[Chernykh]

Здравствуйте, уважаемые участники!

Очень нужна ваша помощь. Вопрос состоит в следующем.
Требуется рассчитать железобетонное сооружение (условно представим его в виде железобетонной коробки). Сверху планируется смонтировать некое оборудование, которое добавит вес на крышу (небольшой по сравнению с собственным весом здания). Итого получается 2 нагрузки (снег, ветер и прочее пока не учитываем) - собственный вес (постоянная) и вес оборудования (кратковременная, т.к. время жизни здания намного больше срока эксплуатации оборудования).
В соответствии с ГОСТ 27751 расчет ведется по 2 предельным состояниям:
1 - расчет на прочность
2а - расчет на трещинообразование
2б - расчет на деформации
Сооружение было смоделировано в Ансис. Бетон - solid65, арматура (стержневая и профильная) - beam188.
Расчет ведется в соответствии с СП63.13330. Диаграмма состояния для материалов берется 3х линейная для бетона и 2х линейная для арматуры. Кстати, оценка бетона будет вестись след образом: при растяжении - по теории Вильяма-Варнке, при сжатии - по предельным деформациям.

Рассмотрим расчет по прочности. Коэффициенты гамма для бетона, Е, эпсилоны для диаграммы и прочее берется как для длительного действия нагрузок (логика подсказывает так). Однако был встречен пункт 6.1.23.

6.1.23 При расчете прочности железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния сжатой зоны бетона используют диаграммы состояния сжатого бетона, приведенные в 6.1.20 и 6.1.21 с деформационными характеристиками, отвечающими непродолжительному действию нагрузки. При этом в качестве наиболее простой используют двухлинейную диаграмму состояния бетона.

Если я правильно понимаю, то
1) в диаграмме состояния надо заменять эпсилон длительные на кратковременные. В этом случае эпсилон ноль и эпсилон 2 сдвигаются влево (рисунок 1), и средний участок диаграммы будет иметь модуль Е больше, чем начальный упругий. Ансис на такое ругается.

2) если считать Е деформационной характеристикой и не делить на коэффициент ползучести (чтобы учесть кратковременность и тем самым повысив его на первом участке), то бетон становится очень хрупким и ломается под минимальными нагрузками.

Что делать? и стоит ли учитывать этот пункт вообще? может я его неправильно интерпретирую?

[swell{d}]

http://fordewind.org/wiki/doku.php?i...BD%D0%B8%D1%8F
там по СП52-101, но поправить не сложно

[Бахил]

Лучше принимать диаграмму для бетона из приложения - с нисходящей ветвью.

[Chernykh]

to Бахил - Для сжатия действительно можно задать нисходящую ветвь, спасибо. Хотя оценка прочности все равно же будет проводиться по деформациям сжатого бетона (0,0035)? И как дальше ведет себя бетон уже неважно.

to Swell - ссылку пока копаю, прокомментировать не могу, рано.

[RomanM]

Сообщение от IU_Chernykh средний участок диаграммы будет иметь модуль Е больше, чем начальный упругий

IU_Chernykh, а какой у Вас начальный модуль?

[Бахил]

3-х и 2-х линейные диаграммы весьма условны. Они применимы только для проверки ж/б на усилия из упругого расчёта.
Если считаешь в нелине, то надо применять действительные диаграммы. Для любой стали диаграмма не проблема.
Для бетона - полный мрак. Можно попробовать диаграмму из приложения или Карпенко.
При этом нет разделения на расчёт по 1 и 2 пс.

[Chernykh]

Бетон В20, Е=27500 МПа...

Так, немного поправлюсь. Хотел упростить задачу, чтобы не распыляться, а получилось наоборот.
Смысл в том, что сооружение работает при температурах от 20 до 100 градусов (в емкости горячая жидкость), поэтому используется не только СП 63, но и СП 27. Так вот, при 70 (и 100) градусах коэффициент ползучести равен 8, получается модуль Е падает в 9 раз.
картинка примерно такая получается для 70 и 100 градусов.

[RomanM]

Сообщение от IU_Chernykh Бетон В20, Е=27500 МПа... Так, немного поправлюсь. Хотел упростить задачу, чтобы не распыляться, а получилось наоборот. Смысл в том, что сооружение работает при температурах от 20 до 100 градусов (в емкости горячая жидкость), поэтому используется не только СП 63, но и СП 27. Так вот, при 70 (и 100) градусах коэффициент ползучести равен 8, получается модуль Е падает в 9 раз. картинка примерно такая получается для 70 и 100 градусов.

IU_Chernykh, очевидно составлять диаграммы по длительным и кратковременным деформационным характеристикам вперемежку некорректно. Е должен быть начальным (Eb).

[Chernykh]

to RomanM - согласен, но тогда при растяжении Е=27500 и трещины появляются при минимальной нагрузке, что наверное некорректно.

to Бахил - да, в нелинейной, но:
1) Заказчик требует проведения расчета по СП
2) Неизвестно откуда брать диаграммы для разных температур бетона

А у Карпенко в какой именно литературе они есть?

[Бахил]

Сообщение от RomanM Е должен быть начальным (Eb).

Соглашусь.

Сообщение от IU_Chernykh 1) Заказчик требует проведения расчета по СП

Либо по СП, либо в нелинейной постановке в комплексе типа АНСИС.
Что касается Карпенко, то по моему, что-то было на портале ЖБК.

[Chernykh]

Бахил, я с Вами согласен. Mr White еще писал (про бетон)

Сообщение от MrWhite Если Вы хотите сделать диаграмму "как в СНиП" и сделать модель материала по ней, то вообще между нами мальчиками - это глупость несусветная. Потому что эти диаграммы созданы для расчетов плоских сечений, считай одноосного напряженного состояния.

Но вопрос то остается - что делать с данными для различных температур?

[RomanM]

Сообщение от IU_Chernykh при растяжении Е=27500 и трещины появляются при минимальной нагрузке

Так предельные деформации растяжения бетона вроде от Е_bt и R_bt не зависят.

[Chernykh]

Сообщение от RomanM Так предельные деформации растяжения бетона вроде от Е_bt и R_bt не зависят.

Да...но это по СП. Ансис же ведет расчет на образование трещин по Вильяму-Варнке. Таким образом диаграмма растяжения заменяется своей (см. вложение). Верхняя точка соответствует R_bt, эпсилон получается R_bt / Е_bt. Причем не стоит забывать что модуль Е на растяжение и сжатие одинаковы. Увеличивая Е, уменьшается эпсилон, что ОЧЕНЬ сильно влияет на наличие трещин.

[RomanM]

Сообщение от IU_Chernykh Да...но это по СП. Ансис же ведет расчет на образование трещин по Вильяму-Варнке. Таким образом диаграмма растяжения заменяется своей (см. вложение). Верхняя точка соответствует R_bt, эпсилон получается R_bt / Е_bt. Причем не стоит забывать что модуль Е на растяжение и сжатие одинаковы. Увеличивая Е, уменьшается эпсилон, что ОЧЕНЬ сильно влияет на наличие трещин.

Понял. А что, нельзя в Ансис чисто по СП-шным диаграммам смоделировать? А то как-то скрещение ужа с ежом получается.

[Бахил]

Минуточку. А где арматура? В расчёте на трещины.
Что касается температуры, то проще всего считать сразу с характеристиками при данной температуре.
Offtop: Что касается глупостей, то в нелинейных расчётах применяются исключительно диаграммы одноосного состояния. И диаграммы СНиПа применять не стоит отнюдь не по этой причине, а потому что они чересчур схематичны.

[Chernykh]

Сообщение от RomanM Понял. А что, нельзя в Ансис чисто по СП-шным диаграммам смоделировать? А то как-то скрещение ужа с ежом получается.

Можно, но как рассчитывать образование трещин?Ручным счетом? тогда основной смысл МКЭ пропадает. Плюс тогда при образовании трещин не учитывается накопление повреждений и перераспределение напряжений.

Сообщение от Бахил Минуточку. А где арматура? В расчёте на трещины. Что касается температуры, то проще всего считать сразу с характеристиками при данной температуре.

Арматура бимами задана и тоже работает. Снаружи нее солиды бетона. Пока начнет работать арматура, внешние солиды уже все растрескиваются.
Температура...Проблема в том, что из-за распределения температур получается внутри емкости 100, а снаружи допустим 30. Значит в каждой точке объекта она своя. Проблема решалась заданием в Ансис известных точек для интерполяции по СП.

Кстати с коэфф линейного расширения бетона вообще магия - по СП63 он принимается 0,00001 для 50 градусов.

6.1.18 Значение коэффициента линейной температурной деформации бетона при изменении температуры от минус 40 °С до плюс 50 °С принимают:
αbt = 1 * 10-5 °С-1 - для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего бетонов и легкого бетона при мелком плотном заполнителе;

а по СП 27 при 50 градусах по табл 5.7 для длительного нагрева и номера состава например 1 бетона - 0,000004
В итоге они стыкуются между собой таким образом (см. вложение). Это если кому интересно будет...

[Stanum]

http://www.civ.utoronto.ca/vector/jo...tions/jp53.pdf
https://ortus.rtu.lv/science/en/publ...15343/fulltext.
http://cdn.intechopen.com/pdfs/22261..._gfrp_bars.pdf
http://www.ummto.dz/IMG/pdf/AETICLE.pdf

статьи посвященные вашей теме~.

[RomanM]

Сообщение от IU_Chernykh Можно, но как рассчитывать образование трещин?Ручным счетом? тогда основной смысл МКЭ пропадает. Плюс тогда при образовании трещин не учитывается накопление повреждений и перераспределение напряжений.

IU_Chernykh, я сразу не уяснил, что у Вас речь идет о пространственном НДС. Тогда вообще большой вопрос с корректностью применения характеристик бетона из СП, полученных в конкретных условиях одноосного сжатия по конкретной ГОСТированной методике (Бахил прав).
Offtop: Ну а если уж волюнтаризм, то может для определения момента трещинообразования принять E_b=E_bt=R_bt/Эпсилон_bt2 или около того?

[Chernykh]

Где-то читал (уже точно не помню, по-моему у Залесова), что как раз задавая одноосные диаграммы в программы МКЭ, они своими внутренними алгоритмами по своему критерию (в данном случае в Ансисе по Вильям-Варнке) пересчитывают их для случаев 3D, тем самым позволяя не разделять расчеты по частным случаям (нормальным, наклонным и пространственным сечениям).
Кстати, в диссертации Пащанина есть сравнение результатов натурных экспериментов и расчетов в Ансис (кстати он задает там диаграммы по СП) и вроде как все получается и совпадает.

по поводу offtop - если делить R_bt на эпсилон_bt2 то Е ну совсем другой получается...и тогда не стоит забывать, что при сжатии получится что-то неправильное.

[Stanum]

IU_Chernykh, если хотеть подбить результат можно всегда. вот только комбинация tb, conc+tb, kinh(miso) могут не всегда давать, то что вы хотите получить.
http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=114689

Сообщение от MrWhite P.S. Все материалы, о которых хотел рассказать - привел. Есть еще EDP, но там та же петрушка, что и для DP поэтому сил своих тратить не буду. Отдельно хочу отметить, что разочаровался в связках материалов. Типо tb,conc + tb,kinh. Гадость это. Вообщем как ни крути буду писать свой материал бетона. За сим все.