scad жесткие вставки для чего
Неправильный учет собственного веса при расчете с жесткими вставками
Добрый день, уважаемые коллеги. В процессе работы над проектом возник следующий вопрос касательно неправильного вычисления собственного веса при учете жестких вставок, что накладывает свой отпечаток на правильность расчета. Конструкция куда сложнее чем приведенная во вложнении, тем больше масштаб трагедии)
Соответственно, на мой взгляд правильным представляется результат суммарной нагрузки от собственного веса в 13.2т. Насколько я себе представлял процесс накопления нагрузок на систему это просто сумма без учета типа элемента, то есть вектор суммарной нагрузки по одному из направлений.
В масштабах данной системы это не критично, но в масштабах зданий высотой 15м с 2 уровнями балочных перекрытий в том числе под жд пути, разница колоссальная, в моей системе вместо 600т от балок без жестких вставок получается 2700т только за счет их включения. Здесь я имею ввиду вектор суммарных нагрузок по оси Z только от балок.
Внимание уважаемые знатоки вопрос, что в черном ящике? 
А если чуть больше конкретики, то за счет чего возникает такая разница и каким образом это побороть?
Инженер на земле и на море
Добрый день, уважаемые коллеги. В процессе работы над проектом возник следующий вопрос касательно неправильного вычисления собственного веса при учете жестких вставок, что накладывает свой отпечаток на правильность расчета. Конструкция куда сложнее чем приведенная во вложнении, тем больше масштаб трагедии)
Соответственно, на мой взгляд правильным представляется результат суммарной нагрузки от собственного веса в 13.2т. Насколько я себе представлял процесс накопления нагрузок на систему это просто сумма без учета типа элемента, то есть вектор суммарной нагрузки по одному из направлений.
В масштабах данной системы это не критично, но в масштабах зданий высотой 15м с 2 уровнями балочных перекрытий в том числе под жд пути, разница колоссальная, в моей системе вместо 600т от балок без жестких вставок получается 2700т только за счет их включения. Здесь я имею ввиду вектор суммарных нагрузок по оси Z только от балок.
Внимание уважаемые знатоки вопрос, что в черном ящике? А если чуть больше конкретики, то за счет чего возникает такая разница и каким образом это побороть?
гадание на конечно-элементной гуще
Уважаемые коллеги в лице Older, tutanhamon, Arikaikai и swell огромное спасибо за оперативную помощь.
Касательно учета веса жестких вставок: непонятно чем руководствовались разработчики когда добавляли эту «полезную возможность». Мало того при работе на разных версиях комплекса 11.3 и 11.5, как в моем случае, данная «полезность» отслеживается с большим трудом. Как я понял из Wiki swell данная возможность была введена относительно недавно, поскольку раньше при расчете ребристых перекрытий такой проблемы не возникало. Разработчики Scada недостаточно уведомляют пользователей о данной методике, протокол расчет смотрят единицы. Мало того при покупке последней версии программы, это ни коим образом не отображено в идущей в комплекте документации. Книги по SCADу у меня есть в ревизии 2011 года.
Мало того учет веса жестких вставок в новой версии по умолчанию активирован.
Заметки инженера-строителя
Блог проектировщика
Полезная информация о конструкциях, расчётах и строительных материалах
Содержание сайта: Главная страница
воскресенье, 30 сентября 2018 г.
Абсолютно жёсткие вставки. Абсолютно жесткие тела. Что такое, в чём разница, куда назначают
Абсолютно жесткие вставки используются, как правило, при нарушении соосности стыковки стержней в узле.
В месте примыкания колонн, пилонов и стен к перекрытиям и покрытиям формируется АЖТ.
АЖТ призвано уменьшить значение изгибающих моментов, возникающих на опоре и избежать пика армирования плиты внутри сечения колонны, пилона или стены.
То есть внутри сечения колонны, пилона или стены получается как бы бесконечная жесткость, а армирование плиты нужно начинать только с грани колонны, пилона или стены.
Моделирование конструкций с использованием абсолютно жестких вставок:
Про использование абсолютно жёстких вставок в SCAD можно прочитать здесь: ссылка
Про использование абсолютно жёстких вставок в ПК Лира Софт можно прочитать здесь: ссылка
При введении в стержневые элементы абсолютно жестких вставок гибкая часть стержня отодвигается от узлов элемента на длину задаваемой абсолютно жесткой вставки. При этом нагрузки, задаваемые на стержень с абсолютно жесткими вставками, привязываются к началу гибкой части. Усилия вычисляются только в гибкой части стержня, и, поэтому, при проверке равновесия в узле, где присутствует такой стержень, нужно производить перенос усилий из гибкой части стержня в узел, с учётом заданной нагрузки на жесткую вставку.
Абсолютно жесткие вставки используются, как правило, при нарушении соосности стыковки стержней в узлах для учета эксцентричности стыковки элементов:
— при моделировании двухступенчатой колонны (стык подкрановой и надкрановой частей колонны):
— при моделировании рёбер в плитах и оболочках, подпёртых (подкреплённых) рёбрами, эксцентрично расположенными по отношению к срединной поверхности
(продольные оси ребер, моделируемых стержнями, не лежат в срединной плоскости плиты)
Для этого на концах стержней, моделирующих ребра плиты, вводят жесткие вставки, через которые стержень прикрепляют к узлам плиты:
Влияние на напряженно-деформированное состояние: При моделировании с использованием абсолютно жестких вставок общий изгиб оребренной плиты представляется в виде изгиба плитной части конструкции и пары сил, образованной мембранными напряжениями плиты (оболочечного элемента) и продольной силой в стержне:
Подробнее см. Скорук Л. «Поиск эффективных расчётных моделей ребристых железобетонных плит и перекрытий»
Здесь стоит отметить, что для плит с широкими ребрами моделировать следует не с использованием абсолютно жестких вставок, а с использованием абсолютно жестких тел, так как изгиб плиты в пролете между подкрепляющими ребрами будет заметно большим, чем в том случае, когда будет учитываться сокращение пролета плиты за счет ширины ребра.
— при моделировании смещения расчётной оси, проходящей через центр тяжести в местах изменения толщины поясов рам переменного сечения:
— при моделировании этажного опирания балок
— при моделировании примыкания к колонне ригелей разной высоты
Более подробно с нюансами применения абсолютно жестких вставок и жестких тел можно ознакомиться в труде А.С. Городецкого, И.Д. Евзерова «Компьютерные модели конструкций», Киев, «Факт», 2005
*Статья создана не без использования указанных выше источников.
как правильно задавать жесткие вставки в SCADе?
расчеты МКЭ, проектирование, к.т.н.
Жесткие вставки учитывают поперечный размер колонн, сейчас у вас колонны представляют только линейный элемент, и перекрытие опирается именно на центральную его ось, т.е. не учитывает то, что есть в реальности. Математически как уже понятно дают более точное распределение напряжений в плитах в местах их пересечения с плитами. Моделировать их можно по разному, можно как жесткими вставками, так и более просто, например стержневыми элементами но повышенной жескости, т.е. у модуля деформации задаете завышенное значения. В любом случае вам нужно создать чтобы плита учитывала толщину колонны.
Почитайте тут, рис. 14 примерно так должно у вас получаться.
расчеты МКЭ, проектирование, к.т.н.
расчеты МКЭ, проектирование, к.т.н.
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
помогите пож-та разобраться. SCAD 21-ый
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
it30, красивая схема. Но к конструированию зданий не имеет никакого отношения. Вы же не дизайн или эскиз делаете, а работаете в расчётной программе.
Жёсткие вставки вы должны сначала верифицировать на отдельных упрощённых моделях. Вставки эти вам здесь не нужны.
Схема набрана без понимания какие элементы в скаде что делают. Читайте справку F1.
it30, красивая схема. Но к конструированию зданий не имеет никакого отношения. Вы же не дизайн или эскиз делаете, а работаете в расчётной программе.
Жёсткие вставки вы должны сначала верифицировать на отдельных упрощённых моделях. Вставки эти вам здесь не нужны.
Схема набрана без понимания какие элементы в скаде что делают. Читайте справку F1.
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
И ещё вопрос. Сейчас задумался где целесообразнее делать подвесной двутавр в расчёте. По его оси или ниже на угр. Не знаю. Там то автоматом эксцентриситет учтётся.
Ну и просто работа в скад.
Нет групп конструкций, групп стальных конструкций (часть забыли), странно назначены группы стальных конструкций.
Колонны 200х8. Ну вам то может так и стоит оставить.
Но подозреваю, что по хорошему при всех связях и мю=1 будет около 140. 160х6. Но могу соврать.
Использование бесконечно жестких вставок
Широко известно, что плохо обусловленные матрицы жесткости часто появляются в тех случаях, когда в одном узле конечно-элементной модели сопрягаются элементы с резко отличными жесткостными параметрами. Покажем на простом примере, как можно интерпретировать такую ситуацию в терминах механики. Оказывается, что плохая обусловленность присуща « почти изменяемым » конструкциям.
На рис. 1 представлена формально неизменяемая система, матрица жесткости которой имеет вид
Собственные числа этой матрицы λ1 = α; λ2 = 2 + α, а число обусловленности
При большой жесткости средней пружины по сравнению с жесткостью крайних пружин параметр α мал, и число H становится большим, что говорит о плохой обусловленности и возможной потере точности при решении уравнений с такой матрицей.
Рис. 1. Схема с плохо обусловленной матрицей жесткости
Нетрудно заметить, что механическое поведение рассматриваемой конструкции приближается к поведению изменяемой системы. Действительно, возможно перемещение средней пружинки как жесткого тела при пренебрежимо малом сопротивлении крайних пружинок. Их реакция ввиду приведенного соотношения жесткостей вызывает ничтожную деформацию средней компоненты системы. Если же изменить соотношение жесткостей на обратное, то матрица жесткости будет иметь число обусловленности H ≈ 1. В узле снова сходятся элементы с резко отличными жесткостями, но матрица жесткости хорошо обусловлена и соответствует теперь упругой конструкции (средней пружинке), присоединенной к земле практически недеформируемыми связями. Стоит заметить, что отыскание «почти изменяемости», основанной на сопоставлении порядков возможных деформаций, может свидетельствовать как о некотором пороке конструкции, так и о порочности ее моделирования.
Рис. 2. Ступенчатый стык
Не останавливаясь на анализе первого случая, когда, по-видимому, конструктор должен изменить систему, заметим, что для второго случая часто удается найти достаточно простой выход из положения, когда элемент с резко завышенной жесткостью объявляется абсолютно жестким, и это свойство учитывается на уровне составления системы разрешающих уравнений путем введения соответствующих связей.
Так, например, при расчете стержневых систем часто возникает необходимость учесть эксцентричность стыковки элементов в узлах (рис. 2, а ).
Вставка между узлами n и n+1 стержня с очень большой, но конечной жесткостью, как это представляется интуитивно возможным, приводит, как это было показано выше, к резкой потере точности вычислений за счет ухудшения обусловленности матрицы жесткости.
Для обхода этой вычислительной трудности предусматривается возможность использовать бесконечно жесткие вставки по концам стержневых элементов. Тогда расчетная схема имеет только один узел, занимающий произвольное положение на прямой между узлом n и узлом n +1, и концевые сечения соседних элементов присоединяются к этому узлу через жесткие вставки. Потеря точности в этом случае не наблюдается.
Проще всего можно поступить, если этот единственный узел N совместить с узлом n или n +1, тогда абсолютно жесткая вставка появится только у одного из элементов. Платой за это упрощение является то, что внутренние усилия будут определены лишь на упругой части стержня.
Рис. 3. Ребристая плита
Использование абсолютно жестких вставок широко практикуется в тех случаях, когда рассматривается плита или оболочка, подкрепленная ребрами, эксцентрично расположенными по отношению к срединной поверхности. Если эти ребра моделируются стержневыми элементами, то учесть эксцентриситет легко и удобно, используя абсолютно жесткие вставки (рис. 4). При этом расчетные узлы располагаются на уровне срединной поверхности плиты. Можно, однако, расположить узлы на уровне центров тяжести ребер и воспользоваться опцией «смещение срединной плоскости пластин», что приведет к такому же эффекту. Такой прием удобен, например, в тех случаях, когда проектируется балочная клетка, часть которой перекрывается настилом. Необходимо отметить, что эксцентричность расположения ребер сказывается на результатах, относящихся к мембранной группе усилий, поэтому учет эксцентриситета в конструкции чисто изгибаемого типа (и набранной из соответствующих конечных элементов) ничего не дает.
Рис. 4. Использование абсолютно жестких вставок для учета размеров узлов
При расчете стержневых систем высота сечения обычно не превышает 1/8÷1/10 расстояния между узлами. Но встречаются конструкции, когда это отношение доходит до 1/5 или даже 1/3 (некоторые виды фундаментов под турбоагрегаты, диафрагмы зданий, гидротехнические сооружения и др.). В этом случае стержневая расчетная схема с точечными узлами, расположенными на пересечениях осей элементов, становится некорректной. Широко распространено предложение учитывать при этом реальные размеры «узлов», используя для этих целей стержневые элементы с бесконечно жесткими вставками. Пример такой схемы, построенной в соответствии с рекомендациями [3], дан на рис. 4.
Этот прием настолько давно используется, что расчетчики практически никогда не задают вопрос о правомерности использования гипотезы недеформируемости «узла». Вместе с тем он далеко не лишен смысла, что видно из рассмотрения результатов расчета модельной задачи (рис. 5).
Рис. 5. К анализу работы узла конечных размеров
В ее стержневой модели горизонтальные перемещения отсутствуют, и вертикальный стержень не изгибается. Более детальная расчетная схема указывает на наличие горизонтальных перемещений, которые возникают вследствие стеснения деформаций сжатия по линии сопряжения АБ. Поскольку на противоположной стороне «стойки» этого стеснения нет, то возникает неравномерность распределения напряжений, эквивалентная изгибу.
как правильно задавать жесткие вставки в SCADе?
расчеты МКЭ, проектирование, к.т.н.
Жесткие вставки учитывают поперечный размер колонн, сейчас у вас колонны представляют только линейный элемент, и перекрытие опирается именно на центральную его ось, т.е. не учитывает то, что есть в реальности. Математически как уже понятно дают более точное распределение напряжений в плитах в местах их пересечения с плитами. Моделировать их можно по разному, можно как жесткими вставками, так и более просто, например стержневыми элементами но повышенной жескости, т.е. у модуля деформации задаете завышенное значения. В любом случае вам нужно создать чтобы плита учитывала толщину колонны.
Почитайте тут, рис. 14 примерно так должно у вас получаться.
расчеты МКЭ, проектирование, к.т.н.
расчеты МКЭ, проектирование, к.т.н.
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
помогите пож-та разобраться. SCAD 21-ый
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
it30, красивая схема. Но к конструированию зданий не имеет никакого отношения. Вы же не дизайн или эскиз делаете, а работаете в расчётной программе.
Жёсткие вставки вы должны сначала верифицировать на отдельных упрощённых моделях. Вставки эти вам здесь не нужны.
Схема набрана без понимания какие элементы в скаде что делают. Читайте справку F1.
it30, красивая схема. Но к конструированию зданий не имеет никакого отношения. Вы же не дизайн или эскиз делаете, а работаете в расчётной программе.
Жёсткие вставки вы должны сначала верифицировать на отдельных упрощённых моделях. Вставки эти вам здесь не нужны.
Схема набрана без понимания какие элементы в скаде что делают. Читайте справку F1.
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
И ещё вопрос. Сейчас задумался где целесообразнее делать подвесной двутавр в расчёте. По его оси или ниже на угр. Не знаю. Там то автоматом эксцентриситет учтётся.
Ну и просто работа в скад.
Нет групп конструкций, групп стальных конструкций (часть забыли), странно назначены группы стальных конструкций.
Колонны 200х8. Ну вам то может так и стоит оставить.
Но подозреваю, что по хорошему при всех связях и мю=1 будет около 140. 160х6. Но могу соврать.