[yarus.khv]

Здравствуйте, уважаемые формучане!

Хотелось бы в который раз поднять тему о расчете фундаментных плит и коэффициентах постели. «В который раз», потому что данная тема поднималась на форуме не единожды, причем на данной ветке можно встретить сообщения 8-10 летней давности. По этой причине хотелось бы внести ясность в некоторые вопросы, руководствуясь современным опытом проектирования специалистов, а их на форуме не мало.

Начну с того, что передо мной встала задача – запроектировать плитный фундамент под жилой 3-х этажный дом. Из программ более-менее владею Лирой, поэтому считать решил в ней.

Итак.фундамент представляет собой плиту, толщиной 250мм, с несущими стенами техподполья (толщина стен также 250мм).
Собрал нагрузки на верх стен по СП, выполнил в Лире расчетную схему пластинами, приложил нагрузки (схема приведена во вложении).

Затем было необходимо смоделировать основание плиты.
В Лире основание моделируется при помощи коэффициентов постели. Каким образом правильно задать эти коэффициенты, какой из 3-х предложенных методов подсчета К.П. наиболее корректен? – с этими вопросами я и зашел на двг-форум… (на свою голову)))

Итак, я перешерстел все темы о коэффициентах постели двг-форума, просмотрел пособия по расчетам, статьи и т.п.

Самыми полезнымина данный момент мне показались следующие данные:
1)А.Г.Шашкин, К.Г.Шашкин:
Статьи http://www.georec.narod.ru/mag/T2/1.htm , http://www.georec.spb.ru/journals/03/20/20.htm
Пособие «Взаимодействие здания и основания: методика расчета и практическое применение при проектировании».
2) Созанович М.Е.:
«О некоторых аспектах расчетов фундаментов» (есть в даунлоаде - http://dwg.ru/dnl/3540 )
3) Многочисленные комментарии специалистов по данной теме (в случае чего, могу и их привести)

Исходя из вышеизложенного материала, я сделал следующий вывод: для того чтобы считать основания зданий и сооружений получать корректные результаты, на данный момент наиболее логично использовать следующие модели расчета:

1. Двухконстантная модель Пастернака (с двумя коэффициентами постели)
2. Моделирование объемными конечными элементами (ОКЭ)

Прошу спецов подтвердить, правильный ли я сделал вывод??

Теперь вопросы по моделям:
1) Модель Пастернака:
- считаю коэф-ты постели вручную по формулам из пособия Созановича(либо по Шашкину) и вбиваю их по всей площади плиты в Лире, верно так делать?
- нужны ли законтуренные элементы и каков их смысл? (судя по Созановичу не нужны, Шашкин пишет что их неучет –это ошибка в расчете)
- как определить грубину сжимаемой толщи? По СП 50-101-2004, пункт 5.5.41,по схеме линейно-деформируемого полупространвства?

2) Объемные конечные элементы (ОКЭ)
- какие задавать боковые границы и нижнюю границу? Методом подбора, до тех точек, в которых напряжения «до» и «после» загружения плитой не изменятся?
- моделировать нужно в 2 стадии? Сначала грунт загрузить собственным весом, а потом добавить плиту?
- нужно ли каким-то образом моделировать контакт «основание-плита» ?

Буду очень признателен за ответы, хотя бы на какие-то вопросы! Заранее Спасибо!

[Rizo]

Сообщение от yarus.khv 1. Двухконстантная модель Пастернака (с двумя коэффициентами постели)

Я считаю так

Сообщение от yarus.khv Прошу спецов подтвердить, правильный ли я сделал вывод??

Я не спец!! но делаю расчеты.

Сообщение от yarus.khv Теперь вопросы по моделям: 1) Модель Пастернака: - считаю коэф-ты постели вручную по формулам из пособия Созановича(либо по Шашкину) и вбиваю их по всей площади плиты в Лире, верно так делать? - нужны ли законтуренные элементы и каков их смысл? (судя по Созановичу не нужны, Шашкин пишет что их неучет –это ошибка в расчете) - как определить грубину сжимаемой толщи? По СП 50-101-2004, пункт 5.5.41,по схеме линейно-деформируемого полупространвства?

Если Ты выщитал вручную тогда слов нет! Я их просто ввожу по СНиП 2,02,03-85 ну и здесь можно посмотреть http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=53669
Но сейчас все чаше считают в Лира грунт,В лира грунт Я проектировать не умею, грунт cчитаю вручную
А теперь по модели:
1. Плита по моему маловато будет 250, 300мм. сойдет
2. В жестокостях В-20 по моему 2,75е6
3.Зачем по контуру балка 40х40?? можно сделать фиктивную балку
4.Нету бокового давления грунта
5 Зачем защемил фундамент в середине?
6. Оси пластин неправильно, посмотри внимательно армирование будет неправильное. Треангуляцией чревато делать пластину
7. Лучше конечно сделать всю модель и делу конец
так как есть временная кратковременная и тд и тп.

[RomanM]

Сообщение от yarus.khv ... для того чтобы считать основания зданий и сооружений получать корректные результаты, на данный момент наиболее логично использовать следующие модели расчета: 1. Двухконстантная модель Пастернака (с двумя коэффициентами постели) 2. Моделирование объемными конечными элементами (ОКЭ)

yarus.khv, тут сначала надо определиться с критериями корректности. При определенных условиях и модель Винклера (с одним постоянным коэффициентом постели) может дать лучшее приближение к опытным данным, чем более прогрессивные модели. Если же за корректный принимать результат, соответствующий СНиП (упомянутому Вами СП, скажем), то:

1. Из имеющихся в Лире вариантов моделей основания строго СП (модели линейно деформируемого полупространства с условным ограничением сжимаемой толщи - ЛДП) соответствует только один - переменный коэффициент постели, определяемый итерационно в модуле Лира-грунт (способ 2)

2. Модель из ОКЭ - почти то же самое (не влезая в тонкости), дает чрезвычайно близкие к первому варианту результаты, но значительно более ресурсоемка.

3. Модель Пастернака (модифицированная модель местных упругих деформаций - МУД) уже достаточно далеко отходит от СниП, тем не менее тоже дает вполне удовлетворительный результаты и наименее ресурсоемка. Все-таки я бы этим способом считать не советовал: единственное ее преимущество - простота - на сегодняшний день не актуально. Ну разве что, если требуется рассчитать надземную часть и нет времени возиться с Лирой-грунт, тем более с ОКЭ ...

Сообщение от yarus.khv Теперь вопросы по моделям: 1) Модель Пастернака: - считаю коэф-ты постели вручную по формулам из пособия Созановича(либо по Шашкину) и вбиваю их по всей площади плиты в Лире, верно так делать?

Да

Сообщение от yarus.khv - нужны ли законтуренные элементы и каков их смысл? (судя по Созановичу не нужны, Шашкин пишет что их неучет –это ошибка в расчете)

Нужны, если Вы хотите реализовать модель Пастернака (то есть некое приближение к модели ЛДП), а не чисто Винклера (модель МУД). В чем разница - см., например, самое начало http://dwg.ru/dnl/load/2416

Сообщение от yarus.khv - как определить грубину сжимаемой толщи? По СП 50-101-2004, пункт 5.5.41,по схеме линейно-деформируемого полупространвства?

Да, СП других вариантов вроде бы не предлагает.

Сообщение от yarus.khv 2) Объемные конечные элементы (ОКЭ) - какие задавать боковые границы и нижнюю границу? Методом подбора, до тех точек, в которых напряжения «до» и «после» загружения плитой не изменятся?

Нижнюю границу - по Hc.
Боковые- отдалять пока их влияние не перестанет значительно сказываться на перемещениях узлов фундамента. Практически - 1 ... 2 Hc

Сообщение от yarus.khv - моделировать нужно в 2 стадии? Сначала грунт загрузить собственным весом, а потом добавить плиту?

Нет. Осадка от собственного веса грунта уже состоялась и никого не интересует.

Сообщение от yarus.khv - нужно ли каким-то образом моделировать контакт «основание-плита» ?

Нет, если вы рассчитываете фундамент для строительства, а не для защиты докторской диссертации.

[Демоверсия]

В расчете нужно правильно учитывать не только деформативность грунта, но и деформативность плиты, которая зависит от армирования. В Лире жесткость плиты задается только через Е бетона или имеется возможность учесть и армирование плиты?

[RomanM]

Сообщение от Демоверсия В расчете нужно правильно учитывать не только деформативность грунта, но и деформативность плиты, которая зависит от армирования. В Лире жесткость плиты задается только через Е бетона или имеется возможность учесть и армирование плиты?

Теоретически - физ. нелинейный расчет в Лире есть. Практически же (ИМХО) он настолько "крив", что использовать его в рядовых задачах просто невозможно.

[Демоверсия]

Сообщение от RomanM Теоретически - физ. нелинейный расчет в Лире есть. Практически же (ИМХО) он настолько "крив", что использовать его в рядовых задачах просто невозможно.

Нелинейность - это другая тема. Чтобы делать нелинейные расчеты нужно обладать более хорошей математической подготовкой, чем та, что дается на строительных факультетах. Я же говорю про линейный расчет. Какой смысл "вылизывать" грунт в расчетной схеме, если мы не можем правильно задать жесткость плиты?

[RomanM]

Сообщение от Демоверсия Нелинейность - это другая тема.

Видимо, мы с Вами говорим на разных языках

[Омская птица]

Сообщение от RomanM Нелинейность - это другая тема. Видимо, мы с Вами говорим на разных языках

Возможно "Демоверсия" имеет ввиду вычисления вручную жесткости заармированных участков плиты.

[RomanM]

Сообщение от Омская птица Возможно "Демоверсия" имеет ввиду вычисления вручную жесткости заармированных участков плиты.

Если так, то это пожалуйста: хоть каждому КЭ свою жесткость можно задать. Только зачем "вылизывать" линейные жесткости, когда не учитывается гораздо более значимый эффект физ. нелинейности.

[Демоверсия]

Сообщение от RomanM Если так, то это пожалуйста: хоть каждому КЭ свою жесткость можно задать.

Вот именно. Нужно жесткости элементов плиты задавать в зависимости от их армирования. Боюсь, что такая функция прямо в Лире не предусмотрена.

Сообщение от RomanM Только зачем "вылизывать" линейные жесткости, когда не учитывается гораздо более значимый эффект физ. нелинейности.

Не думаю, что эффект от учета физ. нелинейности железобетона и грунта даст больший эффект, чем неправильное задание жесткостей.

Сообщение от Демоверсия Нужно жесткости элементов плиты задавать в зависимости от их армирования. Боюсь, что такая функция прямо в Лире не предусмотрена.

Что Вы под этим подразумеваете? Элемент одного сечения с одинаковым армированием может иметь совершенно различную жесткость в зависимости от действующих в нем усилий/напряжений. Причем жесткость изгибную, крутильную, сдвиговую и т.д... В стержнях и оболочках для ЖБ речь идет в первую очередь об изгибных и осевых. Учесть их "зависимость от усилий" - два пути. Либо расчет с учетом физической нелинейности, либо упрощенные методики. Последнее - это выделять в той же ФП участки с различной кривизной (которая зависит от усилий едва ли не больше, чем от армирования!) и назначать им коэффициенты к Е. При использовании последнего подхода придется принимать много волевых решений вроде "осевые жесткости не трогаем" или "для определения кривизн принимаем в качестве определяющей такую-то комбинацию". Кто-то из пользователей смог это автоматизировать в таких программах, как Ansys. Кому-то пришли на помощь разработчики той же Лиры, со своей "инженерной нелинейностью", которая работает как раз по такому принципу.

Сообщение от Демоверсия Не думаю, что эффект от учета физ. нелинейности железобетона и грунта даст больший эффект, чем неправильное задание жесткостей.

Поэтому вышевставленная фраза кажется довольно нелогичной. Что такое неправильное задание жесткостей в отрыве от учета нелинейности и трещинообразования?

[Демоверсия]

Сообщение от Ал-й Что Вы под этим подразумеваете?

Я подразумеваю только линейный расчет.

----- добавлено через ~2 мин. -----
Ал-й, Вы предлагаете проводить нелинейный расчет для фундаментной плиты 3-х этажного дома?

Сообщение от Демоверсия Ал-й, Вы предлагаете проводить нелинейный расчет для фундаментной плиты 3-х этажного дома?

Где? Что-то не могу найти такого призыва...

Сообщение от Демоверсия Я подразумеваю только линейный расчет.

Расскажите, что Вы подразумеваете под фразой -

Сообщение от Демоверсия Нужно жесткости элементов плиты задавать в зависимости от их армирования.

Какие именно данные хотите вводить и какая, по Вашему мнению, жесткость (формула) должна быть учтена в расчете?

[yarus.khv]

Я их просто ввожу по СНиП 2,02,03-85 ну и здесь можно посмотреть http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=53669

Вы не могли бы поподробней объяснить каким образом вы определяете коэффициенты постели С1 и С2? А в СНИП 2.02.03-85 и по ссылке только лишь примерные коэффициенты С1, определенные при штамповых испытаниях по всей видимости. На сколько я понимаю, нельзя их брать в расчет, так как коэффициент постели зависит от разных факторов, например от глубины сжимаемой толщи и габаритов фундамента.

1. Плита по моему маловато будет 250, 300мм. сойдет 2. В жестокостях В-20 по моему 2,75е6 3.Зачем по контуру балка 40х40?? можно сделать фиктивную балку 4.Нету бокового давления грунта 5 Зачем защемил фундамент в середине? 6. Оси пластин неправильно, посмотри внимательно армирование будет неправильное. Треангуляцией чревато делать пластину 7. Лучше конечно сделать всю модель и делу конец так как есть временная кратковременная и тд и тп

.
1. Чем обоснована толщина 300мм? Не подскажите чем вообще нормируется толщина плиты?
2. Да, точно, спасибо.
3. Это ж/б пояс, задал балкой
4. Вы имеете в виду приложить давление от грунта на стены?
5. Так было в примере лировском.. Я так понимаю в расчетной схеме все должно быть свободным?
6. Хорошо, сонаправлю просто оси пластин. А как еще, если не треангуляцией? чем чревато?
7.Вы имеете в виду задать РСН и т.п.?

тут сначала надо определиться с критериями корректности.

Для меня главный критерий корректности - считать правильно. Судя по тому, чего пишут спецы, у нас и снипы могут ошибаться.

1. Из имеющихся в Лире вариантов моделей основания строго СП (модели линейно деформируемого полупространства с условным ограничением сжимаемой толщи - ЛДП) соответствует только один - переменный коэффициент постели, определяемый итерационно в модуле Лира-грунт (способ 2) 2. Модель из ОКЭ - почти то же самое (не влезая в тонкости), дает чрезвычайно близкие к первому варианту результаты, но значительно более ресурсоемка. 3. Модель Пастернака (модифицированная модель местных упругих деформаций - МУД) уже достаточно далеко отходит от СниП, тем не менее тоже дает вполне удовлетворительный результаты и наименее ресурсоемка. Все-таки я бы этим способом считать не советовал: единственное ее преимущество - простота - на сегодняшний день не актуально. Ну разве что, если требуется рассчитать надземную часть и нет времени возиться с Лирой-грунт, тем более с ОКЭ ...

1. С модулем Лира-Грунт не знаком, так как нет его(
2. Здесь все ясно.
3. Почему простота не актуальна?) разве это не самый быстрый способ? Кстати, а 1-й метод определения К.П. в Лире - это Пастернаковская модель? (Созанович пишет, что С1 и С2 по методу 1 определяются некорректно)

Нужны, если Вы хотите реализовать модель Пастернака (то есть некое приближение к модели ЛДП), а не чисто Винклера (модель МУД). В чем разница - см., например, самое начало http://dwg.ru/dnl/load/2416

Просмотрел начало, не нашел про законтуренные элементы. В пособии Пастернака тоже ничего не нашел о них.
В одной из тем вы писали "Работать с законтурными элементами не сложно: вводите по периметру плиты двухузловые КЭ 53, по углам - одноузловые КЭ 54; назначаете им С1, С2. Все."
Понятно как работать, а вот смысла понять не могу, С2 ведь учитывает сдвиговые напряжения грунта, зачем еще дополнительно по контуру выставлять С1 и С2? или если я не учту законтуренные элементы, то я полуу модель Винклера, но только с коэффициентом С2?

Да, СП других вариантов вроде бы не предлагает.

ПО расчету по СП вопрос. Среднее давление под подошвой как определяется? просто нагрузку на площадь плиты поделить?

Нет. Осадка от собственного веса грунта уже состоялась и никого не интересует

Получается собственное НДС массива не учитывается? Это правильно разве?

[SergeyKonstr]

Сообщение от yarus.khv зачем еще дополнительно по контуру выставлять С1 и С2?

Offtop: Для учета работы грунта за пределами контура фундамента (распред. способность грунта). В Лире законтурные элементы преувеличивают распред. способность грунта

[Akim_1989]

Позволю себе вмешаться в разговор)

Чем обоснована толщина 300мм? Не подскажите чем вообще нормируется толщина плиты?

Обоснована расчётом на продавливание. Если взять малую толщину, то получиться огромная поперечная сила под стенами и колоннами. Но с другой стороны при малой жёсткости плиты в ней уменьшаться моменты, а следовательно и продольная арматура.Можно несколько раз пересчитать и найти оптимальный вариант. Про назначении толщины конструктивно можно посмотреть Тихонова

Так было в примере лировском.. Я так понимаю в расчетной схеме все должно быть свободным?

Если сделать жёсткие связи, то при наличии горизонтальных нагрузок получите огромные мембранные усилия в ФП. Нужно в каждом узле плиты ввести КЭ56 и в них задать жёсткости связей по X,Y,UZ. Обычно 3 т/м хватает.

Хорошо, сонаправлю просто оси пластин. А как еще, если не треангуляцией? чем чревато?

Я вручную прямоугольничками разбиваю, а потом копирую фрагментами. Это утомительно, но зато сетка качественней получается. При триангуляции можешь получить вырожденные элементы с огромной арматурой. Триангуляция удобна, когда есть круглые контуры

зачем еще дополнительно по контуру выставлять С1 и С2?

У нас в организации мы просчитываем 2 варианта(с законтурными элементами и без законтурных), а потом делают вариацию. Когда считаешь с законтурными, то края плиты "зависают" и максимум арматуры внизу плиты. Когда без законтурных, то при больших нагрузках по краю плиты (например от стен) можно получить арматуру по верху плиты.

Сообщение от Akim_1989 У нас в организации мы просчитываем 2 варианта(с законтурными элементами и без законтурных), а потом делают вариацию. Когда считаешь с законтурными, то края плиты "зависают" и максимум арматуры внизу плиты. Когда без законтурных, то при больших нагрузках по краю плиты (например от стен) можно получить арматуру по верху плиты.

Если считается по Винклеру, то законторные элементы не нужны. Если по Пастернаку, то законтурные обязательны. В противном случае Ваши расчёты - фикция.

[Sam]

Сообщение от bahil Если считается по Винклеру, то законторные элементы не нужны. Если по Пастернаку, то законтурные обязательны. В противном случае Ваши расчёты - фикция.

Позволю себе добавить, что в Скаде-Кроссе, например - Вопрос №10, может быть использован "улучшенный вариант модели Винклера", где уже в C1 учитывается распределительная способность грунта.

[RomanM]

Сообщение от yarus.khv Почему простота не актуальна?) разве это не самый быстрый способ?

Не актуальна потому, что создавалась во времена ручных расчетов для их упрощения. Сейчас же трудозатраты на забивку любой модели основания в программу сопоставимы, а собственно считать будет машина.

Сообщение от yarus.khv Кстати, а 1-й метод определения К.П. в Лире - это Пастернаковская модель? (Созанович пишет, что С1 и С2 по методу 1 определяются некорректно)

Все три способа, я.т.д., - уникальные модели разработчиков Лиры.
Правильные формулы:
C1=E/(H*B) B=1-2*v*v/(1-v)
С2=E*H/(6*(1+v))

Сообщение от yarus.khv Просмотрел начало, не нашел про законтуренные элементы.

Там не про законтурные элементы надо было искать, а про различие модели Винклера и ЛДП

Сообщение от yarus.khv Понятно как работать, а вот смысла понять не могу, С2 ведь учитывает сдвиговые напряжения грунта, зачем еще дополнительно по контуру выставлять С1 и С2? или если я не учту законтуренные элементы, то я полуу модель Винклера, но только с коэффициентом С2?

См. данные от SergeyKonstr
Если есть знание основ МКЭ, то по законтурным можно почитать:
http://dwg.ru/lib/308
http://dwg.ru/dnl/6786

Сообщение от yarus.khv Среднее давление под подошвой как определяется? просто нагрузку на площадь плиты поделить?

Да.

Сообщение от yarus.khv Получается собственное НДС массива не учитывается? Это правильно разве?

В линейной задаче, каковую Вы решаете, существующее НДС массива на перемещения от дополнительной нагрузки никак не влияет (принцип суперпозиций).

[Демоверсия]

Сообщение от Ал-й Цитата: Сообщение от Демоверсия Ал-й, Вы предлагаете проводить нелинейный расчет для фундаментной плиты 3-х этажного дома? Где? Что-то не могу найти такого призыва...

Увидев Ваше сообщение

Сообщение от Ал-й Элемент одного сечения с одинаковым армированием может иметь совершенно различную жесткость в зависимости от действующих в нем усилий/напряжений...

я счел необходимым уточнить. Мне представляется, что вводя зависимость жесткости от усилий/напряжений Вы ратовали за нелинейный расчет.

Сообщение от Ал-й Расскажите, что Вы подразумеваете под фразой - Цитата: Сообщение от Демоверсия Нужно жесткости элементов плиты задавать в зависимости от их армирования. Какие именно данные хотите вводить и какая, по Вашему мнению, жесткость (формула) должна быть учтена в расчете?

Вы слишком многое от меня хотите. Я так глубоко не копаю. Что меня интересует, так это учитывается ли при определении изгибной жесткости армирование плиты. Я не ставлю вопрос, как оно должно учитываться. Если армирование не учитывается (как, например, в СКАД), то для меня очевидно, что происходит такое упрощение модели, что полученный результат будет сильно отличаться от того, что мы получим в реальной плите.