Расчет на продавливание
Пожалуйста, распишите нормально в справке алгоритм расчета на продавливание, поскольку указанный алгоритм содержит много ошибок. кроме того не ясен смысл коэфф армирования (поскольку смысл разный для СП63 и СП52 — анализ тоже должен быть разным).
Либо, что было бы много лучше, чтобы программа выдавала коэффициент несущей способности в виде К=F/Fult+Mx/Mxult+My/Myult. В дальнейшем пользователь будет сопоставлять значение с 1 или с 2 и делать вывод о необходимости армирования или увеличения толщины плиты.
Проверка несущей способности монолитной железобетонной плиты на продавливание при действии динамической нагрузки
Крылов Владимир Владимирович – аспирант Национального исследовательского Московского государственного строительного университета.
Аннотация: В данной статье представлена проверка несущей способности плоской монолитной плиты на продавливание при динамическом нагружении. Представлено описание расчетов монолитной железобетонной плиты на действие динамической нагрузки выполненное различными способами с применением программного комплекса ЛИРА-САПР. Представлено сравнение полученных результатов, сделаны выводы.
Ключевые слова: Динамическая нагрузка, железобетонные конструкции, продавливание, плоская плита, динамическая прочность, коэффициент динамичности.
В статье (1) на основании анализа нормативных документов (2) и (3) была предложена методика для расчета плоской железобетонной плиты без поперечной арматуры на продавливание при действии динамически приложенной сосредоточенной силы.
В данной статье представлено решение задачи по проверке обеспечения несущей способности на продавливание монолитной железобетонной плиты размером 1500х1500мм, толщиной 200мм из бетона класса на сжатие В25, без поперечного армирования при динамическом нагружении представленном в виде падения свободного груза массой 510 кг с высоты 1,1м. Расчетная модель представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Расчетная модель плиты.
Решение задачи выполнено поэтапно. На первом этапе определяется напряженно-деформированное состояние плиты в зоне продавливания (три варианта) в расчетном комплексе Лира-САПР, с последующим определением и уточнением коэффициента динамичности. На втором этапе проведена проверка обеспечения несущей способности плиты на продавливание при действии динамической нагрузки согласно представленной методике в (1).
Первым вариантом первого этапа является расчет квазистатическим методом в линейной постановке с использованием методики представленной в (4) по методу Кокса, основанном на энергетическом балансе, в результате решения которого получают:
— коэффициент динамичности kд= ,
При этом принято, допущение, согласно которому максимально динамический прогиб конструкции пропорционален статическому.
Где h – высота падения 1,1м,
mэ – эквивалентная масса, mэ=0,25μab; где μ- погонная масса;
m — масса груза 0,51т;
fст – статический прогиб от приложения статической массы груза, определяем из расчетной схемы с приложением статической нагрузки.
Подставив значения получим:
Прикладывая эквивалентную статическую нагрузку в расчетную схему получим следующие результаты представленные в сравнительной таблице результатов 1.
Вторым вариантом первого этапа является расчет квазистатическим методом в нелинейной постановке с использованием величины эквивалентно статической нагрузки, полученной в первом варианте.
При этом для бетона и арматуры законы нелинейного деформирования приняты в виде экспоненциальной зависимости представлен на рисунке 2, 3.
Рисунок 2. График нелинейного деформирования бетона.
Рисунок 3. График нелинейного деформирования арматуры.
Расчет выполняется пошаговым методом с заданием армирования шагом 200мм диаметром ⌀20, ⌀25, ⌀32, ⌀40мм. Результаты представлены в таблице 1.
Третьим вариантом первого этапа является расчет методом прямого интегрирования уравнений движения в линейной постановке.
Расчет методом прямого интегрирования выполняется путем решения дифференциального уравнения:
Mu⃑ ̈(t)+Cu⃑ ̇(t)+Ku⃑ (t)=q⃑ (t).
Исходными данными для данного расчета являются:
- время соударения;
- максимальная сила надавливания падающего груза на конструкцию;
- форма графика нагрузки;
- время интегрирования.
Время действия нагрузки определим по формуле:
Максимальную силу надавливания падающего груза на конструкцию определим по формуле:
импульс удара определяется по формуле: Iуд=Р∙V0=0,51∙4,43/9,81=0,23т∙с, где Р=0,51т — масса падающего тела.
График нагрузки во времени представлен на рисунке 4.
Рисунок 4. График задания нагрузки.
По итогам проведенных расчетов по трем вариантам приведем сопоставительную таблицу результатов (таблица 1).
Таблица 1. Результаты расчета методом прямого интегрирования.
Элемент
Прогиб (мм)
Мmax, (тхм)
Qmax, (т)
Аs, max
(см 2 )
Кдин, уточненный
Квазистатика линеный расчет (первый вариант)
Квазистатика нелинейный расчет (второй вариант)
Плита ⌀20 (Аs=15,71 см 2 )
расчет на продавливание и подбор арматуры плоских плит 2в1
Хочу узнать у разработчиков и расчетчиков, как вы относитесь к тексту п.6.2.46 СП52-101-2003:Цитата При действии момента М lос в месте приложения сосредоточенной нагрузки половину этого момента учитывают при расчете на продавливание, а другую половину учитывают при расчете по нормальным сечениям по ширине сечения, включающего ширину площадки передачи нагрузки и высоту сечения плоского элемента по обе стороны от площадки передачи нагрузки. Дело в том, что мы,ну хорошо, я, считал в монолите раньше.
У зв’язку з великою кількістю неіснуючих підписок на оновлення форуму була проведена очистка. Якщо ви перестали отримувати повідомлення з оновленнями, прохання провести підписку знову.
Сторінки: 1 2 Наст.
расчет на продавливание и подбор арматуры плоских плит 2в1
13.05.2015 09:48:55
Хочу узнать у разработчиков и расчетчиков, как вы относитесь к тексту п.6.2.46 СП52-101-2003:
| Цитата |
|---|
| При действии момента М lос в месте приложения сосредоточенной нагрузки половину этого момента учитывают при расчете на продавливание, а другую половину учитывают при расчете по нормальным сечениям по ширине сечения, включающего ширину площадки передачи нагрузки и высоту сечения плоского элемента по обе стороны от площадки передачи нагрузки. |
Дело в том, что мы ,ну хорошо, я, считал в монолите раньше плоские плиты, жестко сопряженные с колоннами, как есть — какие получились усилия, такая и подобрана арматура. Дело было давно, а теперь опять есть необходимость выполнить аналогичный расчет. Только теперь я зашел с другой стороны — вопрос расчета на продавливание — приоритетный.
Так вот, согласно текста норм, половина момента учитывается при расчете на продавливание, другая половина — при подборе арматуры.
Вопросов в итоге два:
1. Считаете ли вы в соответствии с этим пунктом или как есть?
2. Учитывает ли это положение САПР? (допустим, схема собрана в Сапфире и отправлена в САПР, я уж не знаю точно, что там нужно и как сделать, чтобы авто распознавание контура продавливания производилось)
Повідомлень: 592 Балів: 580 Рейтинг: 30 Реєстрація: 10.09.2007
13.05.2015 12:16:04
опасно было бы предположить, что заказ на продавливание урезал момент в плите для подбора в ней продольной арматуры. как кажется эти расчеты концептуально независимы( проверить конечно можно). насчет учета половины момента при расчете продавливания вопрос решается ссылкой на норму(момент лира(2015) при создании контура снимет сама и в соответствии с выбранной нормой с ним и поступит. ).
если используем Эспри, опять же выбираем нормы, но момент задаем полностью.
по логике так, иначе при выборе другой нормы пришлось бы корректировать момент, имхо это нелогично.
Повідомлень: 1501 Балів: 2543 Рейтинг: 132 Реєстрація: 31.05.2007
13.05.2015 13:21:03
| Цитата |
|---|
| рекс написал: опасно было бы предположить |
похоже, дело тут в натурных испытаниях.
Постійний відвідувач
Повідомлень: 352 Балів: 321 Рейтинг: 18 Реєстрація: 10.01.2015
13.05.2015 19:37:20
В Лире в параметрах расчета указывается понижающий коэффициент для моментов при расчете продавливания. Указывайте 0,5 и требование норм будет учтено. В версии Лиры 2014 и ниже контуры продавливания задаются в Сапфире автоматом или вручную, они же в Лиру и экспортируются. В 2015 версии Лиры можно задавать контуры продавливания прям в Визоре. На счет уменьшения момента в плите в пределах контура продавливания — вопрос интересный, так же хотел бы услышать ответ (хотя думаю, что для плиты берется полное значение).
Everybody Lies
Повідомлень: 1501 Балів: 2543 Рейтинг: 132 Реєстрація: 31.05.2007
14.05.2015 06:00:16
| Цитата |
|---|
| Pro100x3mal написал: Указывайте 0,5 и требование норм будет учтено. |
это где? А то рекс , как я понял, говорит, что автоматом понижение учитывается при расчете на продавливание.
Повідомлень: 592 Балів: 580 Рейтинг: 30 Реєстрація: 10.09.2007
14.05.2015 10:26:29
ander,
виноват. в задании вариантов материалов для армирования (пиктограмма молоток) выбираем нормы, рядом клавиша параметры, в параметрах задаем понижающий коэффициент для моментов при продавливании. если посмотреть рсу для контуров продавливания , то там всё четко видно, что моменты скорректированы
Змінено: рекс — 14.05.2015 10:26:56
Постійний відвідувач
Повідомлень: 352 Балів: 321 Рейтинг: 18 Реєстрація: 10.01.2015
14.05.2015 16:28:22
| Цитата |
|---|
| ander написал: это где? |
Выбираете Расчет с контролем параметров, вкладка Конструирование и ставите галочку на пункте «Вычислять поперечную арматуру продавливания для железобетонных плит и указываете значение коэффициента. Или это можно сделать так, как указал рекс. Кстати, при конструировании плиты берется полное значение момента, так сказали представители Лира-сервис.
Everybody Lies
Повідомлень: 1501 Балів: 2543 Рейтинг: 132 Реєстрація: 31.05.2007
15.05.2015 04:39:25
| Цитата |
|---|
| Pro100x3mal написал: при конструировании плиты берется полное значение момента |
спасибо за информацию!
Повідомлень: 1501 Балів: 2543 Рейтинг: 132 Реєстрація: 31.05.2007
19.05.2015 07:50:45
теперь возникает куда более серьезный вопрос. Если следовать выше описанному требованию, то нужно понижать момент при подборе продольной арматуры, ну это, худо-бедно, организовать можно. Вопрос в другом — как выполнить в таком случае нелинейный проверочный расчет? Если заложим меньше арматуры автоматически имеем проблемы — неверные результаты, потому что процессор не будет отсекать половину момента в плите при вычислении несущей способности ж/б сечения. Пока на ум приходит только дублирование элементов в рассматриваемой зоне с подобранной арматурой от половины моментов, но это не выглядит адекватным решением.
Может, есть «рычаги» воздействия на параметры нелинейного расчета, т.е. искусственно завысить несущую способность конкретных элементов?
Постійний відвідувач
Повідомлень: 352 Балів: 321 Рейтинг: 18 Реєстрація: 10.01.2015
19.05.2015 09:16:28
| Цитата |
|---|
| ander написал: то нужно понижать момент при подборе продольной арматуры, ну это, худо-бедно, организовать можно. |
Можно, но разработчики почему-то не уделили должного внимания этому пункту СП.
| Цитата |
|---|
| ander написал: неверные результаты, потому что процессор не будет отсекать половину момента в плите при вычислении несущей способности ж/б сечения. |
А если в данном узле задать жесткости для восприятия «уполовиненного момента» и надеяться на перераспределение усилий в нелинейной задаче? Конечно вариант тоже не верен, но по сути, в нелинейности, если в элементе напряжения достигают максимальных то происходит перераспределение усилий на другие элементы. Этим успешно пользуются для снижения опорных моментов рам, увеличивая при этом пролетный.
А что бы момент все таки «уполовинить», то это нужно, скорее всего, файл задачи открывать и ковырять в Excel. И то, не факт что получится.
Everybody Lies
Відвідувач
Повідомлень: 6 Балів: 3 Рейтинг: 0 Реєстрація: 28.10.2013
19.05.2015 19:28:40
Нельзя уменьшать арматуру из расчета плиты по нормальным сечениям на половину.
Надо ту арматуру, что подобрала Лира дополнительно проверять только на половину момента от продавливания, при этом рабочая ширина берется по СП.
Смотрите ACI318 и учебники к нему
Змінено: puma — 19.05.2015 19:29:05
Постійний відвідувач
Повідомлень: 352 Балів: 321 Рейтинг: 18 Реєстрація: 10.01.2015
19.05.2015 19:49:17
| Цитата |
|---|
| puma написал: Надо ту арматуру, что подобрала Лира дополнительно проверять только на половину момента от продавливания, при этом рабочая ширина берется по СП. |
Полностью согласен, но в нормах нет однозначной трактовки этого случая. Хотя само-собой, по логике понятно, что абзац СП про учет моментов при продавливании относится только к расчету на продавливание. Но можно придраться к написанному в СП, дескать вы написали: а другую половину учитывают при расчете по нормальным сечениям по ширине сечения.
Everybody Lies
Повідомлень: 1501 Балів: 2543 Рейтинг: 132 Реєстрація: 31.05.2007
20.05.2015 04:43:14
| Цитата |
|---|
| Pro100x3mal написал: можно придраться к написанному в СП |
придираться незачем — КУБ/КБК — наглядный пример. Подбор арматуры дает завышенные результаты в сравнении с серией, т.е. если подбирать арматуру обычным образом (t=160мм), то, грубо говоря, требуется арматура d28 шаг 150, а если вычислить момент в плите (при котором подобрана арматура в Лире) и подбирать плиту по таблицам серии, то получится d14 шаг 150. По факту в надколонных плитах стоит арматура (максимум) d14 шаг 150.
Поэтому все очень серьезно, снижение момента ни с неба свалилось, просто о нем многие ничего не знают, и я не знал.
Меня самого порой в других задачах заботили диаметры, подбираемые в ростверках, но как-то смирился, а как столкнулся с КУБом проблема стала ярко выраженной, игнорировать дальше невозможно, ну или где-где, но только не здесь.
Повідомлень: 1501 Балів: 2543 Рейтинг: 132 Реєстрація: 31.05.2007
20.05.2015 04:47:40
puma , в наших нормах достаточно четко написано, как определяется полный момент и на что расходуются его части. Разве нет?
Постійний відвідувач
Повідомлень: 352 Балів: 321 Рейтинг: 18 Реєстрація: 10.01.2015
20.05.2015 08:52:06
| Цитата |
|---|
| ander написал: Поэтому все очень серьезно, снижение момента ни с неба свалилось, просто о нем многие ничего не знают, и я не знал. |
Для многих все что в запас — хорошо, поэтому и не парятся. Но разобраться всегда хочется. Я вот тоже пока не встречал такого, чтоб в расчетах безригельного каркаса рабочую арматуру плиты подбирали на восприятие половины момента. Но вот тоже интересно: допустим, мы подобрали арматуру плиты в надколонной части внутри контура продавливания с учетом половины моментов, за пределами же этого контрура нам уже необходимо подбирать арматуру от полного значения момента в сечении. А ведь при определенных обстоятельствах это значение может превышать то уполовиненное, в пределах контура (допустим в Лире, при помощи АЖТ срезали пики и в пределах контура максимальный момент уже не такой большой). И тогда получится, что арматура над опорой, допустим д.14 шаг 200, а за пределами контура необходимо поставить д.14 шаг 150. Ведь возможно же?!
А вообще действительно, хотелось бы узнать у разработчиков, почему они пишут, что у них реализовано требование норм по расчету на продавливание, а по факту учтена только часть требований.
Everybody Lies
Повідомлень: 1501 Балів: 2543 Рейтинг: 132 Реєстрація: 31.05.2007
20.05.2015 10:12:46
| Цитата |
|---|
| Pro100x3mal написал: Ведь возможно же?! |
теоретически, да, практически — нужен опыт, чтобы об этом говорить; пока очевидны проблемы — непосредственно у колонны.
Ну и опять-таки, если в рядовом случае, это придется проверять, то в случае с серийным изделием — смысла нет.
Постійний відвідувач
Повідомлень: 352 Балів: 321 Рейтинг: 18 Реєстрація: 10.01.2015
20.05.2015 10:18:22
| Цитата |
|---|
| ander написал: пока очевидны проблемы — непосредственно у колонны. |
А в серии сам расчет не расписан? Или просто по усилиям подбирается арматура? Просто о данной серии много наслышан, но не разу не доводилось сталкиваться.
Everybody Lies
Повідомлень: 1501 Балів: 2543 Рейтинг: 132 Реєстрація: 31.05.2007
20.05.2015 12:27:47
нет, там только момент указан, а против него соответствующая марка.
Відвідувач
Повідомлень: 6 Балів: 3 Рейтинг: 0 Реєстрація: 28.10.2013
22.05.2015 14:49:01
| Цитата |
|---|
| ander написал: Меня самого порой в других задачах заботили диаметры, подбираемые в ростверках, но как-то смирился, а как столкнулся с КУБом проблема стала ярко выраженной, игнорировать дальше невозможно, ну или где-где, но только не здесь. |
Насколько я помню, в КУБе уменьшение моментов происходит с помощью двух «способов»- податливость соединений и расчет по методу заменяющих рам. Податливости соединений в монолите — вопрос оочень спорный и лучше не учитывать. Метод заменяющих рам применяют многие, он дает существенное уменьшение опорного момента, единственный спорный момент в методе заменяющих рам — ширина осреднения, лично я стараюсь брать по еврокоду.
Насчет половины моментов — методика расчета на продавливания в СП украдена из ACI318 (американских норм). Если посмотреть ACI318, а еще лучше учебники к этим нормам (например, Reinforced concrete Mechanics and Design Wight, MacGregor), то многие вопросы отпадут. Тем более у нас как всегда украли плохо и многие важные моменты забыли — например возможность «перекидывать момент» из продавливания на расчет нормальных сечений по ограниченной ширине и обратно при определенных условиях.
Змінено: puma — 22.05.2015 15:16:42
Постійний відвідувач
Повідомлень: 352 Балів: 321 Рейтинг: 18 Реєстрація: 10.01.2015
23.05.2015 22:31:29
| Цитата |
|---|
| puma написал: Податливости соединений в монолите — вопрос оочень спорный и лучше не учитывать. |
Действительно спорный. Но если правильно учитывать — почему бы и нет?!
| Цитата |
|---|
| puma написал: например возможность «перекидывать момент» из продавливания на расчет нормальных сечений по ограниченной ширине и обратно при определенных условиях. |
Чтение результатов при расчете на продавливание
В результате расчета на продавливание определяется максимальное (из РСУ на продавливание) суммарное (на весь периметр) значение арматуры А [см2] в зоне продавливания и соответствующий этому значению коэффициент несущей способности К.
Площадь одного стержня определяется следующим образом.
Предварительно задаемся шагом стержней вдоль (Sw) и поперек расчетного контура. Шаг арматурных стержней поперек контура влияет на количество арматурных стержней n, которые пересекают «пирамиду продавливания» и являются «рабочими». Их сумма и есть Аsw:
Шаг арматурных стержней вдоль контура (Sw) влияет на интенсивность поперечного армирования (qsw [см2/м]) единицы длины расчетного контура. Суммарная площадь поперечной арматуры А:
А = qsw*u или qsw=А /u [см2/м],
где u – периметр расчетного контура.
В свою очередь qsw= Asw/Sw [см2/м] или Asw= qsw* Sw= Sw *А/u.
Следовательно, площадь 1 стержня из условия Asw,i*n= Sw *А/u:
К примеру, грань пирамиды продавливания пересекает n=2 стержня; шаг арматурных стержней вдоль контура Sw=150мм; периметр расчетного контура u=3,252м; суммарное армирование по результатам расчета A=33,18см 2 .
Тогда площадь одного поперечного стержня: