Всем привет. На связи Евгений Кондаков. Моделирование столбчатых фундаментов в КЭ-модели традиционно входит в ТОП-10 вопросов, задаваемых на курсах и в техподдержку.
Столбчатый фундамент условно можно отнести к «массивному телу». Массивное тело – тело, у которого все три размера имеют один порядок.
Исходя из этого, можно сказать, что лучше всего его моделировать объемными конечными элементами.
Забегая вперёд, скажу, что не стоит пытаться подбирать армирование столбчатого фундамента из КЭ-расчёта. Это лучше сделать вручную или использовать что-то типа ПК BASE/Фундамент/ФОК.
Но учесть наличие и влияние такого фундамента на надземные конструкции можно. Есть несколько способов моделирования, рассмотрим самые популярные из них:
Одноузловая упругая связь. Жёсткость связи в первом приближении можно вычислить перемножением площади основания фундамента на коэффициент постели под ним. Нагрузку на фундамент можно взять, посчитав нагрузку на фрагмент в ЛИРЕ-САПР или вычислив реакции связей в SCAD. Процесс может быть итерационным, т.к. связан с изменением размеров подошвы, следовательно, жёсткость КЭ-51,56 будет меняться.
Моделирование объёмными КЭ. Здесь мы получаем подробную КЭ-модель столбчатого фундамента. Только нужно правильно задать граничные условия. Наличие коэффициента постели под подошвой можно сымитировать, «подшив» к ней фиктивную плиту малой жёсткости, на которую уже можно назначить C1. Или, как вариант, не использовать фиктивную плиту и коэффициент постели, а вместо этого разместить в каждый узел подошвы упругую связь, жёсткость которой можно определить перемножением коэффициента постели на грузовую площадь вокруг каждого КЭ упругой связи.
Моделирование ступеней пластинчатыми КЭ, а подколонника – стержневым. Каждая вышележащая ступень смещается на жёсткой вставке вверх относительно нижележащей, для подколонника задаётся жёсткая вставка по длине равная сумме толщин ступеней.
Преимущество способов 2 и 3 заключается в том, что пластины с нагрузками можно передать в модуль ГРУНТ и посчитать таким образом переменный по площади коэффициент постели.
Все эти три способа при правильном моделировании оказывают приблизительно одинаковое влияние на усилия/напряжения в надземных конструкциях. Какой из них выбрать, решает расчётчик.
На сегодня у меня всё. Если статья понравилась, ставьте лайк, пишите в комментариях, какой способ используете Вы при моделировании таких фундаментов.
До новых встреч!
