны. Когда она появляется и становится резко в 2 и более раз отличаться от середины колонны, реальный момент уже близко.
То есть, в отсутствии старка, можно рекомендовать анализировать усилия при сгущении сетки до минимально возможного и армирование назначать по наанализированному моменту. Беда в том, что при 100 разных колоннах так делать не будешь...
3) По Q эти кэ 100х100 и меньше не просто так не прошли. Также узел не прошёл по продавливанию по бетону (по бетону Кисп=1,05, можно заармировать поперечной арматурой 6 А240 шагом 100 мм).
В том же пособии рекомендовали не обращать внимание на скачки Q у опор из-за погрешности МКЭ. Но, видимо, не всегда это возможно игнорировать.

Нашёл ещё мнение Министерства (НИИЖБ)...
Методическое пособие ПЛОСКИЕ БЕЗБАЛОЧНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ. ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ Москва 2017 г.
Настоящее Пособие разработано в развитие СП 63.13330.2012.«СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции» в части применения припроектировании плоских безбалочных железобетонных перекрытий.
Пособие разработано авторским коллективом сотрудников Центрапроектирования и экспертизы НИИЖБ им. А.А.Гвоздева в составе: д.т.н. И.Н. Тихонов, к.т.н.М.М.Козелков, к.т.н. В.З.Мешков, инж А.В.Луговой, инж. Болотов П.А.
Цитата:
2.1.1.3 ...
Наиболее напряженными местами безбалочных перекрытий являются надопорные зоны колонн и пилонов. Здесь происходит концентрация как изгибающих моментов, так и поперечных сил. Поэтому очень важно правильно оценить напряженно-деформированное состояние этой зоны с тем, чтобы,с одной стороны,обеспечить необходимую прочность, с другой стороны не допустить излишних запасов, так как неоправданное переармирование этой зоны приведет к трудностям ее бетонирования, плохим сцеплением арматуры с бетоном, а следовательно, к ослаблению этой зоны.
При построении конечно-элементной расчетной модели перекрытия размеры и конфигурацию конечных элементов следует задавать исходя из возможностей применяемых конкретных расчетных программ и принимать такими, чтобы была обеспечена необходимая точность определения усилий по площади плит с учетом общего числа конечных элементов в расчетной схеме, влияющего на продолжительность расчета.
Размеры и конфигурацию конечных элементов следует задавать так,чтобы размеры конечных элементов были соизмеримы с размерами сечения колонн. В этом случае сечения колонн можно «вписать» в конечно-элементную сетку, используя абсолютно-жесткое тело, конфигурация которого соответствует сечению колонны.
...
В особо ответственных случаях следует прибегнуть к приемам фрагментации и исследовать напряженно-деформированное состояние узла на основе детального создания трехмерной модели узла с контролем получаемых результатов ручными способами расчета, основываясь на правилах строительной механики.
стр. 16
Противоречивое мнение. В одном месте пишут что моделировать традиционно, а дальше пишут "сами анализируйте как хотите".


Знаю множество ценителей скада и точности расчётов, которые наскрёбывают лишние 0,1 см2 арматуры и говорят, что это глобальный запас...

Последний раз редактировалось Itoshii, 24.08.2020 в 19:57.
Itoshii вне форума  
 
Непрочитано 26.08.2020, 05:59
#51
Нубий-IV

Инженер-философ
 
Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,869


Еще надо разобраться с молочным моментом - Mloc. Все тесты выше - для схем с нулевым изгибом колонн, в них арматура передает момент с плиты по одну сторону от колонны на плиту по другую сторону. Может, такую арматуру и можно размазывать по ширине. А сосредоточенный момент из колонны в плиту должен на небольшой ширине передаваться.

Тестовая схема - та же плита 6x6м, толщиной 200мм. Но теперь она шарнирно оперта по двум краям, а в центре приложен сосредоточенный момент 50кНм, по 25кНм на верхнюю и нижнюю колонны. Суммарный момент со всей ширине плиты по оси (с одной стороны от колонны) 25 кНм, по грани колонны - 23.3 кНм.
Схема антисимметричная. По одну сторону от колонны момент положительный, по другую - отрицательный, в среднем на оси - ноль. Чтобы в сечении не получались нулевые усилия, Старк позволяет задать для разных частей плиты разные плоскости осреднения, и на стыке показывать в узле два значения сразу - положительное и отрицательное, а не усреднять их в ноль (армирование тоже будет правильное). Скад в такой задаче покажет нули на оси. У Лиры мозаика будет разных знаков, но это не пиковые значения.
Варианты схем: без АЖТ, три версии АЖТ (по умолчанию, с уточненной сеткой, с уточненной сеткой и дополнительной разбивкой в углах), с повышением жесткости следа в 10 раз.

Результаты:
Схемы с АЖТ при расчете по оси не работают, требуется вручную снимать усилия внутри АЖТ и считать армирование. В схемах без АЖТ суммарный момент по ширине правильный - 25 кНм. Если не задавать повышение жесткости следа, момент сильнее размазывается в стороны, и на приведенной ширине остается 60% суммарного. С повышенной жесткостью следа момент на условной ширине практически равен Mloc / 2.

Так подбирают армирование в пособии Минстроя. Схема с дефолтным АЖТ грубовата, и занижает суммарный момент по ширине на 30%; остальные схемы достаточно точные. А по грани момент падает практически в 2 раза по сравнению с осевым, и равен Mloc / 4.

Вывод:

В зависимости от способа моделирования МКЭ дает два варианта учета Mloc, отличающихся друг от друга в 2 раза.
  • При расчете по оси Mloc делится пополам - не на прогиб и продавливание, а на момент слева и справа.
  • При расчете по грани - каждая половина Mloc делится еще на две - по грани колонны и по остальной ширине; на остальную ширину она, видимо, попадает как раз за счет работы на сдвиг по двум другим боковым граням колонны.

В зависимости от того, как читать п.8.1.46, половину Mloc, учитываемую в расчете на изгиб, можно приложить только с одной стороны колонны, или раскидать на две стороны - это даст совпадение с первым или втором способом моделирования соответственно.

Кто знает, где посмотреть численный пример "правильного расчета по СП", чтобы было видно, как учитывают этот момент?
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Схема.png
Просмотров: 3396
Размер:	13.4 Кб
ID:	229495  Нажмите на изображение для увеличения
Название: KNFL.png
Просмотров: 1834
Размер:	10.2 Кб
ID:	229496  Нажмите на изображение для увеличения
Название: МоментыKNFL.png
Просмотров: 1809
Размер:	37.9 Кб
ID:	229497  Нажмите на изображение для увеличения
Название: СечениеПоОси.png
Просмотров: 1814
Размер:	33.1 Кб
ID:	229498  Нажмите на изображение для увеличения
Название: СечениеПоГрани.png
Просмотров: 1800
Размер:	28.7 Кб
ID:	229499  

Нубий-IV вне форума  
 
Непрочитано 26.08.2020, 09:38
#52
nickname2019


 
Регистрация: 18.11.2019
Сообщений: 1,492


Цитата:
Сообщение от Нубий-IV Посмотреть сообщение
Кто знает, где посмотреть численный пример "правильного расчета по СП", чтобы было видно, как учитывают этот момент?
Считать нужно так (максимально приближенно к реальности, исключая случайное влияние всплесков):
1. Нужно считать поэтажные реакции от плит, которые передаются на колонны (делаются группы по всем колоннам и групы узлов, где колонны соединяются) - плиты в эти группы не добавляются.
2. Полученные реакции колонн (сосредоточенные нагрузки от стержней) нужно размазывать по плоскости продавливания вокруг стержней. Нагрузка от N- будет равномерно распределенной, от M - линейно - распределенной (такая зд трапеция получается). Таким образом, кК опорным узлам прикладывается самоуравновешенная система сил - нагрузки на узлы и распределенные нагрузки на зону продавливания.
3. Армирование в плите считается обычным способом и размазывается на грузовую полосу.
4. Дополнительно надколонная арматура считается на продавливание, принимая момент как половину от момента, полученного в п.1 (но берутся стержни только в зоне продавливания - без грузовой полосы).

Насколько я знаю, такой расчет пока ни в одном расчетном комплексе не реализован.

Плюсы - считать можно плиты любой ширины, включая толстые фундаментные.
nickname2019 вне форума  
 
Непрочитано 26.08.2020, 10:29
#53
Нубий-IV

Инженер-философ
 
Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 1,869


Учитывать Mloc/2 при расчете на продавливание в автомате может Старк. Достаточно ткнуть в узел пересечения плиты с колонной. И продавливающая сила как разность N в колоннах, и момент, автоматически деленный пополам, в расчет пойдут без лишней ручной возни.

Вопрос у меня другой: как учесть вторую половину Mloc, которая изгибная. Вижу как минимум два способа прочитать требование норм:
  • Поставить всю арматуру (Mloc/2) / 0.8h0 дополнительно к верхней арматуре в плите. Это если считать, что такая половинка прикладывается к плите с каждой стороны колонны.
  • Поделить эту арматуру между двумя половинками плиты - с одной и с другой стороны от колонны. Тут дополнительного армирования в два раза меньше получается, но часть уходит в нижнее армирование.
Из словесных описаний в СП, минстроевском пособии и руководстве НИИЖБ не могу понять, какой вариант имели ввиду авторы. Может, вообще третий вариант.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 01.png
Просмотров: 1855
Размер:	9.0 Кб
ID:	229508  Нажмите на изображение для увеличения
Название: 02.png
Просмотров: 1856
Размер:	10.8 Кб
ID:	229509  
Нубий-IV вне форума  
 
Непрочитано 26.08.2020, 10:29
#54
UnAtom


 
Регистрация: 10.02.2007
Сообщений: 1,077


Цитата:
Сообщение от Нубий-IV Посмотреть сообщение
Кто знает, где посмотреть численный пример "правильного расчета по СП", чтобы было видно, как учитывают этот момент?
Ну в упомянутом вами "Методическом пособии к безбалочным перекрытиям" в конце есть пример расчёта с определением Mloc и там по сути, если брать директивно по нормам (напр. в Пособии к СП 52-101-2003, стр. 141), Mloc в плите это половина моментов в сечении колонн над и под плитой. Не в плите - а в колоннах! ВСЁ!
Однако, если обратить внимание, то почему-то про проверку плиты на Mloc упоминается в связке с Методом заменяющих рам. (см. рисунок ниже из "Рекомендаций по проектированию жб монолитных каркасов с плоскими перекрытиями"). А "момент" из Рекомендаций может не совпадать с "моментом" из численного расчёта из МКЭ, о чём в "Методическом пособии..." также говорит таблица в самом конце.
Здесь правильным (читай, эталонным) будет, на мой взгляд, численный эксперимент с "твердотелым" моделированием колонн и плиты перекрытия. Там нужно "снять" моменты и считать с них Mloc и собственно колонны. В ЛИРЕ-САПР 2020 появился очень интересный инструмент - "Стержневые аналоги", с помощью которых можно получить усилия с плоских или твердотелых элементов в "аналоговых" стержнях:
Increase Size Decrease Size Нажмите для просмотра
https://www.youtube.com/watch?v=1xFnP9IkiWQ
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Mloc.png
Просмотров: 143
Размер:	34.3 Кб
ID:	229504  
UnAtom вне форума  
 
Непрочитано 26.08.2020, 14:41
#55
nickname2019


 
Регистрация: 18.11.2019
Сообщений: 1,492


Цитата:
Сообщение от UnAtom Посмотреть сообщение
"Mloc в плите это половина моментов в сечении колонн над и под плитой. Не в плите - а в колоннах!"
- поправочка для уточнения, "Mloc в плите это половина РАЗНИЦЫ моментов в сечении колонн над и под плитой", этот же момент численно равен, но противоположен по знаку моменту в узле плиты (от приходящих в этот узел плитных КЭ), в котором плита опирается на эту колонну. Т.е. это самоуравновешивающиеся силы. Просто проще создать группу с колоннами, чем группы элементов перекрытий без колонн.

Цитата:
Сообщение от UnAtom Посмотреть сообщение
Здесь правильным (читай, эталонным) будет, на мой взгляд, численный эксперимент с "твердотелым" моделированием колонн и плиты перекрытия. Там нужно "снять" моменты и считать с них Mloc и собственно колонны.
Я пробовал, не пойдет. В зоне опирания колонны понятие момент теряет смысл, так как гипотеза плоских сечений не соблюдается, эпюры напряжений перестают быть линейными, в произвольном сечении при попытке просуммировать напряжения кроме M появляется N. Т.е. это уже не теория изгиба плит (появляется N).
Но если N и M распределять от колонны по плите линейно по зоне продавливания и сравнивать максимальные напряжения от изгиба в элементах плиты в плоской и 3д модели - сходимость решения будет весьма хорошей даже при сгущении сетки - т.е. сетку сгущаем, а скачков усилий не наблюдается.

Таким образом, при подборе армирования в плите на изгиб думать о Mloc вообще не нужно, но потом обязательно проверить надколонную арматуру в плите на Mloc/2 (после размазывания). Может пару-тройку стержней дополнительно положить сверху на колонну.

Последний раз редактировалось nickname2019, 26.08.2020 в 14:49.
nickname2019 вне форума  
 
Непрочитано 26.08.2020, 15:10
#56
tigra-18

конструктор
 
Регистрация: 04.06.2009
Сообщений: 1,006


Цитата:
Сообщение от nickname2019 Посмотреть сообщение
В зоне опирания колонны понятие момент теряет смысл
- имхо - а какой момент в плите может быть внутри пятна колонны? В покрытие еще наверное есть вероятность каких-то значимых величин моментов, а в перекрытии и если габарит колонны раза в 2 больше толщины перекрытия, то на мой, не сильно образованный взгляд, основной вид напряжений в плите от сжатия. Как-то нетрадиционное предложение с увеличением жесткости внутри пятна колонны себя неплохо показывает.

Цитата:
Сообщение от nickname2019 Посмотреть сообщение
Но если N и M распределять от колонны по плите линейно по зоне продавливания
- разговор незаметно перешел от анализа продольного армирования к поперечному армированию от продавливания, или это сильно взаимовлияющие расчеты

Цитата:
Сообщение от nickname2019 Посмотреть сообщение
Я пробовал, не пойдет.
- пробовали что? Если стык колонны с перекрытием как набор 3д тел(пирамидок и призм), то чисто из любопытства было бы неплохо посмотреть картинку напряжений в элементах по граням колонны и в ее примерной середине, по обоим осям симметрии, характер их изменения.
tigra-18 вне форума  
 
Непрочитано 26.08.2020, 16:14
#57
nickname2019


 
Регистрация: 18.11.2019
Сообщений: 1,492


Цитата:
Сообщение от tigra-18 Посмотреть сообщение
- имхо - а какой момент в плите может быть внутри пятна колонны?
Я же сказал, что понятие "момент" теряет смысл в зоне продавливания. Внутри пятна колонны действуют растягивающие напряжения в уровне верхней зоны плиты.


Цитата:
Сообщение от tigra-18 Посмотреть сообщение
- разговор незаметно перешел от анализа продольного армирования к поперечному армированию от продавливания, или это сильно взаимовлияющие расчеты
Просто продольную надколонную арматуру нужно дополнительно проверить на Mloc/2, кроме подбора по моменту (исходя из необходимости передать часть момента на колонну).


Цитата:
Сообщение от tigra-18 Посмотреть сообщение
пробовали что? Если стык колонны с перекрытием как набор 3д тел(пирамидок и призм), то чисто из любопытства было бы неплохо посмотреть картинку напряжений в элементах по граням колонны и в ее примерной середине, по обоим осям симметрии, характер их изменения.
Считал давно, поищу. Под рукой нет.
nickname2019 вне форума  
 
Непрочитано 26.08.2020, 18:58
#58
UnAtom


 
Регистрация: 10.02.2007
Сообщений: 1,077


Цитата:
Сообщение от nickname2019 Посмотреть сообщение
- поправочка для уточнения, "Mloc в плите это половина РАЗНИЦЫ моментов в сечении колонн над и под плитой", этот же момент численно равен, но противоположен по знаку моменту в узле плиты (от приходящих в этот узел плитных КЭ), в котором плита опирается на эту колонну. Т.е. это самоуравновешивающиеся силы. Просто проще создать группу с колоннами, чем группы элементов перекрытий без колонн.
Это не совсем так. В колоннах (в основном над плитой) момент имеет целый ряд источников, начиная от горизонтальных нагрузок (ветер, сейсмика) и заканчивая моментом, пришедшим от нагрузок на вышерасположенных этажах. В СП не сказано, что момент Mloc должен формироваться лишь примыкающим к колоннам перекрытием.
Цитата:
Сообщение от nickname2019 Посмотреть сообщение
Я пробовал, не пойдет. В зоне опирания колонны понятие момент теряет смысл, так как гипотеза плоских сечений не соблюдается, эпюры напряжений перестают быть линейными, в произвольном сечении при попытке просуммировать напряжения кроме M появляется N. Т.е. это уже не теория изгиба плит (появляется N).
Но если N и M распределять от колонны по плите линейно по зоне продавливания и сравнивать максимальные напряжения от изгиба в элементах плиты в плоской и 3д модели - сходимость решения будет весьма хорошей даже при сгущении сетки - т.е. сетку сгущаем, а скачков усилий не наблюдается.
возможно, Вы плохо пробовали. Я не даром дал ссылку Youtube на инструментарий, позволяющий вытащить "правильный" момент в колонне. Вы посмотрели это видео, прежде чем писать свой комментарий?
UnAtom вне форума  
 
Непрочитано 26.08.2020, 19:17
#59
nickname2019


 
Регистрация: 18.11.2019
Сообщений: 1,492


Цитата:
Сообщение от UnAtom Посмотреть сообщение
В СП не сказано, что момент Mloc должен формироваться лишь примыкающим к колоннам перекрытием.
В СП пояснений не делается, но это так. Но Вы, можете попробовать. Независимо от внешних нагрузок момент (силы) от перекрытий в уровне этажа равны разности моментов (усилий) в колонне сверху и снизу - это следствие уравнений условий равновесия узла.

Цитата:
Сообщение от UnAtom Посмотреть сообщение
возможно, Вы плохо пробовали. Я не даром дал ссылку Youtube на инструментарий, позволяющий вытащить "правильный" момент в колонне. Вы посмотрели это видео, прежде чем писать свой комментарий?
Я разобрался с этим вопросом лет 10 назад. СП тогда еще не выходило. Смотреть видос времени нет. Просто я знаю теорию, а теория говорит - если гипотеза плоских сечений не соблюдается - значит теория изгиба пластин не работает. "Притянуть" теорию изгиба пластин к расчету приколонных зон можно, как я указал выше, размазывая усилия по зоне продавливания - тогда будет "правильный момент", максимальные напряжения от которого в приколонной зоне будут совпадать (очень близки) с максимальным напряжением в "три дэ". Тестировал я этот подход на толстых плитах фундаментов, и ростверки всегда так считаю.
Приколонные зоны я считаю как все "в запас".
Мне можно не верить, я не настаиваю.

P.S. Вложил пример расчета ростверка- реакция колонны "размазана" на зону продавливания. Ростверки заменены реакциями, размазанными по площади свай. Система сил - самоуравновешенная.
Вложения
Тип файла: spr РМ1.SPR (17.7 Кб, 48 просмотров)

Последний раз редактировалось nickname2019, 26.08.2020 в 20:35.
nickname2019 вне форума  
 
Непрочитано 26.08.2020, 21:53
#60
eilukha


 
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,592


Цитата:
Сообщение от nickname2019 Посмотреть сообщение
4. Дополнительно надколонная арматура считается на продавливание
- тут ошибки нет?
eilukha вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Архитектура и Строительство > Конструкции зданий и сооружений > Железобетонные конструкции > Как анализировать результаты армирования в зоне колонн

Размещение рекламы
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
К вопросу о моделировании балок в SCAD. Результаты по подбору армирования в скаде и в арбате swell{d} SCAD 321 23.01.2018 13:23
Проверка адгезии краски решетчатым методом. Как анализировать результаты? DenTen Прочее. Архитектура и строительство 4 14.02.2013 13:45
Стык секций колонн - серия ИИ-04 Wet Конструкции зданий и сооружений 1 01.06.2010 07:55
Ищу сериии армирования жб колонн с консолями типовых многоэтажных зданий, ориентировочно ИИ22-1/70. Fellini Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов 2 15.04.2010 10:48
Результаты армирования по РСН и РСУ Astrea Расчетные программы 8 10.09.2008 10:27