Ввод связей конечной жесткости в scad для фундамента

Обновлено: 15.05.2024

Заметки инженера-строителя
Блог проектировщика

В отечественной практике наиболее распространена получила модель Пастернака с двумя коэффициентами постели: при правильном подборе параметров модель Пастернака способна изобразить воронку оседания грунта вокруг нагруженной площади.

Модель Пастернака (модель с двумя коэффициентами постели) можно представить в виде винклеровских пружин, соединенных между собой связями сдвига.

Таким образом эта модель с одной стороны устраняет главный недостаток модели Винклера, а именно: позволяет учитывать распределительную способность грунта, а с другой почти не усложняет математическую постановку задачи по сравнению с моделью Винклера. Однако, двухпараметрическая модель порождает так называемые фиктивные поперечные силы на краях фундамента, свободных от закрепления.

В этой двухпараметричной модели (модели Пастернака) вводится не один, а два коэффициента постели:

(С1 и С2 не зависят друг от друга)
С1 - коэффициент сжатия (характеризует жесткость основания на сжатие), связывает интенсивность вертикального отпора грунта σ с его осадкой S формулой σ = C 1 S Измеряется в тс/м3. Физический смысл: С1 это величина усилия в тонна-силах, которое необходимо приложить к 1м2 поверхности основания, чтобы оно осело на 1м. В этом методе С1 отличен от того, что используется в методе Винклера. С2 - коэффициент сдвига (характеризует жесткость основания на сдвиг), дающий возможность выразить интенсивность вертикальной силы сдвига (или изгибающего момента) в виде произведения С2 на производную осадки в соответствующем направлении:

(Эти силы сдвига появляются и в сыпучих и малосвязных грунтах вследствие зацепления и внутреннего терния между частицами грунта) Коэффициенты постели позволяют, зная отпор грунта и сдвигающие усилия, найти осадку фундамента.
В модели Пастернака грунт называют однородным в горизонтальном направлении если С1 и С2 постоянны независимо от положения рассматриваемой точки на рассматриваемой горизонтальной поверхности и от направлния х.

Как правило коэффициенты постели вычисляются на основании усредненных данных по слоям в пределах сжимаемой толщи.

Определение значений коэффициентов C1 и C2 по модели Пастернака в ПК SCAD реализовано в программе-сателлите ЗАПРОС и программе-сателлите Пастернак.

В расчётной схеме ПК SCAD для этой модели грунтового основания фундаментная плита задается пластинчатыми элементами.

По нормали к ним назначается коэффициент постели на сжатие С1 и коэффициент на сдвиг С2.

Учет распределительной способности основания за пределами фундамента для модели Пастернака. Законтурные элементы

Для учета распределительной способности основания за пределами фундамента вводят (добавляют к элементам фундамента) законтурные элементы, моделирующие отпор грунта за пределами плиты.

Особенности моделирования законтурных элементов в SCAD:

Законтурные элементы способны лишь приближенно описывать поведение упругого основания за пределами плана плиты, и сводятся к решению близкой задачи, отличающейся от исходной за счет некоторого искажения работы основания во внешней области к Ω. Влияние этого искажения может быть снижено, за счет окружения области Ω двумя-тремя или более дополнительными рядами обычных конечных элементов с нулевой жесткостью. Многоугольность области практически всегда обеспечивается с той или иной степенью точности. Если же область Ω является невыпуклой, то она должна быть дополнена до выпуклой области конечными элементами ограниченных размеров. При этом в дополняемых частях толщина плиты принимается равной нулю.

Здесь: 1 - плита, 2 - дополнение области Ω до выпуклой, 3 - элемент "Полоса", 4 - элемент "Клин".

Операция "Ввод двухузловых законтурных элементов плиты"

Операция используется для задания характеристик и ввода двухузловых конечных элементов, моделирующих отпор грунта за пределами плиты. Характеристики элементов задаются в диалоговом окне Двухузловой законтурный элемент плиты. При вводе новых в появившемся диалоговом окне задаются характеристики упругого основания, которые описываются парой коэффициентов С1 и С2. Элементы вводятся по тем же правилам, что и стержни с учетом пересекаемых ими узлов.
Операция "Ввод одноузловых законтурных элементов плиты" Операция используется для задания характеристик и ввода одноузловых конечных элементов, моделирующих отпор грунта угловой зоны фундаментной плиты (тип 54). Характеристики элементов задаются в диалоговом окне Одноузловой законтурный элемент плиты и включают коэффициент постели С2 и угол зоны грунта φ (в градусах). Ввод элементов выполняется аналогично одноузловым элементам, моделирующим связь конечной жесткости (тип 51). Порядок работы с законтурными элементами в SCAD для анализа осадок Винклеровского основания: 1 По нормали ко всем пластинчатым КЭ фундаментной плиты назначается С1 и С2. 3 Далее по горизонтали по Х и Y каждый узел фиксируется упругой связью с узловой жесткостью.

Самый обоснованный способ назначения коэффициентов С1 и С2 - по результатам штамповых испытаний. Однако, как правило, в отчетах по инженерно-геологическим изысканиям как правило информация по С1 и С2 отсутствует. При этом есть различные методики (отличающиеся используемыми аналитическими зависимостями для калибровки коэффициентов двухконстантной контактной модели основания), позволяющие по заданным E, H и ν, определить С1 и С2 так, чтобы двухпараметричная модель в каком-то смысле наилучшим образом приближала модель упругого слоя или полупространства. (Например, методики В.З. Власова, В.И. Сливкера, В.А. Барвашова).

Задание жесткости сваи (эл. 51) в SCAD 11.5

Мы каждую сваю в ростверке в составе каркаса моделируем как пружинку. Жесткость пружинок получаем из расчета поля условных фундаментов. В качестве условного фундамента берем каждую сваю в отдельности.

В результате нескольких итераций (по примеру Кросса) получаем жесткости всех пружинок в основании и окончательную осадку.

Расчет каркаса делаем в двух вариантах - жесткое основание и с "пружинками".

Северо-Запад Имеется на руках статическое испытание сваи (менее всего понесшая свая). Какую конечную жесткость задавать в расчет? 707/1.2=589кН 59т/0.04м=1475т/м или 59/0.007=8428т/м (второй вариант взят отсюда Форум). Здание проектируется в Украине, но интересно услышать разносторонние мнения и возможно обоснования. Ну для России это уже не актуально

В статических расчетах не допускается использование жесткостных характеристик, описывающих механическое поведение свай, если его определение было выполнено по данным статических испытаний Каким тогда образом моделировать сваи в расчете, если испытания статические? Новосибирск Каким тогда образом моделировать сваи в расчете, если испытания статические?

При чем тут испытания свай и и моделирование их жесткости?

----- добавлено через 50 сек. -----

Можно поподробнее. __________________
«Было гладко на бумаге, да забыли про овраги, а по ним — ходить». При чем тут испытания свай и и моделирование их жесткости? Уточню стоящую передо мной задачу. Есть монолитный ростверк под ним расставлены 400+ свай. В этом ростверке нужно рассчитать армирование. Я смоделировал ростверк (пластинами и балками), сваи задаю элементом 51. Однозначного мнения какую жесткость задать пока что не не услышал( Однозначного мнения какую жесткость задать пока что не не услышал( Голосую за Fd/s Ну для России это уже не актуально а откуда цитата? Северо-Запад а откуда цитата? Уточню стоящую передо мной задачу. Есть монолитный ростверк под ним расставлены 400+ свай. В этом ростверке нужно рассчитать армирование. Я смоделировал ростверк (пластинами и балками), сваи задаю элементом 51. Однозначного мнения какую жесткость задать пока что не не услышал(

Моделировать все сваи одним коэффициентом постели - это как все фундаменты мелкого заложения под домом моделировать одним коэффициентом. Если ростверк простой (9х9 свай), то это прокатит. Если это свайное поле под жилой дом - нужно коэффициенты считать для разных свай свои.
Лирой, говорят, можно.

Если Вы решили себе сильно упростить жизнь - можно взять максимальную нагрузку на сваю и осадку от этой нагрузки. Будет пальцем в небо+ есть шанс, что нижние колонны будут трещать (если осадки значительные).

летающий цирк Монти Пайтона Мы каждую сваю в ростверке в составе каркаса моделируем как пружинку а габариты ростверка и расстановку свай из ручного расчета определяете? А потом без уравнивания осадок сразу в скад заносите? Или сперва делаете расчет в ФОКе, а потом уже с уравненными осадками в скад заносите? __________________
I'm trained for nothing град Воронеж Лирой, говорят, можно. В лире можно задать несущую способность свай и считать схему с этими данными. __________________
С уважением,
yarrus77 Что за версия СП? град Воронеж Что за версия СП?

с изм №1 от 04.06.2017

Но читать надо сначала раздела

7.7 Особенности проведения расчетов с использованием геотехнического программного обеспечения
(Подраздел 7.7 введен дополнительно. Изм № 1)

7.7.1 Расчеты свайных фундаментов могут осуществляться как с использованием табулированных решений, так и с применением специализированного программного обеспечения. Программное обеспечение, которое допускается для проведения расчетов, подразделяется на следующие группы:

- непосредственно реализующие методики настоящего свода правил;

- реализующие инженерные методики расчета;

- использующие численные решения механики сплошных сред.

СКАД (КЭ процессор) не использует ни одну из указанных методик. Все считается предварительно "ручками" или почти "ручками".
В "ГЕО" программах я так понимаю задаются характеристики грунтов. А полученный результат сравнивается со статическими испытаниями. При большом расхождении выполняется поиск причин и корректировка ошибок.

Упругие связи и связи конечной жесткости для расчета плит на упругом основании

2) Прочитал где-то на форуме, что можно задавать боковые связи к боковым узлам упругими связями , но кто задает 1 т/м , кто 10. Как правильно задавать.

3) Возможно ли моделировать упругое основание связями, посчитав как нагрузку/на осадку(осадку посчитав вручную)? Если это бред, просьба не пинать.

1) Разница только в том, что упругие связи вводятся между двумя узлами. Связь конечной жесткости вводится для одного узла.

3) Можно моделировать упругое основание связями конечной жесткости.

Последний раз редактировалось scad2015, 24.02.2015 в 15:01 . 1/ Какая вам разница - всё одно пружина.
2\ Имеете в виду горизонтальную податливость фундамента?
3| Можно. Но затратно при больших схемах.

SergeyKonstr,

1) . и все-таки разница -то какая-то есть.
2) Да. Смотрел в даунлоде это. Там прикладывают связи. Вопрос какие принимать

Например КЭ 51 (связь конечной жесткости). Жесткость равна=гор. нагрузка / гор. перемещение от этой нагрузки.

SergeyKonstr,
Если так, непонятно от какой нагрузки.

Я спросил про боковые связи , потому что пишут на форумах, что просто закрепление плиты в одной точке по X и Y (жестко) вызывает локальные всплески напряжений,
а если упругими связями, то непонятно откуда берут жесткость.

scad2015/ Определитесь изначально, что пытаетесь сделать, после четко поставьте вопрос.
Offtop: То боковые какие-то узлы, то закрепления плиты. ничё не поймешь.

Нагрузка может быть как внешняя горизонтальная, например ветер, так и внутренняя - мембранные усилия в элементах оболочки, что моделит фундаментную плиту.

SergeyKonstr, ok попробую понятно спросить.

Как лучше задавать горизонтальные связи для плиты на упругом основании (и почему):
1) жестко закрепив один узел от смещения в плоскости плиты (XY) и поворота из плоскости (UZ)
2) закрепив все узлы жестко от смещения в плоскости плиты (XY) и поворота из плоскости (UZ) (На форума где-то советовали).
3) закрепив упругими связями (какую жесткость тогда задавать, и где их ставить, если нет горизонтальных внешних нагрузок.)
4) каким-то еще способом

Задача - получить как можно близкие к реальности результаты армирования/осадки

Ответ - пункт 3.
Жесткость вычисляется.
Ставятся во все узлы плиты.

если нет горизонтальных внешних нагрузок И чё? Под подошвой касательных напряжений от верт. нагрузки в грунте что-ли не бывает?
Offtop: Физика. И чё? Под подошвой касательных напряжений от верт. нагрузки в грунте что-ли не бывает?

И как их найти? (В итоге найти жесткость связей в узлах)

Поля напряжений(что из приложенной картинки выбирать Nx и Ny?) выдаются же только для плиты.

И каким-то образом учитывать удельное сцепление с ?

на примере объясните? Например вот отсюда Там нет горизонтального коэф-та.

Спасибо огромное за книжку.

Там нет горизонтального коэф-та.

А если С2 есть (это же жесткость на сдвиг?)

Каша в голове, не могу все разложить.

Спасибо за объяснения!

А если С2 есть (это же жесткость на сдвиг?) Сдвиг в вертикальном направлении. Санкт-Петербург

SergeyKonstr
Кроме упругих связей можно применить следующий алгоритм:
1. Определяете по нормам сжимаемую толщу грунта под фундаментом и максимальную осадку здания.
2. Моделируете объемными элементами грунт под подошвой фундамента по слоям в соответствии с геологией. В объемном элементе задаете упругую характеристику - модуль деформации грунта. Для каждого слоя грунта соответственно свой модуль деформации.
3. При моделировании грунта грунт распространяете за пределы здания в плане подальше. Можно делать переходы с мелких на увеличенные элементы, чтобы сократить схему. На сколько шире делать схему, чем здание в плане - из опыта. Я делаю метров на 25-50 за пределы здания. Зависит от глубины сжимаемой толщи. Чем больше толща грунта в схеме, тем шире поле грунта. Закрепляете массив грунта снизу и с боков неподвижными элементами. Если не делать грунт далеко за пределы здания, будет влияние горизонтальных связей на вертикальную осадку.
4. Делаете расчет.
5. Далее проверяете осадку здания - сравниваете осадку, полученную по нормам, с осадкой из расчета. Наблюдается такая зависимость - чем меньше сжимаемая толща, тем больше расхождение значений осадки по нормам и осадки из расчета.
6. Далее анализируете неравномерность осадок и полученные усилия.

Данный метод ближе к реальной совместной работе сооружения и грунтового массива под ним. Абсолютной точности, конечно, нет. Но абсолютно точно совместную работу здания и грунта не отражает ни один математический аппарат. Конечно, этот метод не отражает нелинейную работу грунта. Но есть большой плюс по сравнению с методом "на пружинках". Если моделировать пружинками - то в принципе это всем известный старинный метод с коэффициентами постели. Работа грунта в объеме не моделируется совсем. Если делать грунт в объеме, то получается совсем другая картина осадок здания и, что самое главное, другие усилия в конструкциях фундаментов и подземных этажей. Вся картина работы здания с грунтом получается ближе к картине, получаемой по теории упругости - если давите абсолютно жестким штампом на упругое основание, то по краям и, в особенности, по углам получаются напряжения больше, чем по центру. Это подтверждается и натурными опытами с реальными фундаментами. Если считать здания на свайных основаниях так же с объемными элементами грунта, то усилия в сваях по краям и по углам выше, чем в центре. Какие проектные решения принимать по итогам расчета - это уже нужен опыт расчетов, анализа расчетов, некоторой фантазии в интерпретации и т.д. и т.п.

Как это технически сделать, если сетка плиты разбита не на ровную сетку, присутствуют и треугольные элементы?
Надо же каждый объемный элемент вводить вручную, правильно я понимаю? В Scad ведь нет "триангуляции объемными элементами"
Копирование элементов схемы тут не поможет.

п.с. я изначально думал так попробовать замоделировать.

Санкт-Петербург

scad2015
Объемные элементы получаются выдавливанием из плоских. Изучайте матчасть .

По теме. Используя какие-либо расчетные программы, Вы должны всегда понимать, что результаты расчетов сложных расчетных комплексов должны согласовываться с ручными методами расчета и различными теориями. Любая расчетная программа - это не более, чем сложный калькулятор. В нашем примере средняя осадка здания, полученная из СКАД, должна совпадать в общем случае с осадкой, полученной по нормам. Совместная работа здания с грунтовым основанием должна отражать теоретические выкладки теории работы грунтовых оснований. Если этого не происходит, то надо разбираться, почему. В любом случае расчетные комплексы дают нам лишь результат, более или менее приближенный к действительности, и Ваша задача как инженера понимать степень этого приближения. Особенно это касается железобетона и грунтов. На основании знания степени приближения необходимо принять решение, можно ли опираться на результаты расчета при проектировании.
Чтобы понимать степень приближения, надо иметь определенный кругозор по проблемам оснований и фундаментов. Ширина этого кругозора должна позволить Вам принять и такое решение: если знаю, то делаю сам, если не знаю, то отдаю это делать тому, кто знает. Тут есть известный парадокс - чем больше знания, тем больше граница с незнаемым. Для Вас самое главное - это не стать рабом расчетной программы, а остаться Инженером (именно с большой буквы). Ходите на семинары, изучайте литературу, СНиПы почитайте еще раз внимательно. СНиПы только кажутся сухой литературой. В каждой формуле заложены физические принципы работы конструкций и оснований. Их надо понимать. К сожалению, постоянное использование большого количества программ заслоняют физические основы работы конструкций, которым нас учили в институтах. Иногда при экспертизе встречаются в проектах дикие ошибки, которые могут привести к гарантированному обрушению здания. Я думаю, что это происходит от привычки бездумного использования расчетных аппаратов.

Ввод упругих связей

$image\special_elements_toolbar_06.jpg$

Направление и жесткостные характеристики связей задаются в диалоговом окне Упругие связи , вид которого зависит от признака схемы расчетной модели. При назначении новых связей рекомендуется следующий порядок работы:

активизировать операцию и в появившемся диалоговом окне задать значения жесткости связи по соответствующим направлениям (связь считается работающей по выбранному направлению, если значение жесткости по этому направлению больше нуля);

выйти из диалогового окна по кнопке OK и ввести элементы.

$image\rbtn_toolbar_03.jpg$

Ввод элементов выполняется по тем же правилам, что и одиночных стержней — установить курсор с мишенью в узел и нажать левую кнопку мыши, протянуть резиновую нить до второго узла и опять нажать кнопку мыши. Повторить указанные действия для ввода очередного элемента. Узел, который был выбран первым, будет назначен первым узлом связи, т.е. точкой начала местной системы координат.

Следует учесть, что этот тип элемента может иметь нулевую длину, т.е. примыкать к узлам с совпадающими координатами.

Характеристики упругой связи могут быть заданы как в местной, так и в общей системе координат. Для связей нулевой длины они будут только в общей системе координат. Если узлы разнесены, то можно определить местную систему координат элемента аналогично стержневым элементам с помощью операции Ориентация осей инерции (см. Назначение угла ориентации конструктивных осей сечения стержня).

При корректировке характеристик уже назначенных связей рекомендуется:

активизировать операцию и в появившемся диалоговом окне отметить в таблице строку с номером корректируемого типа жесткости;
заменить значения жесткости в соответствующих полях ввода или имя типа жесткости в одноименном поле;
в зависимости от того, будут ли корректироваться характеристики других типов жесткости, нажать кнопку Заменить и выйти (корректировка других типов не выполняется) или Заменить и продолжить (предполагается корректировка других типов).

Маркер Задать элемент списком узлов позволяет создать конечный элемент не используя манипулятор мышь, а путем указания номера узла. Номер узла можно ввести в диалоговом окне, которое активируется нажатием кнопки Список узлов .

Моделирование связей конечной жесткости

хотелось бы иметь новый кэ в развитие линейного кэ№55
с возможностью выключения связи по конкретному направлению в вариантах:
1-по условию --сжатие или растяжение, причем временное в зависимости от конкретного ндс
на конкретном этапе расчета, скажем в "монтаже", то есть с возможностью повторного включения.
2 выключение окочательное по величине порогового усилия-- сломалась шпонка, нет ее болше ни на каких последующих этапах..
3 с установкой взаимосвязи с реакцией другого направления, как эквивалент нынешнего элемента трения с пригрузом
4 чистое трение без пригруза--скольжение грунта по свае при нарушение порогового усилия в связи

еще один вариант кэ по типу 55
введение данного кэ в узел или узлы лежащие на одной прямой для кэ оболочек с указанием направления
глобальной оси разрезки смежных узлов оболочек путем введения парных узлов. Получим шарниры всех видов
плюс линейные и моментные пружины. Действие- выделили цепочку узлов, дали команду ввести связи
по активированному типу жесткости, и все.

в той или иной степени мы моделируем многое из озвученного с помощью имеющихся кэ
и имеем постоянные затруднения связанный с принципом умолчания при упаковке схемы:
должно быть:
1-- элементы с разными типами кэ или с разными типами жесткостных характеристик
описанные в общих узлах по умолчанию НИКОГДА НЕ УПАКОВЫВАЮТСЯ (не сливаются в один случайным образом)
а только под заказ с установкой временной галки.
2-- узлы принадлежащие кэ типа 55 при совпадении их координат по умолчанию не упаковываются.
упаковка таких узлов должна быть возможна только под зпказ , что равнозначно удалению кэ типа 55 из схемы.

3-- если вообще возможно --действия по пункту 1 и 2 распространяются только на те элементы , которые фрагментированы,
то есть все ,что не видим упаковке не подлежит.

13.11.2007 17:58:28

Алексею Лобяку.
процедура 262 -- двухузловой кэ связи
при заполненной таблице "моделирование нелинейных нагружений
работающий либо на сжатие либо на растяжение.
Если таблица не задана, работает как двусторонняя связь по направлению
своей оси Х1 и на сжатие и на растяжение.

Допустим таблица заполнена , в жесткостных характеристиках заявлено сжатие
при нулевом зазоре. Он и работает на сжатие если оно обнаружилось, причем немедленно.
Если зазор ненулевой , то работать на сжатие он начнет не раньше, чем по результатам
вычисленной разницы перемещений двух своих узлов будет выбран заданный зазор.
В подобных случаях всегда делайте контрольный пример, он ответит на все вопросы.

Фундаментная плита в SCAD. Часть 1: Разработка расчетной схемы

Исходные данные

Как было оговорено выше, фундаментная плита в SCAD будет рассчитываться под башню, расстояние между башмаками которой составляет 3,5 м. Соответственно, задаемся (для примера) общими габаритами квадратной в плане плиты с шириной стороны в 4,5 м с консолью практически в 0.5 м.

Создание расчетной схемы фундаментной плиты в SCAD

Шаг 1. Создание очертания плиты

Рекомендую строить расчетную схему симметрично осям, то есть, если длина плиты 4,5 м, то отступ точек от центра будет составлять 2,25 м (рис. 1). После того, как все четыре узла будут введены в SCAD (рис. 2) , необходимо замкнуть их контуром, называемой пластиной.

Шаг 2. Вставка опорных узлов башни на плиту

Если ранее производился расчет башни или мачты, то опорные узлы (рис. 8) с той схемы нужно вставить на проектируемую фундаментную плиту. Так как расстояние между узлами равно 3.5 м, то новые узлы вставляются с расстоянием 1,75 м от центра плиты. Расставленные точки на плите представлены на рис. 9.

Шаг 3. Назначение жесткости опорной плите

Шаг 4. Создание загружений при расчете фундаментной плиты в SCAD

В текущей расчетной схеме можно задать два загружения:

собственный вес;
нагрузка от опоры антенной.

Собственный вес прикладывается SCADом автоматически, аналогично тому, как описано в этой статье. Нагрузка от опоры антенной предоставляются от отдельного расчета. В данном случае нагрузки показаны на рис. 14, а приложенные усилия на рис. 15.

Шаг 5. Создание комбинации загружений

Шаг 6. Назначение связей на плиту

В качестве упрощения, можно задать ограничение плиты в двух диаметрально противоположных узлах (углах), где в первом будут ограничения по X и Y, а во втором по X (рис. 18). Но лучше всего использовать связи конечной жесткости.

Расчет мачты в SCAD. Часть 3: установка связей и вантов

В прошлой статье была окончательно подготовлена типовая секция. В рассматриваемой в качестве примера мачте таких секций 19 штук. Для того, чтобы выстроить тело мачты, необходимо скопировать эту типовую секцию 18 раз. Сделать это удобнее всего через режим сборки.

Режим сборки. Копирование части схемы в SCAD.

В первую очередь необходимо объединить все входящие в секцию элементы в единую группу.

Создание группы элементов в SCAD

Копирование части схемы в SCAD

После копирования схемы, можно выходить из режима сборки. После таких действий рекомендуется выполнить упаковку схемы (рис .6).

Назначение связей в SCAD

Установка и назначение вантов в SCAD

Мачта отличается от свободностоящих башен тем, что у них есть ванты (оттяжки), которые за счет своего натяжения обеспечивают устойчивость. В SCAD реализована возможность расчета вантовых элементов, но для этого придется использовать нелинейный расчет.

Так как в текущем примере у мачты будет 4 уровня оттяжек, исходящих из 4 лебедок, соответственно, в SCAD создаются 4 опорных узла на расстоянии в примерно 31 м от центра под диагонали (рис. 9). Полученные узлы фиксируются по координатам X, Y, Z.

Ванты будут крепиться к телу мачты на отметках:

+9,200 м
+18,800 м
+28,400 м
+38,000 м
+45,200 м

Фундаментная плита в SCAD. Часть 2: Расчет коэффициентов постели в КРОСС

После того, как в предыдущей статье была создана расчетная модель фундаментной плиты в SCAD с приложенными нагрузками и связями, остается задаться коэффициентами постели для упругого основания. Сделать это поможет программа-сателлит КРОСС.

Шаг 1. Создание геометрии плиты в КРОСС

Шаг 2. Задание грунтовых условий в КРОСС

Для того, чтобы программа просчитала упругое основание для проектируемой фундаментной плиты в SCAD, необходимо в КРОСС задать геологические данные изысканий. На сетке имеется возможность установки точек скважин бурения, в которых вводятся слои и толщины слагающих грунтов с их лабораторно вычисленными механическими характеристиками.

На расчетной схеме необходимо указать все точки бурения. После нажатия на кнопку создания скважины (рис. 5), КРОСС предложит выбрать место на сетке, где она будет установлена. Логично, что если задаваться одной скважиной, то грунтовые условия будут одинаковы в пределах всей площади фундаментной плиты, что и будет отображено в данном примере.

Шаг 3. Экспорт фундаментной плиты из SCAD в КРОСС

КРОСС вновь запустится, при этом прося пользователя навести контур плиты на сетку грунтновых условий (рис. 11).

Шаг 4. Загружение плиты

Для первой итерации необходимо задаться начальным значением. Удобнее всего брать сумму вертикальных нагрузок от комбинации загружений плиты из шага 5 предыдущей статьи и поделить это значение на площадь. В данном случае это:

Первое значение нагрузок под фундаментом: (15.2 т + 8.2 т) / (4.5 м * 4.5 м) = 1,2 т/м2. Эту нагрузку и будем использовать.

Шаг 5. Расчет плиты в SCAD

КРОСС можно закрывать, после чего в SCAD появится окно, в котором нужно выбрать количество коэффициентов. Руководством КРОССа рекомендуется использовать 10 (рис. 17). После чего выполняется обычный линейный расчет в SCAD.

В дальнейшем повторить шаги 3-5 для последующих итераций. В дальнейшем требуется так же провести расчет на продавливание от поясов башни.

Моделирование свайного основания

Согласно п. 2.37 СНиП 2.02.01-87* "Основания зданий и сооружений", расчёт основания должен производиться из условия совместной работы сооружения и основания.

Я считаю осадку одиночной сваи и её жесткость. Если сваи стоят в одну линию (ленточный ростверк) - эту жёсткость и закладываю в расчёт. Если 2 и более линий, то через таблицу СП 50-102-2003 "Проектирование и устройство свайных фундаментов", п.7.4.8

Сваи моделирую длиной 1м (независимо от их длины), внизу пружина по Z, сверху 2 пружины по XY (жесткость 1/10 от жёсткости по Z)

Полезные ссылки

Осадку определяю послойным суммированием для одиночной сваи, ленты и кустов. Для каждого типа строю примерный график нагрузка-осадка (да, там будет 0. Если 0 очень часто появляется, осадку считаю до 0,1 сигма_зж). Можно еще поизгаляться со взаимным влиянием, но нафиг. Эту жесткость итерационно (в разумных пределах) задаю в расчетной схеме. Сваи моделирую до условного защемления. С горизонтальными связями не разобрался - если по приложению (там, где совместное действие) - все улетает далеко. Поэтому пока закрепляю жестко в 3 точках по классике. Dmitry Rudenko , 2013-01-30 11:56 Жёстко лучше ничего не закреплять. Лучше пружинки с большой жёсткостью

Доброго времени суток, спасибо за ваш сайт много узнал.

"Сваи моделирую длиной 1м (независимо от их длины), внизу пружина по Z, сверху 2 пружины по XY (жесткость 1/10 от жёсткости по Z)"

Можете скрин сделать как пружины задать в лире или скаде? Заранее спасибо

Igor Logachev , 2014-09-12 11:45 Дмитрий, как считаете сваю по материалу? Igor Logachev , 2014-09-12 11:47 Узлы и элементы - специальные элементы - ввод связей конечной жесткости

Если имеем сваи-стойки (буронабивные) переменной длины (от 4 до 8 м), заделанные в скальный грунт, как лучше замоделировать?
Сейсмика 8 баллов, потому заделка в ростверк жесткая.

Dmitry Rudenko , 2015-06-29 15:26 Я думаю, что можно просто поставить связи по Z в точках опирания ростверка на сваи.

Вот ваш комментарий на ДВГ.РУ про испытание свай.

"несущая способность при испытаниях статической нагрузкой - это воспринимаемое усилие при осадке в 40 мм. надо разделить на какой-то коэффициент (по СП посмотреть надо) - получим расчётное воспринимаемое усилие. делим на 0,04м и получаем жесткость."

Вопрос 1) Где написано про 40 мм, всегда ли 40 мм?

Вопрос 2) Требуют считать каркас вместе с фундаментами в расчетной схеме. ПРАВИЛЬНО ЛИ БУДЕТ ЗАДАВАТЬ В СКАДЕ КАРКАС НА ФУНДАМЕНТЕ С УПРУГИМ ЗАКРЕПЛЕНИЕМ ПОСЛЕДНЕГО ЕСЛИ ПРИСУТСТВУЕТ СЕЙСМИЧЕСКОЕ ЗАГРУЖЕНИЕ? Меня смущает то, что такое упругое закрепление фундамента, а значит и каркаса повлияет на частоты/амплитуды колебаний, которые по СНиП должны считаться при жестких граничных условиях.

Вопрос 3) Цитирую обязательный к применению п. 5.10 СП 14.13330.2014 "В РДМ следует учитывать динамическое взаимодействие сооружения с основанием. При сейсмичности площадки не более 9 баллов динамические нагрузки, передаваемые сооружением на основание, следует принимать пропорциональными перемещениям самого сооружения. Коэффициенты пропорциональности (коэффициенты упругой жесткости основания) следует определять на основе упругих параметров грунтов, вычисляемых по данным о скоростях упругих волн в грунте или на основе корреляционных связей этих параметров с физико-механическими свойствами грунтов.

Примечание - При учете взаимодействия сооружения и основания возможно как снижение, так и повышение сейсмических нагрузок."

По результатам сейсмического микрорайонирования я получаю скорости упругих волн в грунте, на основании этих показаний для каждого ИГЭ могу определить свой динамический модуль упругости и коэффициент Пуассона, потом по этим данным можно определить закрепления фундаментов и посчитать каркас на сейсмические комбинации.

Затем по обычной геологии посчитать закрепления фундамента и задать их во второй расчетной схеме, и там уже считать только на основные сочетания.

ПРАВИЛЬНО ЛИ Я ПОНИМАЮ РЕАЛИЗАЦИЮ П. 5.10 сп 14.13330.2014 (НО ЭТО ЖЕ ПРОСТО МУЧЕНИЕ КАКОЕ-ТО)?

Читайте также: