Поддержка и обучение

От КЭ56 к моделированию сваи

Форум » «ЛИРА-САПР» » Проблемы моделирования
Страницы: 1 2 3 След.
RSS
От КЭ56 к моделированию сваи
 
Всем доброго времени суток!
Прочел почти все аналогичные темы, но вопросы остались!

Столкнулся с проблемой ввода, полученных мною данных в программу ЛИРА.

В проекте запроектирована фундаментная плита на свайном поле. По рекомендации пользователей

Цитата Рекса:
3- прикидочно расставить сваи(по грузовым площадям и тп) на этом этапе из кэ56(Rx=Ry= 1e6 Rz=1e6)
4-Выполнить тренировочный расчет и оценить получившиеся усилия в «сваях»
5-корректировка числа и местоположения «свай»


я задал на фундаментной плите, в месте предполагаемого расположения свай, КЭ56. Получил усилия. По СНиПу рассчитал несущую способность сваи по грунту и осадку.

Задал стержневой элемент вместо КЭ56, соответствующий реальной длине сваи. Конец сваи задал как податливую связь (исходя из расчета). Далее возникла проблема с учетом несущей способности боковой поверхности сваи. По СНиПу я получил коэффициенты постели Cz на боковой поверхности сваи. Их получилось 3, так как еще 3 слоя, помимо несущего под концом, оказывают влияние на общую несущую способность сваи в целом.

Поясните пожалуйста, как мне ввести эти данные в программу?
В программе выводится окно с 4 коэффициентами: C1z C2z C1y C2y.
 
как понял у вас свая - стержень с реальной длиной сваи и с вертикальной пружинкой под ее нижним концом(кэ56) учитывающим вертикальную деформацию грунта со стволом сваи.
Отпор грунта горизонтальному смещению сваи по СП задается через Сz=К*z
то есть зависит от грунта(К) и от глубины приложения (Zi). Расчет реакции на узел через грузовую площадь(bр*dL где dL принятый вами размер дробежки сваи узлами по ее длине , допустим 0.3 м) (bр = 1,5d + 0,5 для свай с размером сечения менее 0.8 м)
к этим узлам можно тоже можно приладить кэ56 (Rх=Rу= bр* dL * Сz) .

а можно и не пользоваться кэ56, так как есть удобный механизм задания отпора по направлению обоих размеров сечения стержней. (набор данных в лире ориентирован для общего случая использования стержней,например не только в качестве сваи, но и в качестве балочного ростверка лежащего на грунте)

У вас это свая. Для каждого участка по длине сваи(dL ) задается текущее значение Сz
и два размера сечения сваи (по местным осям У1 и Z1 ) естественно им назначаются
приведенный размер сечения сваи(bр)
С1у1, С1z1 лиры в вашем случае соответствуют Cz СП
С2у1, С2z1 в данном случае не используются вообще. (задать нулями)
 
Уважаемый Рекс, рад что именно Вы откликнулись!

Вы все верно поняли. Только под концом сваи я поставил КЭ51, ибо Rx и Rу именно под концом сваи учесть не представляется мне возможным.
Хотя нет, я понял. Если использовать КЭ56 и задавать его через грузовую площадь, то это становится возможным. Если я неправ, поправьте!

То, что Вы написали осветило еще один неучтенный мною момент! За что огромное спасибо! Теоретически и практически я могу задать эти коэффициенты на всех сваях поля и уйти от закрепления фундаментной плиты по периметру шарнирами по Х,У. Что является по моему мнению более правильным.

Я немного запутался, верно ли я рассуждаю? Когда я считал осадку висячей сваи по СП, я уже учел работу нижнего слоя (под концом сваи) и слоев на боковой поверхности. И имея нагрузку и осадку я определил жесткость для КЭ51 (КЭ56).

Т.е. при моделировании сваи как стержня достаточно задать коэффициент С1у1, С1z1 в зависимости от дробежки и установить под конец КЭ51(КЭ56). В моем случае слои грунта, судя по геологическим разрезам, не имеют большого разбега по высоте от скважины к скважин, поэтому я дробил сваи именно в соответствии с мощностью слоёв.

И могли бы Вы подсказать еще одну вещь? Ориентация С1у1, С1z1 - перпендикуляр к боковой поверхности сваи в моем случае. Что же такое С2у1, С2z1? Я из справки ЛИРА не совсем понимаю.

До этого проекта я не сталкивался со свайным полем. Работал только с фундаментной плитой. Там все намного проще. Задаешь модуль грунта, подключаешь ее к модели здания ,рассчитываешь С1 и С2 и т.д.
Единственная непонятная мне вещь - как закрепить фунд. плиту от горизонтальных перемещений. Шарниры по периметру как-то не кошерно. В данном случае именно С2 должен препятствовать этому, но расчет выдает известную ошибку "схема геометрически изменяемая". Не могли бы Вы поправить в моих рассуждениях?
 
да вроде так.
если каким либо способом нашли осадку сваи и нагрузку на голову сваи , то вычислили жесткость (реакцию на единичное смещение Rz) заменяющей сваю вертикальной пружинки. но далее свая у вас моделится стержнем реальной длины со своей осевой жесткостью. поэтому жесткость подпирающей низ стержневой сваи пружинки соответственно корректируете.
(смещение макушки должно оставаться прежним).
горизонтальный отпор грунта по длине сваи , ясно
что такое С2у1, С2z1 не вспомню. потом.

что касается плиты на упругом основании: нашли глубину активной зоны. осадку и сразу модельте грунт в линейных 3D солидах.
если плиту не перегружаете, то линейные солиды годятся. ортотропия cвойств грунта встречается не так часто. сгодится и изотропный 3D . если нет приложения "грунт" развиваете свою плиту наружу фиктивной плитой нулевой жесткости с разумной дробежкой. развиваете во все стороны плана минимум на величину найденной активной зоны. из плиты выдавливаете солиды . разбивка по вертикали опять же разумная и подслоев не меньше 10. вверху тоньше. внизу толще. и получаете прямое моделирование где все устаканено само собой. низ массива солидов закрепляете по всем 6 степеням свободы, по периметру массива разрешен только Z,
всем узлам солидрв исключая те что общие с плитой запрещаете угловые степени свободы.
 
Да, корректировка проводилась с учетом работы самого материала колонны.

А вот все таки, на конце сваи если ставить помимо Rz еще и Rx Ry, рассчитывая их по СП. Т.е. вся свая будет разбита на несколько стержней и в промежуточных узлах (кроме нижнего и верхнего) установить КЭ56. Эти КЭ56 будут совпадать со средней линией слоя грунта, это будет корректно?

По поводу массива грунта, программа ГРУНТ у меня имеется, выбил у руководства)

Я в ней создаю модель и подключаю к зданию. Расчет коэффициентов С1 и С2 занимает довольно много времени, ибо фундамент в плане 75*43м и разбит на элементы по 0,5м. Получив коэффициенты и осадку, я корректирую отпор грунта на фундамент и далее пересчитываю схему. Вот только приходится крепить плиту по х,у. Хотя многие утверждают что именно С2 препятствует перемещениям по х,у, а С2 у меня получается в пределах 6-15 т/м. С этим вопросом попробую сам.

Рекс, спасибо огромное за участие!

 
сваи на всю длину разбить равномерно по 0.3 м , для цт каждого участка расчитать Сz с учетом эксклюзивности слоев и держать перед глазами. выделяете фрагменты всех свай на конкретном уровне и скорпом назначаете Су1. Сz1 и bприв.
и только внизу сваи кэ56 и достаточно. и точность разбивки нормальная. использовать кэ56 по длине сваи не стоит, гораздо удобнее анализировать не реакции в них а эпюры давлений в стержнях.

фундамент на чистой плите крепить по Х. У как то надо, иначе механизм.
С2 у пастернака моделирует натяжение горизонтальной мембраны.
к физическому раскреплению узла в схеме это отношения не имеет. если на все узлы наложить связи , то умрут продольные напряжения в плите. представим на плите стоит стена и вы горизонтально ее нагрузили . факт то что она в свою очередь передает горизонтальную силу на плиту сжимая одну ее часть и растягивая другую. Посему надо
позволить плите горизонтальные перемещения. имхо достаточно приложить сопротивление трению с пригрузом.
а попросту прицепить к каждому узлу кэ56 и задать небольшие Rx и Ry. чтобы придать цифрам правдоподобие
помножьте грузовую площадь узла на С1*Ктр и ориентир есть.
( К трения, в справочнике Клейна по расчёту подпорных стен даны такие коэффициенты в зависимости от грунтовых условий:
Глины влажные - 0,2-0,25
Глины сухие, суглинки и супеси - 0,3
Пески - 0,4
Крупнообломочные грунты - 0,5
Скальные грунты с неомыливаеющейся пов-ю - 0,6)

разбивка плиты может быть неравномерной . но закрываем на это глаза и берем среднюю цифру грузовой площади на узел и средний С1. можно потренироваться меняя величину цифр и посмотреть как это влияет на результат.

 
Цитата
elokhim пишет:
По СНиПу рассчитал несущую способность сваи по грунту и осадку
Не боитесь, что то и другое будет не соответствовать действительности?
 
SergeyKonstr,
А какие Вы можете предложить варианты, если уже и СНиПам верить нельзя по Вашему?)


рекс,
Я воспользуюсь Вашим советом и попробую плиту посчитать именно так. Такой вариант наверно более правдоподобную картину НДС плиты выдаст.
К сожалению данный проект уже скоро поедет в экспертизу. Но есть предыдущий, посчитанный в ручную, там как раз было предложено 2 варианта отдельностоящих фундаментов (со свайным кустом и без него). Вот и попробую со сваями как вы рекомендовали, и соответственно без них через "грузовую площадь узла на С1*Ктр".

А вот можно вопрос, откуда "bр = 1,5d + 0,5 для свай с размером сечения менее 0.8 м"? Это из рекомендательной литературы? Если да, то подскажите какой.

Еще раз, спасибо за участие!

 
вы сколько я понял моделите сваи по приложению СП
(там предпосылки и прочее... bр = 1,5d + 0,5 ...)
Вы как бы с помощью лиры моделите то что у них предлагают считать руками через таблицы. вам же останется только сравнивать полученное гориз давление с допустимым.

сваи можно моделить по разному конечно, можно и впрямую в массиве солидов. с учетом выемки грунта и замещения его стволом сваи . ствол стержневой на каждом участке разбиения по длине имеет механизм выхода на внешний габарит сваи. тоже можно стержнями . вроде паучка. концы ножек паучка садятся жестко на узлы солидов . центральный узел паучка через кэ55 связан с узлом стержня сваи(немного их разнести по высоте) грунт моделится через модуль деформации и коэф пуасона. кэ55 нужен чтобы знать какое горизонтальное усилие передается на сваю грунтом. потом это усилие приводится к напряжению с учетом уже приведенного размера(bприв) сечения сваи как в СП и опять же сравнивается с тамошним критерием. дальше усложнять не будем. для линейной задачи в один ход годится. главное чтобы вертикальное усилие в свае не превышало ее несущей способности по грунту. грунт в этой модели безвесный.
Если есть желание можно и иначе. но это будет очень затратно. используете монтаж(если он есть) монтируете грунт, удаляете грунт из скважин и монтируете стержни свай с паучками. но кэ 55 пока не монтируете . здесь между узлами грунта и узлами паучка ещу понадобятся кэ трения с пригрузом забыл номер кэ,
нагружаете грунт собственным весом. он обжимает кэ трения на ножках паучка. грунт при этом не виснет на свае. монтируете кэ 55 соединяющий центр паучка с узлом сваи. монтируете этапами все остальное и последовательно нагружаете . усилие на сваи растет элементы трения пропускают возможную для себя нагрузку. нижний конец сваи тоже имеет паучок привязанный к контуру грунта жестко. нижний паучок связать с узлом сваи через кэ ограничивающий возможное давление под пятой.
если сваю не перегружать ндс будет выглядеть весьма правдоподобно. если наиболее нагруженные сваи превысят возможности трения и ограничения усилия под пятой они все равно будут нести предельную нагрузку, не выключатся (типа вы ее задавливаете сваю . а она естественно упирается ) произойдет перераспределение нагрузок на менее нагруженные сваи. процесс если его довести до абсурда приведет превышению возмжностей всех сваи и к огромным перемещениям. это сигнал на то что свай маловато. но не надо стремиться перегружать сваи вообще. эта модель механистическая. здесь можно использовать и линейные солиды а можно и кэ грунта. далее разбираться в процессах и не пробовал. тут надо быть геотехникоом и знать работу грунта основательно и нужны иные механизмы моделирования которых в лире нет.
всё.

 
а зачем используется bp, если это необходимо только для расчетов по прочности. Альфа эпсилон находить не требуется, т.к. поиск точки защемления сваи в грунте (опять же только для расчета по прочности) не требуется.
По сути нужна модель деформаций. По Z она задается, например, условным фундаментом ну или КЭ51/56 (только взаимное влияние свай тогда не учитывается), по XY в зависимости от глубины КЭ56 (эффект защемления сваи в грунте).
 
Человек сообщил . что нашел осадки голов свай под нагрузкой с учетом взаимного влияния свай. моделит теперь сваи стержнями с реальной длиной свай. ввел вертикальные пружинки под острием(Rz=N/S с поправкой на ЕF/L cтвола) свай. и имеет желание разом учесть и горизонтальное сопротивление среды.
вот ему и удобно задать Су1 и Сz1 и естественно bпр как это и сделано в приложении СП
(Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента)
получит реальные эпюры горизонтальных давлений на окружающий грунт. Единственный минус. что нормальная сила в этой модели не тает с глубиной как это должно быть для висячей сваи . но это малосущественно. максимум арматуры будет как раз в голове. а там все точно. получит весь набор усилий (М, Q,N) и армирование.
 
Цитата
вот ему и удобно задать Су1 и Сz1 и естественно bпр как это и сделано в приложении СП
рекс, если честно, не понял, как bp используется в расчете по СП для определения горизонтальной жесткости основания? Этот параметр для упрощенного определения условной глубины защемления (п.7.1.8 ).
И где он посчитал для каждой сваи с учетом взаимного влияния я не увидел, возможно, он озвучил в личной переписке. Я уж даже подумал, что есть натурные испытания.. но и то, и другое кажется нереальным.

Я понимаю, имея, например, результат расчета на упругом основании (будь то солиды или к-ты постели), автор перешел бы к упрощенной модели (по каким-то причинам) и заменил бы работу основания через КЭ56, но всего это, как я понял, не производилось. Поэтому о каком учете взаимовлияния идет речь, понять не могу.
 
ander
автор не раскрывал как была найдена нагрузка на сваи и осадка свай с учетом взаимовлияния. нашел и всё. и вопрос был только как учесть горизонтальное сопротивление среды. Что касается приложения к СП там решается задача как через известные M,Q,N в голове сваи. жесткость сваи жескость грунта ,.. перейти к перемещениям . а потом и к усилиям включая и давление на окружающий грунт. все вычисления завязаны на bр и Сz,.... . это затабличенный расчет одной сваи в однослойном грунтовом массиве. расчет для тех у кого только калькулятор.
100% тот же результат по всей длине ствола можно получить замоделив боковое сопротивление по длине ствола через Сz(СП) и bр в любой мкэ программе, притом безошибочно. каждое сечение каждой сваи опирается на независимую горизонтальную пружинку(фактически связь заданной жесткости), отсюда нет взаимовлияния. зато просто и нересурсоемко.
(можно проверить любой живой пример из руководства и получить всё то же что находили таблично). Руками считаем только критерий допустимости бокового давления завязанный на С и фи а так же на длительность нагрузки.
 
давайте тогда сначала:
1. СП 24.13330.2011
2. Приложение В

если мы говорим об одном и том же, то в расчетах по деформациям (получение деформационной модели) отсутствует параметр bp. Вот что мне не понятно. Этот параметр для расчетов по прочности (для вычисления альфа_эпсилон).

рекс, может, у меня глаз замылился, но не понимаю, о чем идет речь?
Cz - понятно, но это зависит от глубины и от типа грунта. Свая же как элемент конечной жесткости рассчитывается на усилия, да, но в этом документе ни о чем таком не говорится.
 
Ander
мы точно о разном
"...СП 24.13330.2011 приложение В
B.6 Для определения реакций в голове свай, объединенных общим ростверком, следует проводить специальные расчеты. При проведении таких расчетов каждая свая моделируется как балка, взаимодействующая с упругим основанием, а головы свай объединяются элементами, моделирующими фундаментные конструкции...."
то есть указание "специальном" и всё .

но в СП 50-102-2003 в приложении Д . и в советском СНиПе
был и расчет горизонтального давления для одиночной сваи по таблицам. через
Сz, bp,...и тд
с последующей проверкой результатов на обоснованной глубине (или по всей глубине но с визуальным отслеживанием пиков)
интерпретацию метода в кэ модели и обговариваем. поскольку используем коэффициент К (т/м4) в качестве параметра жесткости грунта. отсюда именно bp , все оттуда.
 
ander,
Я в первом посте написал как нашел усилия N в сваях.

"я задал на фундаментной плите, в месте предполагаемого расположения свай, КЭ56. Получил усилия. По СНиПу рассчитал несущую способность сваи по грунту и осадку."

Единственное НО - это учет М и Q. Для этого и можно задать на боковой поверхности данные коэффициенты через bp и Cz (если я правильно понял).

И правда о разном) По деформациям расчет я не веду. Это будет следующий шаг. Мне важно корректно задать условия для свай. Из результатов расчетной модели я смогу увидеть перемещения и сравнить с СП (ручным расчетом).



 
я понимаю, что исходя из специфики конкретной МКЭ программы, на основании деформационной модели можно получить усилия, а никак не наоборот, хоть здесь и связь, но
"я задал на фундаментной плите, в месте предполагаемого расположения свай, КЭ56. Получил усилия. По СНиПу рассчитал несущую способность сваи по грунту и осадку."
исходя из этого я не увидел взаимовлияния между нагрузками/осадками соседних свай. Т.е. основание никак не учитывается. Я про взаимовлияние для вертикальных нагрузок, а не горизонтальных. Горизонтальные нагрузки допускается учитывать проще, тут я не спорю.
 
ander,
Ну все потому, что расстояние между сваями больше 6d, соответственно работают отдельно друг от друга. Был бы ростверк - другой разговор, сделал бы поправку. Если корректно задать условия работы конструкции, то можно из модели КЭ получить все результаты. И последовательность тут не важна. Вот мне Рекс и пытается помочь правильно создать модель в ЛИРЕ, за что благодарен!

Даже из универа помню, что в первую очередь мы получали усилия под отдельностоящим фундаментом, а уж потом считали деформацию основания, послойным суммированием или эквивалентным слоем.

Вот как бы Вы стали решать такую задачу, будь у Вас фунд. плита на свайном поле? В СП таких расчетов нет, приходится искать варианты решения.
 
Цитата
Вот как бы Вы стали решать такую задачу, будь у Вас фунд. плита на свайном поле? В СП таких расчетов нет, приходится искать варианты решения.
Некоторые предлагают солиды, я могу предложить условный фундамент, который немного изменился, но в нормах до сих пор есть.
А учитывать коэффициенты постели под плитой или нет, тут однозначно не скажешь.. если процент восприятия нагрузок соответствует описанному при расчете КСП, то почему нет. Но это нужно скорее для расчета ростверка (как варианта), а в целом все это разгружает все остальное в большинстве случаев, я так думаю.
Опять-таки, бывают ситуации что вариант с запасом может оказаться слишком нецелесообразным, тогда и разгрузку можно учесть.
 
Один из вариантов закрепления в гориз. плоскости фундаментной плиты на грунт. основании: среднее давление под фунд. плитой Pz= масса здания с нагрузками: собств.вес+врем.длит.+0,5кратковрем, умножить на коэф. трения бетона по бетону, если бет. подготовка f=0,7, разделить на количество узлов фунд. плиты, это и есть Rx=Ry для кэ56. Сила трения пропорциональна опорной реакции тела, и не зависит от площади опоры. Один из законов Кулона.
Страницы: 1 2 3 След.
Читают тему