Расчет фундамента в лире

Обновлено: 28.04.2024

Во второй схеме задаю плитами подушку и саму балку для последующего определения коэффициентов постели по модели грунта! В этом случае я получаю переменный по длине ленты коэффициент постели, но, наверняка, более или менее достоверный коэффициент, т.к. задана модель грунта!! Недостатком в этом случае является то, что мне придется либо усреднять этот коэффициент для задания на стержневые элементы из первой схемы, либо кропотливо вводить его переменно для каждого малого участка первой схемы! Ведь мне в конце концов придется армировать тавр в Лира Арм а не пластину!

В первой схеме можно все это сделать более проще, как я понимаю! Через вкладку жесткости-коэфициенты постели С1 и С2 и по кнопке расчет С1 и С2!! Но вот в чем принципиальный недостаток, по моему мнению, этого метода. Здесь мне необходимо вести сосредоточенную нагрузку и размеры подошвы!!И это меня бесит больше всего. Какую именно нагрузку вводить. Собранную на 1 м ленты, причем наиболее нагруженной, или брать места пересечения лент и распределять нагрузку на все 4 направления от пересечения, и брать по максимуму!! Определить общую нагрузку от всего здания через вкладку просуммировать нагрузки и отнести ее к площади подошвы всей ленты, (периметр лент помноженный на его ширину). Не понятно какие размеры подошвы в этом случае задавать!! Ширину помноженную на погонный метр или общую площадь всего фундамента. И при всем при этом, если даже я получу этот самый коэффициент этим способом, то он ведь будет постоянным по всей длине лент, хотя в действительности и ежу ясно, что это не так.

А я еще молчу про определение осадок, про определение горизонтальных перемещений от сейсмики, про добор 85-90% процентов модальной массы от сейсмики!! Ведь при сейсмике коэффициенты постели возрастают в приблизительно 10 раз. Или правильным будет создать еще парочку схемок с защемлением и увеличенными коэффициентами постели. Чисто для определения горизонтальных перемещений и добора 85-90% модальной массы.
А может правильным будет определение только лишь усилий в Лире с последующим ручным определением армирования??

Кто, что может посоветовать по этому поводу!! Буду очень рад любым советам и замечаниям??

Очень часто здание по каким-то причинам проектируют не на ленточном фундаменте, а на фундаментной плите. И тут возникает проблема: а как же выполнить расчет фундаментной плиты, чтобы его результаты были достоверными и надежными? На видео, которое выложено в этой статье, показан алгоритм расчета плиты фундамента на естественном основании в программном комплексе Лира. Надеюсь, оно будет вам полезным.

Следует обратить внимание на анализ результатов расчета. Ведь мы должны не просто сделать расчет, но и проверить его правильность.

Основные параметры, которые следует проверять:

- осадка фундамента (в нормативных документах ее значения ограничиваются определенной величиной); осадку мы смотрим в эпюрах перемещений по оси Z;

- крен фундамента (тоже ограничивается нормами) – его можно высчитать, зная разницу осадок по оси Z и габариты фундамента;

- реактивный отпор грунта Rz (он же – давление под подошвой фундамента), это значение, полученное в ходе расчета не должно превышать расчетного сопротивления грунта Ro (оно вычисляется по формулам СНиП, ДБН и т.п.)

Также хочу уточнить насчет того, сколько же раз проводить уточняющий расчет. После каждого расчета проверяйте мозаику коэффициентов постели С1 и С2. Как только они перестанут существенно меняться, расчет можно останавливать.

P.S. Это первая статья с видео-уроком на сайте. Буду благодарна за отзывы и пожелания по тематике уроков, если такое направление показалось вам полезным.

Ясно! Буду пробовать именно так! Даже интересно, действительно как грунт повлияет! Спасибо за советы! Так быстро ответили, как раз сейчас собираюсь начинать и наставления все сказаны) Спасибо, Ирина!

Ирина, добрый вечер! Это Ваше видео просто кладезь! И не знаю даже, чтобы я без него делала. Каждый раз замечаю что-то нужное и вникаю в расчёт всё глубже - особенно, когда делаю по примеру свой вариант! Ирина, вопрос такой - РСУ, получается делаем до расчёта, а РСН после, да? Пока не понимаю почему! Можете объяснить, пожалуйста! Кстати, всё забываю, спасибо за огромный труд на тему расчёта на продавливание, видела, но пока завал на работе, отпуска у сотрудников, не могу добраться, чтобы до конца изучить. Но огромнейшее спасибо, пол статьи читала внимательно, пол статьи - бегло. Просто отличная статья, все случаи жизни. )))) Супер!

Ирина, сделала я свой расчет! Так как во времени была ограничена, то сделала сразу всю геометрию здания с лентой фундаментной, потом добавила грунты и рассчитывала всё вместе. Прикладывала отпор грунта 3 раза и на последний раз коэффициенты постели С1 и С2 перестали меняться. Начну сейчас армировать. А какой физический смысл у этих коэффициентов постели?

Оксана, да. РСУ - до, РСН - есть возможность только после. Если не делать РСН, результат будет тоже правильным, но по современным нормам (уж не промню, какой ДБН) нужно считать именно по РСН,

Давление под подошвой равно деформация основания, умноженная на коэффициент постели с1 (поищите информацию по гипотезе Фусса-Винклера) . Т.о. коэффициент постели показывает прямую взаимосвязь между давлением на грунт и осадками.

А коэффициент с2 (это уже Пастернак) учитывает еще и деформации грунта не только под подошвой, но и вокруг.

Ирина, добрый день! Хотела обратиться к Вам, а так же к вашим читателям, которые имеют опыт расчётов в Лире! Есть ли у кого четкое объяснение, когда нужно рассчитывать по РСН, по РСУ и по усилиям? В чём суть? Прочла много инфо на форумах, но в голове чёткого понимания так и не появилось, многие форумчане сами не имеют чёткого представления! Отзовитесь кто знает!

Ирина, день добрый! У меня такой вопрос - если я задаю распределённую нагрузку на плиту, которая разбита на конечные элементы размером 0,5м х 0,5м и у меня значение нагрузки, к примеру, 0.48 т/м2, то я должна задать именно 0,48 т/м2? Я имею ввиду,что мне не надо делать в данном случае манипуляций, как у Вас, с делением на 2?

Добрый день. Подскажите, можно ли в лире посчитать кессонную плиту?
Пример конструктива плиты толщиной 300мм таков: нижняя корка 50мм, основные балки 400х300мм, ячейкой 6х6м, второстепенные 100мм ячейкой 1х1м, пустотооброзова тель толщиной 200мм, и верхняя корка 50мм.

Дмитрий, конечно, можно. Единственное, нужно определиться с тем, как смоделировать - здесь вкусы у расчетчиков расходятся. Я бы сделала и горизонтальные, и вертикальные (балки) элементы четырехузловыми элементами. То есть, из пластин. Так будет наглядна работа конструкции в целом. Но у такой модели будет недостаток: для балок будет сложно выбрать арматуру, т.к. в пластинах она будет рассредоточена по боковым граням, а не вверху-внизу.
Если же выбирать вариант с балками в виде стержневых элементов, то тут нужно помудрить, чтобы конструкция правдоподобно работала.

Добрый день, Ирина.
По Вашему видео уроку самостоятельно выполнил задачу и все получилось. Давно хотел разобраться, как в Лире смоделировать воздействие/вли яние грунта. Спасибо большое за Ваши материалы.
На данном уроке я не остановился и пошел далее - выполнил армирование плиты и стен. Задал Тип как Оболочка, нормы - по СП. Расчет сечений выполнил по варианту - РСН. Возникли вопросы по результатам армирования:
1) в верхнем ряду пластин центральной стены "машина" выдала мне "s200d20" по Х-верх и Х-низ., по схеме деформаций видно, что по центру стену выдавливает вверх и напряжения появляются на изополях Nx и Ny (это усилия растяжения/сжат ия в пластинах верно?) это получается что вверху нужно устанавливать продольную арматуру Ф20? Стенка работает как балка?
2) В плите вдоль стен машина показала поперечную арматуру по Х1 и У1 Ф20 с шагом 200. Т.е. нужно эти участки армировать вертикальными стержнями Ф20 с шагом 200?
Как понимать и анализировать эти результаты?

Евгений, выложите ссылки на скрины армирования.

И проверьте местные оси пластин: куда направлена местная ось Z?

Евгений, выложите ссылки на скрины армирования.

И проверьте местные оси пластин: куда направлена местная ось Z?

О, с картинками другое дело! С осями все в порядке, по описанию я неверно поняла. А так картина логичная: в растянутых зонах требуется усиленное армирование. Я бы попробовала увеличить толщину пластин и посмотреть, как отразится на армировании - все-таки двадцатка - это слишком.
Цитата:

Да, из-за изгиба в непривычной для пластин плоскости вылезла такая арматура вверху. Эту арматуру можно сгруппировать по верху стены , так будет правильнее. Из-за небольшой высоты стена действительно больше похожа на балку.
Цитата:

В плите вдоль стен машина показала поперечную арматуру по Х1 и У1 Ф20 с шагом 200. Т.е. нужно эти участки армировать вертикальными стержнями Ф20 с шагом 200?

Не торопитесь. Есть один прием, способный показать правду) Дело в том, что в пределах толщины стены армирование в перпендикулятно й плите можно игнорировать, т.к. программа его завышает. Но ТОЛЬКО в пределах толщины стены. Это значит при толщине стены, допустим, 300мм вы делаете в плите вдоль стены два ряда элементов шириной 150мм - слева и справа от стены (можно просто узлы подвинуть), считаете заново и смотрите: если арматура сконцентрировал ась только в этих элементах, значит на нее можно не обращать внимание, ведь на самом деле в пределах 300мм мы имеем дело не с тонкой пластиной фундамента, а с узлом плита+стена, там поперечка не нужна.
Еще можно объединить перемещения в узлах, но в комментариях я с таким рассказом не справлюсь.

Если описание было непонятным, напишите, я нарисую.

Не торопитесь. Есть один прием, способный показать правду) Дело в том, что в пределах толщины стены армирование в перпендикулятной плите можно игнорировать, т.к. программа его завышает. Но ТОЛЬКО в пределах толщины стены. Это значит при толщине стены, допустим, 300мм вы делаете в плите вдоль стены два ряда элементов шириной 150мм - слева и справа от стены (можно просто узлы подвинуть), считаете заново и смотрите: если арматура сконцентрировалась только в этих элементах, значит на нее можно не обращать внимание, ведь на самом деле в пределах 300мм мы имеем дело не с тонкой пластиной фундамента, а с узлом плита+стена, там поперечка не нужна.
Еще можно объединить перемещения в узлах, но в комментариях я с таким рассказом не справлюсь.

Если описание было непонятным, напишите, я нарисую.

1) "Эту арматуру можно сгруппировать по верху стены" - не понял, как поступить? Как решить армирование? Что значит сгруппировать?

2) "делаете в плите вдоль стены два ряда элементов шириной 150мм - слева и справа от стены" - понял - попробую.

3) "Еще можно объединить перемещения в узлах" - а какие узлы объединять? Я в курсе как объединять.

1) заармировать как балку, поставив арматуру вверху сечения, определив нужную площадь из расчета стенки (это будет с запасом), получится вроде арматурного пояса по верху. А стенки заармировать сетками небольшого диаметра.

3) узел стыковки стены с плитой объединять с двумя ближайшими узлами плиты - теми, что на расстоянии 150 мм по сторонам. Кропотливо. Иногда проще просто игнорировать арматуру в этих элементах.

Работать будет только первый верхний ряд полноценно, поэтому я и советую собрать всю площадь с верхней пластины (Х ниж и верхн) и разместить вверху. В ячейке три стержня с одной, три с другой - вот их и перенести надо.

Но хочу немножко увести наш разговор от формализма. Как думаете, если на стенах цоколя будут еще стены дома, возникнет ли в верхней части цоколя растяжение и нужна ли будет арматура? И сразу вопрос вдогонку: почему нужна (не нужна)?

А теперь по картинкам. Мне не нравится, что поперечная арматура не вся ушла в ячейки 150. Я бы с этим еще помудрила. Не пробовали в целях эксперимента увеличить толщину плиты?

После еще заменил бетон с В20 на В25 и поперечка в плите практически ушла. Но арматура в стенке осталась - уменьшилась до Ф18, но осталась существенной.

"собрать всю площадь с верхней пластины (Х ниж и верхн) и разместить вверху. В ячейке три стержня с одной, три с другой - вот их и перенести надо." - Что-то я запутался. Итак, машина показала в верхних пластинах "s200d18/12,7", т.е. она говорит, что в этой пластине в этом сечении должно быть 12,7см2 арматуры верно? Показала 12,7 и Хверх и Хниз, т.е. 12,7+12,7=25,4с м2. Следовательно вверху стены нужно разместить 25,4см2 арматуры?Т.е. 5 стержней Ф28, у которых S=30,79см2?Логи ка и математика моя верна?

12.7 на метре, а у вас 0,5 метра. Делите на два.

И ответьте, пожалуйста на мой вопрос, он важный
Цитата:

12.7 на метре, а у вас 0,5 метра. Делите на два.

И ответьте, пожалуйста на мой вопрос, он важный
Цитата:

Если сверху будет кирпичная кладка и перекрытие, которое должно создавать единый жесткий диск, то они будут препятствовать возникновению растягивающих усилий в верху стены.
Мне кажется, что такая арматура там не нужна, достаточно будет просто сеток из стержней по наружной и внутренней гранях. Сложно мне ответить на Ваш вопрос - с одной стороны моя голова говорит, что там не нужна арматура, а с другой стороны машина показала, что нужна! О_о

Но Вы ответили верно (если не считать плиту, она жесткости фундаментным стенам не добавит, и этот пресловутый "единый жесткий диск", который, если задуматься, совсем и не жесткий, работает в совсем другом направлении). Стены подвала плюс стены дома - это совсем другая жесткость. Сейчас, считая только фундамент, мы недодали ему жесткости в вертикальном направлении, вот и получили неправдоподобны й результат, которого в реальности не будет: нагрузка от стен есть, а стен нет)))

А машина - дура, она не спасет и не подскажет, а лишь сделает то, что мы ей скажем. Чем раньше Вы это усвоите, тем дальше пойдете

Ирина, добрый день. Подскажите, через какое расстояние необходимо устраивать температурно-де формационные швы в монолитной ж.б. площадке (толщ. 300 мм.) для автотранспорта на улице? Шаг принимать как для полов в неотапливаемом здании (6-8м.) или как для монолитного ж.б. по СНиП?

То, чего долго ждали все наши пользователи, наконец свершилось: в ПК ЛИРА 10.6 появился новый конечный элемент 57 – «Свая», реализующий положения СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Появление этого конечного элемента значительно расширяет возможности программного комплекса, при расчёте зданий на свайных фундаментах, позволяет делать такие расчёты быстрее и точнее. Если ранее пользователям ПК ЛИРА приходилось моделировать сваи 56 КЭ, при этом их жесткость высчитывалась либо в сторонних программах, либо вручную, то теперь все сделает программа, необходимо лишь ввести исходные данные.

Реализация

В ПК ЛИРА 10.6 реализованы следующие расчётные ситуации:

Одиночная свая (п.п.7.4.2 – 7.4.3, СП 24.13330.2011);

Свайный куст (п.п. 7.4.4 – 7.4.5, СП 24.13330.2011);

Условный фундамент (п.п. 7.4.6 – 7.4.9, СП 24.13330.2011);

При этом принимаются следующие допущения:

- Условно принято, что несущая способность сваи обеспечена; - Грунт, на который опирается свая, рассматривается, как линейно-деформируемое полупространство; - Выполняется соотношение: (l – длина, d - приведенный диаметр ствола сваи).

Реализованы следующие типы свай (рис. 1):

При этом конец сваи может быть, как заостренным, так и булавовидным.

Рис. 1. Типы свай. ПК ЛИРА 10.6

Расчёт одиночной сваи

Для каждой сваи, будь она одиночной или в составе куста/условного фундамента, задаются следующие параметры (рис. 2):

Длина сваи

Количество участков разбиения – чем больше это число, тем точнее производится расчет

Модуль упругости ствола – характеристика материала из которого изготовлена свая;

Коэффициент Пуассона материала;

Глубина от поверхности земли, на которой не учитывается сопротивление грунта по боковой поверхности (при сейсмических воздействиях).

Объёмный вес материала сваи.

Рис. 2. Задание параметров сваи. ПК ЛИРА 10.6

Параметры расчёта для одиночной сваи задаются при нажатии на кнопку «Вычисление жесткости одиночной сваи» (Рис. 3).

Рис. 3. Параметры для вычисления жесткости сваи. ПК ЛИРА 10.6

При этом боковой коэффициент постели на поверхность сваи вычисляется по формуле:

, где К — коэффициент пропорциональности, принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю (Приложение В, таблица В.1); γс — коэффициент условий работы грунта. Для одиночной сваи γс =3.

Расчёт осадки одиночной сваи производится в соответствии с СП 24.13330.2011: для сваи без уширения по п. 7.4.2 а, для сваи с уширением по п. 7.4.2 б.

Расчёт свайного куста

Для создания свайного куста необходимо вызвать команду «Группы свай», которая находится на панели инструментов либо в пункте меню «Назначения». Для задания свайного куста необходимо выделить группу свай, которая будет входить в куст и нажать на кнопку «Добавить свайный куст» (рис. 4).

Рис. 4. Задание свайного куста. ПК ЛИРА 10.6

Методика расчета свайного куста соответствует п. п. 7.4.4 – 7.4.5 СП 24.13330.2011. При этом жесткостные характеристики сваи вычисляются автоматически в Редакторе грунта, для чего в последнем таблица задания физико-механических характеристик дополнилась четырьмя столбцами (рис. 5):

Показатель текучести «IL» для пылевато-глинистых грунтов;

Коэффициент пористости «e» для песчаных грунтов;

Коэффициент пропорциональности «К», который можно задать численно, либо интерполировать выбором грунта из колонки «Тип грунта для свайного основания»;

Рис. 5. Таблица физико-механических характеристик ИГЭ. ПК ЛИРА 10.6

В параметрах расчёта (рис. 6) появилась новая вкладка – «Сваи», в которой указываются необходимые для расчёта параметры:

k — коэффициент глубины под пятой (п.7.4.3 СП 24.13330.2011);

γ_c — коэффициент условий работы для расчета свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента (п. В.2, Приложение 2, СП 24.13330.2011);

γ_с а — коэффициент уплотнения грунта при погружении сваи, учитывается для понижения коэффициента пропорциональности К при работе свай в составе куста (п. В.2, Приложение 2, СП 24.13330.2011).

Рис. 6. Вкладка расчёт свай. ПК ЛИРА 10.6

Расчет осадки Свайного куста производится согласно п. п. 7.4.4 - 7.4.5 СП 24.13330.2011. При расчете осадок группы свай учитывается их взаимное влияние. Расчет коэффициента постели Сz грунта на боковой поверхности сваи, с учетом влияния свай в кусте, производится, как для одиночной сваи, но коэффициент пропорциональности К умножается на понижающий коэффициент αi.

Взаимное влияние осадок кустов свай учитывается так же, как при расчете условных фундаментов. Расчет жесткостей свай в свайных кустах происходит по той же методике, что и для одиночных свай, но с учетом их взаимовлияния как в кусте, так и между кустами.

Расчет условного фундамента

Задание условного фундамента от свайного куста отличается лишь тем, что в «Группе свай» выбирается пункт «Условный фундамент». Также необходимо задать дополнительно Аcf — площадь условного фундамента и способ расстановки свай — рядовой или шахматный.

Геологические условия, а также физико-механические характеристики грунтов основания задаются в Редакторе грунта.

Полная осадка свайного поля фундамента определяется по формуле:

Где: — осадка условного фундамента,

— дополнительная осадка за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента,

—дополнительная осадка за счет сжатия ствола сваи.

Дополнительная осадка за счет сжатия ствола сваи - вычисляется по формуле:

Нахождение осадки условного фундамента, а также расчет взаимовлияния групп свай (в том числе и свайных кустов) возможно производить по аналогии с плитными фундаментами по 3-м различным методам:

Метод 1 - модель основания Пастернака,

Метод 2 - модель основания Винклера-Фусса,

В случае, если расчёт производится в модуле Грунт, необходимо, как для расчёта пластинчатых элементов, назначить сваям начальную нагрузку, которую потом можно будет уточнить с помощью функции преобразования результатов в исходные данные (рис. 7). Это делается в команде «Упругое основание».

Рис. 7. Назначение сваям начальной нагрузки. ПК ЛИРА 10.6

После расчёта в модуле Грунт, вызвав функцию «Анализ модели», можно отследить осадки, жесткости, и прочие параметры свай и грунта (рис. 8).

Рис.8. Визуализация расчёта. ПК ЛИРА 10.6

Таким образом, мы рассмотрели новую функцию, появившуюся в ПК ЛИРА 10.6, которая позволяет рассчитывать здания на свайных фундаментах.

Мы обновили руководство пользователя для актуального релиза 10.12 и предлагаем вашему вниманию 800! страниц с подробным описание каждой функциональной возможности.

В большинстве опытов по испытанию адгезионных соединений измеряется средняя адгезионная прочность. Данная величина вычисляется как отношение разрушающей нагрузки к площади склейки. Подобный подход подразумевает равномерное распределение касательных напряжений. Исследователи давно обнаружили, что средняя адгезионная прочность соединения является сильной функцией геометрических [1] и физико-механических параметров модели и, следовательно, делает малоинформативными и несопоставимыми экспериментальные данные, выполненные на отличающихся образцах. Малочисленные результаты по измерению касательных напряжений по площади склейки с использованием преимущественно поляризационно-оптических методов [2] показывают, что распределение напряжений является нелинейной функцией. При этом наблюдается концентрация напряжений у торцов модели. В связи с этими фактами возникает необходимость детального изучения напряженно-деформированного состояния адгезионных соединений.

В статье рассмотрено практическое применение методики нелинейного статического анализа сейсмостойкости зданий и сооружений. Произведен расчет одноэтажной стальной рамы нелинейным статическим и нелинейным динамическим методами. В результате анализа полученных результатов расчета показана значимость высших форм колебаний и необходимость анализа их влияния на реакцию системы.

С помощью современного программно-вычислительного комплекса ЛИРА 10.6 выполнена сравнительная оценка напряженно–деформированного состояния не поврежденного и коррозионно-поврежденного железобетонного элемента при динамическом и статическом нагружении. Проанализировано влияния ослабленного коррозией бетонного участка сжатой зоны на перераспределение напряжений в сечении.

В статье рассматривается методика совместной работы ПК ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D посредством API модуля. С позиции инженера-расчетчика рассматриваются возможности передачи моделей между различными программами с применением технологий информационного моделирования.

Вторая часть вебинара является продолжением обзора новых функций ЛИРА 10.12.
Темы вебинара будут интересны тем, кто сталкивается с особенными расчетами в практике, а также хочет узнать о дополнительных возможностях расчетного комплекса

На вебинаре мы расскажем про оболочки сложных форм – для чего они нужны. Обсудим проблемы их геометрического моделирования, затронем научные исследования их прочности и устойчивости, а также продемонстрируем особенности моделирования, задания нагрузок и выполнения расчетов таких конструкций

На вебинаре вы познакомитесь с новыми функциями программы на основе демонстрационных моделей, приближенных к реальным конструкциям. По каждому новому инструменту будет показан алгоритм его применения с учетом особенностей работы элементов конструкции.

ЛИРА 10 - современный и удобный инструмент для численного исследования прочности и устойчивости конструкций и их автоматизированного проектирования методом конечных элементов.

Сегодня я хочу с вами поделиться алгоритмом расчета монолитной лестницы в программном комплексе Лира 9.6. В конце статьи вас ждет видео, но сначала немного теории и пояснений.

Имеется у нас лестница, один ее марш с площадками изображен на рисунке, а рассчитывать мы будем один этаж лестницы с двумя маршами.

Ступени (выделено красным) мы учитываем как нагрузку. Работе конструкции они не помогают, а лишь нагружают лестничный марш. А вот элементы, включенные в расчет, - это лестничные площадки и марши (выделено синим).

Итак, давайте начнем расчет.

Видеоурок вы найдете внизу статьи ↓

Сбор нагрузки.

1. Нагрузка от собственного веса марша и площадки определится автоматически.

2. Нагрузка от веса ступеней.

Нагрузка от веса ступени вертикальная, она не перпендикулярна маршу. Мы ее будем задавать в виде неравномерно распределенной нагрузки на каждую ступень (подробнее в видео). Изменяется она от нуля до максимального значения, равного высоте ступени 0,15 м, умноженной на вес железобетона 2,5 т/м³ и на коэффициент надежности по нагрузке 1,1:

0,15∙2,5∙1,1 = 0,41 т/м².

Выглядеть в итоге эта нагрузка будет так:

3. Временная нагрузка от веса людей 0,3 т/м² (согласно ДБН "Нагрузки и воздействия) с коэффициентом 1,2:

4. Нагрузка для проверки на зыбкость (согласно ДСТУ Б В.1.2-3:2006 "Прогибы и перемещения") – 0,1 т.

Построение расчетной схемы.

Расчетная схема лестницы состоит из трех площадок и двух маршей между ними. Результаты расчета для площадки можно смотреть только по средней площадке, так как к нижней и верхней приложена нагрузка лишь от одного марша.

Опирание площадок в данной задаче – по одной стороне. Вместе с маршем площадки образуют устойчивую конструкцию, по сути ломаная по высоте плита, опирающаяся по двум сторонам. С таким же успехом можно смоделировать и площадки, опирающиеся по трем сторонам, и даже марши, заведенные наружным краем на стену – нужно просто зафиксировать нужные узлы.

Важный нюанс в построении схемы: количество элементов вдоль марша должно быть равно количеству ступеней, так проще будет задавать нагрузку от собственного веса ступеней.

Задание жесткости.

Толщина и площадок, и марша одинакова. Жесткости в расчете мы задаем две: одну с обычным значением модуля упругости бетона, вторую – с пониженным (для расчета по второму предельному состоянию). Сначала мы назначим пониженный модуль упругости, сделаем расчет и проверим перемещения, а затем вернемся в исходные данные, сменим модуль упругости на обычное для железобетона значение и пересчитаем, чтобы уже посмотреть эпюры усилий и выполнить расчет арматуры.

Задание нагрузки.

Три загружения соответствуют трем типам нагрузки:

Собственный вес и вес ступеней – постоянная нагрузка с коэффициентом надежности по нагрузке 1,1. Кстати, для расчета по второму предельному состоянию коэффициент равен 1,0, это в расчете не учтено, а желательно бы поиграться. Но у нас и с повышающими коэффициентами все прошло с запасом.

Нагрузка от веса ступеней выглядит так:

На каждой ступеньке она меняется от нуля до максимального значения.

Вместе с собственным весом получается так:

3. Нагрузка для проверки на зыбкость – сто кило в середине марша.

Для проверки нагружаем только один марш, так как марши одинаковые.

Напоминаю. Проверка на зыбкость диктует следующее условие: при нагружении лестничного марша в центре пролета нагрузкой 100 кг марш должен прогнуться (вертикальное перемещение) менее, чем на 0,7 мм.

Почему важна проверка на зыбкость? Если конструкция не проходит по расчету граничное условие, лестница будет играть под ногами. Это не будет угрожать целостности конструкции (до определенных пор), но дискомфорта людям принесет немало. Просто страшно ходит по лестнице, которая трясется от каждого шага.

Кстати, после задания всех нагрузок нужно бы сгенерировать таблицу РСУ (расчетные сочетания усилий), о чем я благополучно забыла во время записи видеоурока. Прощаю себе потому, что рассматриваю результаты (усилия и армирование) по РСН (расчетному сочетанию нагрузок). Но лучше об РСУ не забывать, особенно в более сложных расчетах.

Выполнение расчета для проверки деформаций лестницы.

После того, как была построена расчетная схема, заданы связи, нагрузки, жесткости, можно запускать задачу на расчет и смотреть результаты.

В результатах в первую очередь генерируем РСН (расчетное сочетание нагрузок). У нас три загружения, из них два первых сочетаются между собой. Мы, конечно, можем посмотреть результаты по каждому загружению и просуммировать их, но зачем, если программа позволяет нам воспользоваться ее возможностями? Поэтому генерируем РСН (расчет на зыбкость в сочетания не включаем, он идет отдельным сочетанием) и ищем наихудший результат.

В деформациях нам интересны только перемещения по оси Z, вот их и проверяем. У нас деформация лестничного марша максимум 8 мм. При пролете 5400 мм. Согласно ДСТУ "Прогибы и перемещения" максимальный прогиб не должен превышать L/200. Проверим:

5400/200 = 27 мм > 8 мм.

Условие выполняется, наш прогиб меньше максимально допустимого.

Также нужно проверить условие расчета на зыбкость. Прогиб от нагрузки размером в 0,1 т, приложенной в центре пролета, составляет 0,05 мм – значительно меньше 0,7 мм, значит все в порядке.

Выполнение расчета для определения усилий в лестнице.

Раз с перемещениями все в пределах нормы, можно вернуться в исходные данные, заменить жесткость на обычную (Е=3е006) и пересчитать задачу.

В результате расчета мы получаем результаты, готовые для экспорта в ЛирАРМ. Посмотрим на эпюры моментов и поперечных сил – они не вызывают вопросов и выглядят вполне логично. Кстати, если бы местные оси пластин не совпадали с глобальными осями (я об этом говорю при построении расчетной схемы), с эпюрами усилий была бы путаница – все было бы не то и не так. Этот вопрос я вынесла в отдельную статью (там же есть наглядное видео), можете изучить (статья в разработке).

Переход в ЛирАРМ и расчет армирования лестницы.

Последний этап – расчет армирования лестницы. Здесь никаких особенностей нет. Импортируем в ЛирАРМ, задаем материалы, выполняем расчет по РСН или РСУ (последнее нужно было сформировать в предыдущем окне) и читаем результаты.

Нижняя рабочая арматура:

Верхняя рабочая арматура:

Все готово для конструирования. Им мы тоже займемся в одной из следующих статей.

Читайте также: