Ono što su svi naši korisnici dugo čekali napokon se ostvarilo: u PC LIRA 10.6 pojavio se novi konačni element 57 - „Pilot“, implementirajući odredbe SP 24.13330.2011 „Temeljenje pilota“. Pojava ovog završnog elementa značajno proširuje mogućnosti programskog paketa pri proračunu zgrada na temeljima od pilota, omogućujući brže i preciznije izvođenje takvih proračuna. Ako su prije korisnici PC LIRA morali modelirati 56 FE pilota, a njihova se krutost izračunavala ili u programima trećih strana ili ručno, sada će program učiniti sve, samo trebate unijeti početne podatke.
Provedba
U PC LIRA 10.6 implementirane su sljedeće projektne situacije:
Jednostruki pilot (članci 7.4.2 – 7.4.3, SP 24.13330.2011);
Šipka (točke 7.4.4 – 7.4.5, SP 24.13330.2011);
Uvjetni temelj (točke 7.4.6 – 7.4.9, SP 24.13330.2011);
Napravljene su sljedeće pretpostavke:
Konvencionalno je prihvaćeno da je nosivost pilota osigurana; - Tlo na koje se oslanja pilot smatra se linearno deformabilnim poluprostorom; - Ispunjena je relacija: (l – duljina, d – reducirani promjer stabla pilota).
Primijenjeni su sljedeći tipovi pilota (slika 1):
-
Ljuska;
Pravokutan;
Kvadrat.
U ovom slučaju, kraj hrpe može biti ili šiljast ili u obliku batine.
Riža. 1. Vrste pilota. PC LIRA 10.6
Proračun jedne hrpe
Za svaki pilot, bio on pojedinačni ili kao dio grmlja/uvjetnog temelja, postavljaju se sljedeći parametri (slika 2):
- Duljina hrpe
- Broj podijeljenih dijelova - što je taj broj veći, izračun je točniji.
- Modul elastičnosti debla je karakteristika materijala od kojeg je izrađena hrpa;
- Poissonov omjer materijala;
- Dubina od površine zemlje, pri kojoj se ne uzima u obzir otpor tla duž bočne površine (pod seizmičkim utjecajima).
- Volumetrijska težina materijala hrpe.
Riža. 2. Postavljanje parametara pilota. PC LIRA 10.6
Parametri proračuna za pojedinačni pilot postavljaju se klikom na gumb "Izračunaj krutost pojedinačnog pilota" (slika 3).
Riža. 3. Parametri za proračun krutosti pilota. PC LIRA 10.6
U ovom slučaju, bočni koeficijent ležišta na površini hrpe izračunava se formulom:
Gdje je K koeficijent proporcionalnosti usvojen ovisno o vrsti tla koje okružuje pilot (Dodatak B, tablica B.1); γs - koeficijent radnih uvjeta tla. Za jednu gomilu γs =3.
Izračun slijeganja pojedinačnog pilota provodi se u skladu sa SP 24.13330.2011: za pilot bez proširenja prema klauzuli 7.4.2 a, za pilot s proširenjem prema klauzuli 7.4.2 b.
Proračun grma pilota
Za izradu grma pilota potrebno je pozvati naredbu “Grupe pilota” koja se nalazi na alatnoj traci ili u stavci izbornika “Zadaci”. Da biste definirali grm pilota, potrebno je odabrati grupu pilota koji će biti uključeni u grm i kliknuti na gumb “Dodaj grm pilota” (slika 4).
Riža. 4. Postavljanje pilotskog grma. PC LIRA 10.6
Metoda za izračunavanje grma pilota odgovara klauzulama 7.4.4 – 7.4.5 SP 24.13330.2011. U ovom slučaju, karakteristike krutosti pilota izračunavaju se automatski u Soil Editoru, za koji je potonji dodao četiri stupca u tablicu za određivanje fizičkih i mehaničkih karakteristika (slika 5):
- Vrsta tla za temelj pilota (tablica B.1 SP 24.13330.2011). Koristi se za interpolaciju vrijednosti "K" iz zadanog indeksa fluidnosti tla "IL" ili koeficijenta poroznosti "e".
Indeks tečenja “IL” za silovito-glinasta tla;
Koeficijent poroznosti “e” za pjeskovita tla;
Koeficijent proporcionalnosti “K”, koji se može postaviti numerički ili interpolirati odabirom tla iz stupca “Vrsta tla za temeljenje od pilota”;
Riža. 5. Tablica fizikalnih i mehaničkih karakteristika IGE. PC LIRA 10.6
U parametrima izračuna (slika 6) pojavila se nova kartica - "Piles", u kojoj su naznačeni parametri potrebni za izračun:
k - koeficijent dubine ispod pete (klauzula 7.4.3 SP 24.13330.2011);
γ c - koeficijent radnih uvjeta za proračun pilota za kombinirano djelovanje vertikalnih i horizontalnih sila i momenta (klauzula B.2, Dodatak 2, SP 24.13330.2011);
γ s a - koeficijent zbijenosti tla pri uranjanju pilota, uzima se u obzir za smanjenje koeficijenta proporcionalnosti K pri radu pilota kao dijela grma (klauzula B.2, Dodatak 2, SP 24.13330.2011).
Riža. 6. Kartica za proračun pilota. PC LIRA 10.6
Izračun slijeganja grma pilota provodi se u skladu s klauzulama 7.4.4 - 7.4.5 SP 24.13330.2011. Pri proračunu slijeganja grupe pilota uzima se u obzir njihov međusobni utjecaj. Proračun koeficijenta ležišta tla Cz na bočnoj površini pilota, uzimajući u obzir utjecaj pilota u grmlju, provodi se kao za pojedinačni pilot, ali se koeficijent proporcionalnosti K množi s redukcijskim faktorom αi.
Međusobni utjecaj slijeganja gomila pilota uzima se u obzir na isti način kao i kod proračuna uvjetnih temelja. Proračun krutosti pilota u grmovima pilota provodi se istom metodom kao i za pojedinačne pilote, ali uzimajući u obzir njihov međusobni utjecaj u grmu i između grmlja.
Proračun uvjetnog temelja
Postavljanje uvjetnog temelja od grma pilota razlikuje se samo po tome što je stavka "Uvjetni temelj" odabrana u "Grupi pilota". Također je potrebno dodatno navesti Acf - područje uvjetnog temelja i način postavljanja pilota - obične ili šahovske ploče.
Geološki uvjeti, kao i fizikalne i mehaničke karakteristike temeljnih tla, specificirane su u Soil Editoru.
Ukupno slijeganje polja temeljnih pilota određeno je formulom:
Gdje je: - slijeganje uvjetnog temelja,
Dodatno slijeganje zbog guranja pilota na razini baze uvjetnog temelja,
Dodatno slijeganje zbog sabijanja osovine pilota.
Dodatno slijeganje zbog kompresije osovine pilota izračunava se pomoću formule:
Pronalaženje slijeganja uvjetnog temelja, kao i izračunavanje međusobnog utjecaja grupa pilota (uključujući grmlje pilota) može se izvršiti analogno pločastim temeljima pomoću 3 različite metode:
- Metoda 3 - modificirani Pasternakov model.
Metoda 1 - Pasternakov temeljni model,
Metoda 2 - Winkler-Fussov model temelja,
Ako se proračun provodi u modulu Tlo, potrebno je, kao i kod proračuna pločastih elemenata, pilotima dodijeliti početno opterećenje koje se zatim može doraditi pomoću funkcije pretvaranja rezultata u početne podatke (sl. 7). To se radi u naredbi “Elastic Foundation”.
Riža. 7. Dodjeljivanje početnog opterećenja pilotima. PC LIRA 10.6
Nakon proračuna u modulu Tlo, pozivom funkcije “Analiza modela” možete pratiti slijeganja, krutost i druge parametre pilota i tla (slika 8).
sl.8. Vizualizacija izračuna. PC LIRA 10.6
Stoga smo ispitali novu funkciju koja se pojavila u PC LIRA 10.6, a koja omogućuje proračun zgrada na temeljima od pilota.
Državna obrazovna ustanova visokog obrazovanja
strukovno obrazovanje
Državno politehničko sveučilište St. Petersburg
Građevinski fakultet
Zavod za tehnologiju, organizaciju i ekonomiku građenja
Projektiranje stambene zgrade od monolitnog armiranog betona u kolaboracijskom načinu Allplan - SCAD
Smjernice za izradu kolegija
Radna verzija od 03/10/2006 02:57
sve primjedbe i prijedlozi se primaju na [e-mail zaštićen]
Sankt Peterburg
Uvod................................................. ......................................................... ... 5
1. Početno formiranje modela objekta u Allplanu.... 6
1.1. Značajke monolitnih zgrada.................................................. ................... ................... 6
1.2. 3D model objekta u Allplanu.................................................. ......................................... 6
1.2.1. Izrada parametarskog modela u Allplanu ............................................ ......... 6
1.2.2. Mogućnost izvoza iz AutoCAD-a............................................. ....... 6
1.2.3. Značajke izgradnje modela u Allplanu za naknadne izračune 7
2. Izvoz modela iz Allplana u FORUM......................................... ........... 8
2.1. Izvoz modela iz Allplana................................................. ....... ................................. 8
2.2. Kontrola modela na FORUMU............................................. ......................................... 9
2.3. Kontrola modela u SCAD-u.................................................. ................................................... .. 10
2.4. Priprema modela za proračun................................................. ....... 10
2.4.1. Usklađivanje osi za izlazni napon ............................................ ................. 10
2.4.2. Dodjela veza u čvorovima................................................. ................................................. 10
2.4.3. Probni izračun................................................. ... ............................................ 10
3. Određivanje utjecaja i opterećenja..................................... ......... 11
3.1. Vrste udara i opterećenja................................................. .................... ......................... jedanaest
3.2. Konstantna opterećenja................................................. ........ ....................................... jedanaest
3.2.1. Vlastita težina nosivih konstruktivnih elemenata ..................................... 12
3.2.2. Opterećenje od ogradnih zidova..................................................... ...... ................... 12
3.2.3. Opterećenje od unutarnjih pregrada i od površinskih (površinskih) materijala i elemenata građevinskih konstrukcija.................................. ................. ................. 12
3.2.4. Pritisak tla za zatrpavanje ............................................ ............................ 12
3.3. Dugotrajna opterećenja.................................................. ......................................................... 12
3.3.1. Opterećenje od ljudi, životinja, opreme na podovima ................................. 12
3.3.2. Opterećenje snijegom..................................................... ......................................................... 12
3.4. Kratkotrajna opterećenja.................................................. .......... ............................ 13
3.5. Posebna opterećenja..................................................... ......................................................... ..... 13
3.6. Kombinacije opterećenja..................................................... ... ............................................ 13
4. Opterećenja, slučajevi opterećenja, njihove kombinacije (kombinacije) u SCAD 14
4.1.1. Opterećenja i slučajevi opterećenja, njihove kombinacije i kombinacije u SCAD-u.................................. 14
4.1.2. Unos opterećenja i slučajeva opterećenja............................................. ......................... 14
4.1.3. Računske kombinacije sila, proračunske kombinacije opterećenja.................................. 14
5. Projektiranje i proračun temelja........................ 15
5.1.1. Izgradnja temelja..................................................... ..... 15
5.1.2. Nosivost visećih pilota..................................... ......... .......... 16
5.1.3. Uzdužna krutost pilota..................................................... ..................................... 16
6. Proračun nosivog okvira zgrade i njegovih elemenata u SCAD-u na čvrstoću i stabilnost.................................. ....... ................................. 18
6.1. Pokreti..................................................... ......................................................... ............. .. 18
6.1.1. Pravila za znakove za kretanje................................................. ........................ 18
6.1.2. Analiza kretanja..................................................... ................ ................................. 18
6.2. Provjera ukupne stabilnosti zgrade.................................................. ........................ 18
6.3. Napori i napetosti..................................................... .......... ............................................ 18
6.3.1. Pravilo znakova za napore (naglaske)................................................ ......... .... 18
6.3.2. Analiza sila i naprezanja............................................. ..................................... 19
7. Eksport rezultata izbora armature u ploči u Allplan i naknadno armiranje.................................. .................. ............................ 20
8. Popis korištenih izvora.................................. 21
8.1. Regulatorni materijali..................................................... ......................................... 21
8.2. Književnost................................................. ................................................. ......... 21
Smjernice su namijenjene studentima građevinskih specijalnosti na sveučilištima, kao i studentima naprednih tečajeva u području "Graditeljstvo".
U metodološkim uputama, projekt višekatne monolitne zgrade objašnjen je na primjeru građevinske zgrade koja se podiže u Sankt Peterburgu, s temeljom na temelju pilota od zabijenih ili izbušenih visećih pilota i rešetke od ploča.
Projekt se izvodi u skladu s arhitektonskim zadatkom, tehničkim specifikacijama za projektiranje konstrukcije i važećim SNiP-om.
Tijekom procesa projektiranja razvija se prostorno-plansko i konstruktivno rješenje za višekatnicu, odabire se projektna shema i metoda proračuna i izvode se proračuni armature elemenata monolitne konstrukcije, izrađuje se radna dokumentacija (za neke građevinskih elemenata), izvode se proračuni, izrađuje se kalendarski plan i sastavlja objašnjenje.
Crteži uključuju nacrte glavnih katova koji se ne ponavljaju, dijagram presjeka, dijagrame fasada i nacrte armature.
Trenutno se u izgradnji koriste različiti dizajni zgrada. Od njih se sve više koriste monolitne zgrade.
Prostorna stabilnost građevine osigurana je krutošću okvira građevine koji se sastoji od sustava nosivih građevinskih elemenata: uzdužnih i poprečnih zidova, monolitnih armiranobetonskih podova koji rade poput tvrdih diskova.
Za višekatne stambene zgrade, podovi i nosivi zidovi imaju male debljine (od 130 mm). Podovi imaju složenu konfiguraciju u planu, zbog prisutnosti velikog broja nepravilno smještenih balkona, prozora, lođa i otvora; Unutar prostorija podovi su najčešće bez greda i kapitela.
Ogradni nenosivi zidovi obično se podupiru kat po kat na rubu poda.
Kako bi se osigurao otvoreni raspored, okomiti nosivi zidovi unutar stanova ili civilnih prostorija zamjenjuju se stupovima, pilonima ili se izrađuju sa širokim otvorima. Preko širokih otvora u nosivom zidu izvode se skrivene grede i nadvoji u obliku armaturne armature.
Temelj je u većini slučajeva zasut pločastim rešetkama ili pločama.
Proračun monolitne zgrade svodi se na analizu zajedničkog rada svih nosivih elemenata: i temelja s temeljom tla.
1.2.1. Izrada parametarskog modela u Allplanu
Projektiranje počinje izgradnjom 3D modela u Allplan programu za projektiranje konstrukcija (http://www.nemetschek.ru/products/allplan.html).
Model u Allplanu mora sadržavati podatke o materijalu svakog konstruktivnog elementa zgrade (koji određuje njihovu krutost, toplinske tehničke, troškovne i druge karakteristike koje se kasnije koriste u projektiranju). Ti se podaci inicijalno unose u fazi izrade modela ili nakon uvoza planova iz AutoCAD-a.
U nastavnom projektu, kao prvu aproksimaciju, preporučuje se postaviti:
Kao materijal za podove i nosive zidove, beton klase čvrstoće B25;
Priključci klase AIII,
Debljina nosivih zidova i stropova je 160 mm.
Konačan izbor debljina, klasa betona i armature određuje se na temelju rezultata proračuna.
Svi grafički materijali projekta (planovi glavnih etaža koji se ne ponavljaju, crteži ili dijagrami presjeka, crteži ili dijagrami fasada) su izgrađeni samo na temelju 3D modela objekta u Allplanu. Time se osigurava unutarnja konzistentnost materijala.
1.2.2. Mogućnost izvoza iz AutoCAD-a
Ako su arhitektonska rješenja navedena u obliku 2D tlocrta u AutoCAD-u, onda ih je poželjno uvesti i na temelju njih izgraditi (“podići”) 3D model. U isto vrijeme, u AutoCAD-u je potrebno maksimalno pojednostaviti plan lokacije, ostavljajući samo one elemente (zidove, pregrade) koje je potrebno prenijeti u Allplan za izradu modela (u pravilu je dovoljno okrenuti uklonite nepotrebne slojeve) i ponovno spremite AutoCAD datoteku u .dxf formatu. U izborniku se vrši uvoz podataka iz AutoCAD-a u Allplan Datoteka/Uvoz/Uvoz/Uvoz podataka iz AutoCAD .
1.2.3. Značajke izgradnje modela u Allplanu za naknadne izračune
Allplan model projektnog objekta, koji se izvozi za izračune u SCAD, mora biti konstruiran s posebnom pažnjom. Posebnu pozornost treba obratiti na spojeve zidova i stropova.
Kako biste olakšali zadatak u obrazovnim projektima, toplo se preporučuje korištenje sljedećih tehnika:
Rad s uključenom mrežom, pričvršćivanje na uključenu mrežu (preporuča se postaviti korak mreže duž x i y koordinata na 300 mm);
Kreirajte koordinacijske osi i nosive elemente samo u odnosu na čvorove mreže;
Izradite sve nosive zidove u načinu "zadebljanja u sredini";
Stvorite podove pričvršćene na čvor mreže na sjecištu zidova,
|
|
|
i nije vezan za ugao zidova;
Koristeći dinamičku ploču,
odaberite način za ograničavanje mogućnosti crtanja samo vodoravnih i okomitih linija;
Zamijenite kružne lukove i neizravne crte u tlocrtu s ravnim segmentima.
Ove tehnike osiguravaju prijenos modela iz Allplana u SCAD s minimalnim izobličenjem.
Za prijenos modela iz Allplan Junior u SCAD potrebno je preuzeti (ako ova datoteka nije na instalacijskom disku) i instalirati datoteku za prijenos test.exe. Iz Allplana u SCAD (www.scadgroup.com) treba prenijeti arhitektonski (ne oplatni) model, a samo nosive elemente. Model se prenosi u predprocesor FORUM. Model se formira pritiskom na tipku sa slikom SCAD simbola (stilizirano crveno slovo S) na alatnoj traci.
Za korištenje SCAD izvozne funkcije, ovaj gumb prvo morate postaviti na neku Allplan alatnu traku. Za ovo:
Pokrenite Allplan
Idite na izbornik "Prikaz" -> "Alatne trake" -> "Prilagodi"
Povucite simbol "SCAD" na željenu alatnu traku
Kliknite na gumb "Zatvori".
Nakon početka izvoza modela, pojavljuje se dijaloški okvir Spremi kao…, koji navodi naziv projektne datoteke s ekstenzijom opr. Zatim se pojavljuje prozor "Upravljanje izvozom podataka u SCAD". U njemu morate postaviti parametar za hvatanje zidova duž njihovih osi i postaviti automatsku konvergenciju zidova i podova. Na temelju podataka u prozoru “Rezultati izvoza” preporuča se provjeriti cjelovitost prijenosa podataka u SCAD. Preporučljivo je provjeriti broj prenesenih zidova, podova, stupova i greda s onima koji su dostupni u modelu Allplan.
U FORUMU je potrebno provjeriti ispravnost oblikovanja modela i po potrebi ga prilagoditi. Kontrola se vrši funkcijom Kontrola modela na kartici Kontrolirati, kao i vizualno.
Tijekom vizualnog pregleda trebate provjeriti vertikalnost i horizontalnost elemenata, a s lica, podudarnost čvorova modela FORUM na mjestima gdje se elementi susreću. Ako postoji neusklađenost ili odstupanje čvorova modela FORUM, "pomaknite čvorove u zadanom smjeru" na kartici Operacije s čvorovima .
Slijedi primjer prijenosa na FORUM spoja pod pravim kutom između dva monolitna zida prekrivena monolitnim stropom. U prvom slučaju (s lijeve strane), pod je stvoren, kao što preporučujemo, s obzirom na čvorove mreže Allplan, u drugom (s desne strane) - s obzirom na vanjski kut zidova.
|
|
|
Desna slika prikazuje posljedice neusklađenosti poda s čvorovima mreže Allplan. U FORUMU se kreiraju dva čvora modela FORUM (umjesto jednog čvora): čvor zidnog spoja i čvor podnog kuta.
Zatim na tab Shema SCAD projekt je generiran (izvoz modela). U ovoj fazi specificiraju se koraci podjele modela na konačne elemente. Za edukativni projekt preporučamo početni korak parcelacije od 2 m, podebljanje mreža ispod stupova i minimalnu površinu obrađenog elementa od 0,2 m.
Prilikom generiranja SCAD projekta, kao što se može vidjeti na slikama ispod, u drugom slučaju se iz modela FORUM kreira “vijenac” malih konačnih elemenata. Ovi elementi iskrivljuju model i mogu biti izvor pogrešaka u SCAD izračunima.
|
|
|
Detaljan opis rada FORUM pretprocesora dostupan je u knjizi: SCAD Office. Računalni kompleks SCAD: Udžbenik / V.S. Karpilovski, E.Z. Kriksunov, A.A. Malyarenko, M.A. Mikitarenko, A.V. Perelmuter, M.A. - 592 stranice
U SCAD-u se vrši vizualna kontrola modela, ekspresna kontrola modela na kartici Kontrolirati, brisanje dvostrukih tipova krutosti (tab Svrha), spojiti podudarne čvorove i spojiti podudarne stavke (tab Čvorovi i elementi).
Ako je potrebno, čvorovi se poravnavaju okomito i vodoravno.
2.4.1. Usklađivanje osi za izlazni napon
Tijekom početne konstrukcije projektne sheme, svaki konačni element ima svoj vlastiti koordinatni sustav.
Potrebno je odrediti osi za proračun naprezanja elementa koji se razlikuju od lokalnog koordinatnog sustava elementa (na kartici Imenovanja). Ovo je posebno važno kada se namjerava odabrati armatura.
2.4.2. Dodjela veza u čvorovima
Rubni uvjeti za model navedeni su u obrascu dodjela veza u čvorovima. Na primjer, u preliminarnom proračunu tipičnog poda s podom, pretpostavlja se da će biti kruto oslonjen na temeljne strukture. Ovaj nosač je modeliran zabranom svih šest stupnjeva slobode donjih čvorova podnih zidova. Drugim riječima, veze duž x, y, z, Ux, Uy i Uz superponirane su na čvorove.
2.4.3. Probni izračun
Kako bi se otkrile pogreške u modelu, preporučuje se napraviti probni izračun. Da biste to učinili, morate postaviti neku vrstu opterećenja. Najlakši način je postaviti opterećenje iz vlastite težine konstrukcije, koja se automatski generira. Nakon toga provodi se probni linearni izračun i analizira se proračunski protokol. Ako se pronađu greške, potrebno ih je ispraviti ispravljanjem modela u Allplanu.
Ako nema pogrešaka, prijeđite na određivanje utjecaja i opterećenja.
2.4.4. Provjera modela dok je izgrađen
Izgradnja modela obično počinje s monolitnim zidovima tipičnog poda. Zidovi tipičnog poda prenose se na forum, gdje se provjerava odsutnost grešaka (neusklađeni čvorovi, itd.).
Nakon izgradnje podne obloge zidovi tipskog poda, pod i monolitni zidovi se prenose na Forum i dalje na.
Na temelju rezultata proračuna u SCAD-u (pod pretpostavkom njegove krute potpore na temeljnim konstrukcijama), specificirana je konfiguracija zidova, osiguravajući razumne progibe podne ploče.
Zatim se u ploči prave otvori za stepenice i dizala. Kvaliteta otvora kontrolira se prenošenjem samo stropa bez zidova na Forum.
SNiP 2.01.07-85 * "Opterećenja i utjecaji" detaljno opisuje postupak određivanja opterećenja. Ilustriramo to na primjeru monolitne stambene zgrade koja se gradi u Sankt Peterburgu.
Izračun počinje određivanjem opterećenja u skladu sa SNiP 2.01.07-85* „Opterećenja i udarci” i GOST 27751-88 „Pouzdanost građevinskih konstrukcija i temelja. Osnovne odredbe za obračun«.
Građevinske konstrukcije i temelje treba proračunati metodom graničnih stanja. Granična stanja se dijele u dvije skupine.
U prvu skupinu spadaju granična stanja koja dovode do potpune neprikladnosti za uporabu građevina, temelja (zgrade ili građevine u cjelini) ili do potpunog (djelomičnog) gubitka nosivosti zgrade i građevine u cjelini;
U drugu skupinu spadaju granična stanja koja onemogućuju normalan rad građevina (temelja) ili smanjuju trajnost građevina (konstrukcija) u odnosu na predviđeni vijek trajanja.
Pri projektiranju treba uzeti u obzir opterećenja koja nastaju tijekom izgradnje i rada konstrukcija, kao i tijekom proizvodnje, skladištenja i transporta građevinskih konstrukcija.
Glavne karakteristike opterećenja su njihove standardne vrijednosti. Opterećenje određene vrste karakterizira, u pravilu, jedna standardna vrijednost.
Za opterećenja od ljudi, životinja, opreme na podovima stambenih, javnih i poljoprivrednih zgrada, od mosnih i nadzemnih dizalica, snijega, temperature i klimatskih utjecaja utvrđuju se dvije standardne vrijednosti: potpuna I smanjena(uvodi se u proračun ako je potrebno uzeti u obzir utjecaj trajanja opterećenja, ispitivanje izdržljivosti iu drugim slučajevima navedenim u normama za projektiranje konstrukcija i temelja).
Standardne vrijednosti opterećenja određuju se:
za opterećenja od vlastite težine - prema projektiranim vrijednostima geometrijskih i projektnih parametara i gustoće;
za atmosferska opterećenja i utjecaje - prema najvišim godišnjim vrijednostima koje odgovaraju određenom prosječnom razdoblju njihova prekoračenja;
za tehnološka statička opterećenja (npr. od opreme, uređaja, materijala, namještaja, ljudi) - prema najvećim očekivanim.
Uzima se u obzir moguće odstupanje opterećenja u nepovoljnom (više ili manje) smjeru od njihovih standardnih vrijednosti faktori pouzdanosti opterećenja. Vrijednosti koeficijenata mogu biti različite za različita granična stanja i različite situacije. Projektirana vrijednost opterećenja treba definirati kao umnožak njegove standardne vrijednosti i faktora sigurnosti opterećenja koji odgovara graničnom stanju koje se razmatra.
Ovisno o trajanju opterećenja, treba razlikovati stalna i privremena (dugotrajna, kratkotrajna, posebna) opterećenja.
a) težinu dijelova konstrukcija, uključujući težinu nosivih i ogradnih građevinskih konstrukcija;
b) težina i pritisak tla (nasipi, nasipi), pritisak stijena.
Sile od prednaprezanja koje ostaju u konstrukciji ili temeljima treba uzeti u obzir u proračunima kao sile od stalnih opterećenja.
3.2.1. Vlastita težina nosivih konstrukcijskih elemenata
Vlastita težina nosivih konstrukcijskih elemenata formirana je u automatskom SCAD načinu rada na temelju volumetrijske težine i karakteristika krutosti presjeka elemenata. Za sve armiranobetonske elemente uzeti faktor sigurnosti opterećenja = 1,1.
3.2.2. Opterećenje od graničnih zidova
Opterećenje od ogradnih zidova, kao linearno opterećenje (t/m) po obodu jednog kata, određeno je iz volumetrijske težine ogradnog zida i težine po jedinici površine obloge. Pretpostavlja se da su faktori sigurnosti opterećenja za težinu građevinskih konstrukcija jednaki 1,3.
3.2.3. Opterećenje od unutarnjih pregrada i od površinskih (površinskih) materijala i elemenata građevinskih konstrukcija
Opterećenja vodoravno raspoređenih površinskih (površinskih) materijala i elemenata (estriha, zasipa, hidroizolacija, inverzne krovne „kolebe“ itd.) građevinskih konstrukcija prikladno su određena u programu VeST (http://www.scadgroup.com/prod_vest. shtml).
Ukupna težina unutarnjih pregrada po etaži određena je u Allplanu. Obično se ova težina uzima u obzir kao teret ravnomjerno raspoređen na podu.
Faktori pouzdanosti opterećenja za težinu građevinskih konstrukcija trebaju se uzeti prema tablici 1, klauzula 2.2 SNiP 2.01.07-85 *. Opterećenje treba primijeniti na vodoravni disk poda.
3.2.4. Pritisak tla za zatrpavanje
Pritisak tla za zasip po vanjskoj konturi građevine na zidove ukopanih prostorija uzet ćemo u obzir kao linearnu raspodjelu po visini. Faktori sigurnosti opterećenja t za težinu zatrpanog tla uzeti jednaku 1,15.
3.3.1. Opterećenje od ljudi, životinja, opreme na podovima
Pretpostavlja se da je opterećenje od ljudi i opreme ravnomjerno raspoređeno po površini prostora i naneseno na podne ploče. Vrijednost standardnog opterećenja uzima se prema SNiP 2.01.07-85 *.
Redukcijski koeficijenti kombinacija y A i y n prihvaćaju se u skladu sa stavcima. 3.8 i 3.9 SNiP 2.01.07-85 *.
3.3.2. Snježna opterećenja
Sve su konstrukcije razvijene pod utjecajem opterećenja snježnih zona za St. Petersburg (snježno područje III).
Ukupnu izračunatu vrijednost opterećenja snijegom na horizontalnoj projekciji premaza treba odrediti pomoću formule
gdje je S g izračunata vrijednost težine snježnog pokrivača po 1 m 2 vodoravne površine zemlje, uzeta u skladu s klauzulom 5.2 SNiP 2.01.07-85* jednaka 180 kg / m 2;
m je koeficijent prijelaza od težine snježnog pokrivača tla do opterećenja snijega na pokrivaču, uzet u skladu sa stavcima. 5.3 - 5.6 SNiP 2.01.07-85 *.
U mnogim slučajevima, program VeST (http://www.scadgroup.com/prod_vest.shtml) uključen u SCAD Office može se koristiti za određivanje procijenjene vrijednosti opterećenja snijegom.
Prijelaz na opterećenje sa smanjenom standardnom vrijednošću određuje se množenjem pune standardne vrijednosti s faktorom 0,5.
S cjelovitog popisa kratkotrajnih opterećenja (vidi klauzulu 1.8 SNiP 2.01.07-85*) uzimamo u obzir:
Opterećenja od ljudi i opreme na podovima s punim standardnim vrijednostima;
Opterećenje snijegom s punom standardnom vrijednošću;
Opterećenja vjetrom.
Opterećenje vjetrom za zoniranje Sankt Peterburga uzet će se u obzir za područje vjetra II, tip terena B ili C, standardni tlak vjetra 30 kg/m 2.
Opterećenje vjetrom izračunava se pomoću programa VeST (http://www.scadgroup.com/prod_vest.shtml), koji je dio SCAD Officea.
Posebna opterećenja, i to:
a) seizmički utjecaji;
b) eksplozivni učinci;
c) opterećenja uzrokovana iznenadnim poremećajima u tehnološkom procesu, privremenim kvarom ili kvarom opreme;
d) utjecaji uzrokovani deformacijama podloge, praćeni radikalnom promjenom strukture tla (pri natapanju slijeganja) ili njegovim slijeganjem u rudarskim područjima i krškim područjima
za projektirani objekt nedostaju.
Kombinacija opterećenja je linearna kombinacija opterećenja uz određene numeričke koeficijente.
Dopuštene kombinacije su one koje se mogu izvesti na temelju logike zajedničkog djelovanja opterećenja ili određenih ograničenja njihova broja, ali ne u skladu s nosivošću konstrukcije.
Nepovoljne kombinacije su one kombinacije opterećenja kod kojih je konstrukcija u graničnom stanju ili je bliže graničnom stanju nego kod drugih dopuštenih kombinacija opterećenja.
Prema SNiP 2.01.07-85 *, proračuni konstrukcija i temelja za granična stanja prve i druge skupine trebaju se izvesti uzimajući u obzir nepovoljne kombinacije opterećenja ili odgovarajućih sila. Ove kombinacije se utvrđuju analizom stvarnih mogućnosti istovremenog djelovanja različitih opterećenja za razmatrani stupanj rada konstrukcije ili temelja.
Jer u ovom slučaju posebna opterećenja nedostaju, izračun treba napraviti za glavne kombinacije opterećenja.
Glavne kombinacije opterećenja sastoje se od konstantnih, dugotrajnih i kratkoročnih opterećenja koja smo definirali gore. Njihove kombinacije sastavljaju se prema SNiP 2.01.07-85 * "Opterećenja i udarci".
4.1.1. Opterećenja i slučajevi opterećenja, njihove kombinacije i kombinacije u SCAD-u
SCAD sučelje i dokumentacija koriste pojmove "opterećenje", "grupa opterećenja", "opterećenja", "kombinacija opterećenja", "proračunska kombinacija sila".
Značenje pojma "opterećenje" u SCAD-u podudara se s njegovim značenjem u SNiP 2.01.07-85 *. Opterećenja su nešto što ima određeno fizikalno značenje i kvantitativnu definiciju: vlastita težina, snijeg itd.
Ponekad je zgodno kombinirati pojedinačna opterećenja koja djeluju na jednu skupinu čvorova i elemenata u "skupine opterećenja".
Opterećenja (i skupine opterećenja) koriste se za stvaranje "opterećenja". Opterećenja su ono za što se konstrukcija proračunava uz rješenje simultanog sustava linearnih jednadžbi. U određenom slučaju, slučaj opterećenja može se sastojati od jednog opterećenja (opterećenja jedne vrste, npr. vlastite težine). Koncept "opterećenja" blizak je po značenju izrazu "kombinacija opterećenja" u SNiP 2.01.07-85 *.
Opterećenja uzeta s određenim koeficijentima i logičkim vezama čine "kombinaciju opterećenja" i koriste se u načinu "proračunske kombinacije sila".
4.1.2. Unos opterećenja i slučajeva opterećenja
Prije stvaranja novog slučaja opterećenja (ili grupe opterećenja), morate spremiti trenutni slučaj opterećenja (ili grupu opterećenja), a zatim očistiti međumemoriju opterećenja.
Stvaranje slučaja opterećenja zahtijeva malo razmišljanja, budući da mogućnosti za daljnju analizu ovise o tome kako se to radi, posebno kada se usredotočite na pronalaženje proračunskih kombinacija sila (DCF). Da bi se to postiglo, osobito pri oblikovanju slučajeva opterećenja, treba imati na umu da opterećenja jednog slučaja opterećenja moraju:
Uvijek djelovati istovremeno;
Imaju isti tip u smislu trajanja djelovanja;
Imaju iste faktore sigurnosti opterećenja;
Imajte jednake omjere između vrijednosti punog i smanjenog opterećenja.
4.1.3. Računske kombinacije sila, proračunske kombinacije opterećenja
U proračunskoj praksi koriste se dva slična, ali bitno različita pojma: proračunske kombinacije sila (DCF) i kombinacije opterećenja (proračunske kombinacije opterećenja).
O njihovoj uporabi detaljno se govorilo 2004. i 2005. godine. na seminarima “Proračun i projektiranje konstrukcija u SCAD Office okruženju”, u organizaciji SCAD programera. Materijale sa seminara možete pronaći na sljedećim poveznicama:
http://www.scadgroup.com/download/Load_2004.ppt,
http://www.scadgroup.com/download/RSU.ppt.
Provođenje proračuna za kombinaciju slučajeva opterećenja znači dobivanje pokazatelja stanja naprezanja i deformacije sustava koji je istovremeno podvrgnut nekoliko slučajeva opterećenja.
Zgrada je podložna mnogim gore navedenim opterećenjima i utjecajima. Proračun se provodi za pojedinačne (elementarne) slučajeve opterećenja pod pretpostavkom da se svaka stvarna opcija opterećenja sustava može prikazati kao linearna kombinacija elementarnih. Ovaj pristup je opravdan linearnim pristupom proračunu, jer princip superpozicije vrijedi samo za linearne sustave.
Određivanje proračunskih kombinacija sila znači pronalaženje onih kombinacija pojedinačnih opterećenja koje mogu biti odlučujuće (najopasnije) za svaki ispitivani element ili svaki presjek elementa (ovo se odnosi na šipku).
Pronalaženje nepovoljne kombinacije slučajeva opterećenja (na primjer, za naprezanje u određenom presjeku ili elementu) upravo je zadatak koji se rješava u modusu “Proračun kombinacija sila” SCAD kompleksa.
Primjer odabira vrijednosti koeficijenata za proračunske kombinacije sila prikazan je u tablici.
Proračun proračunskih kombinacija sila provodi se na temelju kriterija karakterističnih za odgovarajuće vrste konačnih elemenata - šipke, ploče, školjke, masivna tijela. Kao takvi kriteriji uzimaju se ekstremne vrijednosti naprezanja u karakterističnim točkama poprečnog presjeka elementa. Proračuni uzimaju u obzir zahtjeve regulatornih dokumenata i logičke veze između slučajeva opterećenja.
Projektiranje i proračun temelja provodi se u skladu s
SNiP 2.02.02-83* “Temelji zgrada i građevina”,
SNiP 2.02.03-85 "Temelji pilota",
TSN 50-302-2004 "Projektiranje temelja zgrada i građevina u St. Petersburgu."
Temelje od pilota, ovisno o rasporedu pilota u planu, treba projektirati u obliku:
Pojedinačni piloti - za samostojeće nosače;
Pojasevi od pilota - ispod zidova zgrada i građevina pri prijenosu opterećenja raspoređenih duž duljine do temelja s pilotima raspoređenim u jedan, dva reda ili više;
Šipke - ispod stupova s pilotima raspoređenim u tlocrtu na površini kvadratnog, pravokutnog, trapezoidnog i drugih oblika;
Kontinuirano polje pilota - za teške konstrukcije s pilotima ravnomjerno raspoređenim ispod cijele konstrukcije i spojenim kontinuiranom rešetkom, čija baza leži na tlu.
Položaj pilota u planu i njihov broj određuju se na temelju sljedećih kriterija:
Opterećenje pilota mora biti manje od njegove proračunske nosivosti;
Pomaci ploče za pečenje ne smiju prelaziti dopuštene vrijednosti;
Pilote treba postaviti ispod zidova sljedećeg kata;
Prisutnost pilota obavezna je u uglovima zgrade, ispod stupova i na raskrižju nosivih zidova;
Projekcija težišta zgrade i središta polja pilota trebaju se približno podudarati u tlocrtu.
5.1.1. Određivanje broja pilota
Proračun pilota, temelja pilota i njihovih temelja u smislu nosivosti provodi se za osnovne i posebne kombinacije opterećenja s faktorima sigurnosti većim od jedan, au smislu deformacija - za glavne kombinacije proračunskih opterećenja s faktorom sigurnosti jednakim jedan. . Proračuni pilota svih vrsta provode se na učincima opterećenja koja se na njih prenose iz zgrade ili konstrukcije, a zabijeni piloti, osim toga, na sile koje u njima proizlaze iz vlastite težine tijekom proizvodnje, skladištenja, transporta pilota, kao i kod podizanja na zabijač pilota u jednoj a točki udaljenoj od glave pilota za 0,3l, gdje je l duljina pilota.
U slučaju koji se razmatra, temelj je dizajniran za vertikalna opterećenja (uključujući korisna):
Konstantna opterećenja (vlastita težina);
Dugotrajna opterećenja (korisno opterećenje, opterećenje snijegom);
Kratkotrajna opterećenja (vjetar).
Za stambene zgrade, okomito opterećenje preneseno na temelj može se procijeniti na 0,5 tona po m 3 volumena zgrade. Desetkatni dio stambene zgrade prenosi opterećenje od približno 10 000 tf na temelj.
Za približno određivanje broja pilota u planu, potrebno je postaviti preliminarnu vrijednost za nosivost pilota na temelju uvjeta tla i iskustva u projektiranju. Može se kretati od približno 60 do 120 tf za višekatnicu.
Broj pilota određuje se dijeljenjem količine vertikalnog opterećenja prenesenog na temelj s nosivošću jednog pilota. Nosivost jednog pilota definirana je kao proračunska nosivost pilota podijeljena s faktorom sigurnosti opterećenja (obično ). Hrpice se postavljaju u redove ili u šahovskom rasporedu. Korak pilota u grmu odabire se kao višekratnik od 5 cm.
5.1.2. Nosivost tarnih pilota
Uzima se da je nosivost pilota niža od dvije vrijednosti - nosivost tla ili nosivost materijala pilota. Za odabrane pilote, nosivost materijala pilota je njegova putovnica.
Nosivost pilota na tlu može se odrediti iz tablice L.1 (Izračunati otpor ispod donjeg kraja zabijenih pilota) i L.2 (Izračunati otpor duž bočne površine zabijenih pilota) iz TSN 50-302 -2004 "Projekt temelja zgrada i građevina u Sankt Peterburgu."
5.1.3. Modeliranje pilota u SCAD-u
5.1.4. Uzdužna krutost pilota
Složeno nelinearno ponašanje pilota u njegovoj interakciji s tlom u SCAD-u modelira se posebnim linearnim konačnim elementima (tip 51) - vezama konačne krutosti. Za izračune je potrebno odrediti uzdužnu krutost pilota u njihovoj interakciji s tlom. Iznos krutosti brojčano je jednak omjeru sile na pilot i njegovog slijeganja. Krutost pilota određena je opterećenjem pilota, karakteristikama samog pilota i uvjetima tla.
5.1.4.1. Određivanje slijeganja pojedinačnog pilota
Slijeganje jednog pilota određuje se prema SNiP 2.02.03-85 "Temelji pilota". Također se preporučuje korištenje programa Foundation.
5.1.4.2. Modeliranje krutosti pilota
Proračun se izvodi u nekoliko iteracija.
Izračunava se opterećenje svakog pilota i utvrđuje njegovo slijeganje.
Početna krutost se dodjeljuje oprugama (modelima pilota) kao omjer proračunske sile na pilot i njegovog slijeganja.
Zatim se izračunava zgrada. Nakon preračunavanja sile u pilotima će se (u pravilu) promijeniti.
Na temelju novih sila ponovno se utvrđuje slijeganje, izračunavaju se krutosti i ubacuju u proračunski dijagram itd. Proračun se ponavlja sve dok se veličina sila u pilotu između zadnjih pristupa ne razlikuje za 10-15%.
Koeficijent elastičnosti (krutosti) modela pilota izravno ovisi o slijeganju, slijeganje o opterećenju, a opterećenje pak o krutosti opruga (modeli pilota).
5.1.4.3. Pojednostavljeno modeliranje krutosti pilota
Za zgrade s relativno ravnomjernom raspodjelom opterećenja na pilote i jednolikim tlocrtnim uvjetima primjenjiv je pojednostavljeni pristup. Krutost pilota može se odrediti kao omjer nosivosti pilota prema polovici njegovog dopuštenog slijeganja pilota tijekom statičkih ispitivanja.
Tijekom statičkih ispitivanja kao granica se uzima opterećenje koje uzrokuje 20% najvećeg dopuštenog slijeganja za zgradu ili konstrukciju koja se projektira.
Dopušteno slijeganje zgrade ili strukture određeno je prema tablici 4.1 (Prosječno S i maksimalno S¢ maksimalno slijeganje i relativna neravnomjerna slijeganja) iz TSN 50-302-2004 „Projektovanje temelja zgrada i građevina u St. Petersburgu”.
Uzimajući u obzir prethodno dobivenu nosivost pilota, dobivamo krutost kao odnos nosivosti prema polovici slijeganja pilota u obliku . Obično je krutost pilota od 3000 do 10000 tf/m.
U proračunima za deformacije, pretpostavlja se da je faktor sigurnosti za opterećenje jednak jedan (osim ako nisu utvrđene druge vrijednosti u projektnim standardima za konstrukcije i temelje). Drugim riječima, izračun se vrši na temelju standardnih vrijednosti opterećenja.
6.1.1. Pravilo znakova za kretanje
Pravilo predznaka za gibanja usvojeno je tako da su linearna gibanja pozitivna ako su usmjerena u smjeru povećanja odgovarajuće koordinate, a kutovi rotacije su pozitivni ako odgovaraju pravilu desnog vijka (gledajući s kraja odgovarajućeg vijka). osi na njezin početak, kretanje se odvija suprotno od kazaljke na satu).
6.1.2. Analiza kretanja
Izračunate vrijednosti linearnih pomaka i rotacija čvorova iz kombinacija opterećenja analiziraju se pomoću tablice rezultata proračuna "Pokreti čvorova iz kombinacija" za prvu skupinu graničnih stanja. Provodi se usporedba najvećih pomaka s dopuštenim.
U proračunima za deformacije, pretpostavlja se da je faktor sigurnosti za opterećenje jednak jedan (osim ako nisu utvrđene druge vrijednosti u projektnim standardima za konstrukcije i temelje). Drugim riječima, izračun se vrši na temelju standardnih (a ne izračunatih) vrijednosti opterećenja. Progibi poda dobiveni pri proračunu za standardne vrijednosti opterećenja trebaju se usporediti s najvećim dopuštenim prema SNiP 2.01.07-85*.
SCAD vam omogućuje izvođenje takve provjere za zgradu (strukturu) proizvoljnog oblika. Testiranje robusnosti može odgovoriti na tri pitanja:
Što je faktor sigurnosti, tj. koliko puta treba povećati opterećenje da bi došlo do stabilnosti?
Kakav je oblik izvijanja;
Kolike su izračunate duljine štapnih elemenata po Yasinskyju, tj. kolika je duljina jednostavno oslonjenog štapa koji gubi stabilnost pri vrijednosti uzdužne sile pri kojoj razmatrani sustav gubi stabilnost.
Parametri izračuna navedeni su na stranici Održivost. Proračune je potrebno napraviti koristeći kombinacije slučajeva opterećenja. Potrebno je postaviti raspon traženja vrijednosti faktora sigurnosti. Ako faktor sigurnosti prijeđe ovu vrijednost, njegovo traženje prestaje. Također je potrebno postaviti točnost izračuna (ili prihvatiti zadane vrijednosti).
Na temelju rezultata proračuna dobiva se faktor sigurnosti za ukupnu stabilnost sustava, najmanji faktor sigurnosti za lokalni gubitak i broj elementa na kojem se on detektira.
6.3.1. Pravilo znakova za napore (naglaske)
Pravila znakova za napore (naprezanja) usvojena su kako slijedi:
U konačnim elementima ljuske izračunate su sljedeće sile:
Normalni naponi NX, NY;
Smično naprezanje TXY;
Trenuci MX, MY i MXY;
Posmične sile QX i QY;
Reaktivni otpor elastične podloge RZ.
6.3.2. Analiza sila i naprezanja
SCAD postprocesor utvrđuje proračunsku armaturu glavnih nosivih konstrukcija. Analiza sila i naprezanja za prvu skupinu graničnih stanja svodi se na analizu izvedivosti armature koja odgovara naprezanjima u horizontalnim pločama.
1. TSN 50-302-2004 St. Petersburg. “Projektiranje temelja zgrada i građevina u Sankt Peterburgu.”
2. SP 50-102-2003 "Projektiranje i ugradnja temelja pilota (skup pravila)."
3. SNiP 2.01.07-85 * "Opterećenja i utjecaji".
4. SNiP 2.02.03-85 "Temelji pilota".
5. Razorenov V.F. Mehanička svojstva tla i nosivost pilota - Voronjež, 1987.
6. SCAD ured. Računalni kompleks SCAD: Udžbenik / V.S. Karpilovski, E.Z. Kriksunov, A.A. Malyarenko, M.A. Mikitarenko, A.V. Perelmuter, M.A. - 592 stranice
7. SCAD ured. Implementacija SNiP-a u programima dizajna: Udžbenik / Drugo izdanje, dopunjeno i ispravljeno / V.S. Karpilovski, E.Z. Kriksunov, A.A. Malyarenko, M.A. Mikitarenko, A.V. Perelmuter, M.A. Perelmuter, V.G. Fedorovski. - 288 str.
8. Nekrasov A.V., Nekrasova M.A. Allplan FT-17.0. Prvi projekt od skice do prezentacije.
9. Proračun i projektiranje konstrukcija visokih zgrada od monolitnog armiranog betona / A.S. Gorodetsky, L.G. Batrak, D.A. Gorodetsky, M.V. Laznyuk., S.V. Jusipenko. – K.: ur. “Fakt”, 2004. – 106 str.
10. A.V.Perelmuter, V.I.Slivker. Proračunski modeli konstrukcija i mogućnosti njihove analize. – Kijev, WPP “Compass”, 2001. – 448 str.
Programski paket SCAD, osim proračunskog modula za modeliranje konačnih elemenata, uključuje skup programa za rješavanje specifičnijih problema. Zbog svoje autonomije skup satelitskih programa može se koristiti odvojeno od glavnog modula SCAD proračuna, a nije zabranjeno izvoditi zajedničke proračune s alternativnim programskim paketima (Robot Structural Analysis, STARK ES). U ovom ćemo članku pogledati nekoliko primjera izračuna u SCAD Officeu.
Primjer odabira armature u rubu montažne ploče u programu SCAD
Ploča će se montirati na gradilištu, na primjer, na zidove od opeke na šarkama. Smatram neprimjerenim modelirati cijelu ploču, dio zgrade ili cijelu zgradu za takav zadatak, jer su troškovi rada izrazito nesrazmjerni. Program ARBAT može doći u pomoć. Preporuča se da se rebro proračuna kao armiranobetonski T-presjek. Izbornik programskog paketa SCAD je intuitivan: za zadani presjek, armaturu i silu, inženjer dobiva rezultat o nosivosti elementa s obzirom na odredbe regulatornih dokumenata. Rezultat izračuna može se automatski generirati u uređivaču teksta. Za unos podataka potrebno je otprilike 5-10 minuta, što je značajno manje od formiranja modela konačnih elemenata rebrastog poda (ne zaboravimo da u određenim situacijama metoda konačnih elemenata daje više računskih mogućnosti).
Primjer izračuna ugrađenih proizvoda u SCAD-u
Sada se prisjetimo izračuna hipotekarnih proizvoda za pričvršćivanje konstrukcija na armiranobetonske dijelove.
Često susrećem dizajnere koji postavljaju parametre iz konstruktivnih razloga, iako je provjera nosivosti ugrađenih dijelova vrlo jednostavna. Prvo morate izračunati silu smicanja na mjestu pričvršćivanja ugrađenog dijela. To se može učiniti ručno prikupljanjem opterećenja preko područja opterećenja ili korištenjem Q dijagrama modela konačnih elemenata. Zatim koristite posebnu računsku stranu programa ARBAT, unesite podatke o proračunu ugrađenog dijela i silama te u konačnici dobijete postotak iskorištenja nosivosti.
Uz još jedan zanimljiv primjer izračuna u SCAD-u Inženjer se može susresti s: određivanjem nosivosti drvenog okvira. Kao što znamo, iz više razloga programi za proračun FEM (metoda konačnih elemenata) nemaju u svom arsenalu module za proračun drvenih konstrukcija prema ruskim regulatornim dokumentima. U tom smislu, izračun se može obaviti ručno ili u nekom drugom programu. Programski paket SCAD nudi inženjeru program DECOR.
Osim podataka o presjeku, program DECOR će zahtijevati od inženjera unos izračunatih sila, koje se mogu dobiti pomoću računala LIRA 10. Nakon sastavljanja proračunskog modela, možete šipkama dodijeliti parametarski presjek stabla, postaviti modul elastičnosti stabla i dobiti sile prema shemi deformacije:
U ovom primjeru proračuna u SCAD-u, pokazalo se da je kritična vrijednost fleksibilnost elementa, margina za granični trenutak sekcija je "čvrsta". Informacijski blok programa DECOR pomoći će vam da zapamtite maksimalnu vrijednost fleksibilnosti drvenih elemenata:
Primjer proračuna nosivosti temelja u SCAD-u
Sastavni dio modeliranja temelja pilot-ploča je proračun nosivosti i slijeganja pilota. Program REQUEST pomoći će inženjeru da se nosi s ovom vrstom zadatka. U njemu su programeri implementirali izračun temelja u skladu sa standardima "temelja i temelja" i "temelja pilota" (nećete pronaći takve mogućnosti u programima za proračun FEM). Dakle, za modeliranje pilota potrebno je izračunati krutost jednočvornog konačnog elementa. Krutost se mjeri u tf/m i jednaka je omjeru nosivosti pilota i njegovog slijeganja. Preporuča se modeliranje provoditi iterativno: na početku postaviti približnu krutost, a zatim doraditi vrijednost krutosti na temelju izračunatih parametara pilota. Konstruirani proračunski model konačnih elemenata omogućit će nam ne samo da točno odredimo opterećenje pilota, već i da izračunamo armaturu rešetke:
Nakon proračuna konstrukcije, korisnik PC-a LIRA 10 moći će izračunati potrebno opterećenje pilota crtanjem mozaika sila u jednočvornom konačnom elementu. Rezultirajuća najveća sila bit će potrebno proračunsko opterećenje pilota; nosivost odabranog pilota mora biti veća od tražene vrijednosti.
Kao početni podaci u program ZAHTJEV upisuju se tip pilota (bušeni, zabijeni), parametri presjeka pilota i stanje tla prema podacima geoloških istraživanja.
Primjer proračuna čvornih veza u SCAD-u
Proračun čvornih veza važan je dio analize nosivosti zgrada. Međutim, dizajneri često zanemaruju ovaj izračun; rezultati mogu biti krajnje katastrofalni.
Na slici je prikazan primjer nepostojanja nosivosti zida gornjeg pojasa rogova na mjestu pričvršćivanja rogova. Prema zajedničkom pothvatu "Čelične konstrukcije", takvi se izračuni rade bez greške. Takav izračun nećete pronaći ni u programu za proračun konačnih elemenata. Program COMET-2 mogao bi biti izlaz iz situacije. Ovdje će korisnik pronaći izračune priključaka čvorova u skladu s važećim propisima.
Naš čvor je rešetkasti čvor i da biste ga izračunali, morate odabrati savjetodavnu stavku u programu. Zatim korisnik brije obris remena (naš slučaj je u obliku slova V), geometrijske parametre ploče i sile svake šipke. Sile se obično računaju u programima za proračun FEM. Na temelju unesenih podataka program generira crtež za vizualni prikaz dizajna jedinice i izračunava nosivost za sve vrste ispitivanja u skladu s regulatornim dokumentima.
Primjer konstruiranja MCI izračuna u SCAD-u
Konstrukcija proračunskih modela konačnih elemenata nije potpuna bez primjene opterećenja, ručno izračunate vrijednosti se dodjeljuju elementu u FEM programima za izračun. Program WEST će inženjeru pomoći u prikupljanju opterećenja vjetrom i snijegom. Program sadrži nekoliko proračunskih modula koji omogućuju proračun opterećenja vjetrom i snijegom na temelju unesene građevinske površine i obrisa nacrta zgrade (najčešći proračunski moduli programa WEST). Dakle, prilikom izračunavanja nadstrešnice, dizajner mora naznačiti visinu grebena, kut nagiba i širinu padine. Na temelju dobivenih dijagrama opterećenje se unosi u program za proračun, npr. PC LIRA 10.4.
Kao zaključak mogu reći da programski paket SCAD i njegovi sateliti omogućuju korisniku značajno smanjenje troškova rada pri proračunu lokalnih problema, kao i stvaranje točnih proračunskih modela, a također sadrže referentne podatke potrebne u radu građevinskih inženjera. Autonomnost programa omogućuje dizajnerima da ih koriste u kombinaciji s bilo kojim računskim sustavima koji se temelje na proračunima metodom konačnih elemenata.
Inženjer suočen s proračunom okvira zgrade, čiji je jedan od nosivih elemenata stup, doći će do potrebe izračuna samostojećeg temelja. Za proračune u SCAD računalnom kompleksu, programeri su osigurali gotovo potpunu funkcionalnost za određivanje nosivosti prema svim kriterijima provjere temelja.
Dakle, nakon što ste dovršili konstrukciju okvira, na primjer, metalnog, morat ćete izračunati zasebne temelje. Da bi se to postiglo, u kompleksu računala SCAD potrebno je odrediti čvorove koji su osigurani od pomaka u određenim smjerovima i kutovima rotacije (u tim čvorovima se može izračunati reakcija oslonaca). Najčešće se analiziraju vertikalna reakcija, horizontalna reakcija i moment u radnoj ravnini konstrukcije. Računalni kompleks SCAD prikazuje reakcije za sve čvorove označene od strane korisnika, u pravilu se uzimaju u obzir tri kombinacije opterećenja:
Rz max, Rx resp, Ruy resp
Rz odn., Rx max, Ruy odn.
Rz odn., Rx odn., Ruy maks.
Slika 1. Razmatrani okvir zgrade (vertikalna reakcija) u kompleksu računalaSCAD
Nije lako vizualno odrediti maksimalne vrijednosti kada je krug jako opterećen, možete koristiti alat "dokumentacija", gdje se potrebne ćelije brojeva filtriraju prikazivanjem tablice svih vrijednosti iz računalnog kompleksa SCAD; u MS Excelu.
Dobivene kombinacije vrijednosti tada se moraju koristiti pri izračunu samostojećeg temelja. Proračun samostojećih temelja može se izvršiti i ručno; u tu svrhu izračunava se pritisak ispod baze temelja.
Zbog momenta koji nastaje, pritisak je neravnomjeran. Granične vrijednosti izračunavaju se pomoću formule
Sljedeći korak u proračunu samostojećeg temelja je određivanje izračunatog otpora tla. Izračuni se izrađuju prema SP 22.13330.2011 "Temelji zgrada i građevina", formula 5.7. Za proračun su potrebna inženjersko-geološka istraživanja slojeva tla predmetnog gradilišta (ili neposredno ispod zasebnog temelja).
Proračuni proračunskog otpora tla za samostojeći temelj mogu se napraviti i pomoću programa REQUEST (satelit računalnog kompleksa SCAD). Program provodi proračune prema SP 22.13330.2011 "Temelji zgrada i građevina".
Rezultirajuća vrijednost R mora nužno biti veća od vrijednosti tlaka P. Inače je potrebno smanjenje pritiska na tlo, na primjer, povećanjem površine slobodnog temelja. Područje temelja i moment otpora presjeka temelja nalaze se u nazivniku formule za pronalaženje tlaka P, što prisiljava da se indikator tlaka smanji.
Pri proračunu samostojećeg temelja također ne treba zaboraviti na proračun temeljne ploče za probijanje i proračun nosivosti. Nosivost temeljne ploče računa se kao dvostruka konzolna greda čije je opterećenje jednako pritisku na tlo (Newtonov III zakon). Rezultat izračuna je ugradnja radne "donje" armature dijela ploče.
Sila na ploču od stupa je prilično značajna, pa će pri izračunavanju sile probijanja možda biti potrebno ugraditi dodatne stupnjeve zasebnog temelja.
Probijanje, kao i proračun dviju konzolnih greda, može se izvršiti programom ARBAT (satelit računalnog kompleksa SCAD).
Kada je cijeli gore opisani algoritam dovršen, izračun samostojećeg temelja može se smatrati završenim.
Sada se vratimo na dijagram okvira zgrade. Svaki temelj na tlu (osim stijene) popušta pod utjecajem jednog ili drugog opterećenja. Nastala dodatna deformacija strujnog kruga doprinosi promjeni preraspodjele sila već u elementima strujnog kruga. Stoga se u nekim slučajevima (onim najkritičnijim) javlja potreba da se na spoju stupa sa samostojećim temeljem ne ugradi kruto stezanje, već elastična veza. Računalni kompleks SCAD ne izračunava automatski krutost elastične veze, već se ova operacija može izvesti ručno. Krutost elastične veze tijekom vertikalnog pomaka jednaka je omjeru nosivosti slobodnostojećeg temelja i njegovog slijeganja, dobivena vrijednost se mjeri u t/m. Namirenje se može izračunati pomoću programa REQUEST (satelit računalnog kompleksa SCAD).
Proračunom samostojećih temelja dobivamo točniju sliku deformacije građevine, a time i točnije sile u gotovim elementima.
Sl.2 Deformirani dijagram okvira zgrade.Računalni kompleksSCAD
Dakle, uz pomoć računalnog kompleksa SCAD, korisnik će moći izvršiti potreban proračun samostojećih temelja, odabrati potrebnu površinu baze, izvršiti proračun probijanja, odrediti nagib zgrade, a također uzeti u obzir preraspodjela sila ovisno o nastalom slijeganju konstrukcije.
Kao osnova za izračun slijeganja temelja od pilota usvojena je tehnologija koju je predložio SergeyKonstr u ovoj temi: “OFZ prema SP 24.13330.2011”, na dwg.ru, revidirana prema našem najboljem razumijevanju, kako bi odgovarala našim alatima i sposobnosti.
SP 24.13330.2011: S=Sef+Sp+Sc
gdje je, S - slijeganje pilota, Sef - slijeganje uvjetnog temelja, Sp - slijeganje uslijed proboja, Sc - slijeganje uslijed stiskanja osovine pilota.
Tehnologija je sljedeća:
1. Izračunavam shemu kao da na prirodnoj osnovi u (SCAD+Cross) dobivam prosječni gaz (Sef)
2. Slažem hrpe na planu. Izrađujem dodatnu projektnu shemu koja uključuje samo temeljnu ploču i pilote. Da bi ploču opteretili jediničnim opterećenjem (1T/m2) i saznali površinu opterećenja postavljenih pilota, odnosno „površinu ćelije pilota“ koja je potrebna za izračunavanje slijeganja proboja. Postoji kvaka - koje područje treba uzeti za ekstremne i kutne pilote? Samo iz intuitivnih razloga, dodao sam koeficijent površini ćelije jednak 2 i 4
4. Izračunavanje Sc nije problem, znajući opterećenje pilota i njegove parametre.
5. Poznavajući Sef, Sp, Sc, dobivam krutost pilota i izvodim nekoliko iteracija proračuna.
Za modeliranje pilota odlučio sam koristiti univerzalne šipke. Mnogo je prikladnije raditi s njima u SCADA-i nego, na primjer, s vezama konačne krutosti.
Korištenjem SPDS Graphics-a razvijen je parametarski objekt "Pile" i "tablica za izračune". Svi proračuni se izvode unutar ovog objekta, samo mu trebamo dati početne parametre:
1. Postavite parametre pilota (presjek, duljina) i parametre tla (E1, Mu1, E2, Mu2,)
2. Postavite opterećenje na pilot (prvo približno, ukupno okomito opterećenje na zgradu / broj pilota).
3. Postavite pilote na slijeganje uvjetnog temelja, izračunato pomoću SCAD+Cross, i dubinu sloja slijeganja. Ovdje je izopolje slijeganja moje ploče, odnosno piloti su dobili Sef ovisno o tome u koje polje su pali.
4. Postavite područja opterećenja (reakcija u hrpi od jediničnog opterećenja).
5. Parametarski objekt, primajući sve te parametre, izračunava ukupno slijeganje, a prema tome i krutost (E=N/S), te gradi okomitu šipku duljine jednake 1000/E.
6. Zapravo, te objekte rastavljamo, ostavljajući samo okomite šipke, i uvozimo ih u CAD, gdje svim šipkama dodjeljujemo krutost EF = 1000.
7. Nerealno je postaviti slijeganje, opterećenje itd. za svaki pilot u velikom polju pilota. Dodjeljivanje podataka hrpama događa se pomoću Excel - SPDS tablice. Ali to je moguće samo ako brojevi pilota u SCADA-i odgovaraju brojevima pilota na planu u AutoCAD-u. Stoga su gomile u AutoCAD-u sortirane prema X, Y i numerirane pomoću tablice. Prije uvoza šipki u SCAD, moraju se ponovno izgraditi istim redoslijedom kao piloti. Korisnici Nanocad može koristiti makro , koji je dizajnirao bubriti (d) . U tu svrhu također možete koristiti PC Lyra, koji može prenumerirati šipke ovisno o njihovim X, Y koordinatama.
