Учет податливости диска перекрытий

Для DART SNOW (все , что здесь написано следует оспаривать и проверять, верить
только себе и контрольному примеру) может показаться и оказаться избыточным или
ошибочным, можно сделать иначе, лучше и проще. Единственно надо сразу планировать
работать с упорядоченной и возможно одинаковой сеткой узлов модели дома в целом , это
здорово упрощает дальнейшую работу и снижает количество ошибок и их поиск.)
Учет податливости диска перекрытий (усл панели 1000х6000 мм, шаг узлов опорной
кромки 500 мм)
Перекрытия – из сборных круглопустотных панелей Т=220 мм
Плиты перекрытий должны раскладываться с зазором 100-150 мм, в раздвижку
вставляется плоский каркас, заведенный в тело будущих поясов домоноличивания. Зазор
бетонирется мелкозернистым бетоном класса В15. Каждая панель перекрытия находится в
замкнутом контуре создаваемом армированным бетоном поясов и межпанельных
раздвижек. Связь тела ригеля и жб поясов осуществляется через выпуски хомутов из
каркасов ригелей в тело поясов . На выходе получаем малодеформируемый в своей
плоскости диск перекрытия как инструмент перераспределения сейсмических нагрузок с
каркаса на диафрагмы.
Требуется возможно точнее определить податливость диска перекрытия в своей
плоскости, учесть бетон раздвижек, учесть эффект закручивания ригелей или стен от
эксцентриситетов опирания. Вертикальные перемещения узлов «панелей» не должны
выбиваться из общей картины перемещений, но получение достоверных вертикальных
перемещений не требуется.
Учет сопротивления перекосу диска панелей перекрытия
мы примем условно наличие квадратных рифлений 140х140 х10 мм с шагом 140 мм
по боковым граням панелей. Податливость одной шпонки вычислим по формуле
λсдв=25(1/Епан+1/Езам)*1/(Fсмятия)
Епан=275000*0.85=2.34е5 кг/см2 модуль упругости панели (бетон В20)
Езам= 235000*0.85=2.00е5 (бетон В15)
25 см условная длина шпонки
условная длина панели =6.0м
λсдвига для одной шпонки = 25*(1/234000+1/200000)*1/(14*1)=1.66е-5 см/кг
реакция на единичное смещение для одной шпонки = 1/ λсдв= 1/1.66е-5 =60241 кг/см
или 6024 т/м
количество шпонок на панели длиной условно =6 м равно 6/(0.14*2)-1=20
учитываем одну контактную поверхность(между панелью и бетоном замоноличивания)
реакция для всего ряда шпонок 6024*20= 120480 т/м , это то усилие сдвига , которое
надо приложить, чтобы сдвинуть панель относительно бетона замоноличивания на 1 м
(в нашем случае выполняется армированная межпанельная раздвижка 100 мм шириной
которую моделируем стержнем сечением 100х220 мм.
Модель фрагмента перекрытия
Смоделируем «панели» перекрытий используя только линейные конечные элементы.
На примере стандартной 6 м панели отработаем две модели ориентированные по осям Х
и У глобальной системы координат
В расчетной схеме связь 6.0 м панели с материалом замоноличивания выполнена через
10узлов.
Реакция сдвига на один узел 120480/10=12048т/м
элементы наружного контура – зона опирания панелей.
Для передачи нагрузки на ригели используем жесткие стержни
подсвечены стержни
(фиктивные, граница панели)
EF=EJy= EJz= EJкр=1
подсвечены стержни
(жесткие стержни)
EF=EJy=EJz=1е5 EJкр=0
0.15 м
Через жесткие стержни на ригель передается вертикальная, горизонтальная и крутящая
нагрузка. Крутящий момент создается от эксцентриситета опирания опорной части
панели. Допустим ригель шириной 38х40(h) см, принято: глубина опирания =12 см ,
равнодействующая точки приложения нагрузки на 1/3 зоны опирания считая от края
ригеля 12/3=4 см, эксцентриситет точки приложения нагрузки считая от центра тяжести
ригеля 38/2-4=15 см , что равно длине жестких стержней.
Стержневые элементы наружного контура – материал замоноличивания
межпанельных раздвижек моделируется стержнем сечением 100х220 мм
(усл Е=2350000 т/м2) (в случае реального отсутствия раздвижек эти стержни можно
удалить)
Чтобы гарантированно избежать возможного слияния этих стержней с любыми
посторонними элементами, сместим
апликаты опорных узлов по отношению к мембране вниз на 50 мм (необязательно)
Оболочечные элементы внутреннего контура «панели»
Для наших целей достаточно учесть только суммарную толщину мембранной части
реальной плиты =60 мм, Е=2.34е6 т/м2 (0.85*2.75е6=2.34е6)
Дополнительно подкрепим 60 мм мембрану каждой «панели» ребром из оболочек Т=160
мм и высотой = 220 мм (Е=2.34е6 т/м2.) , этим избежим больших перемещений по оси Z.
(ширина ребра соответствует сумме толщин ребер для плиты нашего размера, в данном
случае метровой)
Раз мы используем кэ 55( упругая связь между узлами) , реакции которых задаются
относительно глобальной системы координат мы не можем разворачивать «панели»
призвольным образом и должны иметь модель для установки вдоль глобальной оси
Х и отдельную модель для установки вдоль оси У.
Плита ориентированная вдоль оси Х задачи ,
L=6.00 м
Соединение панелей между собой на растяжение сжатие поперек панелей
учтем только в угловых точках.
Подсвеченным упругим связям назначены следующие реакции:
Rx =12048 т/м сдвиг по шпонкам (при отключении панель вырождается в распорку)
Rу = 0 (по длине панели игнорируем)
Rz =12048 (или ноль, если не хотим перераспределения вертикальных нагрузок на
соседние панели)
Rux =0
Ruy =0
Ruz =0
Подсвеченным упругим связям назначены следующие реакции:
Rx =0 т/м игнорируем
Rу =1е5 (усл) cвязали углы смежных панелей, завязались со стержневым передатчиком
Rz =1е5 (усл) для передачи верт. нагрузок
Rux =0
Ruy =0
Ruz =0
Подсвеченным упругим связям назначены следующие реакции:
Rx = 1е5 т/м , панель как эквивалент распорки с организацией угловых шарниров.
Rу = 1е5
Rz = 1е5
Rux =0
Ruy =0
Ruz =0
Плита
ориентированная вдоль оси У задачи ,
L=6.00 м
Подсвеченным упругим связям назначены следующие реакции:
Rx=0
Ry=12048 т/м
Rz=12048
Подсвеченным упругим связям назначены следующие реакции:
Rx=1e5
Ry=0
Rz=1e5
Подсвеченным упругим связям назначены следующие реакции:
Rx=1е5
Ry=1e5
Rz=1e5
( Все эти цифры типа 1е5 взяты по минимуму, может быть все же лучше взять 1е6)
«Панели» корректно нагружаются собственным весом, но при приложении полезной
нагрузки
необходим поправочный коэффициент учитывающий дефицит площади монолитных
раздвижек
и пятна стены, если таковая накрывает панель. Несколько в запас пренебрегая пятном
стены грузовая площадь 1.0*6.0=6.0 м2
у нас 0.9*5.6= 5.04 м2 поправочный коэффициент 6.0/5.04= 1.19
Нагрузки от перегородок можно приложить как погонную нагрузку используя
дополнительные вспомогательным стержням на узлах модели «панели»
Нагрузки от веса ненесущих стен ограждений разные на различных участках (при наличии
проемов) приложим к ригелям в виде погонных нагрузок. В случае необходимости
эксцентриситет их приложения можно выполнить выше приведенным способом или же
задавая внешнюю крутящий момент как нагрузку. две «панели» прилагаются.