Расчет фундамента в скаде

Обновлено: 09.05.2024

По моему это бред. Если уж так нужен машинный расчёт, то стоит подумать о программе Мономах или ФОК. Мы вот задумались о программном комплексе для расчта фундаментов, но не забавы ради, а так как что-то в последнее время экспертиза всё чаще требует расчет в ПК. И с каждым годом обновляет ряд элементов, которые хотят видеть с такими расчётами.

Хотя, я думаю, если изловчиться, то и в SCAD можно нагромаздить любую конструкцию.

Конструктор усилия в каркасе наверное более точные, чем при обычном жесткомо закреплении хочет получить, да?

Вообще можно сделать объемными элементами, но смысла нет, если тока вы хотите замоделировать какой-то хитрый фундамент с хитрыми нагрузками, ну скажем так, позаниматься исследованиями на предмет распределения напряжений по фундаменту, а если это рядовой случай, то или вручную или простой програмки по расчету фундаментов вполне хватит.

Так интересно сравнить рядовой случай расчета ручками и машинный, тем более, что замоделировать его не так сложно.Никакого тупика нет если умеешь работать в СКАДе

конструктор вроде как

В том то и дело, что сварганить в Скаде можно, но насколько адекватна будет модель. С учетом ступеней и подколонника получается довольно мелкая разбивка. Например, появляются элементы плиты размерами 0,2х0,1 м и толщиной 0,9 м.

Ступени стакана делать методом КЭ - это бред,
Можно учесть упругое основание по винклеру итерационно подобрав коэффициент в программе запрос того же Скад офиса, сам фундамент - четыре пластины.

Негр преклонных годов

Совершенно согласен. Да и если плита размерами меньше, чем 10х10м, то в Кроссе не гарантируется адекватность результатов - см. форум того же SCADa. И МКЭ даёт большую погрешность результатов, если длина стороны 4-х угольного КЭ пластины меньше его толщины или равна ей.

конструктор вроде как

Хорошие аргументы- бред.Если бы ко мне пришел конструктор стакими аргументами я бы его прогнал, с работы.

выгнать сотрудника не выдвинув контраргументов, это продуктивно, да.

Точно так же как прекрасен ГК, требующий выполнить расчет и не предлагающий способов выполнения этого самого расчета.

Негр преклонных годов

А Вы сделайте это в трёх вариантах: в SCADе, в Мономахе и вручную.
А затем сравните три полученных результата и . прогоните самого себя с работы Offtop: (или накитьте петлю на шею, встаньте на табуретку и . ) .
Извините, немного жёстко сказано, но ответ в Вашем стиле:

ERS10 - а чего так резко-то махать шашкой? тут спрашивали не о расчете собственно столбчатого фундамента, а лишь о его моделировании в составе всей расчетной схемы. а это две большие разницы.

Негр преклонных годов

Только цитаты(без резкого махания шашкой), слово, как известно, не воробей, - уже вылетело, так что не поймаешь:

Главный конструктор настаивает именно на этом. Видел подобные расчеты - столбчатый фундамент задавался как плита на упругом основании, ступени задавались разной толщиной элементов в жесткостях. Адекватна ли такая схема?

сварганить в Скаде можно, но насколько адекватна будет модель. С учетом ступеней и подколонника получается довольно мелкая разбивка. Например, появляются элементы плиты размерами 0,[B]2х0,1 м и толщиной 0,9 м[/b].

если плита размерами меньше, чем 10х10м, то в Кроссе не гарантируется адекватность результатов - см. форум того же SCADa. И МКЭ даёт большую погрешность результатов, если длина стороны 4-х угольного КЭ пластины меньше его толщины или равна ей.

тут спрашивали не о расчете собственно столбчатого фундамента, а лишь о его моделировании в составе всей расчетной схемы

Вы собрали вместе высказывания разных людей. Я же оперировал лишь исходным вопросом и высказываниями одного конкретного человека (igr). в данном случае я с ним согласен - главное результат. столбчатый фундамент можно пытаться моделировать оболочечными элементами, можно просто заменить упругой опорой - потому как нас интересует расчет не конкретного столбчатого фундамента, а расчет каркаса в целом.

Негр преклонных годов

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.

Расчёт этой же задачи в LIRA 2015 можно посмотреть здесь .
Сравнение результатов расчётов в Скад 21 и LIRA 2015 можно посмотреть здесь.

Начнём, как обычно, со схемы в dxf. А так как здание было уже до этого смоделировано в LIRA, то ещё и учту некоторые ошибки. Например, буду создавать лишь половину здания, а затем скопирую зеркально.

Добавляем загружение : собственный вес, вес конструкции пола, вес ограждающих конструкций, вес конструкции кровли, вес перегородок, давление грунта на стены подвала, технологическая (полезная) нагрузка, нагрузка от снега, нагрузка от ветра.

Задаём коэффициенты постели. Во избежание геометрической неизменяемости необходимо задать дополнительные граничные условия с помощью 51 элемента в узлах фундаментной плиты. Жесткость должна составлять 70% от жесткости упругого основания C1, умноженная на грузовую площадь вокруг одного 51 элемента. Опираясь на предыдущий расчёт в Лире получим 0,7*1720 (С1z)*0.3*0.3=108.36 т/м

Выделяем фундаментную плиту и переходим в Кросс, нажав на "расчёт коэффициентов упругого основания" во вкладке "назначения". Далее задаём скважину (лучше задавать несколько), затем выбираем "параметры скважины", затем "грунт". Задаём грунты и возвращаемся в "параметры скважины", где указываем очередность и толщины слоёв. Далее задаём равномерно распределённую нагрузку на плиту и отметку подошвы. Равномерно распределённую нагрузку можно придумать, а можно взять из протокола отчёта сумму нагрузок по Z и разделить на площадь плиты.

Выполняем расчёт в Кросс, сохраняем данные для SCAD (вторая слева кнопка) и закрываем окно Кросса. В самом SCAD применяем коэффициенты индивидуально к каждому элементу или назначаем определённое количество и выполняем расчёт.

Открываем существующую площадку, устанавливаем контур плиты на площадку (я всегда пытаюсь попасть контуром в существующий) выбираем в меню "настройки" пункт "нагрузки полученные из SCAD". Нажав на кнопку "Поле нагрузок" мы увидим Rz из SCAD. Повторяем расчёт, передаём нагрузку в SCAD и выполняем очередной расчёт. И так до той поры, пока полученные Rz не перестанет изменяться.

Добрый день, подскажите пожалуйста особенности моделирования ленточного фундамента. Как рассчитать ширину ленточной подушки?

Cобрать нагрузки, посчитать расчетное сопротивление основания и первое поделить на второе.Принять ширину кратную 100 мм.Посчитать осадку и сравнить с предельно допустимым значением.

Как это сделать в СКАДе? Можете написать подробней? Если я задаю ленточный фундамент пластиной, то какую задавать ширину и что делать с фундаментной подушкай?

Вначале без скада на бумажке по СНиП - сбор нагрузок на пм фундамента.Второе определение расчетного сопротивления по СНиП

Для чего тебе в скаде моделировать ленточный фундамент, какие цели при этом ты преследуешь?
там в ручную делов то посчитать на 15 минут. Собрать нагрузки, принять предварительную ширину ленты, посчитать среднее давление под подошвой (P) , посчитать расчетное сопротивление основания (R). если P Кстати, геология то известна?

Геология не известна. Здание полузаглубленное. Заглубленная часть - железобетон, верхняя часть металлические конструкции. Хотел расчетную схему смоделировать в Скаде.

Все подземные дела по хорошему надо считать в геотехнических прогах, а если геология не известна то и моделировать и считать нет смысла

Ну так и моделируй расчетную схему металлокаркаса в скаде, получишь нагрузки, когда появится геология тогда и рассчитаешь фундамент. А считать фундаменты без геологии глупая затея)
Ты это собрался считать для реального объекта?

В СКАДе надо моделировать фундаментную ленту в случае гибкой конструктивной схемы здания. Если нет геологии - смысла никакого. Хотя можно взять за основу худшие параметры похожих грунтов в данном районе по геологическим каталогам.

mrpic, просьба изменить название темы "расчет ленточного фундамента" в соответствии с п.4.3. правил форума, в противном случае тема автоматически будет закрыта через 12 часов.

Что вы накинулись на топикстартера? У него ленточный фундамент под колонны. Наличие-отсутствие геологии - это второй вопрос.
Лучше расскажите, кто как ленты в Скаде моделирует.

__________________
Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

Нет не под колонны. Полузаглубленное здание, стены заглубленной части - монолит. Расскажите, кто как моделирует ленту?

Здание жесткой конструктивной схемы. Надо считать не гибкую ленту, а ленточный фундамент. При отсутствии геологии, BASE ,будет само то.

А почему именно стержнем и именно на 51х элементах?
Скажем так - мне приходилось это делать с целью расчета армирования лент под колонны. Я делал это пластинами, с коэффициентами постели соответственно. Есть некоторые вопросы к этому методу, почему и интересуюсь.

__________________
Дураки учатся на своих ошибках, умные на чужих, а мудрые смотрят на них и неспеша пьют пиво.

Читайте также: