Шарнирное опирание стены лира

Обновлено: 02.05.2024

Моделирование перепада отметок плиты перекрытия

Рассмотрим случай в проектировании плит перекрытий, когда требуется выполнить устройство плит на разных отметках, но плиты должны быть соединены друг с другом монолитной стеной.

Особенность работы такой конструкции в том, что плиты, за счёт соединяющей их стены, вступают в совместную работу, и деформируются как балка двутаврового сечения, у которой полками служат сами плиты а стенкой – монолитная стена. Стенка будет воспринимать, преимущественно, касательные напряжения, плиты, в месте примыкания к стене, будут воспринимать мембранные усилия (сжатие и растяжение), тем самым обеспечивая работу двутавра на изгиб.

В качестве примера, рассмотрим конструкцию, изображённую на рисунке: плиты перекрытия, находящиеся на разных отметках, опираются на колонны, а в осях 2/А-Г, соединяются между собой монолитной стеной, которая, в свою очередь, опирается на монолитные стены в осях 2/А, 2/Г. Ввиду того, что конструкция целиком выполняется из монолитного железобетона, плиты в месте примыкания к стене образуют двутавровую балку с жёстким защемлением на опорах.

Перепад_плит_01.jpg

Общий вид конструкции

Расчёт модели в ПК ЛИРА САПР

На основании модели, выполненной в САПФИР, получаем модель в ПК ЛИРА САПР.

Перепад_плит_02.jpg

Общий вид модели в ПК ЛИРА САПР


Перепад_плит_03.jpg

Разбивка сети КЭ в месте примыкания плит к стене

По результатам статического расчёта, получаем следующую картину деформации:

Перепад_плит_04.jpg

Деформации расчётной схемы под действием вертикальных нагрузок

Анализ внутренних усилий в осях 2/Б-В

Если представить, что плиты, работающие совместно со стеной, образуют двутавровое сечение балки, то наибольший изгибающий момент, будет возникать в середине пролёта, а именно в осах 2/Б-В. Выделим фрагмент схемы, находящийся в середине пролёта.

Перепад_плит_05.jpg

Мозаика напряжений Ny для всей конструкции


Перепад_плит_06.jpg

Мозаика напряжений Nx для всей конструкции


Перепад_плит_07.jpg

Мозаика напряжений Txy для всей конструкции


Перепад_плит_08.jpg

Мозаики внутренних усилий в элементах схемы в месте примыкания плит к стене. Показан участок в середине пролёта Б-В

Анализ внутренних усилий показывает, что в плитах наибольшую интенсивность имеют напряжения Ny, направленные, в рамках данной задачи, вдоль глобальной оси Y. Изгибающие моменты в направлении осей Х и Y незначительны. Исходя из этого, можно предположить, что при подборе арматуры, наибольшая площадь потребуется по направлению оси Y в верхней и нижней зоне плиты.

В стенке, внутренние усилия Ny, максимальны в месте примыкания к плитам. Изгибающий момент Мх, соизмерим с внутренним усилием Ny. На основании этого, можно предположить, что наибольшая площадь арматуры в стенах, потребуется по направлению оси Y в месте примыкания к плитам, а также по направлению глобальной оси Z (местной оси Х1 стены), в зоне растяжения.

Анализ внутренних усилий в осях 2/А

Поскольку опирание балки на стены жёсткое, то на опорах будет возникать максимальный изгибающий момент в верхней зоне, а также, максимальная поперечная сила. Проанализируем внутренние усилия в опорной зоне.

Перепад_плит_09.jpg

Мозаики внутренних усилий в элементах схемы в месте примыкания плит к стене. Показан участок в зоне опирания плиты на нижележащую конструкцию.

Анализ внутренних усилий показывает, что наибольшая концентрация напряжений, происходит в месте опирания конструкции на нижестоящую стену. Напряжения Nx, Ny имеют там наибольшую интенсивность, в плите и стенке двутавра.

Дополнительно, в стенке наблюдается большое значение внутренних усилий Nx в месте опирания её на противоположный край нижестоящей стены. Интенсивность изгибающих моментов не сопоставима с интенсивностью напряжений Nx, Ny, так что они не должны оказать существенного влияния на результаты подбора арматуры.

Подбор армирования

Для подбора армирования, выполним настройку вариантов конструирования, а также материалов для расчёта ж/б конструкций. Расчёт выполняется по СП 63.13330.2018.

Перепад_плит_10.jpg

Характеристики для подбора арматуры в плитах В рамках данной задачи, принят минимальный процент армирования 0.001%, чтобы минимизировать площадь арматуры, устанавливаемую по конструктивным требованиям, на участках с наименьшими внутренними усилиями

Перепад_плит_11.jpg

Характеристики для подбора арматуры в стенах

Выполним расчёт армирования конструкции. Проанализируем мозаики продольного армирования в стене и примыкающих участках плит. Поскольку результаты армирования симметричны, относительно оси проходящей через середину пролёта, отобразим на экране результаты для участка длиной 3/5 пролёта от опоры.

Перепад_плит_12.jpg

Площадь полной арматуры на 1пм по оси Y у нижней грани. Слева – общий вид балки. Справа – опорный участок.

Наибольшая интенсивность армирования по Y у нижней грани наблюдается в нижней плите в середине пролёта, т.е. в местах с наибольшими растягивающими напряжениями.

На опорных участках, наибольшая интенсивность армирования, наблюдается в верхней части стены. В верхней плите, на опорном участке, также требуется установить продольную арматуру, вдоль оси Y, у нижней грани, но её площадь меньше, чем площадь арматуры в стене.

В рамках данной задачи, местная ось Y1, для результатов, направлена вдоль глобальной оси Y для элементов плит и стен. Направление местной оси Z1 стены, совпадает с направлением глобальной оси X

Перепад_плит_13.jpg

Площадь полной арматуры на 1пм по оси Y у верхней грани. Слева – общий вид балки. Справа – опорный участок

Большая интенсивность армирования по оси Y в верхней зоне, наблюдается в середине пролёта, в нижней плите. В верхней плите, наибольшая интенсивность, наблюдается на опоре.

Перепад_плит_14.jpg

Площадь полной арматуры на 1пм по оси X у нижней грани

В плитах, наибольшее армирование по оси Х у нижней грани, наблюдается в нижней плите, на участках не примыкающих к стене.

В стене, армирование по Х у нижней (ближняя) грани, увеличивается по мере приближениям к опорной зоне, что соответствует работе балки на поперечную силу.

Перепад_плит_15.jpg

Площадь полной арматуры на 1пм по оси X у верхней грани

В плитах, наибольшая площадь арматуры по Х у верхней грани, требуется в верхней плите на опорных участках. Также, наблюдаются участки с большой интенсивностью армирования в нижней плите, в месте непосредственного примыкания к стене, а также, в месте опирания на нижестоящую конструкцию.

Максимальное армирование стены наблюдается в опорной зоне.

Разная интенсивность армирования стены у верхней (ближняя) и нижней (дальняя) граней, обусловлена действием изгибающего момента, передаваемого на стену плитами перекрытия, который вызывает растяжение нижней (ближняя) грани плиты.

В плитах, в пролёте и в опорной зоне, потребовалось установить армирование по расчёту в верхней и нижней зонах плиты, что обусловлено действием напряжений Nx, Ny.

60. Расчетные длины для пластин

При задании параметров конструирования для железобетонных пластин в версии 10.8 появилась возможность задавать расчётные длины для пластин (рис. 1). Разберемся подробнее, как задаются величины расчетных длин и в каких случаях необходимо их задавать.

01.jpg

Рис. 1. Диалог задания расчетных длин для пластинчатых элементов

Обратимся к п. 8.1.57 СП 63.13330.2012:

«Расчет стен в общем случае рекомендуется производить путем разделения плоского элемента на отдельные слои сжатого бетона, растянутой арматуры и расчета каждого слоя отдельно на действие нормальных и сдвигающих сил в этом слое, полученных от действия изгибающих и крутящих моментов, общих нормальных и сдвигающих сил.

Допускается производить расчет без разделения на слои бетона и растянутой арматуры отдельно из плоскости стены на совместное действие изгибающих моментов, крутящих моментов и нормальных сил и в плоскости стены на совместное действие нормальных и сдвигающих сил.

Расчет стены в своей плоскости рекомендуется производить из условий, основанных на обобщенных уравнениях предельного равновесия:

где Nx, Ny и Nxy - нормальные и сдвигающие силы, действующие по боковым сторонам плоского выделенного элемента;

Nx,ult, Ny,ult и Nxy,ult - предельные нормальные и сдвигающие силы, воспринимаемые плоским выделенным элементом.

Значения предельных нормальных сил Nx,ult и Ny,ult следует определять из расчета нормальных сечений, перпендикулярных осям X и Y, плоского выделенного элемента с вертикальной и горизонтальной арматурой, параллельной осям X и Y, согласно указаниям 8.1.14-8.1.19.

Далее обратимся к п. 8.1.15, а именно к формуле 8.15, куда и входит расчетная длина элемента:

l0 - расчетная длина элемента, определяемая согласно 8.1.17.

Таким образом, мы вплотную подошли к пункту, в котором можно найти указания по заданию расчетных длин. Согласно этому пункту, допускается расчетную длину l0 элементов постоянного поперечного сечения по длине l при действии продольной силы принимать равной:

04.jpg

Но, как видно, данный пункт больше подходит для стержневых элементов, а не пластин.

К сожалению, в СП 63.13330 не приведены варианты раскрепления стен по верху-низу плитами перекрытия и раскрепление по бокам (или свободный край) поперечными стенами, как это сделано в других нормативных документах.

Более подробную информацию можно найти в «Руководство по проектированию конструкций и технологии возведения монолитных бескаркасных зданий. 1982 г.» п. 5.4, Пособие по проектированию жилых зданий, Вып. 3 (к СНиП 2.08.01-85) п. 5.19, Еврокод 2 EN 1992-1-1-2009 п. 12.6.5.1, АCI 318R-14, таблица 11.5.3.2 и в других нормативных документах. СП 63,13330 также не определяет, когда стены или плиты могут быть рассмотрены, как раскрепляющие.

Поэтому перед заданием исследуемой исходной информации пользователю следует самостоятельно изучить вопрос.

Если проанализировать приведенные документы, то полученные значения расчетных длин будут значительно разниться, при этом, принимая длину по СП 63, мы возьмем самый «оптимистичный» вариант, т.к. в других документах получатся значения коэффициента при жестком защемлении стены на обоих концах – от 0.7 до 0.8, также вводится дополнительный коэффициент в зависимости от защемления стен по бокам.

Рассмотрим пример задания расчетных длин стен и пилонов для 9-ти этажного монолитного здания (рис. 2).

05.jpg

Рис. 2. 9-ти этажное монолитное здание

При определении расчетных длин стен имеют определяющими будут два фактора:

  • высота этажа;
  • метод закрепления концов стен/пилонов.

В нашем случае высота этажа равна 3 м, а метод закрепления соответствует подпункту д) п. 8.1.17:

д) для элементов с не смещаемыми заделками на двух концах жесткими (без поворота)

Значит в нашем примере необходимо в поле расчетная длина указать 1.5 м.

Осталось лишь разобраться в направлении задания расчетной длины. В ПК ЛИРА 10.8 расчетная длина для пластинчатых элементов задается вдоль осей выравнивания напряжений.

При этом, расчетную длину следует задавать только в направлении той оси выравнивания напряжений в направлении которой действует сжимающая сила. В стандартных задачах ось выравнивания напряжений Y всегда направлена вертикально, в остальных случаях необходимо включить отображение осей, чтобы верно выбрать направление задания расчетной длины.

Отметим, важный момент: в случае разной высоты этажей для каждого этажа необходимо задавать свои параметры конструирования для стен.

В нашем примере заполненные поля для расчетных длин будут выглядеть как на рис. 3.

06.jpg

Рис. 3. Пример заполнения полей расчетных длин пластинчатых элементов

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»

Помогите задать шарнирное опирание плиты на балку Лира 9.6

Друзья, помогите смоделировать шарнирное опирание неразрезной плиты на балку и двух разрезных плит на балку.

Неразрезная плита
1. Задал балку в узлах плиты. Т.е. получается совместная работа плиты и балки - это для сравнения.
2. Задал балку ниже плиты со своими узлами, потом объединил перемещения по x, y, z. Т.к. если объединяю только по z - считать отказывается.
В результате имею 2 одинаковых результата.

2 разрезных плиты
1. В первой схеме могу сделать расшивку узлов с образованием шарнира для всех узлов кроме закрепленных. Момент в балке капельку возрос, в остальном особо без изменений.
2. Во второй схеме делаю шарнир с расшивкой, потом объединение перемещений (по 3 узла). Получается чушь какая-то.

Во всех схемах из-за совместной работы балки и плиты получаются моменты вдоль свободной стороны плиты.

Как же всё-таки правильно задать шарнирное опирание плиты на балку, в том числе когда надо опереть 2 разрезных плиты на балку?

59. Моделирование шарнирного опирания плит

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»

01.jpg

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.

02.jpg

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

03.jpg

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

04.jpg

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»

Моделирование опирания плиты в Лире

Запамятовал. При объединении перемещений эксцентриситеты можно задавать?

А ежели опирание не на всю толщину стены и есть эксцентриситет от "плитной" нагрузки на стену?
Может легче жёсткие вставки (стерженьки с большой жесткостью) определённой длины с шарниром на конце (в месте сопряжения с элементами моделирующими перекрытия)?

В зависимотси от того как узел опирания плиты перекрытия решён (может там на самом деле защемление ещё будет). Ну это так, рассуждения.

PS: Для мелкоэтажного здания внецентренно приложенная нагрузка на стены (вызывающая изгиб из плоскости стены) может арматурки добавить.

__________________
«Точно знают, только когда мало знают. Вместе со знанием растет сомнение». Иоганн Вольфганг Гете схема->объединение перемещений-> создать шарнир с расшивкой узлов а в скаде галочка "объединять перемещения в совпадающих узлах" в меню объединение перемещений аналогична лировской "создать шарнир с расшивкой узлов"?
Цель-создать шарнирное опирание плиты с ригелем(узел общий)После назначения объединения перемещений только по z в совпадающих узлах изменений не происходит.

Запамятовал. При объединении перемещений эксцентриситеты можно задавать?

А ежели опирание не на всю толщину стены и есть эксцентриситет от "плитной" нагрузки на стену?
Может легче жёсткие вставки (стерженьки с большой жесткостью) определённой длины с шарниром на конце (в месте сопряжения с элементами моделирующими перекрытия)?

В зависимотси от того как узел опирания плиты перекрытия решён (может там на самом деле защемление ещё будет). Ну это так, рассуждения.

PS: Для мелкоэтажного здания внецентренно приложенная нагрузка на стены (вызывающая изгиб из плоскости стены) может арматурки добавить.

Как моделировать шарнирное внецентренное опирание плиты на кирпичную стену в ЛИРА-САПР 2018?

необходимо выполнить поверочный расчет реконструируемой стены из каменной кладки, на которую по штрабе 120 мм приходит заново возводимая монолитная железобетонная плита перекрытия. Возник вопрос корретного моделирования шарнирного внецентренного опирания, с использованием аппарата ПК "ЛИРА-САПР".

Объединение перемещений не позволяет передать эксцентриситет от приложения ПП на стену.
АЖТ не позволяет моделировать шарнир.
Объединение перемещений вместе с АЖТ не получится ввести, т.к. операции возможны только с ведущим узлом, а он в центре стены (на ее оси); помимо этого есть опирание на стену с двух строн (стена рядовая), а двух ведщих узлов быть не может.
КЭ 55 не позволяет передать эксцентриситет от приложения ПП на стену.

Хочу услышать Ваше мнение.
Спасибо!

Прикрепленные файлы
  • Эксцентриситет.jpg (159.03 КБ)
Изменено: Пряня - 07.05.2019 10:30:22 07.05.2019 12:50:59

вам же уже рекомендовали ортогональные к стене стержни фиктивной жесткости с шагом узлов стены. Чем вам не вариант? Только задавать их проще численно КЭ 10 численное, на конце (у плиты) шарнир. Длина стержня равна собственно эксцентриситету (с оглядкой на п.Г.1 СП15).

не знаю, как вы конструктивно обеспечите опирание вышележащей кладки на новую плиту. Не сказать, что полностью, но не соответствуете п.9.42 СП15. Иначе следует учитывать эксцентриситет самой кладки выше стоящей по сравнению с нижней под плитой.

Изменено: ander - 07.05.2019 13:01:48 Заглянувший 07.05.2019 13:28:38 Спасибо за ответ! Стержни, рекомендованные мне, меня полностью удовлетворяют, однако, возможно есть еще какие-то методы (возможно менее многодельные) или же более корректные.
За замечания благодарен - по делу. Администратор 07.05.2019 15:57:21
Цитата
Пряня написав:
Стержни, рекомендованные мне, меня полностью удовлетворяют, однако, возможно есть еще какие-то методы (возможно менее многодельные) или же более корректные.

С уважением, Алексей Тищенко

Читают тему (гостей: 1 )

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

Моделирование шарнирного опирания пластин.

Так инструмент создания групп объединения с расшивкой узлов помещает пары узлов в отдельные подгруппы. Ничего дополнительно выполнять не требуется.
Или же мы не понимаем друг друга?) Поясните, пожалуйста.
Спасибо, за интерес к нашем продуктам и активное участие в развитии!


С уважением, Алексей Тищенко

Борис Сараев 15.11.2016 03:44:12

Добрый день, Алексей!

Может быть я не правильно делаю. Но когда я выделяю несколько узлов одновременно, примыкающие к ним конечные элементы и применяю функцию "Создать шарнир с расшивкой узлов" , то все выделенные узлы оказываются в одной группе объединения. Вы делаете именно так? Алексей, будьте любезны, опишите Вашу последовательность действий при выполнении представленного примера.

Чтобы мне получить Вашу картинку я выполняю следующую последовательность действий:

1. Выделяю один узел и примыкающий к нему конечный элемент.
2. Применяю функцию "Создать шарнир с расшивкой узлов" .
3. ОК.
4. Выделяю следующий ( один) узел и примыкающий к нему конечный элемент.
5. Применяю функцию "Создать шарнир с расшивкой узлов" .
6. ОК.
7. И т.д.

Алексей, повторюсь, может я чего-то не понимаю? Если это так, то у меня к Вам большая просьба, поручите пожалуйста Вашим коллегам, ответственным за видео примеры, снять ролик на эту тему.

Наша компания является легальным пользователем программы, и при необходимости мы можем сформировать официальный запрос.

Мое предложение можно перефразировать так (применительно к представленной Вами иллюстрации):

На представленном Вами примере произведено 11 групп объединения (шарниров). Предлагаю разработать функционал позволяющий получить 11 групп объединения перемещений выделением одновременно 11 узлов , примыкающих к ним конечных элементов и однократным применением функции "Создать шарнир с расшивкой узлов" .

Конечно же полученные таким способом группы объединения будут иметь одинаковые свойства.

Цилиндрический шарнир

По умолчанию КЭ оболочки (стены и плиты) сопрягаются друг с другом жестко.

Для моделирования шарнирного опирания плиты перекрытия на стены необходимо создать цилиндрический шарнир помощью функции объединение перемещений – создать шарнир с расшивкой узлов

Цилиндрический шарнир

Шарнир в пластинах алгоритмически организуется при помощи расшивки схемы по соответствующей линии узлов, как правило, ориентированной вдоль одной из осей глобальной системы координат. Расшивка сопровождается раздвоением узлов на линии расшивки (в одних и тех же координатах появляется по два узла). Чтобы не допустить полного нарушения совместности, новым узлам должно быть дано указание, к каким именно элементам они должны принадлежать.

В связи с этим моделирование шарнира в пластине рекомендуется производить в следующем порядке:

  1. Отметить на схеме узлы, лежащие на линии расшивки.
  2. Отметить на схеме элементы, которым должны принадлежать новые узлы (элементы, примыкающие к отмеченным узлам).
  3. Создать для линии узлов расшивки группу объединения соответствующих перемещений и с помощью установки соответствующих флажков зафиксировать нужные перемещения -X, Y, Z, UX, UY, UZ. Так, например, если на линии расшивки необходимо создать шарнир вокруг оси Y, то в группу объединения войдут все перемещения, кроме UY.
  4. Занести созданную группу в поле ввода текущей группы и в поле накопления групп при помощи команды Применить.

В результате выполнения команды произойдет раздвоение всех узлов на линии стыка. Узлы с большими номерами будут принадлежать отмеченным ранее элементам.

Мозаика изгибающих моментов в КЭ(справа схема с созданным шарниром)

Моменты в оболочках

Используя объединение перемещений, не забывайте во время упаковки указывать «Не сшивать узлы с объединением перемещений»

Как моделировать шарнирное внецентренное опирание плиты на кирпичную стену в ЛИРА-САПР 2018?

необходимо выполнить поверочный расчет реконструируемой стены из каменной кладки, на которую по штрабе 120 мм приходит заново возводимая монолитная железобетонная плита перекрытия. Возник вопрос корретного моделирования шарнирного внецентренного опирания, с использованием аппарата ПК "ЛИРА-САПР".

Объединение перемещений не позволяет передать эксцентриситет от приложения ПП на стену.
АЖТ не позволяет моделировать шарнир.
Объединение перемещений вместе с АЖТ не получится ввести, т.к. операции возможны только с ведущим узлом, а он в центре стены (на ее оси); помимо этого есть опирание на стену с двух строн (стена рядовая), а двух ведщих узлов быть не может.
КЭ 55 не позволяет передать эксцентриситет от приложения ПП на стену.

Хочу услышать Ваше мнение.
Спасибо!

Прикрепленные файлы
  • Эксцентриситет.jpg (159.03 КБ)
Изменено: Пряня - 07.05.2019 10:30:22 07.05.2019 12:50:59

вам же уже рекомендовали ортогональные к стене стержни фиктивной жесткости с шагом узлов стены. Чем вам не вариант? Только задавать их проще численно КЭ 10 численное, на конце (у плиты) шарнир. Длина стержня равна собственно эксцентриситету (с оглядкой на п.Г.1 СП15).

не знаю, как вы конструктивно обеспечите опирание вышележащей кладки на новую плиту. Не сказать, что полностью, но не соответствуете п.9.42 СП15. Иначе следует учитывать эксцентриситет самой кладки выше стоящей по сравнению с нижней под плитой.

Изменено: ander - 07.05.2019 13:01:48 Заглянувший 07.05.2019 13:28:38 Спасибо за ответ! Стержни, рекомендованные мне, меня полностью удовлетворяют, однако, возможно есть еще какие-то методы (возможно менее многодельные) или же более корректные.
За замечания благодарен - по делу. Администратор 07.05.2019 15:57:21
Цитата
Пряня написав:
Стержни, рекомендованные мне, меня полностью удовлетворяют, однако, возможно есть еще какие-то методы (возможно менее многодельные) или же более корректные.

С уважением, Алексей Тищенко

Читают тему (гостей: 2 )

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

Сопряжение плита-стена в системе САПФИР-Генератор

Для получения корректного результата определения внутренних усилий в плите перекрытия, в месте опирания плиты на монолитные стены, следует придерживаться определённого правила моделирования узла сопряжения. Поскольку КЭ-оболочки, определяет внутренние усилия в центре тяжести площадки, образованной сторонами пластины, следует добиться такого сопряжения пластины стен и плиты, чтобы центр пластины плиты перекрытия, оказался в месте положения грани стены – это позволит определить изгибающий момент в плите, в месте её опирания на стену. Наглядное пояснение представлено на рисунке.

Плита-стена_01.jpg

Схема разбивки модели плиты на конечные элементы, для получения корректной сети триангуляции и результатов статического расчёта

При проектировании монолитных железобетонных каркасов зданий, могут возникнуть трудности, при формировании сетки КЭ плит в месте примыкания к стенам, особенно, если в проекте присутствуют стены разной толщины, и сами стены, имеют сложную конфигурацию в плане. В рамках данной статьи рассмотрена технология, которая позволяет упростить процесс получения качественной сети триангуляции, в узлах сопряжения монолитных плит со стенами.

Автоматизация процесса создания триангуляционной сети в системе САПФИР-Генератор

Процесс создания триангуляционной сети плиты, в месте примыкания к стене, состоит из следующих операций:

  1. Построение (извлечение) осевой линии стены;
  2. Копирование осевой линии, с размещением новых объектов параллельно исходному, на расстоянии равном толщине стены, по две стороны от исходного объекта;
  3. Разбивка исходного объекта (осевой линии стены) на сегменты с шагом равным толщине стены, с получением точек на концах сегментов;
  4. Повторение операции для копий осевой линии;
  5. Интегрирование полученных точек в аналитическую плоскость плиты;

Данные операции, могут быть выполнены двумя способами:

  1. Разбивка линий по длине точками;
  2. Разрезка линий по длине секущими плоскостями;

Плита-стена_02.jpg

Технология создания дополнительных точек триангуляции первым способом (разбивка линий по длине точками)


Плита-стена_03.jpg

Технология создания дополнительных точек триангуляции вторым способом (разбивка линий по длине секущими плоскостями

Каждый способ имеет свою область применения. В процессе подготовки расчётной модели, следует применять и тот и другой алгоритмы, в зависимости от конструктивного решения здания.

Достоинством способа №1 (построение точек по линиям), является возможность работы с несколькими стенами одновременно.

При использовании способа №1, каждая осевая линия стены и копии осевых линий, разбиваются на сегменты, независимо от остальных, это позволяет использовать способ построения №1 одновременно для нескольких участков стен.

Плита-стена_04.jpg

Сравнение схем точек триангуляции плиты в месте примыкания к параллельным участкам стен. Алгоритм №1 даёт корректную сеть триангуляции

Достоинством способа №2 (разбивка линий на сегменты секущими плоскостями), является возможность работы со стенами криволинейного очертания.

При использовании способа №2, исходная осевая линия разбивается на сегменты секущими плоскостями, каждая из которых, расположена по нормали к соответствующему сегменту осевой линии. Секущие плоскости, также, пересекают копии осевой линии, благодаря чему, получается концентрическая сеть точек триангуляции.

Плита-стена_05.jpg

Сравнение сети триангуляции плиты в месте примыкания к криволинейной стене, выполненной первым и вторым способом

Применение технологии построения точек триангуляции на примере проектирования ж.б. каркаса

В качестве примера, рассмотрим план цокольного этажа монолитно-каркасного здания. Конструкции, в подвале здания: колонны, монолитные стены, фундаментная плита.

Плита-стена_06.jpg

План подвала

На плане присутствуют монолитные стены различных толщин: 250 и 200 мм. Данные стены пересекаются друг с другом. Также, присутствуют стены криволинейного очертания. Ставится задача: средствами САПФИР, получить качественную сеть триангуляции фундаментной плиты, в месте опирания стен.

Внимание! Не следует, для одного и того же набора нодов, подавать на вход исходные данные от всех стен в модели. Это приведёт к созданию некорректной сети триангуляции.

Создание триангуляционной сети приопорных зон, следует производить поэтапно:

  1. Прямолинейные участки стен одной толщины;
  2. Углы и места стыковки прямолинейных участков стен одной толщины;
  3. Места стыковки участков стен разной толщины;
  4. Криволинейные участки стен.

Поэтапное создание точек триангуляции, показано на рисунках:

Плита-стена_07.jpg

Первый этап. Созданы точки триангуляции на прямолинейных участках стен одинаковой толщины (20 см и 25 см, по отдельности). Построение производилось алгоритмом №1 (точки по линиям) В качестве осевых линий стены, приняты отрезки, построенные инструментом «Линия»

Плита-стена_08.jpg

Второй этап. Созданы точки триангуляции, в месте примыкания участков стен одинаковой толщины. Построение производилось алгоритмом №1 (точки по линиям)

На втором этапе, в настройках нодов, принято:

  • Шаг копий осевой линии (эквидистант) – 0.25 м;
  • Шаг точек вдоль осевой линии – 0.25 м;
  • Количество эквидистант – 1 шт.;

Плита-стена_09.jpg

Третий этап. Созданы точки триангуляции в месте стыковки участков стен разной толщины (20 см и 25 см). Построение производилось алгоритмом №1 (точки по линиям).

На третьем этапе, при создании сети триангуляции для стен 20 см, принято решение уменьшить количество копий осевых линий (эквидистант), до 1 шт. При этом, в настройках нодов, заданы следующие характеристики:

  • Шаг копий осевой линии (эквидистант) – 0.2 м;
  • Шаг точек вдоль осевой линии – 0.25 м;
  • Количество эквидистант – 1 шт.;

Плита-стена_10.jpg

Четвёртый этап. Созданы точки триангуляции криволинейного участка стены. Построение производилось алгоритмом №2 (секущие плоскости)

На четвёртом этапе, во избежание появления некорректной сети триангуляции, были созданы два набора нодов, каждый на отдельный участок стены. В качестве осевой линии, принята осевая линия стены, без дополнительных построений.

Читайте также: