Арматура вдоль оси х
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.
Расчёт модели в ПК ЛИРА САПР
На основании модели, выполненной в САПФИР, получаем модель в ПК ЛИРА САПР.
По результатам статического расчёта, получаем следующую картину деформации:
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.
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.
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.
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.
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 XБольшая интенсивность армирования по оси Y в верхней зоне, наблюдается в середине пролёта, в нижней плите. В верхней плите, наибольшая интенсивность, наблюдается на опоре.
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.
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.
Направление расположения арматуры в SCAD
A III, вот это я зажёг!
По-моему, вы путаете понятие местных осей элемента и осей выдачи напряжений. На приведенном примере оси как были на своих местах, так и остались. И чего тут путаться?
Из справки к СКАДу:
· назначить направление оси Х вычисления напряжений в общей системе координат. При этом заданная ось проектируется на плоскость элемента, а ось Y лежит в плоскости элемента и проходит перпендикулярно полученной проекции;
· назначить точку. Проекция линии на плоскость элемента, соединяющая эту точку с первым узлом элемента, определяет ось Х вычисления напряжений, а ось Y лежит в плоскости элемента и проходит перпендикулярно полученной проекции.
Ось Х выдачи напряжений может быть задана приращениями относительно первого узла элемента, координатами точки, или явным указанием оси общей системы координат.
После активизации опции и задания в диалоговом окне необходимых данных следует выбрать на схеме элементы, для которых применяются сделанные назначения, и нажать кнопку ОК в разделе Назначения.
Для отмены сделанных назначений необходимо установить режим задания осей и нажать в диалоговом окне кнопку Отменить выравнивание. После выхода из окна выбрать на схеме элементы, у которых направление осей выдачи напряжений должно совпадать с направлением местных осей, и нажать кнопку ОК.
Армирование плиты в SCAD как правильно?
Доброго времяни суток.
Вопрос к тем кто знает как правильно учитывать армирование которое выдает SCAD
При армирование плиты когда расчетная схема построена на упругом основание максимальная арматура оказывается у краев плиты соответственно похожего армирования потребует и стена (300мм) подвала в этих местах.
При жестком основание армирование плиты получается с максимумом в пролетах как собственно и должно быть.
Какое закрепление схемы для армирования плиты на 0.000 является наиболее корректным?
Направление выдачи усилий в плите выравнивали?
Если плита лежит на жестком основании (скале) и на нее шарнирно опираются вертикальные элементы, то она не гнется - основание не позволяет.
Если же у вас вертикальные элементы жестко соединены с плитой, то в любом случае с них на плиту передаются изгибающие моменты. Отсюда и всплески армирования.
направление выдачи усилий стоят нормально по Х и по Z вертикальные схема одна и таже вертикальные элементы везде жестко соединены с плитой перекрытия и Фп
Вам же (Leonid555) написал, при жестком основании не гнется плита, нет там вообще арматуры.
вопрос был про плиту перекрытия над подвалом а не про плиту фундамента
вопрос был про плиту перекрытия над подвалом а не про плиту фундамента
Тогда вот так и надо было писать!
Выкладывайте всю расчетную схему.
выкладывать схему необходимости нет на скринах одно и тоже армирование (нижнее в направлении Х ) плиты над подвалом плита оперта жестко на стены подвала и пилоны в одном случае армирование при опирании фп на упругое основание во втором жесткое, как видно при упругом опирание фп скачек арматуры у стены подвала превышающий армирование в пролетах(при ручном расчете плиты такой результат не возможен т.к. не учитывается ни как реактивного давления грунта на фп) .При жестком опирание фп в плите перекрытия армирование более или менее похоже на правду.
Какое из этих двух армирований можно считать более корректным?
выкладывать схему необходимости нет
Знаете что - я не знахарь и лечить по фотографии не умею. Мало ли что там у вас на самом деле. Думаю, что и разработчики программы вам ничего не ответят без расчетной схемы.
хорошо вот схемы.)
Последний раз редактировалось Dims, 12.03.2012 в 14:22 .
хорошо вот схемы.)
Похоже, что у вас неправильно найдены коэффициенты постели. Вы ведь использовали КРОСС? У вас на фундаментную плиту наложены связи в трех ее углах, причем в каждой точке по Х и У. Вы натянули фундаментную плиту как батут на три не перемещаемых кола. При этом правый нижний край фундаментной плиты повис. Что и видно из полученных коэффициентов постели.
Если крепить по классической схеме, то надо бы закрепить по Х два правых угла фундаментной плиты и закрепить по У два ее нижних угла.
Можно и по другому закрепить - в каждом узле фундаментной плиты ставят "пружинки" (элемент 51) по Х и У, так учитывают трение плиты о грунт.
Но у вас имеются стены подвала. Я вам открою страшную тайну! Так вот - на них давит грунт. Вы это почему то вообще не учли в нагрузках. А при малейшей попытке сдвинуть здание горизонтально стены подвала в этот грунт упираются. Таким образом - ставим коэффициенты постели на стены подвала, и ваше здание уже никуда не улетит по горизонтали. И все эти искусственно наложенные на фундаментную плиту связи тогда уже не нужны.
Исправляйте расчетную схему, пересчитывайте коэффициенты постели и - флаг вам в руки!
Таким образом - ставим коэффициенты постели на стены подвала, и ваше здание уже никуда не улетит по горизонтали. И все эти искусственно наложенные на фундаментную плиту связи тогда уже не нужны.
А если многосекционное здание и нагрузка от грунта действует не на все стены подвала, а только с двух сторон. как тогда быть.
хорошо вот схемы.)
Что за тип элемента 100?? как он задается??
Можно и по другому закрепить - в каждом узле фундаментной плиты ставят "пружинки" (элемент 51) по Х и У, так учитывают трение плиты о грунт.
Чтение результатов подбора арматуры
Результаты подбора арматуры для стержней заносятся в три строки:
- СТРОКА 1 — полная арматура в сечении;
- СТРОКА 2 — арматура, подобранная по I группе предельных состояний;
- СТРОКА 3 — арматура, обусловленная кручением (отмечена знаком '*'). * Поперечная арматура от кручения – площадь сечения замкнутого внешнего хомута.
Структура строки результатов:
ЭЛЕМЕНТ — номер элемента в расчетной схеме;
СЕЧЕНИЕ — номер армируемого сечения стержневого элемента. C/Н симметричное и несимметричное армирование. Знаком * отмечена арматура, обусловленная кручением.
ПРОДОЛЬНАЯ АРМАТУРА — площади подобранной продольной арматуры (см 2 ) и процент армирования.
AU1 — площадь угловой нижней продольной арматуры (в левом нижнем угле сечения — против осей Z1 и Y1);
AU2 — площадь угловой нижней продольной арматуры (в правом нижнем угле сечения — против оси Z1 и по направлению оси Y1);
AU3 — площадь угловой верхней продольной арматуры (в левом верхнем угле сечения — против оси Y1 и по направлению оси Z1);
AU4 — площадь угловой верхней продольной арматуры (в правом верхнем угле сечения — по направлению осей Z1 и Y1);
AS1 — площадь нижней продольной арматуры (нижняя грань против направления оси Z1);
AS2 — площадь верхней продольной арматуры (верхняя грань по направлению оси Z1);
AS3 — площадь боковой продольной арматуры (левая грань против направления оси Y1);
AS4 — площадь боковой продольной арматуры (правая грань по направлению оси Y1).
ПОПЕРЕЧНАЯ АРМАТУРА — площади поперечной арматуры.
ASW1 — вертикальная поперечная арматура (вдоль оси Z1);
ASW2 — горизонтальная поперечная арматура (вдоль оси Y1);
ШИРИНА РАСКРЫТИЯ ТРЕЩИН — ширина кратковременного и длительного раскрытия трещин (мм).
Рекомендации по подбору армирования стержней
Основное влияние на результат подбора армирования стержня оказывает привязка ц.т. арматуры к грани сечения. Данную величину следует назначать с учётом требований нормативных документов по величине защитного слоя см. СП 63.13330.2012 п.10.3.2, табл. 10.1. Для предварительного расчёта рекомендуется задать привязку ц.т. арматуры стержня 5 см. После получения результата в виде требуемой площади арматуры, следует определить, какое количество стержней выбранного диаметра может перекрыть требуемую площадь арматуры. После подбора нужного количества стержней, следует выполнить их расстановку в пределах габаритов сечения стержня. Если первоначально планировалось устанавливать стержни в один ряд, то следует проверить — можно ли их расставить одним рядом, но так, чтобы соблюдались требования по минимальному расстоянию между стержнями в конструкции — см. СП 63.13330.2012, п.10.3.5.
Если расстановку стержней с соблюдением всех требований выполнить не удаётся, то следует внести изменения в конструкцию:
- изменить классы бетона/арматуры;
- увеличить сечение элемента;
Как выбрать диаметр арматуры
Если расчёт выполняется только по I группе предельных состояний, то выбирать диаметр арматуры следует исходя из возможности расстановки арматуры в сечении. Если выполняется расчёт по II группе предельных состояний, то при расстановке стержней в сечении, следует применять стрежни диаметром, не превышающим диаметр, указанный при задании характеристик материалов для расчёта ж.б. конструкций.
Чтение результатов подбора продольной арматуры для пластин
Структура строки Результатов:
ЭЛЕМЕНТ — номер элемента в расчетной схеме;
ПРОДОЛЬНАЯ АРМАТУРА — площади подобранной продольной арматуры.
AS1 — площадь нижней (для балок-стенок посредине) арматуры по направлению X (см 2 /пм);
AS2 — площадь верхней арматуры по направлению X (см 2 /пм);
AS3 — площадь нижней (для балок-стенок посредине) арматуры по направлению Y (см 2 /пм);
AS4 — площадь верхней арматуры по направлению Y (см 2 /пм);
ПОПЕРЕЧНАЯ АРМАТУРА — площади поперечной арматуры:
ASW1 — поперечная арматура по направлению X (см 2 /пм);
ASW2 — поперечная арматура по направлению Y (см 2 /пм);
Рекомендации по подбору армирования пластин
Рекомендации аналогичны тем, что приведены выше, для стержней, с той лишь разницей, что при расчёте пластин по II группе предельных состояний при назначении материалов следует задавать шаг стержней, равный шагу фоновой арматуры, принимаемой в проекте. Программа подберёт нужный диаметр стержня, который, при выбранном шаге, позволит обеспечить требуемую площадь арматуры. Допускается принимать меньший диаметр арматуры и располагать его с меньшим шагом, чем было принято изначально. После выбора сочетания шаг/диаметр, следует откорректировать привязки ц.т. арматуры и выполнить повторный расчёт, по результатам которого удостовериться, что подобранная арматура обеспечивает выполнения требований прочности и трещиностойкости.
Чтение результатов подбора поперечной арматуры
Реализованный в ЛИРЕ САПР вариант расчета на поперечную силу предполагает следующее:
- из каждого расчетного сечения стержня простраивается ряд наклонных сечений;
- проекция наклонного сечения С изменяется в пределах от ho до 2ho;
- перебором с изменением С на 10% вычисляются:
Qb->Qsw=Q-Qb->qsw=Qsw/(С*fsw)->(Asw/sw)=qsw/Rsw; - за расчетное поперечное армирование принимается max из полученных Asw/sw [см 2 /1.м.п.] (Asw/sw – интенсивность поперечного армирования на 1 м.п.)
Для стержней чтобы перейти к конкретному диаметру арматуры следует задаться шагом sw, тогда Asw=(Asw/sw)*sw. Зная Asw и количество срезов хомута в поперечном сечении n, площадь одного стержня Asw,i=Asw/n[см 2 ].
Но также следует проверить достаточно ли при этом поперечного армирования на кручение, т.к. арматура на кручение должна быть обеспечена замкнутым хомутом, поэтому в строке 3 выводится площадь одного замкнутого хомута с различным шагом вдоль стержневого элемента. Т.е. нужно выбрать из строки 3 максимальное значение вертикальной (ASW1) и горизонтальной (ASW2). У одной грани элемента площадь крайнего поперечного стержня Asw,i должна быть больше, чем требуется из расчета на кручение.
К примеру, получили результат:
Т.е. Asw1/sw=8,8см 2 /1м.п.
Принимаем шаг sw=0,2м, тогда Asw=8,8*0,2=1,76см 2 .
При 4 срезах хомута (n=4) Asw,i=1,76/4=0,44см 2 ->d8A240C c Asw,i=0,503см 2 .
Проверим достаточность поперечного армирования на кручение:
Арматура исходя из прочности на кручение: Asw*=3,24*0,2=0,648см 2 >Asw,i=0,503см 2
Т.к. Asw* — арматура у одной грани, то окончательно принимаем хомут d10A240C c Asw,i=0,785см 2 .
Для пластин следует помнить, что результаты выводятся на 1п.м. ширины элемента, а площадь поперечного армирования получена при шаге стержней 100см (Asw/sw). Т.е. при определении диаметра стержня следует задаться шагом стержней вдоль наклонного сечения и поперек его (sw и sw+).
Так, если требуемое поперечное армирование 100(см 2 /1.м.п.)/1м. ширины, шаг стержней в направлении наклонного сечения 0,06м, а в перпендикулярном 0,1м, то площадь одного стержня Asw,i=(100*0,06)*0,1=0,6см 2 .
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 Kx/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; n — коэффициент Пуассона грунта основания, oz и ox — коэффициенты, зависящие от соотношения сторон фундамента a и b.
Другой подход к определению Kx/y базируется на решении задачи о колебаниях штампа на упругом основании [2] стр. 97:
где А — площадь фундамента, Cz — коэффициент упругого равномерного сжатия.
Если в фундаментной плите слишком большая верхняя арматура?
Бывает такая ситуация: принимаешь решение сделать под домом фундаментную плиту, выполняешь расчет в программном комплексе и обнаруживаешь странное явление: чрезмерную верхнюю арматуру в плите, прямо вот очень большую. Давайте рассмотрим на примере, откуда у этого явления ноги растут.
На рисунке показан результат расчета (верхнее армирование вдоль оси Х) обыкновенной фундаментной плиты с монолитными стенами по периметру (стены с плитой жестко связаны). Как видите, верхняя арматура достигла диаметра 18 мм с шагом 200 мм. Внушительно для небольшой плиты в частном доме.
В чем же причина такого явления?
На рисунке выше у нас показана наша плита со стенками, на которые будут опираться стены дома. И мы выделим фрагмент (полосу), чтобы рассмотреть работу плиты повнимательней.
Что покажут нам перемещения плиты и изгибающий момент в ней?
Под стенами плита просела больше, а средняя часть ее выгнулась дугой. Это и понятно: по краям стены задавливают плиту в низ, но снизу на нее действует отпор грунта (грунт-то сопротивляется попытке его смять). И этот отпор под интенсивной нагрузкой от стен поддается больше (плита по краям проседает), а вот в центре плиты нет никакой особой нагрузки, и грунт удерживает плиту от значительных осадок (плита в центре проседает меньше). В итоге мы видим изгиб плиты, что и подтверждает эпюра изгибающих моментов: на нижнем рисунке синим показана часть плиты, в которой верхняя зона вышла растянутой, а значит в ней мы получим всплеск верхней арматуры:
Как видите, так и вышло: двадцатка с шагом двести. И что делать?
Конечно, можно авторитетно заявить, что для фундамента двадцатка – это не арматура, и, размахивая расчетом перед лицом заказчика, настоять на таком армировании.
А можно и сэкономить, да и конструкцию разгрузить.
Давайте чисто ради эксперимента вырежем в нашей плите ту зону, которая оказалась переармированной.
Упс, мы получили ленточный фундамент… Но давайте все-таки посмотрим, как изменилась его работа.
Осадки фундамента:
Если сравнить сплошную плиту и плиту с вырезом, то у второй осадка несколько возросла. И это логично, ведь чем больше площадь плиты, тем меньше осадка. Этот фактор нужно отслеживать, делая вырезы в плите: если осадка осталась в пределах допустимой, значит все в порядке.
Расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента:
Расчетное сопротивление, как и осадки, тоже выросли – оно ведь тоже зависит от площади фундамента. Я специально не вдаюсь в численные значения в этой статье – в каждой ситуации будут свои цифры. Главное понимать – уменьшая площадь фундамента, мы должны проверить, а не увеличилось ли расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента настолько, что вышло за пределы допустимого. Если не вышло, значит все в порядке.
Изгибающие моменты в фундаментной плите:
А вот здесь разница очень ощутима. Если в сплошной плите максимумы изгибающих моментов достигают +3,99 тм и -7,92 тм, то в плите с вырезом они снизились до +1,91 тм. Естественно, это благоприятно скажется на армировании плиты. Верхняя арматура не нужна (отрицательный момент отсутствует), а нижняя будет намного меньше.
Арматура в фундаментной плите:
На рисунке выше показана верхняя арматура. С d18 она упала до d8. Впечатляет. Давайте посмотрим нижнюю.
Тоже была двадцатка, стала десятка. Впечатляет.
Выводы. Если в фундаментной плите по расчету получается завышенная верхняя арматура, можно снять напряжение, просто вырезав отверстие в плите. При этом армирование плиты резко снизится, т.к. расчетная схема изменится к лучшему. Но при этом следует отслеживать осадки и расчетное сопротивление грунта под подошвой – они вырастут.
- При значительных нагрузках от стен – чем больше нагрузка, тем больше выгнется плита.
- При больших расстояниях между стенами – чем больше пролеты фундаментной плиты, тем больше будет верхняя арматура.
Что делать, если нужна все-таки сплошная фундаментная плита под зданием?
Если наличие цельной плиты принципиально, нужно делать цельную плиту. Я призываю просто каждый раз взвешивать: а действительно ли нужна именно сплошная плита? Для размышления предлагаю вам такой вариант:
Мы вырезаем в плите отверстие, при этом добиваемся значительной экономии в армировании. А внутри заполняем отверстие фундаментной плитой, которая несет лишь саму себя плюс нагрузку от первого этажа. Эта внутренняя плита может быть и из бетона попроще, да и армирование ее конструктивно. А между плитами можно устроить водонепроницаемый деформационный шов. Единственное неудобство такого решения – нужно просчитать осадки обеих плит и проанализировать, не приведет ли разность осадок к каким-то некомфортным последствиям.
Напоследок хочу сказать, что в примере я приводила самую простую фундаментную плиту. Вырезая прямоугольник из нее, мы по сути получали ленточный фундамент. Но не всегда бывают такие простые ситуации, и не всегда мы получаем в результате ленту. Иногда отверстия приходится вырезать лишь в части пролетов плиты (обычно в бОльших пролетах), иногда быть вырезанными просятся плиты, на которые опираются колонны… Нужно просто помнить, что есть такое решение. Сделать отверстие – это не всегда ухудшить работу плиты.
Кстати, как думаете, если в плите перекрытия, опирающейся по четырем сторонам, вырезать отверстие в центре, лучше она будет себя чувствовать или хуже? А как насчет многопролетной плиты, опирающейся на сетку колонн?
Творческих вам задач!
КомментарииПервый вопрос: С одной стороны будет лучше т.к уменьшиться грузовая площадь. С другой стороны если вырезать квадратное отверстий появятся концентраторы напряжения в углах будет хуже. Если мы сделаем круглое отверстие и избавимся от концентраций то моменты на опорах все равно увеличатся т.к. схема станет больше похожа на консольную. По всем факторам плита станет вести себя хуже. Ну и тут в вопросе конечно нужно уточнить шарнирно плита оперта иди жестко. Я предполагаю что плита монолитная жесткая. Если шарнирное закрепление то будет лучше себя вести .
Как не наделать ошибок с осями пластин при расчете в Лире. Видеоурок.
Для тех, кто торопится: внизу статьи есть видео по теме ?. Но сначала, как всегда, "немного" текста с иллюстрациями.
В Лире есть такая возможность – построить самому объекты любой конфигурации и любой сложности с нуля. Собрать свой лего из палочек и пластинок. Вот только иногда из-за незнания особенностей построения можно получить очень странные результаты. И хорошо, если вы имеете представление о работе конструкции и знаете, где должна быть расположена рабочая арматура. А если нет? Если опыт расчетов невелик и вы доверяете результатам программы? Тогда будьте готовы заармировать все с точностью до наоборот.
На рисунке выше вы видите изгибающие моменты в двух практически одинаковых расчетах лестниц. Слева все понятно и логично: момент с одним знаком на опорах, с другим – в пролете. Прямо классика. А вот справа лестницу явно штормит. Смена моментов непонятна и нелогична. А если взглянуть на армирование, то вообще за голову схватиться можно – в нижнем марше рабочая арматура окажется сверху, а в самой верхней площадке надопорная арматура будет снизу.
Чем же таким отличаются эти два расчета?
Почему такая разительная разница в результатах? А разница только в одном – в направлении местных осей пластин.
При построение любого трех- или четырехузлового элемента в Лире, ему назначаются местные оси, их можно увидеть, если активировать соответствующий маркер во флагах рисования ("Местные оси пластин"). Направление этих местных осей программа определяет сама и они как-то связаны с очередностью построения элементов. Нам нужно всегда следить, чтобы местные оси пластин совпадали с глобальными – только тогда мы сможем без проблем прочесть результаты расчета. Я для себя поняла, что если я строю 4-узловой элемент вручную или же выполняю построение триангуляцией контура, мне нужно указывать узлы в такой очередности, чтобы контур рисовался против часовой стрелки. Тогда местная ось пластин Z cовпадет с глобальной. Но вот с осями Х и У не все так просто. Их направление тоже зависит от того, где будет первая точка построения контура и в каком направлении вы будете очерчивать контур.
На рисунке выше у меня показаны четыре 4-узловых элемента, которые я строила указанием четырех узлов, с подсвеченными местными осями пластин. Первый элемент я начинала строить из точки 1 и вела построение против часовой стрелки; второй – из точки 2 по часовой; третий – из точки 3 по часовой; четвертый – из точки 4 против часовой. Видите разницу в направлении осей? В нижнем левом углу показаны глобальные оси. Только первый элемент по положению местных осей совпадает с глобальными. У остальных те или иные оси смотрят в разные стороны.
А теперь давайте глянем на плиту, построенную с помощью триангуляции контура:
Эту плиту я строила, начиная из узла 1, обводя против часовой стрелки. В итоге местные оси Z для всех элементов совпадают с глобальными. Это хорошо. Но если взглянуть на оси Х и У – кто в лес, кто по дрова. Программа разворачивает их совсем не так, как нам хочется.
На что может повлиять несовпадение местных осей с глобальными?
Результаты расчета (усилия – моменты, поперечная сила и т.д., армирование) показывается для местных осей, а не для глобальных. Если местные оси сонаправлены с глобальными, мы видим понятную картину – верх совпадает с верхом, низ с низом, левая сторона – с левой, а правая – с правой.
Если не совпадают местная и глобальная оси Z, мы в эпюрах увидим не те знаки (плюс вместо минуса и минус вместо плюса), а в результатах армирования – неправильное положение арматуры (нижняя вместо верхней и верхняя вместо нижней).
Если местная ось Х (или У) оказалась перпендикулярной глобальным осям Х (или У), в результатах усилий и армирования мы получим не то направление (Му вместо Мх и арматуру вдоль У вместо арматуры вдоль Х).
Давайте я поясню эту путаницу на простом примере.
Есть плита, шарнирно опирающаяся по двум сторонам.
Рассчитаем ее в двух вариантах: слева – когда местные оси пластин совпадают с глобальными; справа – когда местная ось Z направлена в противоположную сторону глобальной, а оси местные Х и У повернуты относительно глобальных на 90 градусов.
Давайте сравним результаты расчета.
Перемещения по оси Z:
Как видите, прогибы плит абсолютно одинаковы, местные оси пластин не влияют на закон тяготения – вниз так вниз.
Изгибающие моменты Мх:
А вот тут пошло интересное. Слева картина классическая – плита не работает в направлении глобальной оси Х и момент в ней одинаково близок к нулю. А вот справа нам показаны усилия классического изгибающего момента в плите, только с другим знаком. В центре – момент максимален, на опорах равен нулю. На картинке я постаралась изобразить эпюру изгибающего момента в привычном формате, и вышло, что она в принципе такая, как в классической схеме с шарнирным опиранием по двум сторонам, но только повернута "пузиком" вверх. Почему так вышло? Да просто эпюры усилий в элементах даются с учетом местных осей, а не глобальных. Напомню, мы рассматриваем момент Мх. Местная ось Х в плите слева направлена так же, как глобальная и эпюра выглядит абсолютно предсказуемо. А вот местная ось Х в плите справа направлена вдоль глобальной оси У (непривычный взгляд). И момент Мх в плите показывает ее работу вдоль плиты, то есть вдоль глобальной оси У. Почему же максимальный момент Мх в плите справа отрицательный, а не положительный? Ведь мы привыкли уже, что растяжение в нижней зоне плиты соответствует положительному моменту. Все дело в направлении местной оси Z: так как она направлена сверху вниз – навстречу глобальной оси, момент тоже изменил знак относительно привычного значения.
Видите, как местные оси влияют на результаты расчета! Этот фактор всегда нужно учитывать.
Если вы посмотрите другие эпюры, в них будет та же "путаница". Но я хочу сразу перейти к армированию.
Изначально нас интересует армирование вдоль оси У, так как именно в этом направлении работает плита. Даже не глядя на арматуру, можно предположить, что нижняя арматура вдоль У будет максимальной в пролете и снижаться к опорам, а верхняя арматура вдоль У будет минимальна, т.к. плита опирается шарнирно. Это предположение полностью оправдывают рисунки левой плиты (см. рисунок выше). Но вот правая плита выдает парадоксальный результат: нижняя арматура в плите как бы вообще не нужна, зато отчего-то нужна верхняя. Будем так армировать? Неа. Мы ведь уже знаем, что в результаты вмешались местные оси пластин – армирование же показывается тоже относительно местных осей элементов. И чтобы разобраться с арматурой, нужно всегда обращать внимание на направление всех осей: местные оси Х и У показывают направление арматуры, а местная ось Z показывает, где в пластине нижняя арматура (ближе к местному нулю по оси Z), а где – верхняя.
На этом я обзор завершаю, дальше вы можете поиграть с результатами расчетов самостоятельно. Единственное, к чему призываю: следите, чтобы по возможности (по крайней мере в горизонтальных элементах) местные оси изначально совпадали с глобальными. А если не совпали, то хотя бы откорректируйте их, Лира дает такую возможность.
И напоследок предлагаю вам просмотреть видео на эту тему, в нем рассматривается ситуация, когда при расчете лестницы местные оси пластин были направлены по воле случая.
Как не наделать ошибок с осями пластин при расчете в Лире. Видеоурок.
Для тех, кто торопится: внизу статьи есть видео по теме ?. Но сначала, как всегда, "немного" текста с иллюстрациями.
В Лире есть такая возможность – построить самому объекты любой конфигурации и любой сложности с нуля. Собрать свой лего из палочек и пластинок. Вот только иногда из-за незнания особенностей построения можно получить очень странные результаты. И хорошо, если вы имеете представление о работе конструкции и знаете, где должна быть расположена рабочая арматура. А если нет? Если опыт расчетов невелик и вы доверяете результатам программы? Тогда будьте готовы заармировать все с точностью до наоборот.
На рисунке выше вы видите изгибающие моменты в двух практически одинаковых расчетах лестниц. Слева все понятно и логично: момент с одним знаком на опорах, с другим – в пролете. Прямо классика. А вот справа лестницу явно штормит. Смена моментов непонятна и нелогична. А если взглянуть на армирование, то вообще за голову схватиться можно – в нижнем марше рабочая арматура окажется сверху, а в самой верхней площадке надопорная арматура будет снизу.
Чем же таким отличаются эти два расчета?
Почему такая разительная разница в результатах? А разница только в одном – в направлении местных осей пластин.
При построение любого трех- или четырехузлового элемента в Лире, ему назначаются местные оси, их можно увидеть, если активировать соответствующий маркер во флагах рисования ("Местные оси пластин"). Направление этих местных осей программа определяет сама и они как-то связаны с очередностью построения элементов. Нам нужно всегда следить, чтобы местные оси пластин совпадали с глобальными – только тогда мы сможем без проблем прочесть результаты расчета. Я для себя поняла, что если я строю 4-узловой элемент вручную или же выполняю построение триангуляцией контура, мне нужно указывать узлы в такой очередности, чтобы контур рисовался против часовой стрелки. Тогда местная ось пластин Z cовпадет с глобальной. Но вот с осями Х и У не все так просто. Их направление тоже зависит от того, где будет первая точка построения контура и в каком направлении вы будете очерчивать контур.
На рисунке выше у меня показаны четыре 4-узловых элемента, которые я строила указанием четырех узлов, с подсвеченными местными осями пластин. Первый элемент я начинала строить из точки 1 и вела построение против часовой стрелки; второй – из точки 2 по часовой; третий – из точки 3 по часовой; четвертый – из точки 4 против часовой. Видите разницу в направлении осей? В нижнем левом углу показаны глобальные оси. Только первый элемент по положению местных осей совпадает с глобальными. У остальных те или иные оси смотрят в разные стороны.
А теперь давайте глянем на плиту, построенную с помощью триангуляции контура:
Эту плиту я строила, начиная из узла 1, обводя против часовой стрелки. В итоге местные оси Z для всех элементов совпадают с глобальными. Это хорошо. Но если взглянуть на оси Х и У – кто в лес, кто по дрова. Программа разворачивает их совсем не так, как нам хочется.
На что может повлиять несовпадение местных осей с глобальными?
Результаты расчета (усилия – моменты, поперечная сила и т.д., армирование) показывается для местных осей, а не для глобальных. Если местные оси сонаправлены с глобальными, мы видим понятную картину – верх совпадает с верхом, низ с низом, левая сторона – с левой, а правая – с правой.
Если не совпадают местная и глобальная оси Z, мы в эпюрах увидим не те знаки (плюс вместо минуса и минус вместо плюса), а в результатах армирования – неправильное положение арматуры (нижняя вместо верхней и верхняя вместо нижней).
Если местная ось Х (или У) оказалась перпендикулярной глобальным осям Х (или У), в результатах усилий и армирования мы получим не то направление (Му вместо Мх и арматуру вдоль У вместо арматуры вдоль Х).
Давайте я поясню эту путаницу на простом примере.
Есть плита, шарнирно опирающаяся по двум сторонам.
Рассчитаем ее в двух вариантах: слева – когда местные оси пластин совпадают с глобальными; справа – когда местная ось Z направлена в противоположную сторону глобальной, а оси местные Х и У повернуты относительно глобальных на 90 градусов.
Давайте сравним результаты расчета.
Перемещения по оси Z:
Как видите, прогибы плит абсолютно одинаковы, местные оси пластин не влияют на закон тяготения – вниз так вниз.
Изгибающие моменты Мх:
А вот тут пошло интересное. Слева картина классическая – плита не работает в направлении глобальной оси Х и момент в ней одинаково близок к нулю. А вот справа нам показаны усилия классического изгибающего момента в плите, только с другим знаком. В центре – момент максимален, на опорах равен нулю. На картинке я постаралась изобразить эпюру изгибающего момента в привычном формате, и вышло, что она в принципе такая, как в классической схеме с шарнирным опиранием по двум сторонам, но только повернута "пузиком" вверх. Почему так вышло? Да просто эпюры усилий в элементах даются с учетом местных осей, а не глобальных. Напомню, мы рассматриваем момент Мх. Местная ось Х в плите слева направлена так же, как глобальная и эпюра выглядит абсолютно предсказуемо. А вот местная ось Х в плите справа направлена вдоль глобальной оси У (непривычный взгляд). И момент Мх в плите показывает ее работу вдоль плиты, то есть вдоль глобальной оси У. Почему же максимальный момент Мх в плите справа отрицательный, а не положительный? Ведь мы привыкли уже, что растяжение в нижней зоне плиты соответствует положительному моменту. Все дело в направлении местной оси Z: так как она направлена сверху вниз – навстречу глобальной оси, момент тоже изменил знак относительно привычного значения.
Видите, как местные оси влияют на результаты расчета! Этот фактор всегда нужно учитывать.
Если вы посмотрите другие эпюры, в них будет та же "путаница". Но я хочу сразу перейти к армированию.
Изначально нас интересует армирование вдоль оси У, так как именно в этом направлении работает плита. Даже не глядя на арматуру, можно предположить, что нижняя арматура вдоль У будет максимальной в пролете и снижаться к опорам, а верхняя арматура вдоль У будет минимальна, т.к. плита опирается шарнирно. Это предположение полностью оправдывают рисунки левой плиты (см. рисунок выше). Но вот правая плита выдает парадоксальный результат: нижняя арматура в плите как бы вообще не нужна, зато отчего-то нужна верхняя. Будем так армировать? Неа. Мы ведь уже знаем, что в результаты вмешались местные оси пластин – армирование же показывается тоже относительно местных осей элементов. И чтобы разобраться с арматурой, нужно всегда обращать внимание на направление всех осей: местные оси Х и У показывают направление арматуры, а местная ось Z показывает, где в пластине нижняя арматура (ближе к местному нулю по оси Z), а где – верхняя.
На этом я обзор завершаю, дальше вы можете поиграть с результатами расчетов самостоятельно. Единственное, к чему призываю: следите, чтобы по возможности (по крайней мере в горизонтальных элементах) местные оси изначально совпадали с глобальными. А если не совпали, то хотя бы откорректируйте их, Лира дает такую возможность.
И напоследок предлагаю вам просмотреть видео на эту тему, в нем рассматривается ситуация, когда при расчете лестницы местные оси пластин были направлены по воле случая.
Читайте также: