Данный расчёт выполняется методом коненых элементов, подробнее о котором можно прочитать здесь:
Разделим процесс расчёта на несколько шагов:
- Создание расчётной модели здания
- Подключение грунтового основания
- Создание модели грунтового основания
- Получение результатов расчёта
1) Создание расчётной модели здания
1.1) Построение модели здания с помощью конечных элементов
При этом отметку нуля рекомендуется указывать на уровне абсолютной нулевой отметки в соответствии с принятой в проекте для избежания пересчетов и вычисления отметок при подключении основания.
1.2) Задаём граничные условия
Закрепляем фундаментные плиты от смещения по х и у по краям в местах опирания здания соответственно направлению (раскрепление по Х и У) для исключения геометрической неизменяемости
говорят, что наиболее достоверное моделирование трения о грунт выполняется КЭ56 с жесткостями по Х и У 250 т/м.
При использовании данного варианта во все узлы фундаментной плиты вводятся одноузловые конечные элементы КЭ56.
В описании типа жесткости данного конечного элемента следует задать жесткостные характеристики в горизонтальном направлении - Rx и Ry.
Значения Rx и Ry можно определить, поделив величину сдвиговой жесткости основания K на количество n элементов 56 типа (равно количеству узлов фундаментной плиты, в которые вводятся эти элементы): Rx,y = Kx,y / n
1.3) Задаём нагрузки
Примеры учитываемых нагрузок:
- собственный вес
- полезная нагрузка на всех этажах или на верх стен нижнего этажа по заданию
- от лифтов (справа и слева)
- от вентблоков
- от грунта (внутри здания и на отвесах)
- ветер, например, в виде пары сил 4 вариации - средняя, пульсационная, трения и др)
Задается нормативная длительная комбинация нагрузок, в соответствии с которой будет прикладываться отпор грунта.
1.4) Согласовываем местные оси для просмотра результатов, чтобы удобнее было смотреть (плиты как минимум)
2) Подключение грунтового основания
(после задания нагрузок на всю схему)
Приступаем к первоначальному определению коэффициентов постели:
1) Выделяем нижние пластины ростверка (фундаментных плит)
2) Выбираем меню "Задать коэффициент постели"
3) Выбираем опцию "Получить по модели грунта" и задаем, например, ориентировочно Pz=20 т/м2 + выбираем "подключить модель грунта", при необходимости создаем модель грунта.
Если деф. блоков модели - несколько, то лучше задавать Pz отдельно, разбивая на группы нагрузок.
Чем точнее будет задано среднее давление под подошвой, тем меньше итераций потребуется при расчёте. Например, можно собрать нормативные нагрузки без ветра и поделить общую нагрузку по Z на площадь фундаментной плиты.
Минимальную глубину сжимаемой толщи можно задать 5.
Количество диапазонов объединения, например, 10 (если поставить 0, то это будет означать, что ни в одном пластинчатом КЭ не будет происходить объединение коэфф. постели по диапазонам).
3) Создание модели грунтового основания
1) В открывшемся окне "Лира-грунт" задаем характеристики грунтов (акцент на обязательность галочки + внимание на единицы измерения)
- предельные напряжения растяжения задаем близкими нулю - у песка нет, у глины есть
- проставляем W, если слой влажный/водонасыщенный слой
- коэффициент Пуассона по СП22.13330.2016 табл. 5.10, если данные не приведены в ИГИ
- коэффициент перехода оставить 5
- если задать E грунта 100 000 т./м2 и более, то данный слой грунта будет считать скальным (несжимаемым) и глубина сжимаемой толщи фиксируется на кровле этого слоя
2) Нажать Применить
3) Выполняем "редактирование скважин":
- координаты
Выбираем произвольную точку на плане скважин, принимаем её центром координат, и расстояние от этой точки до скважины по направлениям х и у будут координатами скважины.
(При расстановке скважин рекомендуется, чтобы на момент сохранения в скважинах было задано хотя бы по одному слою грунта, иначе может вылететь и ничего не сохранится)
- отм. устья (+проверяем, чтобы отметка пластин на расчетной схеме соответствовала отметке 0.000)
- задать мощности слоев (!внимание - два чекбокса: для акцепта мощности и финальный)
4) Задать отметку приложения нагрузки
- Команда "редактирование импортируемых нагрузок"
- Пишем абсолютную отметку подошвы (например отметку подготовки (Здесь абсолютная отметка подошвы примерно равна отметке подготовки)) (+проверяем на соответствие отметки пластин отметке 0.000)
Если расчётная модель была построена в соответствии с абсолютной нулевой отметкой, указанной на генеральном плане, то указываем её.
5) Экстраполяция и создание модели грунта
6) Нажимаем на флажок "Произвольный разрез", указать точки в плане.
Выполняется визуальный анализ правильности задания исходных данных.
7) Упругое основание - параметры расчёта (СП 22.13330, коэффициенты 0,2; 5.0).
После чего рекомендуется сохранить проект.
8) Выполняем, например, модифицированный расчёт модели Пастернака.
Немного о методах расчёта коэффициентов постели в Лире:
- Метод 1 - по Пастернаку (в нём существует только C1)
(говорят, что рекомендуется для пластичного грунта, такого как суглинок и супеси)
- Метод 2 - коэффициент постели вычисляется по формуле Винклера (только C1)
(говорят, что рекомендуется для песчаного грунта)
- Метод 3 - модифицированный расчёт модели Пастернака (С1 и С2)
(учитывает увеличение модуля деформаций с увеличением толщи грунтов)
После расчета выдает глубину сжимаемой толщи, осадки (будут отличаться от полученных в Лире, оценочные). Здесь рекомендуется сохранить проект.
📙 Подробнее о модели основания Пастернака можно прочитать здесь:
9) Переходим в окно Лиры, проверяем, применяем и отправляем на расчет.
10) Пока считает, выполняем хим. анализ воды по СП "Защита от коррозии" (методика отличается от пособия, см. пособие) при постоянном смачивании, при периодическом смачивании, записать требования к материалам и ширине раскрытия трещин. После чего рекомендуется сохранить проект.
11) Выбор "Стиль-лента ЖБК"
12) Вкладка "Конструирование" - "Варианты" - СП 63.13330.2012, - РСУ
13) "Материалы" - Выделяем пластины ростверка - "добавить (или изменить" - вкладка оболочка - выставляем защитный слой - "расчет монолитной фундаментной плиты" - ширину раскрытия трещин - шаг арматуры применить - бетон - Арматура -выделяем плиту - применить
14) Далее - цикл, который выполнять мин. 3-4 раза, пока Rz не станет примерно равен Pz с обратным знаком
Признаком окончания итерационного расчёта является расхождение между Pz и Rz порядка 5%)
Говорят, что больше 5 итераций использовать не рекомендуется, т.к. можно "досчитаться до геометрической нелинейности грунта", при которой в четных расчётах будет одна картина мозаик С1, а в нечетных - иная, с увеличивающимся расхождением между ними с каждым пересчётом, и этого следует избегать)
В модуле ГРУНТ осадка считается от гибкой нагрузки, без учета жесткости и надфундаментных конструкций, учёт жесткости фундамента выполняется в Визоре, где с полученными С1 взаимодействует уже фактическое здание со всеми своими жесткостями, поэтому и разнится не только величина, но и характер осадки.
---Выполняется Цикл:
а) Анализ (для себя) - осадка - д.б. более-менее равномерна, края больше, центры меньше - напряжения Rz в расширенном анализе д.б. примерно одинаковы с Pz - если нет: Анализ - Rz (т.е. сделать активной мозаику Rz), выделяем плиту, вкладка "усилия", приложить отпор грунта, отмеченные элементы - результаты будут потеряны - ок
б) "Создание и редактирование" Rz д.б. как Pz, но с обратным знаком
в) Расчет
--- Конец цикла
После чего рекомендуется сохранить проект.
4) Получение результатов расчёта
4.1) Заходим в Анализ
4.2) Для получения эпюр вместо нед. схемы выбираем исходную (эпюры + хоу проекция, эпюра по сечению пластин, по шву сделать (на каждый шов по эпюре)
4.3) Пишем вывод
4.4) Для армирования - конструирование - армирование кнопка "обновление шкалы при увеличении" по у, по х - для крупности армирование в отчёте повернуть
Таким образом, расёт выполнен и результаты получены.
👷♂️ Если есть какие-либо вопросы или предложения - пишите.
