Примеры расчета фундаментов scad

Фундаментная плита в SCAD. Часть 2: Расчет коэффициентов постели в КРОСС

После того, как в предыдущей статье была создана расчетная модель фундаментной плиты в SCAD с приложенными нагрузками и связями, остается задаться коэффициентами постели для упругого основания. Сделать это поможет программа-сателлит КРОСС.

Шаг 1. Создание геометрии плиты в КРОСС

После открытия окна программы КРОСС, первым делом лучше подстроить шаг сетки, желательно на то значение, которое будет кратно габаритам фундаментной плиты, например 0.3 м. Изменение шага производится по нажатию кнопки «Параметры сетки» (рис. 1), после чего в координатах X и Y вписать одинаковое значение по 0.3 м (рис. 2).

• Рис. 1. Кнопка «Параметры сетки»
• Рис. 2. Параметры сетки

Для того, чтобы задаться габаритами рассчитываемой фундаментной плиты, нужно нажать на кнопку «Габариты площадки» (рис. 3), после чего вписать те же данные длины и ширины контура из SCAD (рис. 4).

• Рис. 3. Кнопка «Габариты площадки»
• Рис. 4. Габариты площадки

Шаг 2. Задание грунтовых условий в КРОСС

Для того, чтобы программа просчитала упругое основание для проектируемой фундаментной плиты в SCAD, необходимо в КРОСС задать геологические данные изысканий. На сетке имеется возможность установки точек скважин бурения, в которых вводятся слои и толщины слагающих грунтов с их лабораторно вычисленными механическими характеристиками.

На расчетной схеме необходимо указать все точки бурения. После нажатия на кнопку создания скважины (рис. 5), КРОСС предложит выбрать место на сетке, где она будет установлена. Логично, что если задаваться одной скважиной, то грунтовые условия будут одинаковы в пределах всей площади фундаментной плиты, что и будет отображено в данном примере.

• Рис. 5. Кнопка «Создать скважину»
• Рис. 6. Кнопка «Параметры скважин»
• Рис. 7. Заданные грунты
• Рис. 8. Указание толщин слоев

Чтобы задать характеристики грунтов в пределах одной скважины, используется инструмент «Параметры скважин» (рис. 6). В появившемся окне можно точно определить местонахождение скважины в пространстве, уточнив координаты X и Y, а так же задать грунты путем нажатия одноименной кнопки (рис. 7).

На рис. 8. показано, что назначенные грунты появляются слева в перечне, их надо перетащить в правое окошечко с указанием мощностей этих слоев, после чего нажать «Применить» и сохранить файл грунтовых условий. Программу КРОСС можно пока закрыть.

Шаг 3. Экспорт фундаментной плиты из SCAD в КРОСС

В SCAD выделяется вся плита, после чего нажимается кнопка «Расчет коэффициентов упругого основания» на панели инструментов «Назначение» (рис. 9). В новом окне (рис. 10) указать в каком месте сохранен файл КРОССа, затем поставить галочку и «Продолжить с выбранной площадкой».

• Рис. 9. Кнопка «Расчет коэффициентов упругого основания»
• Рис. 10. Добавление площадки
• Рис. 11. Импорт плиты в КРОСС

КРОСС вновь запустится, при этом прося пользователя навести контур плиты на сетку грунтновых условий (рис. 11).

Шаг 4. Загружение плиты

На текущем этапе неизвестными являются два коэффициента — С1 и С2, а так же нагрузка под плитой фундамента, при этом они взаимозависимы. По этой причине расчет плитного фундамента в SCAD осуществляется методом приближений в несколько итераций.

Для первой итерации необходимо задаться начальным значением. Удобнее всего брать сумму вертикальных нагрузок от комбинации загружений плиты из шага 5 предыдущей статьи и поделить это значение на площадь. В данном случае это:

• От плиты: 4.5м * 4.5м * 0.3 м * 2500 кг/м3 = 15.2 т
• От башни: 11.9 т + 11.9 т — 7.84 т — 7.84 т = 8.2 т

Первое значение нагрузок под фундаментом: (15.2 т + 8.2 т) / (4.5 м * 4.5 м) = 1,2 т/м2. Эту нагрузку и будем использовать.

Полученную нагрузку задают кнопкой «Нагрузка и отметка подошвы плиты» (рис. 12) и щелчком по плите. В новом окне задается отметка подошвы фундаментной плиты и вышеуказанная нагрузка (рис. 13). После выполняется расчет (рис. 14).

• Рис. 12. Кнопка «Нагрузка и отметка подошвы плиты»
• Рис. 13. Нагрузка на плиту и отметка подошвы
• Рис. 14. Кнопка «Расчет»
• Рис. 15. Результаты первой итерации
• Рис. 16. Кнопка «Сохранить данные для SCAD»
• Рис. 17. Окно ввода данных из КРОССа

В результате появятся значения первой итерации расчета фундаментной плиты (рис. 15). Рассчитанные коэффициенты постели теперь надо перенести в SCAD с помощью кнопки «Сохранить данные для SCAD» (рис. 16).

Шаг 5. Расчет плиты в SCAD

КРОСС можно закрывать, после чего в SCAD появится окно, в котором нужно выбрать количество коэффициентов. Руководством КРОССа рекомендуется использовать 10 (рис. 17). После чего выполняется обычный линейный расчет в SCAD.

Если возникает ошибка «Неверно задана система координат выдачи усилий(напряжений) у элементов», то она возникает из-за того, что местные оси пластин не сонаправлены. Исправить это может инструмент «Переход к напряжениям вдоль заданного направления для пластин» (рис. 18).

• Рис. 18. Кнопка «Переход к напряжениям вдоль заданного направления для пластин»

В дальнейшем повторить шаги 3-5 для последующих итераций. В дальнейшем требуется так же провести расчет на продавливание от поясов башни.

Источник

Примеры расчета фундаментов scad

Скажите, пожалуйста, на каком основании назначаются жёсткости для 51 КЭ?

Зачем же так мучаться — заполнять таблицу в кроссе нужно 1 раз, задать примерные габариты площадки, скаважины и сохранить файл кросса, а уж когда создадите расчетную схему в scsd, выберете созданную вами площадку.
И шаг номер 2 вызывает сомнения — первоначально коэффициенты упругого основания можно назначить «от балды» и всем элементам плиты одинаковые, для того и нужен КРОСС, чтобы их вычислить путем нескольких итераций

На вопрос про жесткости я не смогу дать квалифицированного ответа. Это взято из опыта расчетов многих людей как лучшее решение. Такие варианты, как жестко защемить в двух или трех точках или оставить плиту вообще без опоры тоже имеют право на жизнь. В первом случае мы, возможно, в точках защемления получим пики армирования, во втором случае — большую осадку или ошибки при расчете. Все эти варианты сопоставимы друг с другом.

Анонимный ответ на анонимный комментарий. В общих чертах описал тоже самое. Да я мучился, пока не проникся тонкостями, поэтому и поделился своим опытом. Почему шаг 2 вызывает сомнение? Если потому, что «первоначально. коэффициент можно назначить от балды. «, то позволю себе заметить, что существуют множество методик приведения нагрузки на фундаментную плиты. Описанная мною во втором шаге методика распределенной нагрузки на плиту ранее до появления САПР была популярна и у неё до сих пор есть поклонники. Поэтому проанализировать результаты расчета по ней всегда полезно. За частую результаты её не отличаются от результатов бесконечных, описанных также во втором шаге, итераций.

для 51 элемента жесткость назначается от коэ постели элемента 0,7С1 х А^2
C1 коэф постели
А площадь элемента

Откуда информация, Дмитрий?

Автор молодец!! Еще что нибудь выкладывай)

Cпасибо за информацию.

К вопросу о жесткостях 51 КЭ см. «Расчетные модели сооружений и возможность их анализа» А.В. Перельмутер В. И. Сливкер 2011 г. стр. 449-450

Источник

Несколько примеров расчета в SCAD Office

Программный комплекс SCAD помимо расчетного модуля конечно-элементного моделирования имеет в своем составе набор программ, способных выполнять решение более частных задач. Ввиду своей автономности набор программ сателлитов можно использовать отдельно от основного расчетного модуля SCAD, причем не запрещается выполнять совместные расчеты с альтернативными программными комплексами (ПК ЛИРА 10, Robot Structural Analysis, STARK ES). В данной статье мы рассмотрим несколько примеров расчета в SCAD Office.

Пример подбора арматуры в ребре плиты заводской готовности в программе SCAD

Плита будет монтироваться на стройплощадке, например, на кирпичные стены шарнирно. Моделировать для такой задачи всю плиту, часть здания или целиком все здание считаю нецелесообразным, поскольку трудовые затраты крайне несоизмеримы. На помощь может прийти программа АРБАТ. Ребро рекомендуется нормами рассчитывать, как тавровое железобетонное сечение. Меню программного комплекса SCAD интуитивно-понятное: по заданному сечению, армированию и усилию инженер получает результат о несущей способности элемента со ссылкой на пункты нормативных документов. Результат расчета может быть автоматически сформирован в текстовом редакторе. На ввод данных уходит примерно 5-10 мин, что значительно меньше формирования конечно элементной модели ребристого перекрытия (не будем забывать, что в определенных ситуациях расчет методом конечных элементов дает больше расчетных возможностей).

Пример расчета закладных изделий в SCAD

Теперь вспомним расчет закладных изделий для крепления конструкций к железобетонным сечениям.

Нередко встречаю конструкторов, закладывающих параметры из конструктивных соображений, хотя проверить несущую способность закладных довольно просто. Для начала необходимо вычислить срезающее усилие в точке крепления закладной детали. Сделать это можно вручную, собрав нагрузки по грузовой площади, или по эпюре Q конечно-элементной модели. Затем воспользоваться специальным расчетным боком программы АРБАТ, занести данные по конструкции закладной детали и усилиям, и в итоге получить процент использования несущей способности.

Еще с одним интересным примером расчета в SCAD может столкнуться инженер: определение несущей способности деревянного каркаса. Как мы знаем, ввиду ряда причин расчетные программы МКЭ (метод конечных элементов) не имеют в своем арсенале модули расчета деревянных конструкций по российским нормативным документам. в связи с этим расчет может производится вручную или в другой программе. Программный комплекс SCAD предлагает инженеру программу ДЕКОР.

Помимо данных по сечению, программа ДЕКОР потребует от инженера ввода расчетных усилий, получить которые поможет ПК ЛИРА 10. Собрав расчетную модель, можно присвоить стержням параметрическое сечение дерева, задать модуль упругости дерева и получить усилия по деформационной схеме:

Полученные усилия далее необходимо задать в программе ДЕКОР для расчета сопротивления деревянного сечения.

В данном примере расчета в SCAD, критическим значением оказалась гибкость элемента, запас по предельному моменту сечений «солидный». Вспомнить предельное значение гибкости деревянных элементов поможет информационный блок программы ДЕКОР:

Пример расчета несущей способности фундамента в SCAD

Неотъемлемой частью моделирования свайно-плитного фундамента является расчет несущей способности и осадки сваи. Справится с задачей подобного рода, инженеру поможет программа ЗАПРОС. В ней разработчики реализовали расчет фундаментов согласно нормам «оснований и фундаментов» и «свайного фундамента» (в расчетных программах МКЭ таких возможностей не встретишь). Итак, чтобы смоделировать сваю, необходимо вычислить жесткость одноузлового конечного элемента. Жесткость измеряется в тс/м и равна отношению несущей способности сваи к ее осадке. Моделирование рекомендуется выполнять итерационно: в начале задавать приближенную жесткость, затем уточнять значение жесткости по вычисленным параметрам сваи. Построенная модель расчета методом конечных элементов позволит нам не только точно найти нагрузку на сваю, но и рассчитать армирование ростверка:

После расчета конструкции пользователь ПК ЛИРА 10 сможет вычислить требуемую нагрузку на сваю по выводу мозаики усилий в одноузловом конечном элементе. Полученное максимальное усилие будет являться требуемой расчетной нагрузкой на сваю, несущая способность выбранной сваи должна превышать требуемое значение.

В качестве исходных данных в программу ЗАПРОС вводиться тип сваи (буровая, забивная), параметры сечения сваи и грунтовые условия согласно данным геологических изысканий.

Пример расчета узловых соединений в SCAD

Расчет узловых соединений – важная часть анализа несущей способности зданий. Однако, зачастую, конструктора пренебрегают данным расчетом, результаты могут оказать крайне катастрофическим.

На рисунке приведен пример отсутствие обеспечения несущей способности стенки верхнего пояса подстропильной фермы в точке крепления стропильной фермы. Согласно СП «Стальные конструкции» подобные расчеты производятся в обязательно порядке. В программа расчета методом конечных элементов и такого расчета тоже не встретишь. Выходом из ситуации может стать программа КОМЕТА-2. Здесь пользователь найдет расчет узловых соединений согласно действующих нормативных документов.

Наш узел – ферменный и для его расчета необходимо выбрать советующий пункт в программе. Далее пользователь выбривает очертание пояса (наш случай V-образный), геометрические параметры панели, усилия каждого стержня. Усилия, как правило, вычисляются в расчетных программах МКЭ. По введенным данным программа формирует чертеж для наглядного представления конструкции узла и вычисляет несущую способность по всем типам проверки согласно нормативным документам.

Пример построения расчета МКИ в SCAD

Построение моделей расчета методом конечных элементов не обходится без приложения нагрузок, вычисленные вручную значения присваиваются в расчетных программах МКЭ на элемент. Помощь в сборе ветровых и снеговых нагрузках инженеру окажет программа ВЕСТ. Программа включает в себя несколько расчетных модулей, позволяющих по введенном району строительства и очертанием контура здания вычисляет ветровую и снеговую нагрузку (самые распространенные расчетные модули программы ВЕСТ). Так, при расчете навеса, конструктор должен указать высоту конька, угол наклона и ширину ската. По полученным эпюрам нагрузка вводится в расчетную программу, например, ПК ЛИРА 10.4.

В качестве вывода, могу сказать, что программный комплекс SCAD и его сателлиты позволяют пользователю существенно снизить трудозатраты при вычислении локальных задач, а также формировать точные расчетные модели, а также содержат справочные данные, необходимые в работе инженеров — строителей. Автономность программ позволяет конструкторам использовать их в сочетании с любыми расчетными комплексами, основанных на расчете методом конечных элементов.

Также рекомендую посмотреть вебинар по совместному использованию ПК ЛИРА 10 и программы ЗАПРОС (SCAD office) на примере расчета свайного основания.

Источник