Изополя напряжений что это такое
Пока работал над кодом одной из программ родилась вот такая идея. Собственно вся идея в названии статьи. Допустим есть некое здания и после расчета мы получили допустим изополя прогибов перекрытия, цвет соответствует значению прогиба :
Вроде понятная картинка , но что будет если данные изополя перенести на конкретный объект на конкретную конструкцию? ответ ниже:
А можно и со значениями , и сразу будет видно где можно что то делать с конструкциями, а где нельзя:
Ну а дальше залить и разукрасить пол в реальности не представляет никаких проблем :
Источник
Лира: мозаики и изополя — в чем разница
Столкнулся со следующей проблемой:
результаты расчета на изополях моментов и соответствующих мозаиках отличаются
в 2 раза (на мозаиках — больше)
По грубым прикидкам результаты армирования в ЛИР-АРМ соответствуют результатам на мозаиках моментов.
Обьяснить подобное явление локальными скачками моментов, которые изополями сглаживаются, но показываются на мозаиках ИМХО нельзя т.к. экстремумы моментов распостроняются на 3-4 конечных элемента в направление действия усилия и образуются во вполне закономерных местах (без всяких аномальностей).
На всякий случай опишу задачу:
монолитный каркас с плитным фундаментом (5 этажей) рассчитывается совместно с грунтовым основанием (7м слой, E=30МПа).
Речь идет о напряжениях в пролетах фундаментной плиты (прол. до 8м).
Схему выкладывать не буду т.к. большая
Подскажите в чем причина, если кто сталкивался с подобным, и на что лучше ориентироваться: изополя или мозаики.
Сам всегда использовал изополя (просто симпатишнее)
По своиму опыту замечал, что на мозаиках напряжения обычно больше, чем на изополях, но с такой значительной разницей столкнулся впервые.
Упростил задачу:
плита 15х15м на основании из обьемных КЭ точечно загружена с шагом 5м.
Результат аналогичен предыдущему: 100%ая разница значений на мозаиках и изополях.
Ту же самую плиту посчитал как опертую точечно с шагом 5м и загруженную равномерно распределенной нагрузкой.
Результат: значения на мозаиках и изополях совпадают (+- n%)
Ту же самую плиту посчитал как опертую точечно с шагом 5м и загруженную точечными нагрузками.
Результат: значения на мозаиках и изополях совпадают (+- n%)
Вывод: что-то не в порядке с изополями усилий в оболочках стыкующихся с обьемными КЭ. Значения на мозаике, видимо, правильные.
Может быть версия Лиры кривая.?
(тех поддержка с Lavteam не работает 😥 )
Модель прилагается.
[ATTACH]1171662223.rar[/ATTACH]
Добрый день!
Я пишу впервые, но читаю форум уже давно. Имею опыт работы с ЛИРОЙ нескольких последних версий. Это опыт системного интегратора, а не практикующего расчетчика или конструктора. Но тем не менее по некоторым обсуждаемым проблемам у меня имеется собственный опыт решения.
Хочу высказаться по поводу изополей и мозаик (картинка из поста 18). В данном примере имеет место значительный! градиент значений Mx в соседних КЭ, например: КЭ №55 Mx = -14.8 (кН*м)/м; КЭ №70 Mx = +60.1 (кН*м)/м. Причем сетка в данной задаче такая, что ко ВСЕМ элементам с пиковыми значениями примыкают (хотя бы по одной грани) элементы со значениями, противоположными по знаку или близкими к нулю. Вот эти-то градиенты и портят каритну сглаженных изополей. Но если сгустить сетку всего в два раза по каждому направлению, то картина кардинально изменится в лучшую сторону! Более того, изменятся и сами результаты, они станут намного ближе к реальным значениям. Так что, если хотите, можно расценивать ситуацию с резким отличием значений на мозаиках и изополях как сигнал о том, что сетка выбрана, мягко скажем, не оптимальная!
Источник
Главные напряжения в элементах
Добрый день! В старых версиях ЛИРЫ, таких как 9.6 и иже с ними была возможность видеть значения главных напряжений в элементе при нажатии на кнопку ИНФОРМАЦИЯ ОБ УЗЛЕ ИЛИ ЭЛЕМЕНТЕ.В версии Лира-Сапр в диалоговом окне информации нет закладки с главными напряжениями, её вообще убрали или куда-то переместили, знает ли кто-нибудь? не могу найти.
Закладка в диалоговом окне ИНФОРМАЦИЯ ОБ УЗЛЕ или ЭЛЕМЕНТЕ появляется после расчета процессора ЛИТЕРА и только для пластинчатых элементов. Для стержневых элементов результаты доступны только в таблице.
С уважением, Алексей Тищенко
ЛИТЕРА работает только с линейными КЭ.
С уважением, Алексей Тищенко
Так, при расчете модели в ПК ЛИРА9.6 R9 с учетом влияния нелинейной работы бетона согласно диаграммы деформирования Гениева и дальнейшем нахождении главных напряжений в элементах с помощью процессора ЛИТЕРА есть возможность посмотреть изополя полученных ГЛАВНЫХ напряжений N1, N2, N3, а также эквивалентных напряжений, вычисленных по различным методикам, предлагаемым процессором. Помимо этого, была возможность видеть значения данных напряжений в Информации об элементе, а также в форме таблиц.
В ПК ЛИРА-САПР 2013 R3 при проведении аналогичного расчета возможность анализа главных и эквивалентных напряжений с помощью изополей и таблиц осталась, НО в Информации об элементе данных значений нет! Нет дополнительной вкладки с ними, а это был наиболее удобный способ анализа. Возможно все-таки есть такая функция с применением другой команды?
Источник
Изополя армирования плит
На изополях для плиты мы имеем набор диаметров армирования плиты, после корректировки параметров шкалы можно получить следующий результат: фоновая арматура и зоны постановки дополнительной арматуры. Главный инженер утверждает, что дополнительную арматуру необходимо заводить за зону дополнительного армирования на длину анкеровки в каждую сторону от зоны. Так ли это на самом деле, нужно или нет поступать подобным образом.
Цитата из «Пособие. Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию» ФГУП «НИЦ «Строительство»; НИИЖБ — филиал ФГУП «НИЦ «Строительство»; ЗАО «КТБ НИИЖБ»:
«Дополнительные указания по армированию стен и плит
Армирование в местах отверстий
Отверстия значительных размеров (более или равные 300 мм) в монолитных железобетонных стенах и плитах должны окаймляться дополнительной арматурой сечением не менее сечения рабочей арматуры (того же направления), которая требуется по расчету плиты как сплошной (рис. 3.26,a).
Отверстия до 300 мм специальными стержнями не окаймляют.
Вязаная рабочая и распределительная арматура вокруг таких отверстий сгущается — два крайних стержня ставятся с промежутком 50 мм (рис. 3.26,б).
Рисунок 3.26 — Армирование плит в местах отверстий
а, б — отверстия соответственно более 300 и до 300 мм (при рабочей и распределительной вязаной арматуре); 1 — стержни арматуры плиты: 2 — специальные стержни арматуры, окаймляющие отверстие
При армировании сварными сетками отверстия до 300 мм в арматуре рекомендуется вырезать по месту, при этом разрезанные стержни целесообразно отгибать в тело плиты».
Если в Мономах задавать отверстия, то необходимо ли придерживаться требований, указанных выше в части отверстий более или равных 300 мм, при армировании плиты или использовать изополя, которые выдаёт программа и не ставить дополнительную арматуру «сечением не менее сечения рабочей арматуры (того же направления), которая требуется по расчету плиты как сплошной » — ведь плита считается не как сплошная, а уже с отверстием(ями).
Источник
structural55
structural55 Structural Engineering
Строительный инжиниринг
Всем привет!
В этом посте я бы хотел рассказать вкратце о технологии возведения монолитных железобетонных сооружений и попробовать развеять миф об инженере-строителе как непросыхающем алкаше в каске — работа инженера-строителя требует особенных знаний, навыков, глубокого анализа, сосредоточенности и ответственности: ведь задача не только возвести красивое сооружение, но и обеспечить его геометрическую неизменяемость и нормальную эксплуатацию, учесть сотни факторов возможной перегрузки конструкций, усталости материала, удобства и экологичности.
Для начала стоит пару слов сказать о сущности бетона. Бетон — это искусственный каменный строительный материал, получаемый в результате смешивания и формования заранее подобранной смеси цемента, заполнителя (например щебень), воды и, по необходимости, присадок (для улучшения или изменения его характеристик). Бетон был открыт ещё в Древнем Риме, но после падения Римской Империи был забыт тысячу лет, пока в 1824 года Джозеф Аспдин, британский каменщик, не получил патент на цемент. Новый строительный материал был создан на кухне. Изобретатель действовал следующим образом: нагрел смесь мелкомолотого известняка и глины в своей печи и, измельчил смесь в порошок. В результате был создан гидравлический цемент, который затвердевает с добавлением воды. Аспдин дал название цементу «Портланд», поскольку цвет напоминал камень, который добывался на острове «Портланд» британского побережья. Поэтому правильным названием цемента на самом деле является «Портландцемент».
Современный бетон имеет широкое применение в строительстве в виду его высоких эксплуатационных качеств: за счёт формования можно создать любую форму, ограниченную, лишь фантазией архитектора, и соблюдением всех технических требований по его устройству.
Бетон очень плохо работает на растяжение, но отлично воспринимает сжимающие усилия, поэтому основная характеристика бетона — это показатель его прочности на сжатие. Например бетон класса прочности В15 имеет расчётное сопротивлению на сжатие 196,5 кг/см.кв. Это сравнительно тому, что табуретка может выдерживать вес взрослого слона.
Дополнительные характеристики вы можете посмотреть здесь.
Прочностные характеристики можно повысить за счёт включения в работу бетона арматурных каркасов.
Картинка для визуализации железобетонных конструкций, где в теле бетона устанавливаются арматурные каркасы:
После того, как мы определились с планировочными решениями (как правило это делает архитектор), приступаем к анализу конструкции (это уже делает инженер-конструктор).
Для примера я приведу парочку скриншотов из программного комплекса Robot Structural Analysis , где будут показаны результаты статического расчёта.
на этой картинке очень хорошо показан переход от конструктивной схемы к расчётной. Цветные пятна — это изополя напряжений плит перекрытия от расчётных нагрузок, которые регламентируются СП 20.13330.2011. Этот СП (свод правил) является официальным документом инженера-конструктора, который регламентирует методику определения всех нагрузок и их сочетания (давление от человека, снеговой нагрузки, ветрового давления). Стоит оговориться, что любой проект проходит Государственную Экспертизу, где эксперты проверяют соблюдение норм проектирования и выдают заключение и разрешение на возведение объекта.
Вот ещё картинка, которая визуализирует переход от модели конструкции к расчётной и результаты, в которых мы определяем сечения и диаметр рабочей арматуры в элементах монолитного каркаса.
Показатель прочности на сжатие — это далеко не единственная характеристика бетона, есть ещё показатели морозостойкости, водонепроницаемости. Но о них я расскажу как-нибудь в следующий раз.
После того, как у нас сделаны все расчёты, определены все сечения, мы можем определить нагрузку на фундаменты.
Так же стоит немного рассказать о фундаментах.
Основные типы фундаментов по глубине устройства бывают — низкого и глубокого заложения.
Их отличие состоит в том, что последние опускаются в землю на глубину промерзания, чтобы избежать сил морозного пучения в земле. Они нередко применяются, поскольку, как правило, несущий слой, находящийся на глубине и имеет бОльшую несущую способность, чем поверхностный. Поэтому для высотного строительства чаще всего применяются свайные фундаменты (это тоже фундамент глубокого заложения).
Картинка выше — как раз показывает устройство свайного фундамента, который объединён ленточным фундаментом (горизонтальные балки), они сосредотачивают нагрузки в сваи, которые, в свою очередь, упираются в несущий слой земли.
Несущий слой тоже выбирают, исходя из множества данных. Но об этом, я так же, расскажу в посте, посвящённому фундаментам и основаниям.
Опустим процесс разработки котлована и картинками попробую показать как выполняется армирование бетона.
Покажу на примере своего дипломного проекта, темой которого, как раз была «Административное здание с монолитным каркасом».
Ниже привожу опалубочный чертёж и схему армирования с узлами плиты перекрытия.
Подбор армирования плиты как раз выполнялся статическим расчётом методом конечных элементов.
а вот так выглядит установка и вязка арматурных стержней в проектное положение
для формования конструкций бетона используется опалубка.
например, на этой фотографии жёлтые горизонтальные лаги — это балки под опалубочные щиты, которые после твердения бетона убираются
после установки арматуры бетон подаётся на площадку автобетононасосом с помощью специального рукава
Перед подачей бетонной смеси проводится измерение «осадки конуса бетона». Суть этого измерения в определении пластичности бетона. Дело в том, что если бетон перенасытить водой, то это в дальнейшем скажется на его прочностных характеристиках не в лучшую сторону. А если бетон будет слишком густым, то его трудно будет уложить. А «осадка конуса» позволяет нам выбрать такое состояние бетона, когда он неперенасыщен водой и является удобным для его укладки в форму.
вот картинка, характеризующая суть этого измерения
После всех вышеописанных процедур, бетонная смесь подаётся на площадку.
За первые трое суток при нормальных условиях бетон набирает не более 30% марочной прочности.
Через 1-2 недели (7-14 суток) бетон при нормальных условиях набирает 60-80% марочной прочности.
Через 4 недели (28 суток) бетон при нормальных условиях набирает 100% марочной прочности.
Через 3 месяца (90 суток) бетон при нормальных условиях набирает 120% марочной прочности.
В дальнейшем, при доступе влаги, бетон продолжит набирать прочность, но очень медленно.
Каждая партия бетона проходит проверку на прочность (кубиковая прочность бетона). Обычно делают куб 10 на 10 см и испытывают его в специальном прессе и определяют при каком усилии происходит его разрушение. Так и определяется фактическая прочность бетона. Только такой бетон может использоваться на стройплощадке.
Когда элементы железобетонного каркаса набирают необходимую прочность — каркас готов к эксплуатации.
Если это будущий жилой дом, то остаётся лишь выставить ограждающие стены, выполнить отделку и жить и радоваться.
Ну и напоследок предлагаю посмотреть картинки с многообразием железобетонных сооружений, которые успешно эксплуатируются в мире.
Торгово-развлекательный центр в Москве
Дом Парум на Хордынском поле в Москве
Башни Петронас в Малайзии
Здание научного центра «Фаэно» в Германии, город Вольфсбург
Источник