Правила устройства сопряжения плита-стена
Для получения корректного результата определения внутренних усилий в плите перекрытия, в месте опирания плиты на монолитные стены, следует придерживаться определённого правила моделирования узла сопряжения. Поскольку КЭ-оболочки, определяет внутренние усилия в центре тяжести площадки, образованной сторонами пластины, следует добиться такого сопряжения пластины стен и плиты, чтобы центр пластины плиты перекрытия, оказался в месте положения грани стены – это позволит определить изгибающий момент в плите, в месте её опирания на стену. Наглядное пояснение представлено на рисунке.
При проектировании монолитных железобетонных каркасов зданий, могут возникнуть трудности, при формировании сетки КЭ плит в месте примыкания к стенам, особенно, если в проекте присутствуют стены разной толщины, и сами стены, имеют сложную конфигурацию в плане. В рамках данной статьи рассмотрена технология, которая позволяет упростить процесс получения качественной сети триангуляции, в узлах сопряжения монолитных плит со стенами.
Автоматизация процесса создания триангуляционной сети в системе САПФИР-Генератор
Процесс создания триангуляционной сети плиты, в месте примыкания к стене, состоит из следующих операций:
1 Построение (извлечение) осевой линии стены;
2 Копирование осевой линии, с размещением новых объектов параллельно исходному, на расстоянии равном толщине стены, по две стороны от исходного объекта;
3 Разбивка исходного объекта (осевой линии стены) на сегменты с шагом равным толщине стены, с получением точек на концах сегментов;
4 Повторение операции для копий осевой линии;
5 Интегрирование полученных точек в аналитическую плоскость плиты;
Данные операции, могут быть выполнены двумя способами:
1 – Разбивка линий по длине точками;
2 – Разрезка линий по длине секущими плоскостями;
Автоматизация процесса создания триангуляционной сети в системе САПФИР-Генератор
Процесс создания триангуляционной сети плиты, в месте примыкания к стене, состоит из следующих операций:
Каждый способ имеет свою область применения. В процессе подготовки расчётной модели, следует применять и тот и другой алгоритмы, в зависимости от конструктивного решения здания.
Достоинством способа №1 (построение точек по линиям), является возможность работы с несколькими стенами одновременно.
При использовании способа №1, каждая осевая линия стены и копии осевых линий, разбиваются на сегменты, независимо от остальных, это позволяет использовать способ построения №1 одновременно для нескольких участков стен.
Достоинством способа №2 (разбивка линий на сегменты секущими плоскостями), является возможность работы со стенами криволинейного очертания.
При использовании способа №2, исходная осевая линия разбивается на сегменты секущими плоскостями, каждая из которых, расположена по нормали к соответствующему сегменту осевой линии. Секущие плоскости, также, пересекают копии осевой линии, благодаря чему, получается концентрическая сеть точек триангуляции.
Применение технологии построения точек триангуляции на примере проектирования ж.б. каркаса
В качестве примера, рассмотрим план цокольного этажа монолитно-каркасного здания. Конструкции, в подвале здания: колонны, монолитные стены, фундаментная плита.
На плане присутствуют монолитные стены различных толщин: 250 и 200 мм. Данные стены пересекаются друг с другом. Также, присутствуют стены криволинейного очертания. Ставится задача: средствами САПФИР, получить качественную сеть триангуляции фундаментной плиты, в месте опирания стен.
При создании триангуляционной сети плиты, в месте опирания на колонны, начиная с версии 2020, можно воспользоваться функцией сгущения шага триангуляции в свойствах колонны https://www.liraland.ru/lira/versions/.
Внимание! Не следует, для одного и того же набора нодов, подавать на вход исходные данные от всех стен в модели. Это приведёт к созданию некорректной сети триангуляции.
Создание триангуляционной сети приопорных зон, следует производить поэтапно:
1 Прямолинейные участки стен одной толщины;
2 Углы и места стыковки прямолинейных участков стен одной толщины;
3 Места стыковки участков стен разной толщины;
4 Криволинейные участки стен.
Поэтапное создание точек триангуляции, показано на рисунках:
В качестве осевых линий стены, приняты отрезки, построенные инструментом «Линия»
На втором этапе, в настройках нодов, принято:
- Шаг копий осевой линии (эквидистант) – 0.25 м;
- Шаг точек вдоль осевой линии – 0.25 м;
- Количество эквидистант – 1 шт.;
На третьем этапе, при создании сети триангуляции для стен 20 см, принято решение уменьшить количество копий осевых линий (эквидистант), до 1 шт. При этом, в настройках нодов, заданы следующие характеристики:
- Шаг копий осевой линии (эквидистант) – 0.2 м;
- Шаг точек вдоль осевой линии – 0.25 м;
- Количество эквидистант – 1 шт.;
На четвёртом этапе, во избежание появления некорректной сети триангуляции, были созданы два набора нодов, каждый на отдельный участок стены. В качестве осевой линии, принята осевая линия стены, без дополнительных построений.
Процесс создания алгоритма, для получения сети триангуляции плиты в месте примыкания к стене, показан в видеоуроке.
Совершенствование алгоритма
Предложенный выше алгоритм подразумевает создание дополнительных точек триангуляции в плите, однако, сеть триангуляции, также может быть отредактирована дополнительными линиями.
Алгоритм создания триангуляционной сети остаётся прежним с небольшими доработками
1 Извлечение исходных линий (без изменений)
2 Копирование осевой линии, с размещением новых объектов параллельно исходному, на расстоянии равном толщине стены, по две стороны от исходного объекта.
Доработка – Последовательное соединение заданных линий с их обязательным согласованием (нод JoinLn);
3 Разбивка исходного объекта (осевой линии стены) на сегменты с шагом равным толщине стены, с получением точек на концах сегментов.
Доработка – Задание количества точек разбиения вручную, или при помощи нода Int;
4 Соединение созданных точек отрезками (нод Ln2n);
5 Интегрирование полученных линий в аналитическую плоскость плиты;
Рассмотрим на примере узла примыкания двух стен под тупым углом. В первом случае создадим сеть триангуляции с помощью линий, а во втором случае с помощью точек.
По результатам создания триангуляционной сети видно, что технология с применением линий даёт более качественную сеть, состоящую из 4-угольных КЭ, в то время как триангуляция с дополнительными точками может выдавать и 3-угольные КЭ.