Скад моделирование опирания плиты на кирпичную кладку

Обновлено: 02.05.2024

Всем здравствуйте. Я совсем недавно начала работать со SCADом. Просмотрела темы на форуме, но ничего конкретного так и не нашла. По этому решила спросить сама.
Вопрос мой таков:
Необходимо рассчитать 5-ти этажное здание с подвалом с несущими стенами из кирпича. Сейсмичность района 7 баллов. Грунты достаточно хорошие. Начав работать по данному вопросу зашла в тупик на моменте создания в SCADе кирпичных стен.
Очень много на форуме написано про анизотропность кирпичной кладки и про то, что задавать ее пластинами, вводя "вручную" плотность, модуль упругости и коэффициент Пуассона, тоже получается не верно. Так а как же тогда все-таки считать? По требованиям СНиП II-7-81 таблица 8 в моем случае необходимо применять комплексную кладку, усиленную железобетонными включениями. Становится еще больше не понятно как учесть совместную работу кладки и сердечников, и как "сказать" SCADу где кладка, а где железобетон.
Очень надеюсь на вашу помощь. Заранее спасибо всем, кто откликнется

__________________
Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами.

Анастасия, Начните с простого. Ответьте на вопрос - какая цель вашщего расчета?

Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами

Не стоит так однозначно трактовать ситуацию. Титаник затонул не потому что был плохо запроектирован, а ковчег остался на плаву не потому что хорошее судно.

Люди диссертации защищают по таким зданиям. В моделировании подобного больше вопросов, чем решений. Всяк расчётчик на свой страх и риск примет те решения по моделировнию, какие ему позволят спать спокойно. Мой совет, сделайте проще, и если уж такой вариант не понравится экспертизе или проверяющим, то пусть предложат другой - свой- альтернативный вариант, а так как его мало кто знает, то пройдёт и ваш.
По сути вопроса полезная ссылка:
Порекомендуйте пожалуйста , Как рассчитать кирпичное здание на сейсмику? С чего начать?

Хочу быть фотографом :)

Regby, цель моего расчета - получить армирование сердечников. По поводу моей подписи, я ни в коем случае не хотела однозначно трактовать ситуацию. И вовсе я не утверждаю, что титаник был плохо запроектирован. Просто, когда случайно наткнулась на эту фразу, она мне понравилась в подоплетке своей. Я увидела в ней призыв "не ошибается только тот, кто ничего не делает" только более завуалированный. А в целом, пока не начнешь - никогда не научишься.
UnAtom, большое спасибо за ответ и за совет. И отдельное за ссылку. Обязательно изучу имеющиеся там материалы.
Om81,наверное от того, что так и не найден ответ на вопрос, который возникает у многих.

__________________
Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами.

Хочу быть фотографом :)

Действительно, тема заезженная и однозначного ответа на нее нет. Действительно, реальное моделирование кирпичной кладки МКЭ - тянет как миниум на кандидатскую. И в этом случае про SCAD вообще сразу забудьте. Единственное, что можно тут им добиться - определение нагрузки на фундамент.

Анастасия, не стоит так серьезно воспринимать мой offtop, мне то же всегда нравилась эта фраза, а вот почитал вашу подпись и подумал немножко под другим углом.

По теме. Скажиет есть ли необходимость проектировать целое здание в SCAD чтобы получить армирование сердечников? Как я понимаю фактически это монолитные пояса по перимитру здания?

Ведь до появления программ МКЭ строили кирпичные здания в сейсмических районах.

Спасибо большое за информацию. Так бы каждый бескорыстно делился - жизнь была бы "малиной"!
К примеру, в работе объект - какркасно-каменное здание. Это, когда колонны и ригели (перекрытия) заливаются после возведения стен, т.е. стены частично служат опалубкой для колонн и ригелей.
Сейсмика 8 баллов. Стены: нижний ярус из бетонных блоков, выше - из пильного известняка. Бетон каркаса и перекрытий В15.
Хочу сказать, что вопросов возникает много.
1. Как учесть ортотропию кладки? Какие КЭ лучше? (балки-стенки или оболочки)?
2. Как учесть совместную работу кладки и каркаса?
3. Как выглядит модель О-Ф-З?
4. Как проверить (оценить) несущую способность кладки?
5. Как выключить из работы поврежденную кладку и нужно ли?
6. Нужна ли подробная модель для простенков в свету? (от колонны до колонны, от ригеля до ригеля)
7. Работа ригеля на кручение (от перекрытий) без учета работы стен?
8. Кладка при 8 баллах работает в основном на сжатие, т.е. помогает ригелю работать на изгиб, но кладка плохо работает на сдвиг(срез, растяжение), точнее, не работает. К сожалению, ортотропией для упрого-линейной задачи, все особенности работы кладки не возможно учесть, а выбросить вообще кладку из расчетной схемы будет неправильно. Какой прием можно использовать?
На все вопросы я нахожу ответ, но хочется знать и другие мнения. Не забываем, что это для сейсмического района.
Да, а вот нижний ярус (ригели не показаны):

Потешная у них разбивка на КЭ (для начала) - сразу видно, люди строймех по СКАДу изучали.
Зачем это так если разобраться? Считайте по СНиП простенки и все, это все что нужно. Ни скад ни презентации каких то фирм, ни даже диссертации - не являются нормативной базой. Поэтому и считать нужно по СНиП и по пособию к нему. И конструировать исходя из простых предположений в запас. А потом для морального удовлетворения моделировать чем то там.

Regby. Монолитные пояса по периметру здания - это антисейсмические пояса, армирование которых четко прописано в СНиПе. А сердечники - это вертикальные железобетонные в кладке. Именно их армирование и требуется определить. До появления МКЭ действительно строили кирпичные здания в сейсмических районах. Это абсолютно бесспорно. Но наша экспертиза требует расчета, а соответственно с меня требует расчет мое начальство. А я зашла в тупик и не знаю что же мне делать со всем этим. И пока что особо хороших идей в голову не приходит. Вот такие дела.
OXOTHUK спасибо за ссылки. изучаю.
Дрюха, Португалец если хотябы получить нагрузку на фундаменты - это уже в целом было бы не плохо. В данный момент нахожусь в полной прострации и не знаю что делать.

__________________
Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами.

Как показало землетрясение в Газли 1976 г., все сердечники очень хорошо выпучиваются из кладки и практически ничего не несут.
По расчету. До 7 баллов включительно и этажностью до 5 этажей расчет вообще не нужен - достаточно сейсмопоясов. В противном случае рассчитывается как ж.б. каркас с кирпичным заполнением. Примерная схема есть в пособии. Обычно кирпич моделируется связями (шарнирный стержень). Самое интересное начинается при конструктивном расчете - кирпич, как правило, не проходит по неперевязанному сечению. Второй вариант моделировать простенки и перемычки стержнями со сдвиговой жесткостью (балка Тимошенко) и с жесткими вставками. Далее проводить расчет как комплексной кладки. В любом случае кирпич очень плохо работает с железобетоном.
С усилиями на фундамент не парьтесь. Семь баллов для ленточного фундамента - ничто. Просто приложите вес здания.
______________________________________
Землетрясение всё равно всё разрушит.

bahil, по таблице 8 СНиП II-7-81 имея высоту 5 этажей для 2-ой категории кладки я могу применить только комплексную конструкцию стен. О том, что можно задавать сердечник и антисейсмический пояс как каркас, я, в общем-то, думала. Но тут возникает тоже много вопросов.

вот именно это мне совсем не понятно. Каким образом смоделировать кирпич (особенно в виде стержня). Может быть я просто чего-то недопонимаю.

Второй вариант моделировать простенки и перемычки стержнями со сдвиговой жесткостью (балка Тимошенко) и с жесткими вставками. Далее проводить расчет как комплексной кладки.

Вот эта часть фразы понятна мне еще меньше. По крайней мере, мыслей о том как это сделать в программе нет никаких, так что даже не могу себе представить каков будет результат.
Фундаменты меня на данном этапе волнуют не особенно сильно, так как экспертиза требует расчет конструкций здания, а фундамент потребуется позже.

__________________
Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Технологии построения расчетных моделей кирпичных зданий в системе SCAD. Презентация на заданную тему содержит 49 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Основные положения для построения расчетных моделей. В качестве результатов расчета имеет смысл использовать только мембранные составляющие напряжений Nx или Ny, а также для определения поперечных сил приходящихся на отдельные участки стен результаты расчета нагрузок от фрагмента схемы от расположенной выше рассматриваемого сечения части здания для расчета и на главные растягивающие напряжения согласно п. 6.12 СНиП II-22-81*. Моменты от опирания перекрытий с эксцентриситетом, изменения толщины стен и от ветровой нагрузки учитываются отдельно и добавляться к полученным мембранным составляющим напряжений в соответствии с правилами изложенными в СНиП II-22-81* и пособим к нему. На участках между простенками над и под проемами возможно образование трещин, учет которых не представляется возможным, и эти участки исключаются из силовой работы. Участки стен между оконными проемами в расчетной модели работают либо независимо друг от друга, либо могут быть связаны только монолитными железобетонными поясами или армопоясами. Следует отметить, что придумать методику расчета монолитных железобетонных поясов средствами Scad достаточно просто, а вот задача по расчету армопоясов пока решить не удалось, и во всех проектах они назначались конструктивно с учетом реализованных ранее проектов. Аналогично предыдущему пункту необходимо исключить работу на сдвиг сборных перекрытий в направлении, перпендикулярном плоскости перекрытия, что может быть достигнуто уменьшением модуля упругости перекрытия на порядок. Необходимо обеспечить шарнирное сопряжение перекрытий со стенами. При применении сборных перекрытий необходимо исключить передачу нагрузки на стены по продольной стороне плит, примыкающих к стенам. Смежные участки стен считаются соединенными между собою идеально упруго при выполнении условия (38) СНиП II-22-81* и п. 7.19 пособия к СНиП II-22-81* по ограничению разности свободных деформаций смежных участков стен.

Рассмотрим реализацию представленных на предыдущем слайде положений на примере выполненной расчетной модели.

Использование вычислительных программных комплексов играют первостепенную роль в развитии методик расчёта [1], а так же экономической эффективности проектирования [2]. Однако при их использовании могут возникнуть ряд проблем, одной из такой проблемы можно считать метод сопряжения пластичных элементов по шарнирной схеме, группа учёных Пензенского государственного университета архитектуры и строительства занимается решением данной проблемой. Существует множество способов, как решать данную проблему, изложим некоторые из них.

Как создать шарнирное опирание монолитной ж/б плиты на стену (Фундаментные блоки или кирпичную)? Создана модель когда плита опирается по контуру на балки (предполагаемые стены заменили балками), нагрузка приложена — 1т и собственный вес, после расчёта по эпюре моментов видно что это жёсткая заделка, а как сделать шарнирное опирание?" — «можно сделать, на мой взгляд, проще.

1-й вариант — задать кирпичную стену с ее характеристиками (жесткость-см. СНиП «Каменные и армокаменные конструкции») в виде КЭ как балки-стенки (т.е 20–30).

2-й вариант — сдвинуть перекрытие на 5см по отношению к примыкающим узлам стены и ввести 55КЭ с нулевыми жесткостями по UX UY UZ (в этом случае при необходимости можно учесть жесткость раствора шва кладки). Шаг узлов я обычно принимаю 0.5–0.6м и вертикальную жесткость 1E6.

Необходимо быть внимательным при выборе КЭ для балок-стенок. Их ориентация в общей системе координат. При необходимости можно через узлы провести вертикальные стержни фиктивной жесткости. При динамических расчетах надо заменить балки-стенки на оболочки.

Для моделирования сопряжение кирпичной стены А, с монолитной плитой. По логике вещей жесткие узлы оставлять нельзя, так как в случае появления несущей кирпичной стены (в виде балки-стенки), если на нижележащем этаже такой стенки нет, то возникает ситуация:

Стена может передавать усилия на плиту, а «удержать» плиту от прогиба нет. Получается некая односторонняя связь, кнопки для которой нет.

В итоге для практических расчетов как с этим поступать? Шарнирное опирание задавать не надо, так как, если посмотреть и сравнить результаты с шарнирами в узлах и без них, то получатся две совершенно одинаковые картины с мизерными моментами в кирпичной стене, то есть они будут практически отсутствовать.

Это происходит, так как модуль упругости бетона во много раз больше модуля кирпича, отсюда и получается шарнир, так как плита во много раз жестче кирпичной стены.

Для решения данной проблемы команда авторов создала несколько расчетных схем на которых и будут представлены варианты возможного моделирования сопряжения пластинчатых элементов по шарнирной схеме.

Общий вид расчетной схемы, где q- единичная распределенная нагрузка, представлен на рисунке 1.

$Описание: D:\Documents and Settings\Admin\Мои документы\Мои рисунки\NoPi_XnjjzE.jpg$

Рис.1. Общий вид расчётной схемы

$Описание: D:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\Сохр\киске2(1).jpg$

Рис.2. В расчетной схеме используется жесткая заделка

$Описание: D:\Documents and Settings\Admin\Мои документы\Мои рисунки\4UCdpPTGNMk.jpg$

Рис. 3. Объединение и перемешивание смежных узлов

$Описание: D:\Documents and Settings\Admin\Мои документы\Мои рисунки\33.bmp$

Рис. 4. Моделирование шарнирного соединения с помощью введения дополнительных стержневых элементов с жесткостью эквивалентной жесткости стены, где1 — Плита перекрытия; 2 — Введенные стержневые элементы; 3 — Стены

$Описание: D:\Documents and Settings\Admin\Мои документы\Мои рисунки\LzaZwhTJTvw.jpg$

Рис. 5. Моделирование шарнирных сопряжений осуществляется путем задания жесткости крайним элементам плиты перекрытия втри раза большей, чем у самой плиты, где 1- EI₁ =2750000 (т/м 2 ); 2- EI₂=2750000 (т/м 2 ); 3-EI₃=2750 (т/м 2 ); EI₁=EI₂=3EI₃

$Описание: D:\Documents and Settings\Admin\Мои документы\Мои рисунки\LzaZwhTJTvw.jpg$

Рис. 6. Где 1- EI₁ =2750000(т/м 2 ); 2- EI₂ =2750000(т/м 2 ); 3-EI₃= 2750000000 (т/м 2 ); EI₁=EI₂=EI₃

Был произведен расчет, по которому получены характерные эпюры напряжений и деформаций данных расчетных схем. Их анализ будет проводиться в следующих статьях.

1. Арискин М. В., Гуляев Д. В., Гарькин И. Н., Агеева И. Ю. Современные тенденции развития проектирования в строительстве [Текст] // Молодой учёный (№ 10(45) Октябрь 2012 г.) С.31–33.

2. Арискин М. В., Гуляев Д. В., Гарькин И. Н, Агеева И. Ю.. Экономическая эффективность проектирования в комплексе Аllplan по сравнению с существующими CAD-системами [Текст] // Молодой ученый. — 2013. — № 5. — С. 32–35.

Основные термины (генерируются автоматически): кирпичная стена, расчетная схема, шарнирное опирание, жесткая заделка, общий вид, плита, шарнирная схема.

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Онлайн
формат
Диплом
гособразца
Помощь в трудоустройстве

311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов

Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!

Курс повышения квалификации

Актуальные вопросы трудового законодательства и охраны труда в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Методика и технологии работы с современными автоматизированными системами библиотек и информационно-библиотечных центров в условиях реализации ФГОС

Курс повышения квалификации

Основы издания детских книг в рамках проектной деятельности в школе

«Ресурсные техники антистрессового и успокоительного дыхания»

«Учись, играя: эффективное обучение иностранным языкам дошкольников»

Свидетельство и скидка на обучение
каждому участнику

Описание презентации по отдельным слайдам:

Технологии построения расчетных моделей кирпичных зданий в системе SCAD.
Теплых А.В. - главный конструктор ООО «КБТ» г. Самара.

План презентации.
Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Требования нормативных документов к выполнению расчетов кирпичных зданий.
Методика построения расчетных моделей в Scad.
Особенности анализа напряженного состояния здания.
Применение откорректированной модели для расчета по раскрытию трещин смежных участков стен.
Демонстрация возможности применения специализированного ПО интегрированного с системой Scad через API.
В переводе с языка программистов на русский
API – интерфейс взаимодействия приложений

Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Расчет выполнен в 1998 г.
в системе «Полина»

Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Расчет выполнен в 2002 г.
в системе «STARK_ES»

110925 степ. своб.
Время решения 15 мин.
1800 МГц
512 МБ ОЗУ
Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Расчет выполнен в 2004 г.
в системе «SCAD»

113503 степ. своб.
Время решения 20 мин.
1800 МГц
512 МБ ОЗУ
Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Расчет выполнен в 2004 г.
в системе «SCAD»

Требования нормативных документов к выполнению расчетов кирпичных зданий.

Перечень необходимых проверок представлен в п. 6.11 СНиП II-22-81*.

В качестве результатов расчета имеет смысл использовать только мембранные составляющие напряжений Nx или Ny, а также для определения поперечных сил приходящихся на отдельные участки стен результаты расчета нагрузок от фрагмента схемы от расположенной выше рассматриваемого сечения части здания для расчета и на главные растягивающие напряжения согласно п. 6.12 СНиП II-22-81*.
Моменты от опирания перекрытий с эксцентриситетом, изменения толщины стен и от ветровой нагрузки учитываются отдельно и добавляться к полученным мембранным составляющим напряжений в соответствии с правилами изложенными в СНиП II-22-81* и пособим к нему.
На участках между простенками над и под проемами возможно образование трещин, учет которых не представляется возможным, и эти участки исключаются из силовой работы. Участки стен между оконными проемами в расчетной модели работают либо независимо друг от друга, либо могут быть связаны только монолитными железобетонными поясами или армопоясами. Следует отметить, что придумать методику расчета монолитных железобетонных поясов средствами Scad достаточно просто, а вот задача по расчету армопоясов пока решить не удалось, и во всех проектах они назначались конструктивно с учетом реализованных ранее проектов.
Аналогично предыдущему пункту необходимо исключить работу на сдвиг сборных перекрытий в направлении, перпендикулярном плоскости перекрытия, что может быть достигнуто уменьшением модуля упругости перекрытия на порядок.
Необходимо обеспечить шарнирное сопряжение перекрытий со стенами.
При применении сборных перекрытий необходимо исключить передачу нагрузки на стены по продольной стороне плит, примыкающих к стенам.
Смежные участки стен считаются соединенными между собою идеально упруго при выполнении условия (38) СНиП II-22-81* и п. 7.19 пособия к СНиП II-22-81* по ограничению разности свободных деформаций смежных участков стен.
Основные положения для построения расчетных моделей.

Рассмотрим реализацию представленных на предыдущем слайде положений на примере выполненной расчетной модели.
Материалы к презентации\16-ти этажный дом на 22 партсъезда\Модели Scad\16 эт на 22 партсъезда Фунд на Винклеровском основании ветер 30 м-с.SPR

Как показывает практика, моделирование шарнирного соединения пластинчатых элементов вызывает сложности у пользователей. В данной заметке рассмотрим функцию, которая позволяет легко решить эту проблему.

Такой функцией служит добавление группы объединения перемещений.

Рассмотрим подробно алгоритм моделирования шарнирного опирания пластин:

1. Вызываем команду «Объединения перемещений» и переходим на вкладку «Составная группа»

2. Выбираем необходимые направления связей. То есть, тут задаются именно направления связи, соответственно, для моделирования шарнирного опирания, необходимо фиксировать только линейные перемещения.

Направления задаются в локальной системе координат, которая по умолчанию совпадает с глобальной. В случае расположения конструкции под углом к глобальным осям, можно поменять направление локальных осей узлов.

3. Выделяем по одной пластине из пары и совместные узлы.

Важно: перед выделением схема должна быть упакована, только в этом случае функция добавления групп объединения перемещений сработает верно.

4. Нажимаем кнопку «Добавить составную группу». При этом, узлы схемы расшиваются автоматически. Показателем правильного назначения группы объединения перемещений является появление в списке составной группы.

Следует отметить, что есть инструменты, которые позволяют отобразить выбранную группу объединения перемещений. Для этого может послужить как «Индикация назначения», так и выделение на схеме.

Также с этой функцией вы можете ознакомиться в записи нашего вебинара(необходима регистрация на сайте)

Если у вас возникли вопросы, вы можете задать их нашим специалистам в чате на сайте, на форуме ЛИРА 10 или в теме обсуждения в социальной сети «Вконтакте»

Заметки эксперта

Публикации

Вебинары

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.

Читайте также: