Нагрузки на фундамент лира сапр

Обновлено: 24.04.2024

35. Расчёт свайных фундаментов в ПК ЛИРА 10.6: одиночная свая, свайный куст, условный фундамент.

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.

Работа с нормативными и расчётными нагрузками

При приложении нагрузок к узлам и элементам в ЛИРА САПР, следует принимать расчётное значение нагрузок. От этих нагрузок будут получены расчётные значения усилий и перемещений. Усилия будут использованы программой для конструктивных расчётов в модулях АРМ/СТК/Кирпич для первого предельного состояния (1ПС).

Для расчёта по второму предельному состоянию (2ПС), следует перейти от расчётных значений усилий к нормативным. Это выполняется путём деления усилия на коэффициент надёжности (коэффициент перегрузки), задаваемый в таблицах РСУ и РСН. При расчёте «по усилиям» требуется задать осреднённый коэффициент надёжности по нагрузке (по умолчанию 1.15)

Задание коэффициентов надёжности по нагрузке при расчёте по усилиям

Получение картины деформаций от нормативных значений нагрузок

Для вывода на экран деформаций модели от нормативных значений нагрузок, следует создать таблицу РСН, в которой нужно сгенерировать или создать вручную нормативные сочетания. В нормативных сочетаниях, все нагрузки умножаются на понижающие коэффициенты равные 1/коэфф. Надёжности.

Нагрузки на фрагмент

Для определения нагрузок на ленточный фундамент можно воспользоваться функцией Расчет нагрузок на фрагмент. Для этого нужно отметить узлы, для которых будем определять нагрузки и элементы, с которых нагрузки будем собирать:

После расчета мы получили нагрузки на фундамент от стены в тоннах в каждом узле (в этих нагрузках уже учтена перераспределенная нагрузка от колонн):

Чтобы получить распределенную нагрузку на ленточный фундамент, нужно узловую нагрузку разделить на шаг узлов, получим т/м.

Если нужны нагрузки на фундамент не от отдельных загружений, а от РСН, то пересчитываем РСН, переходим в «выбор РСН» и включаем визуализацию нагрузок на фрагмент (они будут уже от выбранной комбинации).

Нагрузки на фундамент лира сапр

Интеграция ЛИРА-САПР. BIM-технологии

Работа с ЛИРА-САПР (ВИЗОР-САПР)

Уроки для начинающих
Создание расчетных схем
Организация расчета
Анализ результатов
Документирование

Создание 3D модели
Импорт моделей
Корректировка 3D модели
Нагрузки
Поверхности
САПФИР-ЖБК
САПФИР-Генератор
Документирование

Организация вариантного проектирования
Железобетонные конструкции
Металлические конструкции
Каменные и армокаменные конструкции
Сталежелезобетонные конструкции
Панельные здания
Мостовые конструкции
Основания и фундаменты
Нормативы
Теплопроводность

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА В СРЕДЕ ПК ЛИРА-САПР » Основания и фундаменты

Сортировка

24 января 2017

Расчет свайного фундамента

24 января 2017

Расчет свайного фундамента

Данное видео демонстрирует основные инструменты, разработанные в ПК ЛИРА-САПР, для моделирования свайных фундаментов. Технологическая цепочка отражает процедуру создания расчтеной модели, уточнения жесткостей свай с учетом их взаимного влияния в кусте/свайном поле. Использование данной методики позволяет повысить точность решения п.

Нагрузка на фундамент

30.09.2015 12:45:52

Доброго времени суток!
Возник следующий вопрос: выполняю операцию "рассчитать нагрузку на фрагмент", далее в списке узлов выбираю - 2, в списке элементов - 4,10. В итоге получаю значение нагрузки на фундамент Rz=6.85749 т.
Вопрос в том, как Лира получает это значение? если проецировать усилия N в элементах 4,10 на ось Z получается другое значение:
элемент 4 - усилие N=-5.76033 т, элемент 10 - усилие N=-0.204041 т. угол между элементами 10,4 равен 31.
-5.76033+cos31*(-0.204041)=-5.935 т.
Откуда разница 6.857-5.935=0.922 т ?

Прикрепленные файлы

для форума.lir (6.27 КБ)

Постоянный посетитель

30.09.2015 20:06:25

Цитата
vandit_89 написал: Откуда разница 6.857-5.935=0.922 т ?

Вы неправильно считаете. Просто сложив нормальные силы, вы не получите того, что показывает "Нагрузка на фрагмент". Здесь нужно высчитывать опорную реакцию по правилам сопромата, а не складывать проекции входящих сил.
Попробуйте собрать самую простую раму из любого учебника по сопромату или строймеху (в котором есть аналитическое решение, где определены опорные реакции)соберите нагрузку на фрагмент и сравните с данными из книги. там же посмотрите как эти реакции высчитываются

Изменено: Pro100x3mal - 30.09.2015 20:08:27

Everybody Lies

01.10.2015 07:23:02

Цитата
vandit_89 написал: Откуда разница 6.857-5.935=0.922 т ?

вы сами себя обманули, приложив нагрузку на связь с привязкой 0. Эта нагрузка в стержне не учлась, вот и разница. Отодвиньте силу в пролет и все станет ясно. Также следует понимать, что нагрузка, приложенная в узел, в котором имеется закрепление по направлению нагрузки, также не учтется в нагрузке на фрагмент.

Заглянувший

09.10.2015 14:11:31

Цитата
vandit_89 написал: Откуда разница 6.857-5.935=0.922 т ?

Да действительно. Спасибо за ответ!
Теперь хотел бы узнать как правильно получить нагрузку на фундамент. (N Qx Qy Mx My).
Правильно ли я определяю силу N: смотрю по РСУ максимальное усилие N в элементе, скажем, №309 ( максимальное сжатие возникает N=-6.4105 т при сочетании 1 10)
Затем формирую таблицу РСН на основе РСУ (выбираю в таблице РСН 1 основное - добавить). Оставляю сочетание 6, остальные удалил (столбец в котором загружение 1 и 10 имеют коэффициенты сочетаний - 1.0 )
Далее, использую операцию "расчет нагрузок на фрагмент" для узла №181 - Rz=7.07495 т.
Это и будет нагрузка на фундамент N ?
А как быть с нагрузками Qx Qy Mx My? как определить сочетания при которых действуют максимальные Qx Qy Mx My?

Прикрепленные файлы

ветер_диагональ.lir (84.49 КБ)

Постоянный посетитель

09.10.2015 17:55:13

Формируете необходимые (реально возможные) рсн. Затем выделяете необходимые узлы и элементы и рассчитываете "Нагрузку на фрагмент". В результатах "Нагрузки на фрагмент" получите Pz - ваше N, Px и Py - ваши Qx и Qy, ну и моменты соответственно.

Everybody Lies

Заглянувший

13.10.2015 11:32:28

Хорошо, тогда как определить эти необходимые РСН, скажем, для Qx? (элемент №309)
Я определял по таблице РСУ, максимальное значение Qz (относительно локальных осей), то есть сочетание 1,2. Затем уже составил РСН, и нагрузка на фрагмент.

Изменено: vandit_89 - 13.10.2015 11:43:25

Постоянный посетитель

13.10.2015 14:30:23

Цитата
vandit_89 написал: Хорошо, тогда как определить эти необходимые РСН, скажем, для Qx? (элемент №309) Я определял по таблице РСУ, максимальное значение Qz (относительно локальных осей), то есть сочетание 1,2.

Вы не поняли суть РСУ и РСН!. РСУ - расчетные сочетания усилий , находятся экстремальные значения тех или иных факторов НДС в характерных точках. Т.е., например, можно найти максимальное значение изгибающего момента для колонны и соответствующие ему поперечные силы (как в институте при курсовом проектировании). РСН - расчетное сочетание нагрузок , они просто суммируютя по загружениям.
Если вы хотите получить усилия для расчетов фундаментов, то для начала необходимо понять, какие расчеты будете проводить. Если по первой ГПС - то создаете РСН, соответствующее основному и особому (если имеется) сочетанию согласно СП 20 с расчетными значениями, если по 2 ГПС - то как для основного сочетания из СП20 только с нормативными значениями.

Everybody Lies

Заглянувший

13.10.2015 15:59:50

С расчетом определился: первая ГПС.
Вопрос-то в том, какие номера загружений попадут в основное сочетание для того или иного усилия.
При составлении таблицы РСН, у меня получается пять столбцов с именами: Qx Qy Mx My N. А с коэффициентами в этих столбцах не уверен, точнее, не уверен со строками в которых стоят эти коэффициенты (у меня единицы)

Постоянный посетитель

14.10.2015 18:31:48

Цитата
vandit_89 написал: Вопрос-то в том, какие номера загружений попадут в основное сочетание для того или иного усилия. При составлении таблицы РСН, у меня получается пять столбцов с именами: Qx Qy Mx My N.

Мы, видимо, о разных вещах говорим. Вы хотите, видимо, собрать нагрузку на фрагмент от РСУ - так нельзя.

Everybody Lies

Заглянувший

16.10.2015 12:27:02

Создаю РСН на основе таблицы созданной РСУ. В итоге, получаю, те усилия, которые отображены в результатах РСУ.

Изменено: vandit_89 - 20.10.2015 16:21:55

Постоянный посетитель

20.10.2015 16:25:12

Тогда в чем вопрос? Выполните нагрузку на фрагмент от РСН

Everybody Lies

Читают тему (гостей: 1 )

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Сбор нагрузок на ленточный фундамент в Лира

Думаю да, уж они наверняка подостовернее будут тех, что получены при обычных "статических" к-ах постели!

да и будет ли соответствовать характер перераспределения усилий действительному?

Мне кажется, что в этом случае, как раз таки и будут более получены более реальные формы, колебаний, характер распределения усилий. А вот насколько точными при этом будут значения деформации и сами значения усилия, говорить не могу в силу отсутствия большого опыта расчета!

Если считать с заделкой в узлах опирания (по узлам плитных элементов моделирующих фундам-ю ленту) разве значения усилий в этом случае не возрастут?

Само собой возрастут , ведь у конструкции в этом случае не будет возможности деформироваться в уровне подошвы(проседать, накреняться) и соответственно все эти усилия будут восприняты надземкой и более менее ПРАВДИВО переданы на ф-ты! Как считаете.

А вообще, Sardarov, я бы ,изначально, на Вашем месте посчитал бы Все три варианта:
1) С теми к-ми постели что у Вас есть
2) С увеличенными по рекомендациям СНиП 2.02.05-87 Фундамены машин с динамическими нагрузками или другими рекомендациями(на сайте были похожие темы, точно помню)
3) С абсолютно жестким защемлением ф-та в Лире

Тонкости моделирования ленточного фундамента в ПК Лира

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??

Моделирование работы свай в Лире

Конечно лучше было бы, если бы вы уточнили о чем идет речь - о кустах, лентах или свайных полях.

Работа отдельно взятой сваи в свайном поле отличается от работы одиночной сваи, кроме того работа сваи в свайном поле, а именно работа боковой поверхности сваи и под "острием" сваи, зависит от шага свай в поле. Для свай, расположенных в середине поля при шагах свай до 7d при осадках не более допустимых зависимость "нагрузка - осадка" будет, скорее всего" линейна, поэтому сваю можно рассматривать как элемент среды КЭ №51 допустим. Для угловых и крайних свай, отличающихся от работы средних свай в поле (при отсутствии рядом примыкающих сооружений), зависимость "нагрузка - осадка" нелинейна, однако по п. 7.5.3.1 проекта СП 50-102-2010 допускается примянять линейный КЭ №51 (как почитайте).
В итоге если вы корректно зададите жесткость КЭ №51, то можете им заменить работу сваи.

Не совсем согласен с SergeyKonstr. Дело в том что полная работа сваи не хватит описания даже руководств и СП, она описывается как суммарная работа поверхности сваи и грунта, и никак не линейная зависимость, скорее квадратичная. Если надо просто просчитать вертикальную нагрузку - то м.б. вы и правы, а как вы учтете боковое трение сваи? отпор грунта о боковую поверхность сваи? КЭ 51 заменит ваш лишь упругую связь и все по сути.

Я просто делал модель работы свайного основания, и учитывал боковое трение, отпор и нагрузку острия, при чем работа сваи (эпюра силы поперечной) даже не по треуголке распределяется Есть так называемая нулевая точка (если свая работает на сдвиг - оползень).

24. Расчет армирования ленточного фундамента

Рабочим армированием монолитного ленточного фундамента является нижнее армирование поперек направления ленты. Для подбора армирования необходимо рассчитать схему консольно работающей балки, нагрузка на которую равна реактивному давлению грунта:

Значения давления Pmax, Pmin рассчитывается согласно формуле (5.11) СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» (формула, упрощенная без учета давления грунта над подошвой фундамента).

где: N – сумма вертикальных нагрузок на фундамент, тс
A – площадь фундамента, м2 (для ленточного фундамента длина сечения 1м)
M - момент от равнодействующей всех нагрузок, действующих по подошве фундамента
W - момент сопротивления площади подошвы фундамента, м3 (для ленточного фундамента длина сечения 1м) , где b – ширина ленты, а l = 1m

Изгибающие моменты в основании можно получить анализируя узловые реакции по соответствующему направлению (узлы ленты должны быть закреплены от поворота в плоскости перпендикулярной направлению ленты). Нельзя также забывать, что момент будет выведен с учетом шага триангуляции (например, если шаг сетки КЭ 0,5м, то реакцию крутящего момента необходимо умножить на 2).

Далее, подставляем в формулу расчета P и вычисляем арматуру по схеме консольно работающей балки!

Более подробно данную тему мы рассматривали на прошедшем вебинаре "Расчет армирования ленточного фундамента" .

Смотреть вебинар
Следите за нашими новостями и оставляйте комментарии на форуме .

Читайте также: