Разрушение. Инженерная нелинейность
При расчете возникает следующая ошибка: разрушено 2 элемента. Можно ли как-то посмотреть, что это за элементы, узнать их номера. Далее конечно следует надпись,что разрушенные элементы на схеме выделены красным цветом,но модель объемная и в окне выполнения расчета невозможно определить какие именно это элементы. Возможно ли увидеть их в окне построения модели в системе ВИЗОР-САПР?
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: Поперед. 1 2
Разрушение. Инженерная нелинейность
11.06.2015 18:28:23
экспертиза то само собой против такого, но зачем тогда нужен расчет в программных комплексах, если в них все проходит и не рушится, а в реальности так не строится?
Постійний відвідувач
Повідомлень: 352 Балів: 321 Рейтинг: 18 Реєстрація: 10.01.2015
11.06.2015 18:34:31
| Цитата |
|---|
| Toffe написал: экспертиза то само собой против такого, но зачем тогда нужен расчет в программных комплексах, если в них все проходит и не рушится, а в реальности так не строится? |
Для того, чтобы был экономический эффект! Ведь можно стены здания лить из металла толщиной 400 мм и это выдержит, но не эффективно.
Everybody Lies
Відвідувач
Повідомлень: 76 Балів: 70 Рейтинг: 5 Реєстрація: 06.01.2014
14.06.2015 19:41:54
Что в таком случае делать заказчику? Ведь он в любом случае за экономическую выгоду, но и за надежность естественно тоже, а если расчетчик утверждает, что по результатам расчета в программном комплексе такая модель осуществима, почему заказчик должен от нее отказаться? Скажите экспертиза, да, обратит внимание, конечно! Но расчетчик то стоит на своем: в программе все проходит, и экспертизы бывают разные, как не допустить ошибку?
Постійний відвідувач
Повідомлень: 352 Балів: 321 Рейтинг: 18 Реєстрація: 10.01.2015
14.06.2015 20:03:01
| Цитата |
|---|
| Toffe написал: Что в таком случае делать заказчику? Ведь он в любом случае за экономическую выгоду, но и за надежность естественно тоже, а если расчетчик утверждает, что по результатам расчета в программном комплексе такая модель осуществима, почему заказчик должен от нее отказаться? Скажите экспертиза, да, обратит внимание, конечно! Но расчетчик то стоит на своем: в программе все проходит, и экспертизы бывают разные, как не допустить ошибку? |
Для этого существуют разработанные на основе многих лет руководства, рекомендации и прочие указания к тому, как проектировать рационально. Расчетчик может доказывать, что стена может опираться на ригель, и конструкция выдержит. но по сути это приведет к существенной концентрации напряжений в элементе, появятся усилия в нем, на которые он попросту не работает по определению. Существуют рекомендации по выбору конструктивных схем не просто так — это годами проверенные эффективные варианты для более-менее «стандартного» проектирования. И бывалый расчетчик сам должен понимать, что необходимо моделировать правильно — применять такие схемы, в результате применения которых будет осуществлено рациональное распределение усилий на элементы. Ведь ваши «стены на ригелях» и «стены на плитах» не соответствуют даже своему определению — они не несущие, которые по определению должны воспринимать действующие нагрузки и передавать их через фундаменты на грунт основания. Проектировать необходимо так, чтоб извлечь максимальную пользу от той или иной схемы, чтоб приблизиться к «оптимуму». В этом и заключается работа инженера проектировщика. Ведь он должен проработать варианты и прийти к лучшему.
А что заказчик? В большинстве случаев он в строительстве «не алё». Большинству из них можно «впарить» самые глупые идеи. Все зависит от него. Если не соображает и не хочет «остаться в дураках» — нанимает инженера в службу заказчика или привлекает специализированные организации, которые будут консультировать его в рациональности принятых проектных решений.
Everybody Lies
Відвідувач
Повідомлень: 76 Балів: 70 Рейтинг: 5 Реєстрація: 06.01.2014
14.06.2015 23:51:54
По сути это означает, что результатам, полученным при расчетах в программных комплексах, нельзя довериться? Но разве современные программы не рассчитаны на создание любых схем и их проверку, а в случае невозможности их осуществления должны же тогда появляться какие-то ошибки при расчете
Постійний відвідувач
Повідомлень: 352 Балів: 321 Рейтинг: 18 Реєстрація: 10.01.2015
15.06.2015 00:14:28
| Цитата |
|---|
| Toffe написал: По сути это означает, что результатам, полученным при расчетах в программных комплексах, нельзя довериться? |
Что за выводы, откуда взяты? В моих словах и намека на подобное нет! Программа — она не думает за вас, она лишь помогает вычислять за вас! Это очень важно! Программа будет решать все, что вы ей скажете, она не перебирает и не анализирует. Пока нет таких машин, способных думать и размышлять как человек. И поэтому она будет выполнять расчеты с учетом тех данных, которые вы в нее загрузите, а эффективно это или нет — решать вам, в программу такой алгоритм не заложен!
Да, программы рассчитаны на решение многих схем. И действительно, в таких случаях как у вас они могут найти решение. НО! Но это не значит что вы должны тупо закрыть глаза и принять это как данность! Повторюсь, машина решает только то, что вы в нее заложите, соответственно если вы предоставляете ей на расчет нерациональную схему — вам отвечать за ее неэффективность. А построить можно, многое можно!
А ошибок она не выдает потому, что их попросту нет — нерациональная схема не значит что она ошибочна! Опять же, можно построить двухэтажный дом, все стены которого будут из гранита толщиной в 1 метр — и программа вам покажет, что прочность обеспечена. А можно это же двухэтажное здание представить в виде рамного каркаса — ж/б колонны и ригели с ненесущим заполнением, в этом случае так же прочность будет обеспечена. Но сравнив эффективность этих вариантов (не только денежные вложения) можно легко понять, что использовать!
А если вы надеетесь, что ПРОГРАММА будет думать и анализировать за ВАС (так называемая многими «красная кнопка») — то этого нет и в ближайшее время не будет, да и допускать подобного не стоит!
Инженерная нелинейность
Всем доброго дня!Очень хочется пощупать руками называемую вами «инженерную нелинейность», то есть поэтапное автоматизированное определение армирования в зависимости от характера работы элементов. Судя по описанию только такой подход и реализует требования п.6.4 СП 52-103-2007, ну и нового СП63.13330, причем без ручного изменения жесткостей. Как говорится быстро и «просто» (для пользователей).К сожалению в демо-версии нет этой методики.Если есть возможность, хотелось бы увидеть.
Страницы: 1
Инженерная нелинейность
07.02.2013 08:46:53
Всем доброго дня!
Очень хочется пощупать руками называемую вами «инженерную нелинейность» , то есть поэтапное автоматизированное определение армирования в зависимости от характера работы элементов. Судя по описанию только такой подход и реализует требования п.6.4 СП 52-103-2007, ну и нового СП63.13330, причем без ручного изменения жесткостей. Как говорится быстро и «просто» (для пользователей).
К сожалению в демо-версии нет этой методики.
Если есть возможность, хотелось бы увидеть сопоставление результатов армирования по обычной методике и по новой.
Заранее спасибо!
Сообщений: 592 Баллов: 580 Рейтинг: 30 Регистрация: 10.09.2007
11.02.2013 13:47:19
заметно отличаются в ожидаемую сторону. жесткости же разные .
но в целом похоже. например в плитах перекрытий арматура поползла в пролет. чего прямо сейчас захотелось. так это цветовую картинку финальных жесткостей( по их видам). бери сапр.
equilibrium
Заглянувший
Сообщений: 14 Баллов: 9 Рейтинг: 1 Регистрация: 28.05.2013
11.02.2013 19:15:31
То есть теперь армирование плит получается правильное сразу без ручных перерасчетов и проверок по нелинейной моделе?
А как время счета? Равно как и сам решатель? Или изменений по сравнению с лирой 9.6 нет?
Спасибо!
Сообщений: 592 Баллов: 580 Рейтинг: 30 Регистрация: 10.09.2007
12.02.2013 00:14:10
всего 3 итерации обычно и финальный пересчет. поэтому задача считается естественно быстро.
навскидку по скорости не отвечу. специально не проверял , но точно не медленнее чем решатель 9.6
рискну сказать . что несколько быстрее на средних задачах.
в этом плане микрофешные удерживают лидерство, пока.
не знаю почему, а лира практически безглючна.
equilibrium
Заглянувший
Сообщений: 14 Баллов: 9 Рейтинг: 1 Регистрация: 28.05.2013
25.02.2013 07:55:50
Поскольку покупать собираюсь лиру-сапр в первую очередь именно из-за «инженерной нелинейности»,
еще несколько вопросов, преимущественно к разработчикам. Думаю вопросы, задаваемые мной интересны всем для понимания алгоритмов заложенных в методике.
1. Каким образом подбираются жесткости при итерационном расчете? Поясню. Вообще говоря, жесткости элементов должны быть разные для расчета по 1-й и второй группе предельных состояний. Отличаются как сами прочностные и деформационные характеристики, так и (в общем виде) стадия(!) работы сечений. Например, при расчете по 2-й ГПС трещины могут не образовываться, а при расчете по 1-й ГПС — образуются.
2. Опираясь на пост рекса: неужели достаточно ДВУХ итераций? при «полуручном» счете жесткостей в любом мат.пакете у меня по крайней мере получается не менее 3-4 итераций. подозрительно.
3. Каким образом подбирается арматура при ориентировочном расчете на первых шагах (то есть для определения жесткости)? По СП или с учетом нелинейности в работе сжатой зоны? (разница в рядовых случаях незначительна, но есть и исключения)
4. Учитывается ли трещиностойкость при ориентировочном подборе арматуры? Если да, то как (по СП или иначе)?
5. Есть ли возможность задавать в качестве определяющего загружение с динамикой? Если да, то каким образом учитывается динамическое упрочнение материала (если учитывается конечно. )?
И еще одно пожелание. Попробовал скачал демо-версию 3.2, но инженерная нелинейность не работает. Может быть в качестве рекламы разработчики разрешат в демо-версии хоть на 50 элементов посмотреть как работает новый алгоритм?
Заранее спасибо!
Юрий Гензерский
Администратор
Сообщений: 363 Баллов: 368 Рейтинг: 18 Регистрация: 15.05.2007
01.03.2013 16:52:25
— Жесткости подбираются как для первого предельного состояния, исходя из напряженно-деформированного состояния элементов с учетом диаграмм работы материалов (бетона и арматуры), при этом используется секущий модуль упругости.
— Учет трещиностойкости при армировании задается пользователем при назначении общих характеристик типов армирования элементов.
— Трех итераций в большинстве случаев достаточно.
— Арматура подбирается согласно с заданными нормами.
— Динамика (как мгновенное воздействие) не включается в определяющее сочетание считается только после расчета на инженерную нелинейность.
equilibrium
Заглянувший
Сообщений: 14 Баллов: 9 Рейтинг: 1 Регистрация: 28.05.2013
01.03.2013 19:59:19
Огромное спасибо за ответ!
А вот с демо-версией не подскажите — удастся ли пощупать или нет?
И еще один вопрос созрел — с динамикой плюс — в полном ли объеме реализован физ. нелинейный расчет при прямом интегрировании во времени? Имею ввиду можно ли будет выполнить расчет прямым интегрированием ВСЕГО здания с физической нелинейностью, например по акселлерограмме?
Администратор
Сообщений: 570 Баллов: 1006 Рейтинг: 108 Регистрация: 13.05.2010
04.03.2013 10:09:05
Добрый день, equilibrium !
В текущей демо-версии инженерная нелинейность не доступна для использования (возможно в следующей демо-версии появится такая возможность).
МодулЬ ДИНАМИКА+ позволяет выполнять расчеты прямым интегрированием расчетной схемы с учетом физической нелинености по акселерограммам.
ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ «ИНЖЕНЕРНАЯ НЕЛИНЕЙНОСТЬ 2» ПК ЛИРА — САПР ДЛЯ РАСЧЕТА ПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ СОВМЕСТНО С КОНСТРУКЦИЯМИ КАР КАСАНИЖНИХ НЕЖИЛЫХ ЭТАЖЕЙ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»
ЛИРА СЕРВИС / ПК ЛИРА-САПР / РАСЧЕТНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ КОМПЛЕКСЫ / ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ / КРУПНОПАНЕЛЬНЫЕ ЗДАНИЯ / КОМБИНИРОВАННАЯ КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА / МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ / СТЫК / КОНЕЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ СТЫКА / НЕЛИНЕЙНОСТЬ / PK LIRA-CAD / CALCULATION SOFTWARE COMPLEXES / NUMERICAL SIMULATION / FINITE ELEMENT METHOD / LARGE-PANEL BUILDINGS / COMBINED STRUCTURAL SCHEME / SIMULATION OF PANEL BUILDINGS / JOINT / FINITE ELEMENT OF JOINT / NONLINEARITY
Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Водопьянов Р.Ю., Губченко В.Е.
Для получения гибких планировочных решений на нижних этажах крупнопанельных зданий с целью размещения общественных помещений используется комбинированная конструктивная схема здания — монолитный каркас нижних нежилых этажей и стеновая система для верхних жилых. С точки зрения расчетатакого типа зданий возникает ряд вопросов. Одним из главных вопросов является вопрос моделирования совместной работы сборной стеновой панели и монолитных конструкций каркаса нижних этажей. В статье рассматривается решение задачи взаимодействия сборных и монолитных конструкций с применением конечного элемента (КЭ) горизонтального стыка и системы «Инженерная нелинейность 2» ПК ЛИРА- САПР. Показано, что использование специальных конечных элементов стыка позволяет корректно смоделироватьстык сборных элементов друг с другом, а также с монолитными конструкциями нежилых этажей и фундаментом здания (имеющим свою податливость в зависимости от конструктивных решений). Установлено, что применение системы «Инженерная нелинейность 2» позволяет учесть нелинейное поведение железобетонных элементов и их стыков при расчете на определяющую комбинацию нагрузок с учетом этапности возведения. Линеаризация модели позволяет выполнять расчет на временные нагрузки и воздействия, втом числе динамические
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Водопьянов Р.Ю., Губченко В.Е.
Моделирование и расчет крупнопанельных зданий в ПК Лира-САПР 2017
РАБОТА С ИНСТРУМЕНТОМ «СТЫК» ПК ЛИРА-САПР
Совершенствование конструкций и расчетных схем крупнопанельных зданий
Исследование усилий в вертикальных шпоночных стыках крупнопанельного здания в процессе возведения
Об определении податливости связей при формировании расчетных моделей панельных зданий
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
The Use of the System «Engineering Nonlinearity 2» PK LIRA-CAD for Calculationof Panel Buildings along with Structures of the Frame of Ground Non-Residential Floors
To obtain flexible planning solutions for the ground floors of large — panel buildings for the purpose of placing public spaces, a combined structural scheme ofthe building is used — a monolithic frame of the ground non — residential floors and a wall system for the upper residential floors. From the point of view of thecalculation of this type of buildings, a number of questions arise. One of the main issues is the issue of modeling the joint work of the prefabricated wall paneland monolithic structures of the frame of the lower floors. The article deals with the problem of interaction between prefabricated and monolithic structures withthe use of a finite element of the horizontal joint and the system «Engineering Nonlinearity 2» PC LIRA-CAD. It is shown that the use of special finite elementsof the joint makes it possible to correctly simulate the joint of prefabricated elements with each other, as well as with monolithic structures of non — residentialfloors and the foundation of the building (having its flexibility depending on the design solutions). It is established that the application of the system«EngineeringNonlinearity 2» makes it possible to take into account the nonlinear behavior of reinforced concrete elements and their joints when calculating the determiningcombination of loads with due regard for the stages of construction. Linearization of the model makes it possible to calculate time loads and impacts, includingdynamic ones.
Текст научной работы на тему «ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ «ИНЖЕНЕРНАЯ НЕЛИНЕЙНОСТЬ 2» ПК ЛИРА — САПР ДЛЯ РАСЧЕТА ПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ СОВМЕСТНО С КОНСТРУКЦИЯМИ КАР КАСАНИЖНИХ НЕЖИЛЫХ ЭТАЖЕЙ»
Научно-технический и производственный журнал
Р.Ю. ВОДОПЬЯНОВ, инженер (support@rflira.ru), В.Е. ГУБЧЕНКО, инженер (support1@rflira.ru)
ООО «Лира сервис» (111123, г. Москва, ул. Плеханова, 4а, оф. 5)
Применение системы «Инженерная нелинейность 2» ПК ЛИРА-САПР для расчета панельных зданий совместно с конструкциями каркаса нижних нежилых этажей
Для получения гибких планировочных решений на нижних этажах крупнопанельных зданий с целью размещения общественных помещений используется комбинированная конструктивная схема здания — монолитный каркас нижних нежилых этажей и стеновая система для верхних жилых. С точки зрения расчета такого типа зданий возникает ряд вопросов. Одним из главных вопросов является вопрос моделирования совместной работы сборной стеновой панели и монолитных конструкций каркаса нижних этажей. В статье рассматривается решение задачи взаимодействия сборных и монолитных конструкций с применением конечного элемента (КЭ) горизонтального стыка и системы «Инженерная нелинейность 2» ПК ЛИРА-САПР. Показано, что использование специальных конечных элементов стыка позволяет корректно смоделировать стык сборных элементов друг с другом, а также с монолитными конструкциями нежилых этажей и фундаментом здания (имеющим свою податливость в зависимости от конструктивных решений). Установлено, что применение системы «Инженерная нелинейность 2» позволяет учесть нелинейное поведение железобетонных элементов и их стыков при расчете на определяющую комбинацию нагрузок с учетом этапности возведения. Линеаризация модели позволяет выполнять расчет на временные нагрузки и воздействия, в том числе динамические
Ключевые слова: Лира сервис, ПК ЛИРА-САПР, расчетные программные комплексы, численное моделирование, метод конечных элементов, крупнопанельные здания, комбинированная конструктивная схема, моделирование панельных зданий, стык, конечный элемент стыка, нелинейность.
Для цитирования: Водопьянов Р.Ю., Губченко В.Е. Применение системы «Инженерная нелинейность 2» ПК ЛИРА-САПР для расчета панельных зданий совместно с конструкциями каркаса нижних нежилых этажей // Жилищное строительство. 2019. № 3. С. 22-28. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-3-22-28
R.Yu. VODOPIANOV, Engineer (support@rflira.ru), V.E. GUBCHENKO, Engineer (support1@rflira.ru) OOO «Lira service» (4a, Off. 5, Plekhanova Street, 111123, Moscow, Russian Federation)
The Use of the System «Engineering Nonlinearity 2» PK LIRA-CAD for Calculation of Panel Buildings along with Structures of the Frame of Ground Non-Residential Floors
To obtain flexible planning solutions for the ground floors of large-panel buildings for the purpose of placing public spaces, a combined structural scheme of the building is used — a monolithic frame of the ground non-residential floors and a wall system for the upper residential floors. From the point of view of the calculation of this type of buildings, a number of questions arise. One of the main issues is the issue of modeling the joint work of the prefabricated wall panel and monolithic structures of the frame of the lower floors. The article deals with the problem of interaction between prefabricated and monolithic structures with the use of a finite element of the horizontal joint and the system «Engineering Nonlinearity 2» PC LIRA-CAD. It is shown that the use of special finite elements of the joint makes it possible to correctly simulate the joint of prefabricated elements with each other, as well as with monolithic structures of non-residential floors and the foundation of the building (having its flexibility depending on the design solutions). It is established that the application of the system «Engineering Nonlinearity 2» makes it possible to take into account the nonlinear behavior of reinforced concrete elements and their joints when calculating the determining combination of loads with due regard for the stages of construction. Linearization of the model makes it possible to calculate time loads and impacts, including dynamic ones.
Keywords: PK LIRA-CAD, calculation software complexes, numerical simulation, finite element method, large-panel buildings, combined structural scheme, simulation of panel buildings, joint, finite element of joint, nonlinearity.
For citation: Vodopianov R.Yu., Gubchenko V.E. The use of the system «Engineering nonlinearity 2» PK LIRA-CAD for calculation of panel buildings along with structures of the frame of ground non-residential floors. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2019. No. 3, pp. 22-28. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-3-22-28 (In Russian).
Научно-технический и производственный журнал
Специальные элементы для моделирования горизонтального стыка сборных элементов в ПК ЛИРА-САПР
В комбинированной конструктивной схеме крупнопанельного здания стеновая панель опирается на монолитные конструкции каркаса нежилых этажей [1] через растворную постель (контактный стык). В [2] указано, что расчетная схема по характеру учета пространственной работы должна отражать конструктивные особенности стыков здания. Соответственно при моделировании сопряжения стеновой панели с монолитными конструкциями применяемые конечные элементы должны отражать характер работы контактного стыка, т. е. работать только на сжатие с податливостью, зависящей от величины напряжений по площади контакта.
В практике расчета крупнопанельных зданий, соединения сборных элементов принято моделировать линейными связями конечной жесткости [3-5, 6]. Начиная с версии 2017 в ПК ЛИРА-САПР для моделирования горизонтальных стыков появились пластинчатые конечные элементы (КЭ) горизонтального стыка (далее просто стыка): КЭ-58/59 для решения линейных задач и КЭ-258/259 для решения нелинейных задач [7]. Жесткость данных КЭ в общем случае задается тремя парами ст(-е( (рис. 1). При определении податливости стыка в соответствии с приложением А [2], значения ст( и е( рассчитываются по формулам:
где R — кубиковая прочность раствора; Хс- податливость стыка при соответствующей величине стт(, h — высота КЭ стыка.
При линейном расчете модуль деформации КЭ стыка может быть определен как Е=ст/е (рис. 2).
Модуль сдвига КЭ стыка принимается постоянным G=const вне зависимости от величины нормальных напряжений в нем. При расчете в шаговой нелиней-
ной постановке при наличии в КЭ стыка растягивающих нормальных напряжениий принимается G=0.
Существуют и иные способы определения податливости горизонтальных стыков при сжатии и сдвиге, которые могут быть использованы для вычисления жесткости КЭ стыка [8-13]. Величины о>е(. также могут быть определены непосредственно путем проведения натурных испытаний образцов стыков или численным моделированием подробных методов КЭ моделей стыков с учетом пластических деформаций материалов.
Моделирование взаимодействия сборных и монолитных элементов в ПК ЛИРА-САПР
Рассмотрим модель соединения рамы каркасного этажа со стеновой панелью. При линейном расчете КЭ стык работает как на сжатие, так и на растяжение. Из-за сильно отличающейся изгибной жесткости стеновой панели и ригеля рамы КЭ стыки в пролете получаются растянутыми. Стеновая панель «помогает» работать ригелю рамы, даже если они сопрягаются через специальные элементы стыка (рис. 3).
При шаговом нелинейном расчете КЭ стык работает только на сжатие в соответствии с диаграммой о-£, заданной в параметрах жесткости этого элемента, поэтому в пролете ригеля эти элементы выключаются из работы. Вертикальная нагрузка от стены на балку смещается к опорам (мозаика ^ на рис. 4). В стеновой панели проявляется «арочный эффект» (рис. 5).
Как видно из полученных результатов, применение шагового расчета с использованием КЭ стыка позволяет корректно смоделировать характер совместной работы крупнопанельного здания с монолитным каркасом нижних этажей. Однако шаговый расчет имеет свои ограничения — при нелинейной работе здания неприменим принцип суперпозиции, а также способ решения динамических задач через разложения движения по формам собственных колебаний. Т. е. по результатам такого расчета нет воз-
Рис. 1. Диаграмма работы КЭ стыка 3’2019
Рис. 2. Диалоговое окно жесткости КЭ стыка
Научно-технический и производственный журнал
Рис. 3. Мозаика вертикальных напряжений Ыу в КЭ стыке (слева) и эпюра изгибающих моментов в элементах рамы (справа) при линейной работе КЭ стыка (типы КЭ 58/59)
Рис. 4. Мозаика вертикальных напряжений Ыу в КЭ стыке (слева) и эпюра изгибающих моментов в элементах рамы (справа) при нелинейной работе КЭ стыка (типы КЭ 258/259)
Рис. 5. Мозаика вертикальных напряжений Ы в стеновой панели при линейной (слева) и нелинейной работе КЭ стыка (справа) 24 |3’2019
Научно-технический и производственный журнал
Рис. 6. Расчетная схема и результаты расчета [16]: а — фактические нагрузки; б — нагрузки для расчета ростверка; в — эпюра горизонтальных напряжений в панели
Рис. 7. Узловые нагрузки на ростверк по длине зоны контакта со стеновой панелью
можности выполнить расчет РСУ/РСН и выполнить, к примеру, расчет на пульсационную составляющую ветровой нагрузки по методике [14].
Расчет нелинейных систем можно выполнить только на отдельные «истории нагружения», т. е. на готовые комбинации последовательно приложенных
нагрузок. Если необходим расчет с учетом истории возведения (учет монтажа), то расчет на каждую историю следует производить еще и для отдельных расчетных схем (в разных файлах задач). Напомним, что для панельного здания важен расчет с учетом последовательности возведения [2].
Hbvii КЛЫПЛРкС Hir,n г^п^^тиро&аь ИЯ 11 ркче-та СфОИЩЙпШИ (йНСТруш*1Й
|п№ета, Возможность корректоров*и wetT sot’чыч dKTcptccTHit
fi.’iai I ержнйй И I 1 ■: l I ИИ Подбор И piiftSpka 1ЛЛО№1ИИ| :еч*ннНЙ : чу-ы* !i рйфИJli’ii nij
СП 260.1325600.2016. Воэ^оиногть эксцентриситетов М1СС,
| iA ftCAtK>HP, НаклаИЩКР п.-ыт». Назначение параметров для расчета < i К. Импорт
и емснюв аналитической модии IFC, ДвтоммеИчТ l.j икр*,woo при им. hj других
rpo’pai/M. Усовершенствование системы i’EhEPATQP и плагина .у^я GwSsiiopper.
Научно-технический и производственный журнал
Применение системы «Инженерная нелинейность 2»
Проблемы шагового расчета, указанные выше, могут быть решены с применением системы «Инженерная нелинейность 2» (появилась в версии 2018 ПК ЛИРА-САПР). Суть данного подхода заключается в следующем:
— формируется конечно-элементная модель комбинированного здания с применением нелинейных КЭ стыка (тип КЭ 258/259);
— в данной модели задается последовательность возведения — стадии монтажа, а также создаются фиктивные стадии для приложения нагрузок, обладающих длительностью действия;
— нагрузка от собственного веса конструкций прикладывается на действительных стадиях монтажа;
— вертикальные нагрузки, обладающие длительностью действия, прикладываются к готовому сооружению в фиктивных монтажных стадиях;
— выполняется шаговый расчет на созданную историю возведения;
— матрица жесткости, соответствующая последнему шагу расчета, «замораживается» и используется при расчете на все последующие нагрузки (кратковременные, особые, динамические) в линейной постановке.
Усилия в элементах расчетной модели, соответствующие последнему шагу приложения нагрузки, участвуют в расчете РСУ/РСН. Также возможен динамический расчет линеаризованной схемы (используется «замороженная» матрица жесткости) с разложением движения по формам собственных колебаний.
Следует отметить, что для высоких зданий средние напряжения в стыках могут превышать величину 1,15Rm2/3 по значительной длине контакта сборных элементов, а это приводит к падению вертикальной жесткости стыка и изгибной жесткости здания при действии горизонтальных нагрузок. В свою очередь, падение изгибной жесткости приводит к росту пуль-сационной составляющей ветровой нагрузки и, как следствие, к увеличению горизонтальных перемещений и ускорений этажей. Применение КЭ стыка и «Инженерной нелинейности 2» решает также эту проблему, так как вертикальная жесткость определяется на основании заданной зависимости ст(-е(. .
В [15] указано, что неупругие деформации ригелей рам нежилых этажей приводят к расслоению контактного стыка по его длине. Оценка напряженно-деформированного состояния в области контактного стыка
Рис. 8. Эпюра изгибающих моментов в ростверке, полученная через узловые нагрузки (вверху) и через приложение треугольной эпюры нагрузки р0 на ростверк по [16] (внизу)
Рис. 9. Горизонтальне напряжения Ых стеновой панели при ее опирании на ростверк по ограниченной зоне контакта (слева) и ее опирании только по углам (справа)
и примыкающих к нему элементов должна выполняться в том числе с учетом данного факта. Образование трещин в перемычках также должно быть учтено при расчете крупнопанельных зданий [2]. Система «Инженерная нелинейность 2» позволяет учитывать нелинейное поведение железобетонных элементов и, соответственно решает оговоренные выше задачи.
«Инженерная нелинейность 2» может быть применена для совместного расчета здания с фундаментом на свайном основании. При этом нагрузки на ростверки, а также усилия в стеновых панелях будут близки реальному характеру их работы. Продемонстрируем это на примере опирания стеновой панели на балочный ростверк (рис. 6). Рассмотрим пример 1 приложения 10 [16].
Согласно приведенному в [16] решению, длина зоны контакта панели с ростверком составляет а0=0,86 м; ордината треугольной эпюры нагрузки (рис. 7) на ростверк р0=87,5 тс/м (равнодействующая Р=р0а0/2=87,50,86/2=37,625 тс); величина растягивающих напряжений на нижней границе стеновой панели ор=46 тс/м2, изгибающий момент в середине пролета ростверка (рис. 8) М=11,9 тсм. Для сравнения данные приведены в той же размерности, что и в [16].
Результаты расчета в ПК ЛИРА-САПР приведены на рис. 7-9.
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Научно-технический и производственный журнал
Полученные результаты качественно близки к результатам рассматриваемого примера: длина зоны контакта а0=0,95 м; равнодействующая давления от панели F=37,515 тс; величина растягивающих напряжений на нижней границе стеновой панели ор=82,3 тс/м2; изгибающий момент в середине пролета ростверка М=11,4 тсм. Количественную разницу в результатах можно объяснить тем, что в [16] представлена инженерная методика расчета, которая не учитывает прямо соотношение жесткостей панели, ростверка и растворной постели между ними.
ПК ЛИРА-САПР позволяет выполнять расчет сложных комбинированных конструктивных систем в упругой и нелинейной постановках. Использование специальных конечных элементов стыка позволяет корректно смоделировать стык сборных элементов друг с другом, а также с монолитными конструкциями нежилых этажей и фундаментом здания (имеющим свою податливость в зависимости от конструктивных решений).
Применение системы «Инженерная нелинейность 2» позволяет учесть нелинейное поведение железобетонных элементов и их стыков при расчете на определяющую комбинацию нагрузок с учетом этапности возведения. Линеаризация модели позволяет выполнять расчет на временные нагрузки и воздействия, в том числе динамические.
1. Шапиро Г.И., Смирнов А.В. О расчете конструкций панельных зданий с каркасными конструкциями нижних нежилых этажей // Строительство и реконструкция. 2016. № 4. С. 64-71.
2. СП 335.1325800.2017. Крупнопанельные конструктивные системы. Правила проектирования. М.: Минстрой России, 2017. 82 с.
3. Пособие по проектированию жилых зданий / ЦНИИЭП жилища Госкомархитектуры. Вып. 3. Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85). М.: Стройиздат, 1989. 304 с.
4. Шапиро Г.И., Юрьев Р.В. К вопросу о построении расчетной модели панельного здания // Промышленное и гражданское строительство. 2004. № 12. С. 32-33.
5. Шапиро Г.И., Гасанов А.А., Юрьев Р.В. Расчет зданий и сооружений в МНИИТЭП // Промышленное и гражданское строительство. 2007. № 6. С.35-37.
6. Данель В.В. Параметры 3D-стержней, моделирующих стыки в конечно-элементных моделях // Жилищное строительство. 2012. № 5. С. 22-27.
7. Водопьянов Р.Ю. Моделирование и расчет крупнопанельных зданий в ПК ЛИРА-САПР 2017 // Жилищное строительство. 2017. № 3. С. 42-48.
8. Данель В.В. Определение жесткостей платформенных стыков // Жилищное строительство. 2012. № 2. С. 32-37.
9. Данель В.В. Решение проблемы вертикальных стыков наружных стеновых панелей // Жилищное строительство. 2014. № 3. С. 44-45.
10. Данель В.В., Кузьменко И.Н. Определение жесткости при сжатии платформенных и платформен-но-монолитных стыков крупнопанельных зданий // Строительная механика и расчет сооружений. 2010. № 2. С. 7-13.
11. Данель В.В. Жесткости стыков железобетонных элементов, пересекаемых арматурными стержнями, при растяжении и сдвиге // Строительство и реконструкция. 2014. № 6 (56). С. 25-29.
12. Водопьянов Р.Ю. Моделирование и расчет крупнопанельных зданий в ПК ЛИРА-САПР 2017 // Жилищное строительство. 2017. № 3. С. 42-48.
13. Губченко В.Е. Работа с инструментом «Стык» ПК ЛИРА-САПР // Жилищное строительство. 2018. № 3. С. 30-35.
14. СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. М.: Минстрой России. 2016. 80 с.
15. Шапиро Г.И., Смирнов А.В. Экспериментальное и численное обоснование модели с односторонними связями для расчета панельных зданий с нижними каркасными этажами // Строительство и реконструкция. 2018. № 5. С. 64-76.
16. Руководство по проектированию свайных фундаментов / НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР. М.: Стройиздат, 1980. 151 с.
1. Shapiro G.I., Smirnov A.V. About calculation of structures of panel buildings with frame structures of the ground uninhabited floors. Stroiteistvo i rekonstrukt-siya. 2016. No. 4, pp. 64-71. (In Russian).
2. SP 335.1325800.2017. Large-panel constructive systems. Rules of design. Moscow: Ministry of Construction, Housing and Utilities of the Russian Federation. 2017. 82 p. (In Russian).
3. Posobie po proektirovaniyu zhilykh zdanii [A grant on design of residential buildings] TsNIlEP of the dwelling of Goskomarkhitektura. Iss. 3. Structures of residential buildings (to Construction Norms and Regulations 2.08.01-85). Moscow: Stroyizdat, 1989. 304 p. (In Russian).
4. Shapiro G.I., Yuryev R.V. To a question of creation of settlement model of the panel built building. Promysh-
Научно-технический и производственный журнал
lennoe igrazhdanskoe stroitel’stvo. 2004. No. 12, pp. 32-33. (In Russian).
5. Shapiro G.I., Gasanov A.A. Yuryev R.V. Calculation of buildings and constructions in MNIITEP. Promys-hlennoe i grazhdanskoe stroitel’stvo. 2007. No. 6, pp. 35-37. (In Russian).
6. Danel’ V.V. The 3D-parameters — the cores modeling joints in the konechnoelementnykh models. Zhilishch-noe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2012. No. 5, pp. 22-27. (In Russian).
7. Vodopianov R.Yu. Simulation and computation of largepanel buildings in PC LIRA-SAPR 2017. Zhil-ishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2017. No. 3, pp. 42-48. (In Russian).
8. Danel’ V.V. Determination of Rigidities of Platform Joints. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2012. No. 2, pp. 32-37. (In Russian).
9. Danel’ V.V. Solution of the problem of vertical joints of external wall panels. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2014. No. 3, pp. 44-45. (In Russian).
10. Danel’ V.V., Kuzmenko I.N. Determination of rigidity at compression of platform and platform and monolithic joints of large-panel buildings. Stroiteinaya me-khanika i raschet sooruzhenii. 2010. No. 2, pp. 7-13. (In Russian).
11. Danel’ V.V. Zhyostkosti of joints of ferroconcrete elements, peresekayemykh armaturny cores, at stretching and shift. Stroitel’stvo i rekonstruktsiya. 2014. No. 6 (56), pp. 25-29. (In Russian).
12. Vodopianov R.Yu. Simulation and computation of largepanel buildings in PC LIRA-SAPR 2017. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2017. No. 3, pp. 42-48. (In Russian).
13. Gubchenko V.E. Work with the ‘Joint’ tool of software package LIRA-CAD. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2018. No. 3, pp. 30-35. (In Russian).
14. SP 20.13330.2016. Loadings and influences. Revised edition Construction Norms and Regulations 2.01.0785*. Moscow: Ministry of Construction, Housing and Utilities of the Russian Federation. 2016. 80 p. (In Russian).
15. Shapiro G.I., Smirnov A.V. Experimental and numerical justification of model with unilateral communications for calculation of panel buildings with the ground frame floors. Stroitel’stvo i rekonstruktsiya. 2018. No. 5, pp. 64-76. (In Russian).
16. Rukovodstvo po proektirovaniyu svainykh fundamen-tov [The guide to design of the pile bases]. NIIOSP of N.M. Gersevanov of the State Committee for Construction of the USSR. Moscow: Stroyizdat, 1980. 151 p. (In Russian).
Учебное архитектурно-строительное проектирование. Практико-ориентированный подход
Грызлов В.С., Ворожбянов В.Н, Гендлина Ю.Б, Залипаева О. А., Каптюшина А.Г., Медведева Н.В., Чорная Т.Н.
Под редакцией д-ра техн. наук, проф. В.С. Гоызлова. Москва; Вологда: Инфра-Инженерия, 2019. 136 с.
Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования (ФГОС ВО) по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство» на основе: образовательной программы (ОП), учебных планов (УП), утвержденных календарных графиков учебного процесса, а также опыта, накопленного кафедрой строительства Череповецкого государственного университета (ФГБОУ ВО ЧГУ) по подготовке и выпуску бакалавров-строителей.
Пособие включает информацию об организации архитектурно-строительного проектирования в строительной отрасли и содержит указания по разработке, оформлению, нормированию и применению технологических процессов проектирования при выполнении студентами выпускной квалификационной работы как единого проекта в рамках сквозного проектирования в течение 5-го — 8-го семестров обучения.
Основной организационной задачей практико-ориентированного проектирования является представление выпускной курсовой работы (ВКР) как инженерного проекта, развернутого во времени с целью более глубокой проработки его разделов и формирования компетентностей у студентов при погружении их в профессиональную среду в ходе специальной практики — учебного проектирования. В качестве основных этапов инженерного проектирования приняты главные разделы, определяющие структуру архитектурно-строительной части типового рабочего проекта капитального строительства: архитектурно-строительный, расчетно-конструкторский, организационно-технологический, сметно-экономический. По завершении каждого этапа и ВКР в целом проводится компетентностная аттестация студентов с помощью предлагаемого экспертно-индикаторного метода, что позволяет достаточно глубоко анализировать практико-ориентированные способности будущего специалиста.
Учебное пособие предназначено для преподавателей вузов, студентов и всех участников образовательного процесса, заинтересованных в развитии практико-ориентированного подхода в высшем техническом образовании по направлению «Строительство».
Инженерная и физическая нелинейность
Смысл расчета инженерной нелинейности в автоматическом определении новых жесткостей заармированного и нагруженного сечения.
Для этого поперечное сечение элемента разбивается на элементарные площадки (для стержня, а для пластины на слои). Процессор вычисляет усилия от «определяющей комбинации», подбирает арматуру и пересчитывает жесткость сечения: в каждой элементарной площадке бетона и точечном включении арматуры находится новая «секущая» жесткость (в зависимости от того, в какую точку диаграммы мы попали). Если открывается трещина, то элементарные площадки бетона, которые в неё попали из расчета жесткости сечения исключаются.
Определение жесткостей сечения железобетонного стержня
Расчет железобетонных конструкций в нелинейной постановке
Сравнительный анализ объемов исходных данных для инженерной нелинейности и шагового нелинейного расчета: синим цветом что требуется от пользователя, черным – делает процессор
| Расчет на эксплуатационные нагрузки (метод секущих) | Компьютерное моделирование процесса нагруженния (шаговый метод) |
| 1. Составления определяющего нагружения (1 параметрическая таблица) | 1. Задание нелинейных материалов |
| 2. Расчет на определяющее нагружение | 2. Расстановка армирования во всех нелинейных элементах |
| 3. Итерационный расчет (подбор армирования/уточнение жесткостей), в итоге — определение секущих жесткостей | 3. Формирование истории нагружения |
| 4. Расчет на эксплуатационные нагрузки | 4. Расчет на I-м шаге с жесткостью E0 на нагрузки P/n (n — к-во шагов) |
| 5. Определения РСУ и РСН | 5. Расчет на II-м шаге с жесткостями с соотв. изменениями полученными на I-м шаге |
| 6. Конструирование (подбор армирования по усилиям от матрицы с переменными жесткостями) | 6. Расчет на m шаге по касательным жестокостям соответсвующим усилиям получаемых на m-1 шаге Nm-1=△N1+△N2+. +△Nm-1 Um-1=△U1+△U2+. +△Um-1 |
Расчет по инженерной нелинейности отличается от линейного расчета только заданием одной таблицы, которая формирует определяющую комбинацию нагрузок
Сравнение результатов расчета линейного и инженерной нелинейности
а — линейный расчет
б — нелинейный расчет (инженерная нелинейность)