Ползучесть бетона можно уменьшить за счет

Обновлено: 28.04.2024

Ползучесть влияет на величины деформаций и прогибов, а часто также на распределение напряжений, однако ее действие зависит в значительной степени от типа конструкции.

Ползучесть неармированного бетона не влияет на его прочность, хотя при очень высоких уровнях нагрузки ползучесть ускоряет достижение предельной деформации, при которой наблюдается разрушение; это происходит только в тех случаях, когда постоянная нагрузка составляет более 85—90% кратковременной прочности бетона.

При низких уровнях напряжений объем бетона уменьшается (в связи с уменьшением за счет ползучести коэффициента Пауссона менее 0,5), и следует ожидать увеличения прочности бетона. Однако имеющиеся экспериментальные данные недостаточны.

Влияние ползучести на несущую способность свободно опертых железобетонных балок под действием постоянной нагрузки мало, прогиб за счет ползучести значительно увеличивается и может во многих случаях расчета и проектирования считаться предельным состоянием.

В железобетонных колоннах ползучесть приводит к постепенному перераспределению нагрузки с бетона на арматуру.

В статически неопределимых системах ползучесть способствует уменьшению напряжений, вызванных усадкой, действием температуры и перемещением опор. Во всех бетонных конструкциях ползучесть уменьшает внутренние напряжения, обусловленные неоднородностью усадки, что приводит к повышению трещиностойкости конструкции.

С другой стороны, в массивных бетонных элементах сама ползучесть может способствовать образованию трещин, когда бетонная масса, не имеющая возможности свободно деформироваться, подвергается действию температурных перепадов, вызванных тепловыделением при гидратации бетона и последующим охлаждением. Ползучесть уменьшает сжимающие напряжения, вызванные быстрым подъемом температуры, так что остаточное сжатие исчезает, как только начинается охлаждение бетона. При дальнейшем охлаждении в бетоне развиваются растягивающие усилия, и, поскольку величина ползучести уменьшается с возрастом, в нем могут образовываться трещины даже до того, как температура достигает начального уровня (рис. 6.45). По этой причине температуру внутри больших бетонных массивов следует контролировать путем использования цемента с умеренной экзотермией, снижением содержания цемента в бетоне, предварительным охлаждением составляющих бетонной смеси, сокращением высоты бетонных слоев и охлаждением бетона с помощью воды, циркулирующей по трубам, уложенным в бетоне. Потеря натяжения арматуры в предварительно напряженных бетонных элементах в результате ползучести бетона часто приводила к разрушению конструкции. Только при использовании высокопрочных арматурных сталей, удлинение которых в несколько раз превосходит деформации сжатия бетона за счет ползучести и усадки, можно применять предварительно напряженные конструкции.

Таким образом, действие ползучести может привести к нежелательным последствиям, однако в целом ползучесть в отличие от усадки способствует уменьшению концентрации напряжений в бетоне и успешному применению бетона как конструктивного материала.

Собственные деформации бетона

Перепады температуры, высокий уровень влаги, чрезмерное давление и другие внешние факторы могут вызвать собственные деформации бетона. Этим термином обозначаются изменения в объеме состава. В процессе проектирования особо учитываются изменения в плане объема, потому как они возникают и без влияния извне.

Этот процесс также называется усадкой бетона и подразумевает три вида деформации:

  1. Контракционная. Происходит из-за активных химических реакций между водой и цементом в составе раствора. Поэтому при выборе вяжущего компонента рекомендуется проверять его на наличие вредных примесей, а воду подвергать фильтрации, либо заказать автоцистерны, если бетон производится прямо на объекте.
  2. Влажностная. Зависит от баланса жидкости в составе смеси, поэтому очень важно следовать ГОСТам при самостоятельной заготовке смеси и выдерживать водоцементное соотношение. Такая усадка провоцирует растрескивание конструкции, нарушая жесткий каркас вяжущего.
  3. Карбонизационная. Вызвана внутренними изменениями в составе цементного камня за счет влияния окружающей среды.

Более всего на ход работ могут повлиять последние два вида усадки. Чтобы минимизировать их последствия, заранее вычисляют процентный показатель высыхания раствора, вводят специальные добавки или проводят виброуплотнение раствора.

Собственные деформации бетона могут пройти без последствий для застройщика, если заранее изучить влияющие на них факторы и выбрать контрмеры.

Вам также может понравиться

Коэффициент усадки бетона является одним из самых важных расчетов при подготовке к проектированию. На него влияют условия тепловой и…

Набухание бетона возникает из-за изменения уровня влажности в затвердевшем растворе. Чаще всего такому воздействию подвержены конструкции,…

Ползучесть бетона проявляется в образовании в растворе деформаций неупругого типа под воздействием внешнего напряжения. На процесс влияют…

Процент усадки бетона вычисляется в ходе ряда несложных вычислений. Сначала устанавливается объем залитого состава. Спустя небольшое…

Такой процесс, как усадка бетона СНиП регламентируют достаточного подробно. Усадка раствора подразумевает небольшое снижение его объема по…

0. Как в нашем славном СССР, или чуток позже, до 2005 г. обходились без снижения E.

Нелинейность не трогаем. Offtop: Думаю, что пока до этого не дорос, да и не уверен, что кто-то в реальном проектированиии считает жб монолитные каркасы в нелинейной постановке.
Интересует линейный расчет монолитного ЖБ каркаса - подбор арматуры, да так чтоб правильно и век стояло. Хочется разобраться с этим. Хочется узнать ваше мнение и ваше решение при расчете реальных жбк каркасов.

Продолжение вопросов:
1. необходимо ли снижать модуль упругости материала, при расчете монолитных ЖБК. Снижаете ли вы Е?
если на 1. ответ да, то:

2. какой принимать коэф. снижения? По СП 52-103-2007 или статье Залесова? какой коэф. и для каких элементов принимаете вы?

3. В СП написано для расчета на первой стадии расчета (подбор армирования):

0,6 – для вертик. сжатых эл-в, 0,3 для плит перекрытий (покрытий) с учетом длительности действия нагрузки

- имеется ввиду учет кратковременной с пониженным значением?

4. Если мы рассчитали каркас, и при подборе арматуры поставили галочку с учетом трещин (у меня в Stark имеется, в Лире, Мономахе тоже вроде есть), то получается все ОК - арматура подобрана с учетом трещин по группе нами заданной? Прогибы, допустим, я проверю вручную, с учетом арматуры, в зависимости от изгибных жесткостей. Нужно ли проверять образование и раскрытие трещин вручную? (в МКЭ нужен нелинейный расчет, его мы пока не трогаем).

5. Интересует литература по данному вопросу: Российская, СССР (что лучше) и буржуйская.

Offtop: Пока вроде все, может парочку вопросов еще добавлю.

Мы считаем (наши асы и в советские времена считали) бетон с понижающими к-тами. Для В25 по СП сейчас модуль делится на 2.5 только за счет учета ползучести (раньше по СниП был суммарный к-т 0.425). Понижение модуля - совсем не новость. Для изгибаемых элементов понижение нужно получать с учетом раскрытия трещин, а не только ползучести. Так к-т может быть и 0.2. Получить его можно, сравнив прогиб балки по нормам с упругим прогибом.
С коэффициентами все не так просто. Их учет приводит к перераспределению усилий в элементах. Например, в раме более жесткие колонны (сжатие с ползучестью) могут потянуть на себя более высокие моменты и утащить их с менее жестких балок (работа на изгиб с трещинами). В принципе иногда следует подумать, а успеет ли произойти ползучесть? Иногда стоит посчитать некоторые элементы и с начальным модулем для наиболее неблагоприятного сочетания, "поиграть" этими коэффициентами. Поэтому при анализе усилий нужно всегда думать.
Тут, может, напишут, что все это ерунда, нужно считать нелинейный железобетон. А кто так на практике реально делает?

Проектирование зданий и частей зданий

__________________
«Точно знают, только когда мало знают. Вместе со знанием растет сомнение». Иоганн Вольфганг Гете

Смотрена. полностью читал ее давно. сечйчас глянул основное. очень познавательно и ентересно, но там идет речь больше про определение прогиба. про нелинейность.
Меня интересует линейный расчет по прочности - подбор арматуры - 1 этап. Как люди усилия определяют для подбора арматуры с пониженным Е или нет? Прогиб я считаю на коленках. Вообщем все в п.1 написано.

1. если имеется ввиду, п.5.1.13 СП 52-101-2003, тоя думал это для расчета по деформациям - меня интересует определение усилий при подборе арматуры.
2. Почему на 2,5? там, вроде, табличку 5.5 того же СП надо глядеть.
3. Или речь идет о другом?

При подборе арматуры по первой группе можно и не снижать, т.к. в данном случае усилия не определяются а задаются (предельные), снижение модулей равносильно выравниванию эпюр (другая равновесная схема для метода предельного равновесия). При расчете по второй группе - это явно приближенный метод. Хотя опять же - ширина раскрытия трещин зависит например от диаметра и процента армирования, а напряжения могут вполне быть грубо оцененными (например при проценте армирования больше некоторого значения или при диаметре арматуры АIII менее 8 мм вообще можно не проверять).
А вот перемещения таким способом оцениваются очень неточно. Если конструкция не типовая, нужно считать либо нелинейно, либо искать какие то более точные оценки.

А вот это уже мнение. Спасибо. Хотелось бы послушать еще других спецов.

1. Думаю в том же ключе. Мы же при расчете по прочности рассчитываем частный случай по методу предельного равновесия, и, если грубо сказать, стремимся не доводить до предела, точнее, как вы правильно отметили, задаем предельные усилия.

снижение модулей равносильно выравниванию эпюр (другая равновесная схема для метода предельного равновесия).

2. с выравниванием эпюр игрался, вопросов тоже много - пост. 232 тема Edugen.

Хотя опять же - ширина раскрытия трещин зависит например от диаметра и процента армирования, а напряжения могут вполне быть грубо оцененными (например при проценте армирования больше некоторого значения или при диаметре арматуры АIII менее 8 мм вообще можно не проверять).

обследование, испытание, проектирование

Необходимо учитывать нелинейную работу Ж/Б, Ж/Б работает с трещинами. Поэтому при линейном расчете необходимо снижать модуль упругости, как это указано в нормах. Тем более, что вероятно, вы как и многие проектанты деформации и трещины проверять не собираетесь.

. 4. Если мы рассчитали каркас, и при подборе арматуры поставили галочку с учетом трещин (у меня в Stark имеется, в Лире, Мономахе тоже вроде есть), то получается все ОК - арматура подобрана с учетом трещин по группе нами заданной? Прогибы, допустим, я проверю вручную, с учетом арматуры, в зависимости от изгибных жесткостей. Нужно ли проверять образование и раскрытие трещин вручную? (в МКЭ нужен нелинейный расчет, его мы пока не трогаем). OFFTOP]

В СКАДе производится подбор арматуры по СНиП, в т.ч. по трещиностойкости. Усилия должны быть направлены в нужном направлении.
По предельным деформациям, естественно, не считает.
Считаю, что прогибы можно оценивать путем снижения Е. Настолько, насколько считаете нужным исходя из имеющегося багажа опыта.

Инженер-проектировщик, конструктор, руководитель группы.

Необходимо учитывать нелинейную работу Ж/Б, Ж/Б работает с трещинами. Поэтому при линейном расчете необходимо снижать модуль упругости, как это указано в нормах. Тем более, что вероятно, вы как и многие проектанты деформации и трещины проверять не собираетесь.

Так получается что в среднем ( в зависимости от табл. СП) мы будем снижать на 3. И получится Е=1000000. Далее в результатах вылезет невероятная арматура.

P.S. Я волнуюсь за расчеты в сейсмических районах, где итак арматуры получается много, так теперь еще и модуль снизить.

Я видел расчеты зрелых расчетчиков в Лире (линейные), так у них модули нормальные с табл. 5.4.

Меня интересует именно расчеты в сейсмич районах-вряд ли успеет бетон поползти при сейсмике.

все выше сказанное мнение студента

Так получается что в среднем ( в зависимости от табл. СП) мы будем снижать на 3. И получится Е=1000000. Далее в результатах вылезет невероятная арматура.

P.S. Я волнуюсь за расчеты в сейсмических районах, где итак арматуры получается много, так теперь еще и модуль снизить.

Я видел расчеты зрелых расчетчиков в Лире (линейные), так у них модули нормальные с табл. 5.4.

Меня интересует именно расчеты в сейсмич районах-вряд ли успеет бетон поползти при сейсмике.

все выше сказанное мнение студента

При расчетах зданий в сейсмических районах от статических нагрузок следует учитывать снижение модуля. А вот при расчетах на сейсмические нагрузки модуль можно и не снижать. Но считать при этом нужно уже деформированную схему от статики - как то так в идеале. Как это реализовать в реале - вопрос опыта и знаний.

ГЛАВА 6. Упругость, усадка и ползучесть бетона

Динамический модуль упругости

Динамический модуль упругости отражает только упругие свойства материала без влияния ползучести, поскольку при колебаниях образца в нем появляются напряжения, весьма незначительные по величине. По этой причине динамический модуль упругости приблизительно равен начальному модулю упругости, определенному при статических испытаниях, и значительно выше статического модуля деформаций. Разница в величинах динамического и статического модуля обусловлена также тем, что гетерогенность бетона влияет на эти модули по различному механизму. На рис. 6.7 показан график зависимости величины отношения статического модуля к динамическому от прочности бетона. Для исследованного состава это отношение увеличивается с возрастом бетона

Так получается что в среднем ( в зависимости от табл. СП) мы будем снижать на 3. И получится Е=1000000. Далее в результатах вылезет невероятная арматура.

арматура то с чего увеличится? она изменится (где-то вырастет, а где-то уменьшится)только если вы поменяете соотношение жесткостей элементов. Вы поэкспериментируйте: сделайте небольшой каркас какой-нить (3-5 этажей, к примеру) задайтесь любыми модулями: хоть одинаковым для всех элементах, хоть как в СП (0,3 для плит и 0,6 для стен) просчитайте его и потом измените модуль у всех элементах прямопропорционально (хоть уменьшите хоть увеличьте на 100 порядков) и увидите, что усилия не поменялись, а изменились только деформации. Смысл этих коэффициентов (0,3 и 0,6), чтоб приблизиться к "реальному" распределению усилий в жб каркасах

Спасибо всем участникам беседы, но все же очень прошу ответить на вопросы поста 1, данной темы, по пунктам. Очень интересно ваше мнение!

Мне как то неловко вклиниваться в обсуждение куда более опытных коллег, но раз уж автор спросил мое мнение.
1

необходимо ли снижать модуль упругости материала, при расчете монолитных ЖБК. Снижаете ли вы Е?
какой принимать коэф. снижения? По СП 52-103-2007 или статье Залесова? какой коэф. и для каких элементов принимаете вы?

по СП 52-103-2007, или увеличить жесткость согласно армирования (все же вопреки многим мнениям считаю это допустимым)
3 для балок как для плит, как я понял принципиальное отличие в том изгибаемый это элемент или сжато-изгибаемый (сжатый)
фраза

Все вышесказанное - мое личное мнение которое в принципе может измениться со временем.

Инженер-проектировщик, конструктор, руководитель группы.

При расчетах зданий в сейсмических районах от статических нагрузок следует учитывать снижение модуля. А вот при расчетах на сейсмические нагрузки модуль можно и не снижать. Но считать при этом нужно уже деформированную схему от статики - как то так в идеале. Как это реализовать в реале - вопрос опыта и знаний.

Я попробовал при помощи вариации моделей. Вроде получилось.
Другой вопрос о том, правильно ли это?

Создал две схемки:
1. Стат. нагрузки с понижеными Е
2. Дин. нагрузка с начальным Е

Задача маленькая, но тем не менее различия между вариационной моделью и стандартной сейсмической, при подборе арматуры совсем небольшие

Всем большое спасибо за участие в теме!
Мнения у всех разные. Хочется определиться со своим.

Считаю, что прогибы можно оценивать путем снижения Е. Настолько, насколько считаете нужным исходя из имеющегося багажа опыта.

3. Вы считаете, что при расчете по прочности нужно снижать Е?! По СП или другим методикам, каким? А как проектировли жб до 2005?
4. Не могли бы ответить на вопросы поста 1.
Offtop: о сейсмике пока не говорю

5. это интересно. в вашей теме читал идею. правда как-то сложно в масштабах каркаса получается. литературкой по этому вопросу не поделитесь?

арматура то с чего увеличится? она изменится (где-то вырастет, а где-то уменьшится)только если вы поменяете соотношение жесткостей элементов.

Мы и меняем это соотношение, изменяя Е. Уменьшая по СП Е, мы грубо говоря, уменьшаем в 5 раз жесткость гориз. эл-в и в 2 раза вертикальных, тем самым еще больший момент уйдет на колонну и увеличится требуемое армир. колонн.

Снижать модуль упругости несомненно надо, но необязательно у всех конечных элементов схемы. Можно, например, посмотреть те зоны, где напряжения или деформации превысили предел линейности. В СКАДе можно для такой оценки использовать постпроцессор главных и эквивалентных напряжений, или оценить по образованию трещин в ж-б. У тех КЭ, где процесс ушёл в зону нелинейности, можно снизить модуль по рекомендациям СП. А у тех, где всё в линейной стадии - можно не снижать или снизить несильно.

Снижают по разным причинам и на разные величины, так что СП52-103-2007 не противоречит статье Залесова. Причины:
1. При непродолжительном действии нагрузки для учета неупругих деформаций бетона - умножением на 0,85, т.е. снижая на 15%.
2. При длительном действии нагрузок - с учетом ползучести делением на коэффициент (1+фиbcr).
3. Для приведения "упругого" расчета в некоторое соответствие с фактическими жесткостными характеристиками, это и описано в СП52-103-2007, только величины 0,2 у меня никогда не получалось - для плит как правило 0,25, для балок 0,5 и выше.
Сам часто пользуюсь снижением модуля для некоторой оценки прогибов, но стараюсь проверять коэффициент снижения по простым моделям.

Пользоваться то imho конечно можно, если понимать - для какой конкретно величины такой грубо оценочный подход, какую ошибку дает. Но ссылаться как на конечный результат - нельзя. Потому как в СП сказано насколько я помню "для предварительной оценки, допускается". За предварительной обязательно следует окончательная.
А ошибки данного подхода таковы:
1) армирование по I-й группе - нет никакой ошибки, кроме возможного перерасхода арматуры ничем не грозит. Например арматуру не учитывают - считают по бетонному сечению жесткость - по той же причине, что не суть важно
2) армирование по трещиностойкости - ошибка может варьироваться в зависимости от того, какую роль играют напряжения в арматуре (которые по линейному расчету хоть с какими коэффициентами весьма неточно определяются) в совокупности с другими факторами.
3) частоты и формы колебаний при определении динамических нагрузок - тут наверно можно использовать, потому что насколько я представляю вычисляемые по СНиП динамические нагрузки сами по себе оценочные и в данном случае что то особо уточнять смысла нет (нелинейная динамика не хухрымухры).
4) Перемещения - не точны абсолютно в общем случае. Т.е. вы должны понимать, что умножение Е на некий коэффициент суть деление прогиба на этот коэффициент. Уменьшили Е в пять раз - увеличили прогиб во столько же. Если бы все было так просто - никто бы с нелинейностью не парился. Если для типовых каких то может и пойдет, то для нетиповых ошибки могут быть на порядок и больше. Расчетный метод - это расчетный метод. "С учетом опыта" 1+1 где то возле 2, а инженер должен умть оценивать результат точно.
Очень верно заметил автор темы насчет того, что в советских снипах такой рекомендации быть не могло в принципе. Потому как фуфловая она изначально. Хотя сами инженеры прибрасывали в голове в таком духе всегда.

Уменьшили Е в пять раз - увеличили прогиб во столько же. Если бы все было так просто - никто бы с нелинейностью не парился

Этот метод позволяет в зачастую "париться", но не сильно, например построив диаграмму момент-кривизна для кокретного типа армирования вычислить коэффициент снижения жесткости при разных значениях момента и посчитать по упругой схеме получив вполне хорошее совпадение по прогибам, у нас получалась погрешность в пределах 10% по сравнению с "нормальным" нелинейным расчетом. С учетом того, что расчет деформаций жб дело весьма неточное 10% это вполне хорошо. Т.е. дело не в точности такого способа, а в точности получения коэффициента снижения. Или, например, я просчитывал жесткостные характеристики в одной программе, а потом задавал соответствующее снижение модуля в другой.

Объясните, пожалуйста, в каких случаях и на сколько надо уменьшать модуль упругости бетона при расчетах железобетонных конструкций. А то этот момент мне не очень понятен. Большое спасибо!

Жесткость высчитывается для ж.б. конструкций(сечений), и для соответствующих элементов в расчетной схеме она и задается. Таким образом расчетная схема наиболее соответствует проектируемой конструкции. НО.

Объясните, пожалуйста, в каких случаях и на сколько надо уменьшать модуль упругости бетона при расчетах железобетонных конструкций. А то этот момент мне не очень понятен. Большое спасибо!

Спасибо за участие.
Задачи пока никакой не стоит, просто я смотрел здесь некоторые темы и там заметил, что вручную понижают модуль упругости в расчетных программах. А для чего и когда не понятно. Я подозреваю, для того чтобы учесть нелинейность деформации.

Спасибо за участие.
Задачи пока никакой не стоит, просто я смотрел здесь некоторые темы и там заметил, что вручную понижают модуль упругости в расчетных программах. А для чего и когда не понятно. Я подозреваю, для того чтобы учесть нелинейность деформации.

Приведенная в снипах E - это начальный модуль упругости. При длительном действии нагрузки надо учесть хотя бы ползучесть - ну это только уровень выпускного в детском саду для расчетчиков.

ага, высчитывается по формуле 6.3 СП63

ЗЫ не "несколько", а "в разы"

На первой стадии расчета для оценки усилий в элементах конструктивной системы допускается принимать приближенные значения жесткостей элементов, имея в виду, что распределение усилий в элементах конструктивных систем зависит не от величины, а, в основном, от соотношения жесткостей этих элементов. Для более точной оценки распределения усилий в элементах конструктивной системы рекомендуется принимать уточненные значения жесткостей с понижающими коэффициентами. При этом необходимо учитывать существенное снижение жесткостей в изгибаемых плитных элементах (в результате возможного образования трещин) по сравнению с внецентренно сжатыми элементами. В первом приближении рекомендуется принимать модуль упругости материала равным Ев с понижающими коэффициентами: 0,6 - для вертикальных сжатых элементов; 0,3 - для плит перекрытий (покрытий) с учетом длительности действия нагрузки.

mainevent100, спасибо.
Почему расчетные программы, например СКАД или ЛИРА автматически не регулируют модуль упругости в зависимости от напряженно-деформационного состояния. К примеру, в СКАДе если выбрать из выпадающего списка "Бетон кл В25" то его модули-коэффициенты и плотность устанавливаются атоматически. Может он так же автоматически их менять при расчете?

Почему расчетные программы, например СКАД или ЛИРА автматически не регулируют модуль упругости в зависимости от напряженно-деформационного состояния.

В первом приближении рекомендуется принимать модуль упругости материала равным Ев с понижающими коэффициентами: 0,6 - для вертикальных сжатых элементов; 0,3 - для плит перекрытий (покрытий) с учетом длительности действия нагрузки.

При этом я лично никак не обнаружил откуда "растут ноги" у 0,6 для вертикальных внецентренно сжатых элементов. 0,3 - примерно похоже на средневзвешенный коэффициент у плит.

Спасибо за разъяснения.
Мне не понятно лишь одно.
"При продолжительном действии нагрузки значения модуля деформаций бетона определяют по формуле (6.3)"
Практически всегда на конструкцию действует постоянная нагрузка (собственный вес + вес вышележащих конструкций). То бишь формулой 6.3 надо пользоваться практически всегда?

если не учитываете в расчете кратковременную полезную нагрузку, то принимаете модуль по ф.6.3.
если учитываете всю нагрузку (включая кратковременную), то другой.
на деле, никто не считает два варианта.
обычно или для всех конструкций принимают начальный модуль, без снижения.
или снижают коэффициентами 0,6 и 0,3

на деле, никто не считает два варианта.
обычно или для всех конструкций принимают начальный модуль, без снижения.
или снижают коэффициентами 0,6 и 0,3

Практически всегда на конструкцию действует постоянная нагрузка (собственный вес + вес вышележащих конструкций). То бишь формулой 6.3 надо пользоваться практически всегда

Если деформации определяешь от пост. и длит. нагрузок.

Почему расчетные программы, например СКАД или ЛИРА автматически не регулируют модуль упругости в зависимости от напряженно-деформационного состояния.

Регулируют. Инженерная нелинейности в последней лире 2016 даже показывает изополя сниженных жесткостей.

В общем, я на скорую руку произвел расчет в СКАДе. Результаты в приложенном файле ПДФ.
Если в кратце, то я замоделил коробку 6х6х3(h). стенки толщ 250 мм и перекрытие толщ 200 мм. Я произвел расчет в двух вариантах: 1 - все элементы с началным модулем упругости, 2 - стены с коэфф 0,6 а перекрытие 0,3.
При начальных модулях упругости прогиб плиты оказался меньше чем при пониженных почти в 3 раза.
А вот с армированием все гораздо интереснее. Нижнее армирование при начальном модуле упругости вылезло с БОЛЬШИМИ сечениями чем при пониженном модуле упругости примерно в 1,08 раза. А верхнее с меньшими сечениями чем при пониженном модуле упругости примерно в 0,89 раз.
Вот как так.

Прикладываю также сам расчетный файл

В общем, я на скорую руку произвел расчет в СКАДе. Результаты в приложенном файле ПДФ.
Если в кратце, то я замоделил коробку 6х6х3(h). стенки толщ 250 мм и перекрытие толщ 200 мм. Я произвел расчет в двух вариантах: 1 - все элементы с началным модулем упругости, 2 - стены с коэфф 0,6 а перекрытие 0,3.
При начальных модулях упругости прогиб плиты оказался меньше чем при пониженных почти в 3 раза.
А вот с армированием все гораздо интереснее. Нижнее армирование при начальном модуле упругости вылезло с БОЛЬШИМИ сечениями чем при пониженном модуле упругости примерно в 1,08 раза. А верхнее с меньшими сечениями чем при пониженном модуле упругости примерно в 0,89 раз.
Вот как так.

все эти модули как и написано в СП, для расчета в первом приближении, что бы определиться с сечениями конструкций. Не очень понятно что ты ожидал увидеть снизив модуль упругости в 3 раза, получил прогибы в 3 раза больше. Снизишь в 5 раз, получишь в 5 раз больше. Если уж так хочется повозиться с нелинейностью, то считать нужно уже в реальной постановке, с соответствующими диаграммами по бетону и реально заложенный шаг и диаметр арматуры.

0. Как в нашем славном СССР, или чуток позже, до 2005 г. обходились без снижения E.

Нелинейность не трогаем. Offtop: Думаю, что пока до этого не дорос, да и не уверен, что кто-то в реальном проектированиии считает жб монолитные каркасы в нелинейной постановке.
Интересует линейный расчет монолитного ЖБ каркаса - подбор арматуры, да так чтоб правильно и век стояло. Хочется разобраться с этим. Хочется узнать ваше мнение и ваше решение при расчете реальных жбк каркасов.

Продолжение вопросов:
1. необходимо ли снижать модуль упругости материала, при расчете монолитных ЖБК. Снижаете ли вы Е?
если на 1. ответ да, то:

2. какой принимать коэф. снижения? По СП 52-103-2007 или статье Залесова? какой коэф. и для каких элементов принимаете вы?

3. В СП написано для расчета на первой стадии расчета (подбор армирования):

0,6 – для вертик. сжатых эл-в, 0,3 для плит перекрытий (покрытий) с учетом длительности действия нагрузки

- имеется ввиду учет кратковременной с пониженным значением?

4. Если мы рассчитали каркас, и при подборе арматуры поставили галочку с учетом трещин (у меня в Stark имеется, в Лире, Мономахе тоже вроде есть), то получается все ОК - арматура подобрана с учетом трещин по группе нами заданной? Прогибы, допустим, я проверю вручную, с учетом арматуры, в зависимости от изгибных жесткостей. Нужно ли проверять образование и раскрытие трещин вручную? (в МКЭ нужен нелинейный расчет, его мы пока не трогаем).

5. Интересует литература по данному вопросу: Российская, СССР (что лучше) и буржуйская.

Offtop: Пока вроде все, может парочку вопросов еще добавлю.

Мы считаем (наши асы и в советские времена считали) бетон с понижающими к-тами. Для В25 по СП сейчас модуль делится на 2.5 только за счет учета ползучести (раньше по СниП был суммарный к-т 0.425). Понижение модуля - совсем не новость. Для изгибаемых элементов понижение нужно получать с учетом раскрытия трещин, а не только ползучести. Так к-т может быть и 0.2. Получить его можно, сравнив прогиб балки по нормам с упругим прогибом.
С коэффициентами все не так просто. Их учет приводит к перераспределению усилий в элементах. Например, в раме более жесткие колонны (сжатие с ползучестью) могут потянуть на себя более высокие моменты и утащить их с менее жестких балок (работа на изгиб с трещинами). В принципе иногда следует подумать, а успеет ли произойти ползучесть? Иногда стоит посчитать некоторые элементы и с начальным модулем для наиболее неблагоприятного сочетания, "поиграть" этими коэффициентами. Поэтому при анализе усилий нужно всегда думать.
Тут, может, напишут, что все это ерунда, нужно считать нелинейный железобетон. А кто так на практике реально делает?

Проектирование зданий и частей зданий

__________________
«Точно знают, только когда мало знают. Вместе со знанием растет сомнение». Иоганн Вольфганг Гете

Смотрена. полностью читал ее давно. сечйчас глянул основное. очень познавательно и ентересно, но там идет речь больше про определение прогиба. про нелинейность.
Меня интересует линейный расчет по прочности - подбор арматуры - 1 этап. Как люди усилия определяют для подбора арматуры с пониженным Е или нет? Прогиб я считаю на коленках. Вообщем все в п.1 написано.

1. если имеется ввиду, п.5.1.13 СП 52-101-2003, тоя думал это для расчета по деформациям - меня интересует определение усилий при подборе арматуры.
2. Почему на 2,5? там, вроде, табличку 5.5 того же СП надо глядеть.
3. Или речь идет о другом?

При подборе арматуры по первой группе можно и не снижать, т.к. в данном случае усилия не определяются а задаются (предельные), снижение модулей равносильно выравниванию эпюр (другая равновесная схема для метода предельного равновесия). При расчете по второй группе - это явно приближенный метод. Хотя опять же - ширина раскрытия трещин зависит например от диаметра и процента армирования, а напряжения могут вполне быть грубо оцененными (например при проценте армирования больше некоторого значения или при диаметре арматуры АIII менее 8 мм вообще можно не проверять).
А вот перемещения таким способом оцениваются очень неточно. Если конструкция не типовая, нужно считать либо нелинейно, либо искать какие то более точные оценки.

А вот это уже мнение. Спасибо. Хотелось бы послушать еще других спецов.

1. Думаю в том же ключе. Мы же при расчете по прочности рассчитываем частный случай по методу предельного равновесия, и, если грубо сказать, стремимся не доводить до предела, точнее, как вы правильно отметили, задаем предельные усилия.

снижение модулей равносильно выравниванию эпюр (другая равновесная схема для метода предельного равновесия).

2. с выравниванием эпюр игрался, вопросов тоже много - пост. 232 тема Edugen.

Хотя опять же - ширина раскрытия трещин зависит например от диаметра и процента армирования, а напряжения могут вполне быть грубо оцененными (например при проценте армирования больше некоторого значения или при диаметре арматуры АIII менее 8 мм вообще можно не проверять).

обследование, испытание, проектирование

Необходимо учитывать нелинейную работу Ж/Б, Ж/Б работает с трещинами. Поэтому при линейном расчете необходимо снижать модуль упругости, как это указано в нормах. Тем более, что вероятно, вы как и многие проектанты деформации и трещины проверять не собираетесь.

. 4. Если мы рассчитали каркас, и при подборе арматуры поставили галочку с учетом трещин (у меня в Stark имеется, в Лире, Мономахе тоже вроде есть), то получается все ОК - арматура подобрана с учетом трещин по группе нами заданной? Прогибы, допустим, я проверю вручную, с учетом арматуры, в зависимости от изгибных жесткостей. Нужно ли проверять образование и раскрытие трещин вручную? (в МКЭ нужен нелинейный расчет, его мы пока не трогаем). OFFTOP]

В СКАДе производится подбор арматуры по СНиП, в т.ч. по трещиностойкости. Усилия должны быть направлены в нужном направлении.
По предельным деформациям, естественно, не считает.
Считаю, что прогибы можно оценивать путем снижения Е. Настолько, насколько считаете нужным исходя из имеющегося багажа опыта.

Инженер-проектировщик, конструктор, руководитель группы.

Необходимо учитывать нелинейную работу Ж/Б, Ж/Б работает с трещинами. Поэтому при линейном расчете необходимо снижать модуль упругости, как это указано в нормах. Тем более, что вероятно, вы как и многие проектанты деформации и трещины проверять не собираетесь.

Так получается что в среднем ( в зависимости от табл. СП) мы будем снижать на 3. И получится Е=1000000. Далее в результатах вылезет невероятная арматура.

P.S. Я волнуюсь за расчеты в сейсмических районах, где итак арматуры получается много, так теперь еще и модуль снизить.

Я видел расчеты зрелых расчетчиков в Лире (линейные), так у них модули нормальные с табл. 5.4.

Меня интересует именно расчеты в сейсмич районах-вряд ли успеет бетон поползти при сейсмике.

все выше сказанное мнение студента

Так получается что в среднем ( в зависимости от табл. СП) мы будем снижать на 3. И получится Е=1000000. Далее в результатах вылезет невероятная арматура.

P.S. Я волнуюсь за расчеты в сейсмических районах, где итак арматуры получается много, так теперь еще и модуль снизить.

Я видел расчеты зрелых расчетчиков в Лире (линейные), так у них модули нормальные с табл. 5.4.

Меня интересует именно расчеты в сейсмич районах-вряд ли успеет бетон поползти при сейсмике.

все выше сказанное мнение студента

При расчетах зданий в сейсмических районах от статических нагрузок следует учитывать снижение модуля. А вот при расчетах на сейсмические нагрузки модуль можно и не снижать. Но считать при этом нужно уже деформированную схему от статики - как то так в идеале. Как это реализовать в реале - вопрос опыта и знаний.

ГЛАВА 6. Упругость, усадка и ползучесть бетона

Динамический модуль упругости

Динамический модуль упругости отражает только упругие свойства материала без влияния ползучести, поскольку при колебаниях образца в нем появляются напряжения, весьма незначительные по величине. По этой причине динамический модуль упругости приблизительно равен начальному модулю упругости, определенному при статических испытаниях, и значительно выше статического модуля деформаций. Разница в величинах динамического и статического модуля обусловлена также тем, что гетерогенность бетона влияет на эти модули по различному механизму. На рис. 6.7 показан график зависимости величины отношения статического модуля к динамическому от прочности бетона. Для исследованного состава это отношение увеличивается с возрастом бетона

Так получается что в среднем ( в зависимости от табл. СП) мы будем снижать на 3. И получится Е=1000000. Далее в результатах вылезет невероятная арматура.

арматура то с чего увеличится? она изменится (где-то вырастет, а где-то уменьшится)только если вы поменяете соотношение жесткостей элементов. Вы поэкспериментируйте: сделайте небольшой каркас какой-нить (3-5 этажей, к примеру) задайтесь любыми модулями: хоть одинаковым для всех элементах, хоть как в СП (0,3 для плит и 0,6 для стен) просчитайте его и потом измените модуль у всех элементах прямопропорционально (хоть уменьшите хоть увеличьте на 100 порядков) и увидите, что усилия не поменялись, а изменились только деформации. Смысл этих коэффициентов (0,3 и 0,6), чтоб приблизиться к "реальному" распределению усилий в жб каркасах

Спасибо всем участникам беседы, но все же очень прошу ответить на вопросы поста 1, данной темы, по пунктам. Очень интересно ваше мнение!

Мне как то неловко вклиниваться в обсуждение куда более опытных коллег, но раз уж автор спросил мое мнение.
1

необходимо ли снижать модуль упругости материала, при расчете монолитных ЖБК. Снижаете ли вы Е?
какой принимать коэф. снижения? По СП 52-103-2007 или статье Залесова? какой коэф. и для каких элементов принимаете вы?

по СП 52-103-2007, или увеличить жесткость согласно армирования (все же вопреки многим мнениям считаю это допустимым)
3 для балок как для плит, как я понял принципиальное отличие в том изгибаемый это элемент или сжато-изгибаемый (сжатый)
фраза

Все вышесказанное - мое личное мнение которое в принципе может измениться со временем.

Инженер-проектировщик, конструктор, руководитель группы.

При расчетах зданий в сейсмических районах от статических нагрузок следует учитывать снижение модуля. А вот при расчетах на сейсмические нагрузки модуль можно и не снижать. Но считать при этом нужно уже деформированную схему от статики - как то так в идеале. Как это реализовать в реале - вопрос опыта и знаний.

Я попробовал при помощи вариации моделей. Вроде получилось.
Другой вопрос о том, правильно ли это?

Создал две схемки:
1. Стат. нагрузки с понижеными Е
2. Дин. нагрузка с начальным Е

Задача маленькая, но тем не менее различия между вариационной моделью и стандартной сейсмической, при подборе арматуры совсем небольшие

Всем большое спасибо за участие в теме!
Мнения у всех разные. Хочется определиться со своим.

Считаю, что прогибы можно оценивать путем снижения Е. Настолько, насколько считаете нужным исходя из имеющегося багажа опыта.

3. Вы считаете, что при расчете по прочности нужно снижать Е?! По СП или другим методикам, каким? А как проектировли жб до 2005?
4. Не могли бы ответить на вопросы поста 1.
Offtop: о сейсмике пока не говорю

5. это интересно. в вашей теме читал идею. правда как-то сложно в масштабах каркаса получается. литературкой по этому вопросу не поделитесь?

арматура то с чего увеличится? она изменится (где-то вырастет, а где-то уменьшится)только если вы поменяете соотношение жесткостей элементов.

Мы и меняем это соотношение, изменяя Е. Уменьшая по СП Е, мы грубо говоря, уменьшаем в 5 раз жесткость гориз. эл-в и в 2 раза вертикальных, тем самым еще больший момент уйдет на колонну и увеличится требуемое армир. колонн.

Снижать модуль упругости несомненно надо, но необязательно у всех конечных элементов схемы. Можно, например, посмотреть те зоны, где напряжения или деформации превысили предел линейности. В СКАДе можно для такой оценки использовать постпроцессор главных и эквивалентных напряжений, или оценить по образованию трещин в ж-б. У тех КЭ, где процесс ушёл в зону нелинейности, можно снизить модуль по рекомендациям СП. А у тех, где всё в линейной стадии - можно не снижать или снизить несильно.

Снижают по разным причинам и на разные величины, так что СП52-103-2007 не противоречит статье Залесова. Причины:
1. При непродолжительном действии нагрузки для учета неупругих деформаций бетона - умножением на 0,85, т.е. снижая на 15%.
2. При длительном действии нагрузок - с учетом ползучести делением на коэффициент (1+фиbcr).
3. Для приведения "упругого" расчета в некоторое соответствие с фактическими жесткостными характеристиками, это и описано в СП52-103-2007, только величины 0,2 у меня никогда не получалось - для плит как правило 0,25, для балок 0,5 и выше.
Сам часто пользуюсь снижением модуля для некоторой оценки прогибов, но стараюсь проверять коэффициент снижения по простым моделям.

Пользоваться то imho конечно можно, если понимать - для какой конкретно величины такой грубо оценочный подход, какую ошибку дает. Но ссылаться как на конечный результат - нельзя. Потому как в СП сказано насколько я помню "для предварительной оценки, допускается". За предварительной обязательно следует окончательная.
А ошибки данного подхода таковы:
1) армирование по I-й группе - нет никакой ошибки, кроме возможного перерасхода арматуры ничем не грозит. Например арматуру не учитывают - считают по бетонному сечению жесткость - по той же причине, что не суть важно
2) армирование по трещиностойкости - ошибка может варьироваться в зависимости от того, какую роль играют напряжения в арматуре (которые по линейному расчету хоть с какими коэффициентами весьма неточно определяются) в совокупности с другими факторами.
3) частоты и формы колебаний при определении динамических нагрузок - тут наверно можно использовать, потому что насколько я представляю вычисляемые по СНиП динамические нагрузки сами по себе оценочные и в данном случае что то особо уточнять смысла нет (нелинейная динамика не хухрымухры).
4) Перемещения - не точны абсолютно в общем случае. Т.е. вы должны понимать, что умножение Е на некий коэффициент суть деление прогиба на этот коэффициент. Уменьшили Е в пять раз - увеличили прогиб во столько же. Если бы все было так просто - никто бы с нелинейностью не парился. Если для типовых каких то может и пойдет, то для нетиповых ошибки могут быть на порядок и больше. Расчетный метод - это расчетный метод. "С учетом опыта" 1+1 где то возле 2, а инженер должен умть оценивать результат точно.
Очень верно заметил автор темы насчет того, что в советских снипах такой рекомендации быть не могло в принципе. Потому как фуфловая она изначально. Хотя сами инженеры прибрасывали в голове в таком духе всегда.

Уменьшили Е в пять раз - увеличили прогиб во столько же. Если бы все было так просто - никто бы с нелинейностью не парился

Этот метод позволяет в зачастую "париться", но не сильно, например построив диаграмму момент-кривизна для кокретного типа армирования вычислить коэффициент снижения жесткости при разных значениях момента и посчитать по упругой схеме получив вполне хорошее совпадение по прогибам, у нас получалась погрешность в пределах 10% по сравнению с "нормальным" нелинейным расчетом. С учетом того, что расчет деформаций жб дело весьма неточное 10% это вполне хорошо. Т.е. дело не в точности такого способа, а в точности получения коэффициента снижения. Или, например, я просчитывал жесткостные характеристики в одной программе, а потом задавал соответствующее снижение модуля в другой.

Читайте также: