Проверочный расчет ж/б здания силами ANSYS

[megaman 0]

Уже поднималась эта тема. Однако полезной информации очень мало. Тем более, что я не строитель, а машиностроитель. Поэтому строителей прошу отнестись снисходительно на возможные элементарные, по их мнению, вопросы =)

Передо мной стоит задача провести проверочный расчет в ANSYS ж/б здания - дворца спорта - монолитный ж/б каркас. А оптом еще посчитать все здание в целом и отдельные сегменты на собственные частоты. Результатом должна стать табличка с величинами углов поворота, перемещений интересующих меня элементов здания, а также набор честот и форм колебаний.

Суть расчета понятна, но, повторюсь, поскольку я не строитель, не понятно как учесть арматуру в бетоне. Почитал другие другие форумы, справку к ANSYS, в основном предлагают использовать объемные solid65, хотя я бы лучше оболочками и балками обошелся. Судя по verification manual каждый слой армирования придется описывать отдельным слоем solid65. Сложность еще в том, что форма здания близка к овалу, поэтому схема армирования почти радиально-кольцевая. У solid65 в константах можно задать углы направления армирования, но как воплотить радиально-кольцевую схему через константы элемента так и не придумал.

Собственно вопросы:

- можно провести расчеты с помощью шеллов и бимов? Если да, то как учесть в свойствах армирование? Понятно, что надо пересчитывать жесткость, но если с растяжением-сжатием можно разделаться через объемную долю арматуры к объему бетона, то как быть с жесткостью на изгиб.

- если считать солидами, то вообще интересно узнать по шагам технологию построения модели.

Заранее спасибо.

[Борман 2 389]

У solid65 в константах можно задать углы направления армирования, но как воплотить радиально-кольцевую схему через константы элемента так и не придумал.

Вообще, конечно, интересная задача. Углы - это настройка на уровне Real Constants, и привязана к Element coordinate system. Вывод - достаточно переориентировать группы элементов в соотв. с нужной СК - команда ESYS, KCN

Наск. я понимаю, в эту команду можно подсунуть и прямоугольную локальную СК, и сферическую (эллиптическую) локальную СК. Все, конечно, надо тестировать...

[Fedor 1 611]

"не понятно как учесть арматуру в бетоне" - никак не надо, она практически не влияет на жесткость железобетона. Ее подбирают на основе обычного решения, не забывайте делить модуль упругости бетона на пи :)

" я бы лучше оболочками и балками обошелся" - вот и обходитесь без проблем :)

[user108 0]

Ее подбирают на основе обычного решения, не забывайте делить модуль упругости бетона на пи :)

" я бы лучше оболочками и балками обошелся" - вот и обходитесь без проблем :)

Модель жб в ансис, т.е. Солид 65 - предназначена для расчета массивного жб, т.е. плотин и т.д.

НИ ОДИН верификационный тест не сходится - будь то призма или куб на сжатие или призма на изгиб.

Поэтому будьте осторожны при его использовании.

Реально нелинейный жбк в ансисе возможен только с применением солид 65, Шелл 45 - вообще упругие пластины.

В плоскостной постановке учета армирования и упруго-пластических свойств жб нет.

за рюмкой коньяку знакомый жбщик поведал

[Fedor 1 611]

Если охота с нелинейностями возиться, то они нормально работают если Друкера-Прагера подставить. Обсчитывал и экспериментальные балки и пластинки с ними. Хорошо совпадало.

Но и упругое решение позволяет все определить и прогибы и напряжения, а по ним моменты и силы, так как армирование делают по интегральным характеристикам. Напряжения от модуля не зависят для однородного материала, мы это уже обсуждали где-то тут c Испой, лень повторяться :)

[megaman 0]

"не понятно как учесть арматуру в бетоне" - никак не надо, она практически не влияет на жесткость железобетона. Ее подбирают на основе обычного решения, не забывайте делить модуль упругости бетона на пи :)

Честно говоря, этой фразой Вы меня ввели в легкий ступор. Для меня, как для машиностроителя, ж/б - композит. Зачем в композитах армирующие волокна на курсе строймеха объясняли, только, конечно, в контексте летательных аппаратов. Может быть у меня неправильное представление о ж/б конструкциях?

Про деление на пи Вы где то уже писали на форуме. Можно еще раз и попрдробнее? =)

" я бы лучше оболочками и балками обошелся" - вот и обходитесь без проблем :)

Цель расчета, как я уже говорил, получить значения перемещений углов поворота под действием нагрузок элементов существующего здания, а потом еще и провести анализ собственных частот. У меня возникают опасения, что не учитывая арматуру могу уйти "не в запас" по перемещениям и углам.

Если охота с нелинейностями возиться, то они нормально работают если Друкера-Прагера подставить....

Но и упругое решение позволяет все определить и прогибы и напряжения, а по ним моменты и силы, так как армирование делают по интегральным характеристикам.

Нелинейности пока не нужны, и я думаю не понадобятся) Получить бы адекватные результаты по линейной теории...

Напряжения от модуля не зависят для однородного материала, мы это уже обсуждали где-то тут c Испой, лень повторяться :)

Разве перемещения при заданной нагрузке не зависят от модуля?

[Борман 2 389]

Напряжения от модуля не зависят для однородного материала, мы это уже обсуждали где-то тут c Испой, лень повторяться :)

Эх Федор.. забыли вы еще одно условие по этой теме, которое я видел только один раз в желтой методичке 70-х годов, написанной на каф. ТУиП. Больше нигде !

[Fedor 1 611]

" не учитывая арматуру могу уйти" - неопределенность модуля железобетона достаточно велика, посчитайте осреднение через объемные доли вилку Хилла, о ней тоже где-то с шариками и эпоксидкой обсуждали, и убедитесь, что меняется на один-два процента, а из-за " пластичности", а точнее растрескивания модуль меняется в разы 3-4 в общем делите на пи :)

А про то, что деформации не зависят от модуля, я даже после водки с пивом не мог написать, соответственно и интегралы от них, то есть перемещения :)

Эх Федор.. забыли вы еще одно условие по этой теме, которое я видел только один раз в желтой методичке 70-х годов, написанной на каф. ТУиП. Больше нигде !

Это же только для Испы не очевидно, потому, что у него давление векторное :). Вырежьте вокруг любой силы произвольную область, Напряжения на границе разреза будут в равновесии с этой силой. В силу произвольности это справедливо везде при малых деформациях :)

Композит то композит, но материал, а не механизм, то есть подразумевается совместность деформаций, а мкэ как раз в них и работает, ему на напряжения наплевать :)

Если разбираетесь в apdl могу какой-нибудь простенький примерчик сараюшки железобетонной послать если сообщите электронный адрес.

[Борман 2 389]

Это же только для Испы не очевидно, потому, что у него давление векторное :). Вырежьте вокруг любой силы произвольную область, Напряжения на границе разреза будут в равновесии с этой силой. В силу произвольности это справедливо везде при малых деформациях :)

Область должна быть линейно-связной, т.е... ну вы знаете. Не было желания вникать в подробности.

[Fedor 1 611]

Область должна быть линейно-связной, т.е... ну вы знаете. Не было желания вникать в подробности.

Что значит линейно-связной?

Чем просто связная не устраивает, естественно, с силой не на поверхности разреза ?

[Борман 2 389]

Что значит линейно-связной?

Любой замкнутый контур, лежащий на области, содержит внутри себя только эту область.. Ну короче говоря область без дырок.

[Fedor 1 611]

A дырки-то чем мешают?

Если я придерживаю соленую сушку аккуратненько и откусываю, чтобы запить пивом, то дырка мне, например, не мешает :)

[Andreyy 0]

Ну и чушь.........не смотря на множество умных непонятных слов.......Жесткость жб не зависит от арматуры? :) для чего же умные люди в СП (ну и снипе предыдущем) целый раздел посвятили определению жесткости, поверьте, M на W они тоже умеют делить если понадобится.....но не все так просто в жизни. Все зависит от качества решения, которое необходимо получить, для начала можно просто снизить жесткость (модуль упругости) в соответствии с п. 6.2.6. СП 52-103-2007. В результате мы "что-то" получим. Если нужно более аккуратно-стоит обратиться к солиду 65, по поводу того, что он кривой и не работает - тоже чушь, просто надо научиться им пользоваться (sergD привет ;) ) По усилиям (в нелинейной постановке) сол 65 врет процентов на 20, по прогибам - раза в 2. Но это очень даже хорошо для железобетона, т.к. он как известно - это не аптека.....

[Fedor 1 611]

Найдите отчет о Трансвале подписанный Лужковым, он в сети есть, там расписано почему надо делить на пи если обратить все перечисленные железобетонными академиками коэффициенты, или посмотрите в книжке Mosley по Еврокоду 2 и не морочьте голову ни себе ни людям :)

Конторы много чего пишут, например в СП по железобетону арктангенсы в паскалях меряют или наоборот модуль упругости в градусах ?

Про концепт секущего модуля Вам видно забыли рассказать :)

Элемент не врет, моделировать надо уметь ...

[Борман 2 389]

Все работает.

<noindex></noindex>

[Fedor 1 611]

Основной ньюанс задать характеристики для Друкера -Прагера. Я делал<noindex> это так </noindex>

А второй угол можно как в плаксе фи-30 или что-то в этом роде. Точно не помню уже.

[Fedor 1 611]

Уже, см. "это так". Не обижаюсь, Вы же не обижаетесь на векторное давление. Как говаривал Лаврентий Павлович - умные люди всегда договорятся. Это потому, что они прагматики и ставят метод логики выше метода авторитетов, как сформулировал Сервантес - Платон мне друг, но истина дороже :)

Кстати о Вашем девизе - как раз сейчас занимаюсь армированием откосов для повышения их устойчивости, так что дороги наладим, остается только одна Ваша беда, Бог даст справимся и с ней :)

Кстати, кто-нибудь в курсе простых не дорогих технологий как сделать древесину негниющей ?

" уйти "не в запас" по перемещениям и углам." - сами посудите, арматура повышает жесткость, пусть на блоху, но тенденция такая. У Вас конструкция будет немного податливей, то есть получите на блоху большие перемещения и углы, то есть "в запас" :)

[megaman 0]

Я правда поверил, что ты очередное открытие сделал.

Только зачем ты лапшу на уши мальчикам вешаешь с ученым видом? Это видимо от скуки.

Про давление хочешь поговорить. Давай поговорим.

Если ты утверждаешь, что давление величина скалярная, то почему оно действует перпендикулярно грани. И почему при знаке плюс давление в элемент а при знаке минус от элемента. Зачем все это оговаривается и в ИСПА и в АНСИС.

Зачем говорить про направление в элемент или из элемента? Ведь ты утверждаешь, что давление -СКАЛЯР.

Если не изменяет память, из курса физики - давление из скаляра в вектор получается всего лишь навсего умножением скалярного давления на единичный вектор нормали к поверхности. Таких уловок, особенно в электротехнике было довольно много, включая векторную площадь поверхности.

И все таки вернемся к моему вопросу. Стоит переходить с оболочек на солиды? Если не стоит, то надо ли учитывать арматуру? Если да то как?

Вчера знакомый строитель сказал, что вполне достаточно пересчитать модуль через объемные доли, и учесть дополнительную прибавку в массе от армирования. Стоит ли верить?

[dimcher 0]

И все таки вернемся к моему вопросу. Стоит переходить с оболочек на солиды? Если не стоит, то надо ли учитывать арматуру? Если да то как?

Вчера знакомый строитель сказал, что вполне достаточно пересчитать модуль через объемные доли, и учесть дополнительную прибавку в массе от армирования. Стоит ли верить?

Прошу прощения, не вникал в суть Вашей задачи, да и далек я от строительства. Но просто на уровне общих соображений - если Вам нужно смоделировать поведение структуры и Вас не интересует, что происходит на границе арматура-бетон, и структура попадает под оболочечную модель, то на солиды переходить не следует. Армированный бетон суть композитный материал - можно провести т.н. процедуру гомогенизации, рассчитав эквивалентные свойства (модули Юнга и коэффициенты Пуассона) для однородного материала-заменителя, который в целом даст такое же поведение. Ну и второй вариант, если мне не изменяет память, можно было арматуру задавать для оболочек. Если же изменяет, то такая опция была в пакете MIDAS для расчета имеено строительный конструкций, он уже сам пересчитывал...давно я с этим работал, может быть только для балок армированных такое работало, не помню :(

[megaman 0]

Прошу прощения, не вникал в суть Вашей задачи, да и далек я от строительства. Но просто на уровне общих соображений - если Вам нужно смоделировать поведение структуры и Вас не интересует, что происходит на границе арматура-бетон, и структура попадает под оболочечную модель, то на солиды переходить не следует. Армированный бетон суть композитный материал - можно провести т.н. процедуру гомогенизации, рассчитав эквивалентные свойства (модули Юнга и коэффициенты Пуассона) для однородного материала-заменителя, который в целом даст такое же поведение. Ну и второй вариант, если мне не изменяет память, можно было арматуру задавать для оболочек. Если же изменяет, то такая опция была в пакете MIDAS для расчета имеено строительный конструкций, он уже сам пересчитывал...давно я с этим работал, может быть только для балок армированных такое работало, не помню :(

Я не против подхода, когда происходит замена композита однородным материалом с эквивалентными свойствами. Как уже писал, пересчитать модули Юнга и Пуассона проблемы нет. Проблема учета добавки в жесткости от армирования при изгибе.

Ищу путь "попроще", потому как долго ковыряться с каждой плитой перекрытия да еще сложной формы не хочется.