Расчет фундамента в лире

Обновлено: 12.05.2024

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 .

Расчет фундамента в лире

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.

Столбчатый фундамент в ПК Лира

Неправильный (Странный) метод моделирования и расчета дает неправильный (странный) результат армирования.

Дожили. Столбчатый фундамент считаем МКЭ.

Нельзя так фундамент моделировать - если нужно просто посчитать это делается руками за несколько минут (секунд при соответсвующем навыке).
Если нужно именно в лире (по каким-либо причинам) то следует задать объемными КЭ, арматурный слой оболочками (и армировать как оболочку), а трещины моделировать одним из вариантов:
1. Расшивкой узлов.
2. Удалением части объемных КЭ в месте расположения трещины.
3. Физически нелинейными объемными КЭ, хотя это не очень правильно, т.к. трещины могут вовсе не образоваться, что как-будто бы соответсвует истине, но противоречит теории железобетона (прочность бетона на растяжение при изгибе железобетонных элементах принимается равной нулю, т.е. трещины есть всегда).
Кроме того, первые два метода более устойчивы в численном решении.

Расчет фундамента в лире
- 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
  Система ГРУНТ – автоматизированное создание модели грунтового массива и определение на базе этой модели параметров грунтового основания – осадки, глубины сжимаемой толщи, напряжений от собственного веса грунта и приложенной нагрузки, а также коэффициентов постели, разности осадок между существующими и строящимися зданиями.
  Физически нелинейные конечные элементы односторонней работы грунта на сжатие с учетом сдвига по схемам плоской и объемной деформации для моделирования работы грунтового массива. МОНОМАХ-САПР ФУНДАМЕНТ
  Программа выполняет расчет основания и фундаментной плиты. Определяется необходимая площадь сечения арматуры, производится конструирование. Выполняются чертежи.
  Система ГРУНТ – версия, адаптированная для работы в среде ПК МОНОМАХ-САПР.
  Раздел включает 8 программ: Несущая способность свай по результатам полевых испытаний; Параметры упругого основания С1, С2; Расчет одиночной сваи; Расчет сваи на совместное действие нагрузок; Осадка условного фундамента; Главные и эквивалентные напряжения в грунте; Устойчивость склона; Устойчивость многослойного склона.
  
  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??
  
  Расчёт фундамента в системе Грунт
  
  Принцип моделирования фундамента у меня таков: сначала моделирую сам ленточный фундамент пластинчатыми элементами. Далее прикладываю коэффициенты постели. После этого получаю в первом приближении отпор грунта Rz. Сравниваю его с расчётным сопротивлением и подбираю ширину ленты в под разными стенами исходя из полученных величин отпора грунта. Когда ширина подобрана назначаю этой ленте соответствующие значения давления на грунт и присоединяю заготовленную модель грунта. После этого вырисовываются такие вот изополя полученных давлений на грунт основания. Как вы заметили в нижних углах здания значения Rz превышают на тонну/м2 расчётное сопротивление грунта.
  
  Вопрос таков: Нужно ли от этого избавляться и насколько это критично?
  И вообще хочется знать ваше мнение, исходя из чего Вы подбираете ширину фундамента: относительных осадок здания, отпора грунта под его частями или чего-то ещё? Что является так сказать первостепенным? (Теорию я-то знаю, но хочется видеть её применимость к совместному расчёту здания с грунтом основания програмным комплексом Лира.)
  
  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.
  
  Расчет свайных фундаментов в ПК ЛИРА 10.10
  
  В ПК ЛИРА 10.10 появилась возможность моделирования свай стержневыми элементами, при этом, производится учет упругого основания вдоль стержневого элемента, моделирующего сваю. В вебинаре подробно будет рассмотрены нововведения по моделированию и расчету свайных фундаментов в ПК ЛИРА 10.10
  
  В ПК ЛИРА 10.10 был значительно расширен функционал расчета свайных фундаментов. Появилась возможность моделирования свай цепочкой стержней, что теперь позволяет не только вычислять несущую способность свай по грунту, но и подбирать армирование свай.
  
  Были добавлены недостающие типы свай, такие как, набивные, буровые и сваи-оболочки, погружаемыми с выемкой грунта и заполняемые бетоном (классификация соответствует таблице 7.6 СП 24.13330.2011), сваи-стойки и буронабивные сваи.
  
  Также, появилась возможность производить расчеты свай, опирающихся на скальные грунты. На вебинаре будут подробно раскрыты все нововведения, а также рассмотрены практические примеры, которые снимут все вопросы по применению новых типов расчета и свай.
  
  Длительность: 90 минут
  Организатор: ЛИРА Софт
  Стоимость: бесплатно
  
  Вопросы, рассматриваемые в вебинаре:
  - Алгоритм моделирования свайных фундаментов в ПК ЛИРА 10.10
  - Новые типы свай: набивные, буровые и т.д.
  - Описание методов расчета свай, смоделированных стержневыми элементами
  - Расчет одиночной сваи, свайного куста, условного фундамента
  - Уточнение нагрузок на свайные фундаменты
  - Определение несущей способности свай по грунту
  - Подбор армирования свай
  Что вы узнаете на вебинаре?
  - Как выполнять расчеты свайных фундаментов;
  - Как моделировать сваи стержневыми элементами;
  - Как моделировать свайные фундаменты на скальных грунтах;
  - Как подбирать армирование свай;
  - Как моделировать различные типы свай.
  После просмотра вебинара у Вас отпадут все вопросы по моделированию свайных фундаментов в программном комплексе ЛИРА 10.10.
  
  Задание граничных условий (связей) для фундаментных плит в горизонтальной плоскости
  
  Фундаментные плиты зданий, как правило, моделируются в виде пластинчатых элементов на упругом основании. Роль вертикальной связи выполняют граничные условия виде коэффициентов постели. Для обеспечения геометрической неизменяемости здания в горизонтальных направлениях (вдоль осей X и Y) следует наложить граничные условия в плоскости фундаментной плиты. Как известно, для обеспечения геометрической неизменяемости тела на плоскости достаточно наложить 3 связи, не пересекающиеся в одной точке. Бывает, что на практике расчетчики закрепляют фундаментную плиту в только трех узлах. Подобное закрепление может привести к резким всплескам усилий в местах наложения связей, а соответственно и армирования:
  
  Если фундаментная плита имеет оси симметрии, то связи лучше задавать по линиям симметрии. Для линии параллельной оси X следует запретить перемещение по направлению оси Y и наоборот. Т.е. по следующей схеме:
  
  Наложенные таким образом связи не будут приводить к всплескам усилий в конечных элементах фундаментной плиты, а плита при этом остается неподвижной в горизонтальной плоскости. При этом при подборе армирования также будет учтена мембранная группа усилий.
  
  Другой вариант задания граничных условий — применения связей конечной жесткости КЭ 56. При использовании данного варианта во все узлы фундаментной плиты вводятся одноузловые конечные элементы 56 типа. В описании типа жесткости данного конечного элемента следует задать жесткостные характеристики в горизонтальном направлении — Rx и Ry:
  
  Значения Rx и Ry можно определить, зная количество n элементов 56 типа (равно количеству узлов фундаментной плиты, в которые вводятся эти элементы) и величину сдвиговой жесткости основания K_x/y:
  
  Жесткость основания в горизонтальной плоскости Kx/y может быть определена из решения статической задачи о штампе на упругом основании [1] стр. 25:
  
  где А — площадь фундамента; Е — модуль деформаций грунта основания; ν — коэффициент Пуассона грунта основания, ωz и ωx — коэффициенты, зависящие от соотношения сторон фундамента a и b.
  
  Другой подход к определению K_x/y базируется на решении задачи о колебаниях штампа на упругом основании [2] стр. 97:
  
  где А — площадь фундамента, Cz — коэффициент упругого равномерного сжатия.
  
  Читайте также: