Расчет армирования фундамента в scad

Обновлено: 08.05.2024

Я, начинающий пользователь SCAD, считаю металлокаркас на фундаментной плите. Результаты, по возможности проверяю ручным счётом. По каркасу проверить возможно и результаты по балкам и колоннам сопоставимы с результатами вручную. Фундаментная плита толщ. 60 см с шагом подколонников 3х6 метров. Просчитал армирование плиты по руководству по расчёту плитных фундаментов. По пролёту 6м низ 5D20A-III верх 5D16, по пролёту 3 м естественно меньше, низ 5D12 верх 5D10. По опыту строительства аналогичных объектов по другим проектам- похоже на правду. Но расчёты в SCAD выдают совершенно другую картину по нижнему армированию, по пролёту 6м 10D22-25 мм и по пролёту 3 метра 10D16-18 мм и это без трещиностойкости. Если включить трещиностойкость то диаметры возростают ещё на 2 пункта. Вопрос, наверное, не новый, об этой проблеме в SCAD я читал, но всё же. Имеющие опыт, отзовитесь.

Хочу быть фотографом :)

Может немного оффтоп, но, к примеру, при расчете столбчатых фундаментов под колонну по пособию (питерскому) и в СКАДе, задавая как плиту ступенчатой толщины - результаты тоже расходятся на несколько шагов арматуры, как по прочности, так и по трещиностойкости. И тоже "в пользу" СКАДа

Om81
А ты в ручную расчитывал ф-ты с учетом трещиностойкости.
В СКАДЕ то же надо быть осторожным с введением ступенчатых фундаментов. Выложи примерчик как задавал ступенчатый ф-т в СКАДЕ.

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

Правильно закрепить плиту - это ввести в каждый узел элементы конечной жесткости? Пробовал, вообще получается ерунда. Может я жёсткость не ту назначал? Брал как коэффициент С2 из Пастернака. Поэтому закрепил в углах связями по Х и Y. Что понимать под корректировкой РСУ?

Что касается закреплений то вам нужно просто парировать геометрическую неизменяемость схемы - об этом у Перельмутера написано и много уже тем было, в результате закрепления КАЖДОГО узла у вас.. плита деформируется и начинает "давить" на узел в результате огромные продольные усилия в плите которые то же влияют на армирование

Regby большое спасибо за направление. 0.96 т/м2 = 800 кг/м2 х 1.2 полезная нагрузка от технолога. каждый узел в плите я не закреплял, только по углам. Внесу изменения.

а на сколько будет отличаться результат и в правильную ли сторону если мы закрепим фундамент в нескольких точках по х и у, нежели мы закрепим все узлы по х и у?

Это покажет только расчёт. Но не понятно. зачем крепить все узлы. От сдвига плиты по осям Х и Y теоретически достаточно закрепить 2 узла. По оси Z держит коэффициент постели

да это понятно, просто хочется понять почему так некоторые закрепляют плиты, когда ходил на курсы объясняли что закреплять надо именно в 3-х точках к примеру, а вот спросить как повлияет на результаты полное закрепление узлов - не догадался!

Lymus, лишние связи затрудняют читабельность модели и понимание ее поведения. Так как чаще всего система статически неопределима лишние связи способны сильно повлиять на распределние усилий. К примеру плита изгибаясь смещает свои точки не только в вертикальной плоскости (по оси Z), но также и по другим направлениям, в результате закрепления этих точек данная деформация в горизонтальных направлениях ускользает от внимания расчетчика, так же как и перераспределяет усилия в конструкциях

Закреплять в 3-х точках это лишь общие рекомендации, в каждом конкретном случае нужно анализировать модель, выбирая оптимальные варианты.

Для ограничения горизонтальных перемещений можно ввести в каждый узел пружину и с "давлением" плиты на узел вроде как вопрос решиться, т.к. связь по оси получиться Z податливая.

там в видео каждый узел пружинкой в плите закрепили.

По замечаниям Regby откорректировал РСУ, убрал лишние нагрузки. Армирование на один шаг стало меньше. Что я ещё подумал. Методика проверки рамирования, изложенная в руководстве по расчёту плитных фундаментов, всё таки, мне кажется , упрощенной. Тум за основу расчёта берётся усреднённое давление грунта на плиту. Моменты вподколонниках не учитываются. А в моём случае они велики до 90 т метр. Вероятно отсюда и возникает приличная разница в армировании?

Вот откорректированный файл. Кстати, с двойной нагрузкой, я её не задавал и откуда она берётся не понял. Заново сделал группу нагрузок и загружение. Проверил - опять двойная нагрузка. Пришлось с каждой пластины удалять через окно информации об элементе.
Армирование стало немного меньше, но думаю, что всё равно велико. Ведь по пролёту 3 метра расстояние между призмами продавливания - 80 см. Согласно здравого смысла, при толщине плиты 60 см на таком участке армирование должно быть небольшим. Если бы призмы продавливания сомкнулись в плите, то получается расчётное армирование на этом пролёте уже и не нужно. В местах стыковки стержней-подколонников и плит - пластин введены жесткие тела. По рекомендациям к SCAD их размеры я принял по сечению подколонника, то есть 1 х 1 метр. Возможно их размеры правильней увеличить до размеров призмы продавливания, или хотя бы до среднего сечения призмы продавливания. Надо попробывать такой вариант

Инженер, столкнувшийся с расчетом каркаса здания, одним из несущих элементов которого является колонна, придет к необходимости расчета отдельно стоящего фундамента. Для расчета в вычислительном комплексе SCAD разработчики предусмотрели практически полный функционал для определения несущей способности по всем критериям проверки фундамента.

Итак, выполнив построение каркаса, например, металлического потребуется расчет отдельно стоящих фундаментов. Для этого в вычислительном комплексе SCAD необходимо указать узлы, закрепленные от смещения по заданным направлениям и углам поворота (именно в этих узлах можно выполнить расчет реакции опор). Анализу подвергаются чаще всего вертикальная реакция, горизонтальная и момент в плоскости работы конструкции. Вычислительный комплекс SCAD выводит реакции для всех узлов, отмеченных пользователем, как правило, рассматривается три комбинации нагрузок для:

Максимальные значения при большой загруженности схемы визуально определить непросто, можно воспользоваться инструментом «документирование», где с помощью вывода таблицы всех значений из вычислительного комплекса SCAD в MS Excel фильтруется нужные ячейки чисел.

Полученные комбинации значения необходимо далее использовать при расчете отдельно стоящего фундамента. Расчет отдельно стоящих фундаментов можно выполнять и вручную, для этого производятся вычисления давления под подошвой фундамента.

Ввиду возникающего момента, давление получается неравномерным. Вычисление краевых значений производится по формуле

N – сумма вертикальных нагрузок на фундамент, тс
A – площадь фундамента, м2
M - момент от равнодействующей всех нагрузок, действующих по подошве фундамента
W - момент сопротивления площади подошвы фундамента, м 3 (для ленточного фундамента длина сечения 1м) , где b – ширина фундамента.

Следующим этапом расчета отдельно стоящего фундамента становится определение расчетного сопротивления грунта. Вычисления производятся по СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений», формула 5.7. Для расчета нужны инженерно-геологические изыскания слоев грунта рассматриваемой площадки строительства (или непосредственно под отдельно стоящем фундаменте).

Вычисления расчетного сопротивления грунта для отдельно стоящего фундамента можно также производить с помощью программы ЗАПРОС (сателлита вычислительного комплекса SCAD). В программе реализован расчет по СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».

Получившееся значение R должно быть обязательно больше значения давления P. В противном случае требуется уменьшение давления на грунт, например, увеличением площади отдельно стоящего фундамента. Площадь фундамента и момент сопротивления сечения фундамента находятся в знаменателе формулы нахождения давления P, что и заставляет снижать показатель давления.

При расчете отдельно стоящего фундамента нельзя также забывать и о расчете фундаментной плиты на продавливание и вычисления несущей способности. Фундаментная плита по несущей способности рассчитывается как двух консольная балка, нагрузка на которую равна давлению на грунт (III закон Ньютона). Результатом расчета становится установка рабочей «нижней» арматуры сечения плиты.

Усилие на плиту от колонны приходит весьма существенное, поэтому при расчете на продавливание может возникнуть необходимость установки дополнительных ступеней отдельно стоящего фундамента.

Продавливание, как и расчет двух консольной балки, может выполнить программа АРБАТ (сателлита вычислительного комплекса SCAD).

При выполнении всего вышеописанного алгоритма можно считать расчет отдельно стоящего фундамента выполненным.

Теперь вернемся к схеме каркаса здания. Любой фундамент на грунтовом основании (кроме скального) проседает под действием той или иной нагрузки. Полученная дополнительная деформация схемы способствует изменению перераспределению усилий уже в элементах схемы. Отсюда появляется необходимость в некоторых случаях (наиболее ответственных) устанавливать не жесткое защемление, а упругую связь, в месте примыкания колонны к отдельно стоящему фундаменту. Вычислительный комплекс SCAD не вычисляет автоматически жесткость упругой связи, но можно эту операцию выполнить вручную. Жесткость упругой связи при вертикальном смещении равна отношению несущей способности отдеьлно стоящего фундамента к его осадке, полученное значение измеряется в т/м. Осадка может быть вычислена с помощью программы ЗАПРОС (сателлита вычислительного комплекса SCAD).

Произведя расчет отдельно стоящих фундаментов мы получаем более точную картину деформации здания, а значит и более точные усилия в конченых элементах.

Итак, с помощь вычислительного комплекса SCAD пользователь сможет выполнить требуемый расчет отдельно стоящих фундаментов, подобрать необходимую площадь основания, выполнить расчет на продавливание, определить крен здания, а также учесть перераспределение усилий в зависимости полученной осадки конструкции.

Программный комплекс SCAD помимо расчетного модуля конечно-элементного моделирования имеет в своем составе набор программ, способных выполнять решение более частных задач. Ввиду своей автономности набор программ сателлитов можно использовать отдельно от основного расчетного модуля SCAD, причем не запрещается выполнять совместные расчеты с альтернативными программными комплексами (ПК ЛИРА 10, Robot Structural Analysis, STARK ES). В данной статье мы рассмотрим несколько примеров расчета в SCAD Office.

Пример подбора арматуры в ребре плиты заводской готовности в программе SCAD

Плита будет монтироваться на стройплощадке, например, на кирпичные стены шарнирно. Моделировать для такой задачи всю плиту, часть здания или целиком все здание считаю нецелесообразным, поскольку трудовые затраты крайне несоизмеримы. На помощь может прийти программа АРБАТ. Ребро рекомендуется нормами рассчитывать, как тавровое железобетонное сечение. Меню программного комплекса SCAD интуитивно-понятное: по заданному сечению, армированию и усилию инженер получает результат о несущей способности элемента со ссылкой на пункты нормативных документов. Результат расчета может быть автоматически сформирован в текстовом редакторе. На ввод данных уходит примерно 5-10 мин, что значительно меньше формирования конечно элементной модели ребристого перекрытия (не будем забывать, что в определенных ситуациях расчет методом конечных элементов дает больше расчетных возможностей).

Пример расчета закладных изделий в SCAD

Теперь вспомним расчет закладных изделий для крепления конструкций к железобетонным сечениям.

Нередко встречаю конструкторов, закладывающих параметры из конструктивных соображений, хотя проверить несущую способность закладных довольно просто. Для начала необходимо вычислить срезающее усилие в точке крепления закладной детали. Сделать это можно вручную, собрав нагрузки по грузовой площади, или по эпюре Q конечно-элементной модели. Затем воспользоваться специальным расчетным боком программы АРБАТ, занести данные по конструкции закладной детали и усилиям, и в итоге получить процент использования несущей способности.

Еще с одним интересным примером расчета в SCAD может столкнуться инженер: определение несущей способности деревянного каркаса. Как мы знаем, ввиду ряда причин расчетные программы МКЭ (метод конечных элементов) не имеют в своем арсенале модули расчета деревянных конструкций по российским нормативным документам. в связи с этим расчет может производится вручную или в другой программе. Программный комплекс SCAD предлагает инженеру программу ДЕКОР.

Помимо данных по сечению, программа ДЕКОР потребует от инженера ввода расчетных усилий, получить которые поможет ПК ЛИРА 10. Собрав расчетную модель, можно присвоить стержням параметрическое сечение дерева, задать модуль упругости дерева и получить усилия по деформационной схеме:

Полученные усилия далее необходимо задать в программе ДЕКОР для расчета сопротивления деревянного сечения.

В данном примере расчета в SCAD, критическим значением оказалась гибкость элемента, запас по предельному моменту сечений «солидный». Вспомнить предельное значение гибкости деревянных элементов поможет информационный блок программы ДЕКОР:

Пример расчета несущей способности фундамента в SCAD

Неотъемлемой частью моделирования свайно-плитного фундамента является расчет несущей способности и осадки сваи. Справится с задачей подобного рода, инженеру поможет программа ЗАПРОС. В ней разработчики реализовали расчет фундаментов согласно нормам «оснований и фундаментов» и «свайного фундамента» (в расчетных программах МКЭ таких возможностей не встретишь). Итак, чтобы смоделировать сваю, необходимо вычислить жесткость одноузлового конечного элемента. Жесткость измеряется в тс/м и равна отношению несущей способности сваи к ее осадке. Моделирование рекомендуется выполнять итерационно: в начале задавать приближенную жесткость, затем уточнять значение жесткости по вычисленным параметрам сваи. Построенная модель расчета методом конечных элементов позволит нам не только точно найти нагрузку на сваю, но и рассчитать армирование ростверка:

После расчета конструкции пользователь ПК ЛИРА 10 сможет вычислить требуемую нагрузку на сваю по выводу мозаики усилий в одноузловом конечном элементе. Полученное максимальное усилие будет являться требуемой расчетной нагрузкой на сваю, несущая способность выбранной сваи должна превышать требуемое значение.

В качестве исходных данных в программу ЗАПРОС вводиться тип сваи (буровая, забивная), параметры сечения сваи и грунтовые условия согласно данным геологических изысканий.

Пример расчета узловых соединений в SCAD

Расчет узловых соединений – важная часть анализа несущей способности зданий. Однако, зачастую, конструктора пренебрегают данным расчетом, результаты могут оказать крайне катастрофическим.

На рисунке приведен пример отсутствие обеспечения несущей способности стенки верхнего пояса подстропильной фермы в точке крепления стропильной фермы. Согласно СП «Стальные конструкции» подобные расчеты производятся в обязательно порядке. В программа расчета методом конечных элементов и такого расчета тоже не встретишь. Выходом из ситуации может стать программа КОМЕТА-2. Здесь пользователь найдет расчет узловых соединений согласно действующих нормативных документов.

Наш узел – ферменный и для его расчета необходимо выбрать советующий пункт в программе. Далее пользователь выбривает очертание пояса (наш случай V-образный), геометрические параметры панели, усилия каждого стержня. Усилия, как правило, вычисляются в расчетных программах МКЭ. По введенным данным программа формирует чертеж для наглядного представления конструкции узла и вычисляет несущую способность по всем типам проверки согласно нормативным документам.

Пример построения расчета МКИ в SCAD

Построение моделей расчета методом конечных элементов не обходится без приложения нагрузок, вычисленные вручную значения присваиваются в расчетных программах МКЭ на элемент. Помощь в сборе ветровых и снеговых нагрузках инженеру окажет программа ВЕСТ. Программа включает в себя несколько расчетных модулей, позволяющих по введенном району строительства и очертанием контура здания вычисляет ветровую и снеговую нагрузку (самые распространенные расчетные модули программы ВЕСТ). Так, при расчете навеса, конструктор должен указать высоту конька, угол наклона и ширину ската. По полученным эпюрам нагрузка вводится в расчетную программу, например, ПК ЛИРА 10.4.

В качестве вывода, могу сказать, что программный комплекс SCAD и его сателлиты позволяют пользователю существенно снизить трудозатраты при вычислении локальных задач, а также формировать точные расчетные модели, а также содержат справочные данные, необходимые в работе инженеров - строителей. Автономность программ позволяет конструкторам использовать их в сочетании с любыми расчетными комплексами, основанных на расчете методом конечных элементов.

Также рекомендую посмотреть вебинар по совместному использованию ПК ЛИРА 10 и программы ЗАПРОС (SCAD office) на примере расчета свайного основания.

Коллеги,
Вышла новая заметка из серии «Вопросы и ответы при работе в SCAD Office».

Сегодня разбираем следующие темы:

Как получить результаты армирования в виде фонового изополя и дополнительного
Какие данные необходимы для формирования технической спецификации металла

Вопрос 27: Как получить результаты армирования в виде фонового изополя и дополнительного?

Ответ

При анализе результатов армирования железобетонных плит пользователь может установить значение фонового армирования, для этого устанавливается режим формы выдачи результатов в диаметрах стрежней с указанным шагом. Затем нужно включить команду «дополнительное армирование сетками».

В этот момент в шкале возле значений появляется знак «+». Указав в параметрах значение фонового армирования, вы увидите, что шкала будет перестроена: в первой строке указывается значении фонового армирования, в последующих - дополнительные значения. Можно также указать количество интервалов армирования, чтобы двумя-тремя цветовыми изополями были указаны зоны дополнительного армирования.

Также не стоит игнорировать возможность анализа армирования для отфрагментированного участка схемы, поскольку иначе диапазон значений будет распространяться и на скрытые элементы.

Вопрос 28: Какие данные необходимы для формирования технической спецификации металла?

Ответ

В программе SCAD пользователям стала доступна возможность формирования технической спецификации металлопроката по заданным группам конструирования стальных элементов. Для этого необходимо создать группы конструирования для элементов, которые планируется включить в состав ТСМ, желательно задействовать все элементы для получения полной спецификации на все здание.

Стремиться к сохранению целостности элементов одного конструктивного элемента нет необходимости, поскольку программа будет анализировать суммарную длину всех конечных элементов одной конструктивной группы, а не количество конечных элементов.

Далее необходимо произвести группировку по элементам конструкции: группы конструктивных элементов из левой колонки переносят в правую, которым присваивается имя элемента спецификации, например, элементы поясов и решетки фермы объединяют под именем группы «ферма», связи, балки и т.д. по предложенному списку.

После того, как элементы в левой колонке «закончатся» и Вы сформируете необходимые для схемы категории, следует выбрать команду по формированию спецификации, где фактически уже будет готова спецификация. Данные в дальнейшем возможно сформировать в текстовый и табличный редактор; формирование таблицы в dxf формате пока недоступно.

Если Вы хотите самостоятельно попробовать использовать алгоритм получения ведомости в SCAD, можете скачать расчетный файл стального каркаса для примера.

Хочу быть фотографом :)

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

там в видео каждый узел пружинкой в плите закрепили.

Читайте также: