Всем привет. На связи Евгений Кондаков. Эта статья является своего рода продолжением публикации про подбор эквивалентной толщины сборной плиты.
Не секрет, что способов моделирования диска из сборных пустотных плит существует достаточно много: использование расшивки узлов и объединений перемещений, «подвешивание» плит на жёсткие короткие стержни с шарнирами, использование конечных элементов «балка-стенка», крестовых связей и т.д.
Так как напряжения и усилия в плите нас не интересуют, то основной целью такого моделирования будет получение корректных усилий и перемещений в ригеле с дальнейшим подбором арматуры или подбором сечений из металлопроката, а также обеспечение горизонтальной жёсткости (собственно, ради чего всё это и затевается).
В качестве эталонного, «ручного» примера рассмотрим плоскую раму, загруженную вертикальной равномерно распределенной нагрузкой 3 т/м. Сечение ригеля и колонн одинаковое – 40х40, модуль упругости E=3e6 т/м2.
Из расчёта видно: момент на опоре – 6 т*м, момент в пролёте – 7.5 т*м, перемещение по Z – 3.81 мм.
Далее рассмотрим пространственную конструкцию, в которой сборные плиты смоделированы конечными элементами «балка-стенка» (КЭ-21) от балки до балки. Так как у таких КЭ отсутствует изгибная жёсткость и нагрузка из плоскости запрещена, то её надо задавать непосредственно на балки. Но горизонтальная жёсткость будет обеспечена. Недостаток такого способа очевиден: ручной сбор нагрузок на балки.
Результат по усилиям и перемещениям в ригеле на 100% совпадает с «ручным».
Второй способ – это использование новых возможностей ЛИРЫ-САПР (к сожалению, не вспомню точно в какой версии это появилось) – корректировка жёсткости пластин через коэффициенты к изгибной и мембранной жёсткостям. Схема идентична первому варианту, но в ней применяются конечные элементы «оболочка» (КЭ-41) с обнуленной изгибной жёсткостью, и нагрузка 1 т/м2 приложена непосредственно к пластинам (по грузовой площади на балки придут те же 3 т/м). Важно, что КЭ оболочки не должен иметь промежуточных узлов по длинной стороне, т.к. в отсутствии изгибной жёсткости часть нагрузки просто потеряется.
И здесь видно практически полное совпадение с эталоном с различием в пределах 5%
Преимущество такого способа также очевидно: не нужно вручную пересчитывать нагрузки на балки.
Конечно, такие способы применимы при относительно несложной конфигурации перекрытия, а для более интересных случаев можно использовать новый инструмент САПФИР 2020 по распределению нагрузок на балки. Но о нём как-нибудь в другой раз.
Напишите в комментариях, какой способ используете вы в своих расчётах, мне интересно.
И не забываем поднять палец вверх, если понравилась статья 😊
А на сегодня у меня всё. До новых встреч!
