Поиск по этому блогу

Интересно ли Вам сравнение Allplan и Revit ?

Какие вопросы сравнения Allplan и Revit Вам хотелось бы увидеть ?

воскресенье, 28 января 2018 г.

А существует ли продавливание в плитах ?

         Просили ? получите !
         Одна из основных проблем современности , это адекватная оценка действительности и окружающего нас мира. За более чем 40 лет окружающие нас нормативы настолько устарели, что хотелось обратить на одну из проблем которая уже смотрится не здорово.
          Последнее время 99% специалистов начинают слишком "прямо" толковать нормы. До сегодняшнего времени почти все воспринимают слишком близко к сердцу толкование СП 63.1330.2012 в рамках расчета на продавливание, а особо одаренные даже воспринимают данный документ как источник чистых знаний.


         Напомню предысторию расчетов на продавливание. Когда-то очень давно , в одном из Азиатских городов сложился торговый центр, перекрытия потеряли свою несущую способность в узлах стыковки с колоннами, и как блины начали складываться, спрессовывая все живое на своем пути, это была одна из самых жутких техногенных катастроф в истории. Собравшись вместе , инженеры решили что всему виной якобы некий эффект продавливания в узле стыковки плитной части и колонны. ВОзможно это миф но тем не менее, большинство зданий в СНГ стоят не удовлетворяющие расчету на продавливание и согласно современных норм (с 2012 года) они не относятся к аварийным зданиям.
         Однако в СНиП 1984 года в условии на продавливание учитывали только бетонное сечение в расчеты плит на продавливание, однако все понимали , что это не правильно, нужно учитывать и армирование. Теперь давайте задумаемся каким образом можно учесть армирование ? привальный ответ - АХЗ, невозможно узнать как учесть армирование, необходимо провести огромное количество испытаний , определить необходимые константы и переменные, их вариацию. Но ученые пошли иным путем, взяли за аналог гипотезу 100 летней давности, о развитии трещин в бетоне под 30 градусами и решили вывести формулы не исходя из испытаний, а исходя из инженерных методов расчета людей, которые их вывели во времена отсутствия даже калькуляторов, когда исход не всех войн определяло огнестрельное оружие, а луки и стрелы и даже камни.
           Я уже как-то поднимал проблемы современных методов расчета, и сделаю это еще раз.
           Итак, давайте приступим, в качестве математической среды возьмем программу ANSYS.
Многие еще проводят испытания математические на моделях William-Warnke (SOLID65), но я на обычных балках получил более чем двух кратное отличие от реальных испытаний и решил что все же эта модель не подходит для более менее серьезных расчетов. И вот уже в этой статье рассматривал иную модель бетона Druker-Prager, но и она не идеальна. И вот сегодня я решил взять модель Menetrey-William, угол дилатансии для бетона взял исходя из формулы данной теории :


         Получил угол от 10 до 35 градусов для бетона В30. В математическом моделировании я взял угол 35 градусов, так как я лично счел это более подходящим значением исходя из опытных данных (источник указан выше).
         В качестве эталона расчета взял обычную балочку 600х300 шести метровую с тремя стержнями 20 арматуры. В АРБАТ загрузил не симметричной нагрузкой в 15 тонн и получил вот такие коэффициенты использования:


           Наша балка немного потрещала выше норм, но это нормально, мы не рассматриваем в данном случае долговечность арматуры, мы хотим ее поломать, исходя из ГОСТ 8829-94, разрушающей нагрузкой в данном случае будет почти двукратная нагрузка в 30 тонн. Давайте посмотрим что нам покажет модель бетона  Menetrey-William и арматура с билинейным упрочнением (BISO).

Напряжение в арматуре:

Арматура ушла за предел текучести, начинается процесс разрушения.

Напряжения в бетоне:
           Уже можно примерно понять где развивается трещина и как происходит разрушение конструкции, давайте взглянем на пластические деформации, которые снимут все вопросы:

Пластические деформации в бетоне:
          Видно, что у нас вместе приложенной нагрузки в 30 Тонн, исчерпана расчетное сопротивление и бетон начинает разрушатся в растянутой зоне, после этого разрушение дошло и до сжатой зоны, на следующих этапах задача плохо сходится так как процессы по своей сути деструктивные и без роста нагрузки.
          После получения вполне отличных результатов на эталонной балке, давайте перейдем с сегодняшнему вопросу, а существует ли продавливание ? Возьмем плиту толщиной 160 мм и нагрузим ее нагрузкой при которой она не будет проходить на продавливание ровно в 2 раза и обопрем ее на естественное основание. И теперь кому еще интересно чем же все закончилось , смотрим фильм !:


 
         После внимательного изучение данного ролика, хотелось бы подтвердить математическое моделирование уже реальными испытаниями, но не по данному примеру, а в общем.
         По моему мнению изучать в современности сложные вопросы опираясь на некие подходы столетней давности бесперспективно. Трещины в бетоне развиваются не строго под углом в 30 градусов, а в ряде случаев их распространение меняется в зависимости от направления и характера армирования конструкции.
         По моим наблюдением армирование необходимо и может учитываться при относительно больших  усилиях, не 60 тонн как в примере , а 300 и выше. Так же необходимо выделить отдельно случай касающийся продавливания фундаментной плиты. 

14 комментариев:

  1. Есть, книга, в которой данные исследования были проведены. https://media.lidermsk.ru/documents/85/85c75b2c7590537412fa1c64a635d81e.pdf
    И есть полученные практические результаты, доказывающие правильность, теории.
    Тот вариант который рассматриваете Вы не является ключевым. Так как продавливание, происходит в фундаментной плите. Я не понял как Вы учли отпор грунта,если вы его вообще учли? В любом случаи, если считать на грунте то сила N должна быть значительно больше отпора грунта, чтобы мы могли увидеть результат!
    Есть, книга, в которой данные исследования были проведены.
    И есть полученные практические результаты, доказывающие правильность, теории.
    Тот вариант который рассматриваете Вы не является ключевым. Так как продавливание, происходит в фундаментной плите. Я не понял как Вы учли отпор грунта,если вы его вообще учли? В любом случаи, если считать на грунте то сила N должна быть значительно больше отпора грунта, чтобы мы могли увидеть результат!

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Есть исследования как доказывающие правильность в определенных рамках так и не правильность http://www.uralnias.ru/100000842.html
      Поэтому я и написал в выводах:
      "По моим наблюдением армирование необходимо и может учитываться при относительно больших усилиях, не 60 тонн как в примере , а 300 и выше. Так же необходимо выделить отдельно случай касающийся продавливания фундаментной плиты."
      Теория сходится только при очень больших нагрузках на колонны.И я бы сказал не теория сходится, а значения теории сходятся со значениями полученными в экспериментах.
      Ну как раз таки 90% строительства это жилье и основной момент касающийся продавливания касается именно фундаментных плит, а не плит перекрытий. И в обычных плитах перекрытия так же до абсурда доходит с продавливанием, особенно с различными случаями, колонна с краю или отверстие рядом.
      Отпор грунта конечно же есть , задал песок средней крупности под плитой, у меня же плита на 57 мм деформируется.
      А по поводу книги и расчета в программе КОНКОРД, математически проверяли модель бетона по формуле Карпенко, в первом случае раздавили бетонный образец без арматуры , во втором раздавали образец с арматурой, в котром арматуры задада не физически а непонятно как, возможно слоистыми КЭ или иным дискретным образом. Обычно такого рода расчеты "подгоняют" под эксперимент.

      Удалить
  2. Здесь показан отличный пример умения строить красивые и замороченные модели без понимания того что именно моделируется (нет понимания процессов), т.е неквалифицированное использование программных комплексов. Прежде чем делать такие громкие выводы и простраивать подобную модель изучите литературу и попробуйте решить это приближенными методами, чтобы понимать что там происходит. А если не верите в продавливание, посмотрите картинку ниже. Видимо перекрытие проектировалось такими же специалистами, верящими в отсутствии этого явления, но умеющими пользоваться софтом. Это очень показательный пример того, что инженер - это не только софт.
    https://forum.dwg.ru/showthread.php?t=127372

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Посмотрите внимательно , речь о фунд. плите и о нагрузках при которых возникает продавливание.

      Удалить
    2. Я это понял, только это не отменяет некорректности вашей работы, начиная от граничных условий и заканчивая напряжениями по которым проводится оценка. У меня только 1 вопрос - почему именно 2ое главное напряжение, а не 1 и не максимальное касательное?

      Удалить
    3. что с граничными условиями не так ? а по поводу напряжений я долго думал что имеете в виду, "2" в названии это не направление или что либо иное это индекс копии названия, возьмите словарик и переведите название. Правильнее было тут смотреть эквивалентные напряжения но разница небольшая и не видно сжатия / растяжение. Из всего что вы пишите я понимаю что вы вообще не понимаете о чем идет речь.

      Удалить
  3. А с какой стати вы проверяете расчет на поперечную силу(фактически это проверка на касательные напряжения) по главным нормальным напряжениям (открываем учебник по сопромату)? Смотреть эквивалентные напряжения для бетона неправильно в принципе, из за различной прочности на растяжение и сжатие.Плюс обратите внимание на поведение бетона за пределом прочности, у вас практически не будет участка пластичности, так как разрушение будет хрупким. Посмотрите модель, concrete damage plasticity, реализованную для абакуса, она более менее отражает суть разрушения. Если вы хотите спорить с экспериментальными работами, на которых основывается СП, то вам нужно реализовывать более комплексные модели, в том числе, вероятно, те которых нет в БД ансис.
    Что касается граничных условий,необходимо учитывать перераспределение напряжений за счет пластических свойств грунта+судя по всему другой край плиты у вас закреплен. Как вы себе это представляете?Если это реальный фундамент, то у вас должно быть не закрепление, а хотя бы граничные условия симметрии на краях.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. "Если вы хотите спорить с экспериментальными работами, на которых основывается СП" не могли бы вы тогда НИОКР показать на основе которого внесены данные пункту в СП. По ссылке в статье люди так же намекают что в СП явно методика продавливания не на основе испытаний. Тут в комментариях так же указывали результаты испытаний бетонных образцов не на упругом основании а на стальной плите, что сводится не к расчету на продавливание, а испытанию бетона на сжатие где и так понятно что с ним произойдет https://www.youtube.com/watch?v=QeABuJ8g12Q&t=55s.
      По поводу закрепления плиты, плита на упругом основании, там же все видно в граничных условия, возьмите словарик и переведите все параметры. синий крест обозначает что параметр отключен. По поводу сравнения ANSYS и Abaqus я думаю этот спор бессмыслен и тема не про это. Изучите сначала модель бетона которую я использовал потом сам ANSYS и потом осмыслив все изученное повторите попытку.

      Удалить
    2. Небольшая поправка. Разрушение можно смоделировать участком пластического течения, но материал должен быть разупрочняющимся (у иностранцев этоназывается softening plasticity).

      Удалить
    3. Я пользовался Ansys достаточное количество времени и заменил его на abaqus по своим причинам и тема не про то что его нужно осваивать или то что это манна небесная.У него есть как свои достоинства, так и свои недостатки. Насчет словаря, очень рекомендую вам освоить хотя бы академический английский, чтобы не тратить время на поиск слов, да и он не так сложен как кажется.Насчет экспериментальных работ, только что нашел пару на тему сдвигового разрушения бетона при продавливании и характер образования трещин очень похож на то, что реализовано в СП. Давайте по порядку:
      1. Почему на фундаменте одинокая свая? (так не бывает в реальности)
      2. У меня нет под рукой книги с определяющими соотношениями для вашей модели, не могли бы вы дать мне ссылку, чтобы насчет нее разговор был более детален. В частности меня интересуют описание материала в пластической области. Желательно с уравнениями и кривыми.
      3.Про максимальное главное напряжение. Вы так и не объяснили зачем оно здесь нужно?Чем оно на ваш взгляд отличается от эквивалентного?
      4. Напряжение по которому вы оценивали разрушение не допустимо использовать для данного НДС.

      Удалить
  4. Этот комментарий был удален автором.

    ОтветитьУдалить
  5. Я не поддерживаю современные нормы и тех кто их пишет совершенно. Однако, фактически получается так, что вы проверили какой то экзотический случай на главные нормальные напряжения и раскрытие трещин и, основываясь на этом, утверждаете что продавливания нет.Очень странное утверждение.

    ОтветитьУдалить