[Isuma]

Всем доброго времени суток!
Возникла проблема по вопросу расчёта элементов железобетонных конструкций на прочность нормальных сечений изгибаемых и внецентренно сжатых элементов в сейсмике.
В СП 14.13330.2014 говорится о том, что при проектировании зданий и сооружений нужно обеспечивать пластический характер работы конструкций. в Таблице 4 представлены коэффициенты, учитывающие допускаемые повреждения зданий и сооружений. Они учитываются при определении расчётной сейсмической нагрузки.
Пункт 6.7.2 гласит:
6.7.2 При расчете на прочность нормальных сечений изгибаемых и внецентренно сжатых элементов значения граничной относительной высоты сжатой зоны бетона следует принимать по действующим нормативным документам на бетонные и железобетонные конструкции с коэффициентом, равным при расчетной сейсмичности: 7 баллов - 0,85; 8 баллов - 0,70; 9 баллов - 0,50.

Примечание - При расчете по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели характеристику ξR не применяют.

Вопрос 1:
Примечание к пункту 6.7.2 носит информативный характер? То есть, в нём говорится о том, что при расчёте элементов здания по методике Карпенко, невозможно учесть требования по снижению несущей способности в зависимости от баллов сейсмичности. Я правильно понимаю?
Вопрос 2:
Следует ли из пункта 6.7.2 вывод: при сейсмических воздействиях здание нужно рассчитывать по методу предельных усилий?
Вопрос 3:
Если расчёт на прочность нормальных сечений изгибаемых и внецентренно сжатых элементов выполнять по нелинейно-деформационной модели, каким образом можно учесть влияние балльности на результаты расчёта так, чтобы были выполнены требования СП 14.13330.2014?

Скоро вступит в действие СП 14.13330.2018, там формулировка не изменилась.

[румата]

Сообщение от Isuma Вопрос 1: Примечание к пункту 6.7.2 носит информативный характер? То есть, в нём говорится о том, что при расчёте элементов здания по методике Карпенко, невозможно учесть требования по снижению несущей способности в зависимости от баллов сейсмичности. Я правильно понимаю?

Может и информативный характер - сути это не меняет. Если считаете сечения по НДМ, то никаких ксиэров и к-тов к нему не применяете. При чем здесь методика Карпенко?

Сообщение от Isuma Вопрос 2: Следует ли из пункта 6.7.2 вывод: при сейсмических воздействиях здание нужно рассчитывать по методу предельных усилий?

Нет.

Сообщение от Isuma Вопрос 3: Если расчёт на прочность нормальных сечений изгибаемых и внецентренно сжатых элементов выполнять по нелинейно-деформационной модели, каким образом можно учесть влияние балльности на результаты расчёта так, чтобы были выполнены требования СП 14.13330.2014?

Влияние "балльности" учитывается во внутреннем усилии на которое выполняется расчет сечения. А уменьшение величины граничной зоны в соответствии с "балльностью" влияет на увеличение предельной кривизны(уменьшение жесткости сечения) и на предельную величину раскрытия трещин. Расчет по прочности по НДМ - прямой расчет сечения. Какие кривизна и трещины получились - те и принимаются.

[Бахил]

Сообщение от Isuma при сейсмических воздействиях здание нужно рассчитывать по методу предельных усилий?

Да. И с соответствующими коэффициентами.

[tutanhamon]

Сообщение от Isuma Следует ли из пункта 6.7.2 вывод: при сейсмических воздействиях здание нужно рассчитывать по методу предельных усилий?

Нет, из этого пункта следует, что:
1. В случае, когда Вы ведете расчет по МПУ, Вы учитываете коэффициент к ξR
2. В случае, когда Вы ведете расчет по НДМ, Вы просто не обращаете внимания на коэффициент, вводимый к граничной высоте сжатой зоны.

Собственно, румата все это четко написал

[Isuma]

Сообщение от румата Влияние "балльности" учитывается во внутреннем усилии на которое выполняется расчет сечения.

Каким образом?
Вы сравнивали результаты?

[SergeyKonstr]

Сообщение от Isuma Вопрос 3: Если расчёт на прочность нормальных сечений изгибаемых и внецентренно сжатых элементов выполнять по нелинейно-деформационной модели, каким образом можно учесть влияние балльности на результаты расчёта

Ограничить предельную относительную деформацию сжатого бетона в зависимости от бальности 2,8...2,3...1,7..х(10 в кубе).

[Бахил]

Сообщение от SergeyKonstr в зависимости от бальности 2,8...2,3...1,7.

Может быть и так. Скорее всего где-то близко. Возможно коэффициенты будут несколько иными, но тенденция должна сохранятся.
Я бы не рисковал считать от сейсмики по НДМ.

[Isuma]

Как, интересно, это учитывает SCAD?
Если считать в SCAD схему здания, может быть коэффициенты из пункта 6.7.2 принимаются при вычислении сейсмической силы при установки галоки на пункте "Учёт нелинейного деформирования грунтов"?

[Бахил]

Сообщение от Isuma установки галоки

Никаких "галочек"! И не надо путать определение усилий и конструктивный расчёт.

[UnAtom]

Сообщение от Isuma То есть, в нём говорится о том, что при расчёте элементов здания по методике Карпенко, невозможно учесть требования по снижению несущей способности в зависимости от баллов сейсмичности. Я правильно понимаю?

Вот это интересный вопрос!
Получается, что, допустим, пилоны замоделированные пластинчатыми элементами в SCADe или ЛИРЕ с учётом сейсмики не учитывают КсиR? С расчётной длиной тоже беда, но вроде как ЛИРА-САПР её поборола.

[Isuma]

Сообщение от Бахил Никаких "галочек"! И не надо путать определение усилий и конструктивный расчёт.

Я прекрасно понимаю, что это разные вещи.
Я просто предположил, что реализация в SCAD требований СП 14.13330.2014 могла быть выполнена таким способом.
Просто, исходя из того, что ограничение ξR для НДМ неприменимо, а SCAD считает только по НДМ (и АРБАТ, кстати, тоже считает по НДМ. Кроме случаев задания арматуры площадями.), можно предположить, что разработчики учли снижение несущей способности каким-то другим образом.

[гувиев]

По поводу ограничения граничной высоты сжатой зоны ξr - это попытка обеспечить пластических характер работы жб элемента. Понижение ξr - усиление сжатой зоны.
Подход с понижением изначально искусственный, но хорошо вписался в метод расчета по разрушающим (предельным) усилиям.
Аналогично вписать это в НДМ не получилось, т.к. ξr в нем нет. Об этом в нормах и написали. А вот как быть - нет. Это очередная неувязка между нормативами.
Можно выразить зависимость εb от ξ через гипотезу плоского сечения: εb=(εs∙X)/(ho-X) или с учетом прямоугольной эпюры напряжений в ПУ εb=εs/(ω/ξ-1), где ω=0,8 - коэффициент полноты эпюры сжимающих напряжений.
Для случая с ξ=ξr - εbu,c=εsu/(ω/ξr-1).
В итоге получается, что нужно масштабировать диаграмму сигма-эпсилон по оси деформаций, принимая в качестве расчетного уменьшенное εbu.
В общем случае при расчете нормального сечения на основе НДМ нужно итерационно уточнять параметры диаграммы σ-ε в зависимости от относительной высоты сжатой зоны ξ. Так при ξ<ξr ничего уменьшать не нужно, для ξ=ξr - εbu,c=εsu/(ω/ξr-1), для ξ>ξr εs не равна εsu, поэтому вначале нужно узнать εs (для прямоугольника εs=[(Rbbhoξr+RscAs’)/As]/Es), а затем εbu,c.

[ProjectMaster]

Вопрос 1:
Примечание к пункту 6.7.2 носит информативный характер? То есть, в нём говорится о том, что при расчёте элементов здания по методике Карпенко, невозможно учесть требования по снижению несущей способности в зависимости от баллов сейсмичности. Я правильно понимаю?

При нелинейном расчете учет производится автоматически на основании действующих нагрузок, а не баллов.

Вопрос 2:
Следует ли из пункта 6.7.2 вывод: при сейсмических воздействиях здание нужно рассчитывать по методу предельных усилий?

Непосредственно из пункта 6.7.2 не следует. Зависит от назначения здания/сооружения и того, насколько в нем допускаются трещины/деформации.


Вопрос 3:

Если расчёт на прочность нормальных сечений изгибаемых и внецентренно сжатых элементов выполнять по нелинейно-деформационной модели, каким образом можно учесть влияние балльности на результаты расчёта так, чтобы были выполнены требования СП 14.13330.2014?

1. Модель линеаризуется о определяется сейсмическая нагрузка с учетом динамики.
2. Сейсмическая нагрузка прикладывается к зданию как статическая.
3. Проводится нелинейный расчет.
4. Все.

ИМХО, на сейсмику лучше таки каркасы в упругой стадии считать.

[гувиев]

Нелинейный расчет схемы - проверочный расчет.
До его проведения нужно узнать, а сколько арматуры должно быть установлено в элементах здания. Т.е. нужно выполнить подбор арматуры.
Подбор арматуры может быть выполнен по методу ПУ и по НДМ. Причем НДМ более универсальный метод. Он позволяет рассчитывать сечения произвольной формы и с произвольным армированием.
Пункт 6.7.2 говорит как раз о расчете сечения. Выполнение требований данного пункта при подборе арматуры обеспечивает пластический характер работы элементов (по крайней мере так задумано).
Проблема как раз в том, а каким образом обеспечить пластический характер работы нормального сечения при подборе арматуры по НДМ с учетом 6.7.2.
Не нужно путать проверку по НДМ отдельного сечения и нелинейный расчет всего здания.

p.s. НДМ это не теория Карпенко. Это результат работы группы авторов. От Карпенко в нормах диаграмма сигма-эпсилон.

[Isuma]

Сообщение от гувиев Пункт 6.7.2 говорит как раз о расчете сечения. Выполнение требований данного пункта при подборе арматуры обеспечивает пластический характер работы элементов (по крайней мере так задумано).

Да. SCAD как раз и выполняет требования п. 5.2 СП 63.13330.2012. При анализе используется рекомендуемая нормами двухлинейная диаграмма состояния бетона - по прочности и трёхлинейная - при расчёте образования трещин.

Сообщение от гувиев Проблема как раз в том, а каким образом обеспечить пластический характер работы нормального сечения при подборе арматуры по НДМ с учетом 6.7.2.

Да. И похоже, Вы правы насчёт масштабирования диаграммы σ-ε. Для 7, 8 и 9 баллов диаграмма должна быть изменена. Вот только, как это может быть реализовано в программе так, чтобы всё было законно с точки зрения науки (и составителей СП).

есть книга "Сейсмостойкие многоэтажные здания с железобетонным каркасом", где один из авторов - Кодыш Э.Н - один из составителей прошлых нормативов по сейсмике. Может быть, в ней разъяснено? (к сожалению, нигде её не нашёл в свободном доступе. Только заказал.) Вы, случайно, не знакомы с ней?

Сообщение от гувиев p.s. НДМ это не теория Карпенко. Это результат работы группы авторов. От Карпенко в нормах диаграмма сигма-эпсилон.

Я понимаю, некорректно написал в 1 посте.

[Scoody]

Offtop:

Сообщение от Isuma SCAD считает только по НДМ

Точно?

[Isuma]

Сообщение от Scoody Offtop: Цитата: Сообщение от Isuma SCAD считает только по НДМ Точно?

Сообщение от Isuma Кроме случаев задания арматуры площадями.

У Вас есть другое мнение?

[Scoody]

Сообщение от Isuma У Вас есть другое мнение?

Я давно не пользовался Скадом, но подозреваю, что это маловероятно. Вы представляете, как должен работать алгоритм подбора арматуры по НДМ в МКЭ-комплексе?

[Isuma]

Сообщение от Scoody Я давно не пользовался Скадом, но подозреваю, что это маловероятно

Так в сертификате соответствия SCAD написано.

[Scoody]

Да, вы правы. А 3D элементы - это пространственный стержень (3D стержень)? И вы говорите о стержневых элементах, что я проглядел по невнимательности, а я почему-то подумал про пластинки.

Справка SCAD

[SergeyKonstr]

Сообщение от Isuma есть книга "Сейсмостойкие многоэтажные здания с железобетонным каркасом

Offtop: Да вы шо...

[Isuma]

Сообщение от SergeyKonstr Offtop: Да вы шо...

Это из книги?
Не могли бы Вы дать ссылку на неё? )

[гувиев]

Т.е. авторы предлагают применять коэффициенты, на которые умножается ξr, к предельной деформации бетона на сжатие:
3.5*0.85=2.975, 3.5*0.7=2.45, 3.5*0.5=1.75
Обратным пересчетом εb2 у авторов равна
2.8/0.85=3.29, 2.3/0.7=3.29, 1.7/0.5=3.4.
Интересно, почему они приняли εb2 не равной величине, которая должна приниматься при расчете по прочности εb2=0.0035...

[румата]

Сообщение от гувиев Интересно, почему они приняли εb2 не равной величине, которая должна приниматься при расчете по прочности εb2=0.0035...

Так потому, что бы в свою табличку строчку добавить, и еще больше сбить бестолковых с толку

[SergeyKonstr]

Сообщение от гувиев Т.е. авторы предлагают применять коэффициенты, на которые умножается ξr, к предельной деформации бетона на сжатие:

Вряд ли.

Сообщение от гувиев Интересно, почему они приняли εb2 не равной величине, которая должна приниматься при расчете по прочности εb2=0.0035...

Боятся.

Сообщение от Isuma Не могли бы Вы дать ссылку на неё?

Нет. Она тут (на форуме) была...я пострел был...

[Isuma]

Сообщение от SergeyKonstr Нет. Она тут (на форуме) была...я пострел был...

Спасибо Вам большое за информацию. А эта выдержка только из диссертации "Учёт влияния предыстории деформирования железобетонных элементов при расчётах на сейсмические воздействия" (Созонов Павел Сергеевич)? Вы заостряете на этом внимание, потому что значения предельных относительных деформаций могут быть совсем не близки к тем, что приведены в табл. 3,9 книги Кодыша?
Книгу Кодыша и Айзенберга я купил. в пдф сшил уже. Если она кому-нибудь нужна, могу выслать.

по поводу методики расчёта, пока определился так:
Беру коэффициент использования, посчитанный SCAD для фактора "Деформации в сжатом бетоне" и умножаю на отношение предельной относительной деформации бетона по СП 63.13330.2012 (ε.b.ult) к предельной относительной деформации бетона по табл. 3.9 (в книге Кодыша) ε.b2.
В случае расчёта сечения со знакопеременной эпюрой напряжения предельная относительная деформация по СП 63.13330.2012 будет равна ε.b2=0,0035. Тогда коэффициент использования для "Деформации в сжатом бетоне" умножаю на значения:
7 баллов: ε.b.ult/ε.b.2=0,0035/0,0028=1,25
8 баллов: ε.b.ult/ε.b.2=0,0035/0,0023=1,523
9 баллов: ε.b.ult/ε.b.2=0,0035/0,0017=2,059
В случае расчёта полностью сжатого/растянутого сечения, предельная относительная деформация по СП 63.13330.2012 должна быть вычислена по формуле и будет зависеть от соотношения ε1/ε2. И так как |ε1|<=|ε2|, то полученные значения искомого коэффициента не будут превышать вышеприведённые, а будут только уточняться. Приведу несколько случаев расчёта.

[Isuma]

Я обратился в Минстрой:

Добрый день!
Я хотел бы обратиться к вам по вопросу расчёта элементов железобетонных конструкций на прочность нормальных сечений изгибаемых и внецентренно сжатых элементов в сейсмике.
В СП 14.13330.2014 говорится о том, что при проектировании зданий и сооружений нужно обеспечивать пластический характер работы конструкций. в Таблице 4 представлены коэффициенты, учитывающие допускаемые повреждения зданий и сооружений. Они учитываются при определении расчётной сейсмической нагрузки.
Пункт 6.7.2 гласит:
6.7.2 При расчете на прочность нормальных сечений изгибаемых и внецентренно сжатых элементов значения граничной относительной высоты сжатой зоны бетона следует принимать по действующим нормативным документам на бетонные и железобетонные конструкции с коэффициентом, равным при расчетной сейсмичности: 7 баллов - 0,85; 8 баллов - 0,70; 9 баллов - 0,50.

Примечание - При расчете по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели характеристику ξR не применяют.

Вопрос 1:
Примечание к пункту 6.7.2 носит информативный характер? То есть, в нём говорится о том, что при расчёте нелинейно-деформационной модели невозможно учесть требования по снижению несущей способности в зависимости от баллов сейсмичности. Я правильно понимаю?
Вопрос 2:
Следует ли из пункта 6.7.2 вывод: при сейсмических воздействиях здание нужно рассчитывать только по методу предельных усилий?
Вопрос 3:
Если расчёт на прочность нормальных сечений изгибаемых и внецентренно сжатых элементов выполнять по нелинейно-деформационной модели, каким образом можно учесть влияние балльности на результаты расчёта так, чтобы были выполнены требования СП 14.13330.2014?

Ответ во вложении.

[Бахил]

Сообщение от Isuma Я обратился в Минстрой

Нашёл куда обращаться...
Вся фишка в К1. А как добиться пластики без разрушении бетона? Только за счёт "течения" арматуры.
Проще всего ограничить предельную высоту сжатой зоны. Но это "работает" только для изгибаемых элементов без сжатой арматуры.

[Isuma]

Сообщение от Бахил Нашёл куда обращаться...

Это не повод не обращаться никуда.)
Я ещё в ФАУ "ФЦС" написал, но там вообще глухо. А тут, хотя бы ответили (что было полной неожиданностью). Плохо ответили, но ответили)

Сообщение от Бахил Вся фишка в К1. А как добиться пластики без разрушении бетона?

В сейсмике, вообще, много фишек.
В методических пособиях по расчётам гидротехнических сооружений играют модулями упругости, например.

Сообщение от Бахил Проще всего ограничить предельную высоту сжатой зоны.

Для расчёта по НДМ? Постом выше речь шла об ограничении предельно допустимой деформации.


А вообще, если SCAD считает коэффициенты редукции по КМК 2.01.03-96, могли бы сделать возможность задавать ограничения деформациям и для расчёта по нормам РФ.


Я так понимаю, беда заключается в том, что составители СП 14 не хотят включать в документ пункты "чё делать-то с НДМ" потому что есть какая-то проблема с испытаниями, по результатам которых можно принять ограничения для ε.b.ult.
(Книга Кодыша написана в 2012 году. Они могли бы с лёгкостью включить в СП таблицу 3,9. Но не сделали этого.)

[ProjectMaster]

Сообщение от Isuma Я так понимаю, беда заключается в том, что составители СП 14 не хотят включать в документ пункты "чё делать-то с НДМ" потому что есть какая-то проблема с испытаниями, по результатам которых можно принять ограничения для ε.b.ult. (Книга Кодыша написана в 2012 году. Они могли бы с лёгкостью включить в СП таблицу 3,9. Но не сделали этого.)

Мое ИМХО.
Теория Карпенко вообще никак не описывает нелинейную динамику железобетона. Соотношения Карпенко получены для простого достаточно длительного (но не мгновенного) пути нагружения конструкции, чего в динамике железобетона при сейсмике наблюдаться не будет. А будет периодическая знакопеременная нагрузка - разгрузка.
Поэтому включить с легкостью можно, но соответствие реальности будет под большим вопросом.

[Бахил]

Сообщение от Isuma есть какая-то проблема с испытаниями, по результатам которых можно принять ограничения для ε.b.ult.

Совершенно верно. Если расчёт по РУ прошёл практическую обкатку, то НДМ чисто теоретическая ...

[SergeyKonstr]

Сообщение от Isuma Вы заостряете на этом внимание, потому что значения предельных относительных деформаций могут быть совсем не близки к тем, что приведены в табл. 3,9 книги Кодыша?

Предельные деформации бетона зависят от скорости деформирования, какие эти скорости будут при том или ином трясении одному богу известны.
Но какие-то ведь нужно обозначить.

[Бахил]

Сообщение от SergeyKonstr какие эти скорости будут при том или ином трясении одному богу известны.

Пропорциональны первой частоте собственных колебаний.
Offtop: Я, правда, не бог.