Технологии построения расчетных моделей кирпичных зданий в системе SCAD

План презентации.
Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Требования нормативных документов к выполнению расчетов кирпичных зданий.
Методика построения расчетных моделей в Scad.
Особенности анализа напряженного состояния здания.
Применение откорректированной модели для расчета по раскрытию трещин смежных участков стен.
Демонстрация возможности применения специализированного ПО интегрированного с системой Scad через API.

Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Расчет выполнен в 1998 г.
в системе «Полина»

Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Расчет выполнен в 2002 г.
в системе «STARK_ES»

110925 степ. своб.
Время решения 15 мин.
1800 МГц
512 МБ ОЗУ
Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Расчет выполнен в 2004 г.
в системе «SCAD»

113503 степ. своб.
Время решения 20 мин.
1800 МГц
512 МБ ОЗУ
Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Расчет выполнен в 2004 г.
в системе «SCAD»

Требования нормативных документов к выполнению расчетов кирпичных зданий.
Перечень необходимых проверок представлен в п. 6.11 СНиП II-22-81*.

В качестве результатов расчета имеет смысл использовать только мембранные составляющие напряжений Nx или Ny, а также для определения поперечных сил приходящихся на отдельные участки стен результаты расчета нагрузок от фрагмента схемы от расположенной выше рассматриваемого сечения части здания для расчета и на главные растягивающие напряжения согласно п. 6.12 СНиП II-22-81*.
Моменты от опирания перекрытий с эксцентриситетом, изменения толщины стен и от ветровой нагрузки учитываются отдельно и добавляться к полученным мембранным составляющим напряжений в соответствии с правилами изложенными в СНиП II-22-81* и пособим к нему.
На участках между простенками над и под проемами возможно образование трещин, учет которых не представляется возможным, и эти участки исключаются из силовой работы. Участки стен между оконными проемами в расчетной модели работают либо независимо друг от друга, либо могут быть связаны только монолитными железобетонными поясами или армопоясами. Следует отметить, что придумать методику расчета монолитных железобетонных поясов средствами Scad достаточно просто, а вот задача по расчету армопоясов пока решить не удалось, и во всех проектах они назначались конструктивно с учетом реализованных ранее проектов.
Аналогично предыдущему пункту необходимо исключить работу на сдвиг сборных перекрытий в направлении, перпендикулярном плоскости перекрытия, что может быть достигнуто уменьшением модуля упругости перекрытия на порядок.
Необходимо обеспечить шарнирное сопряжение перекрытий со стенами.
При применении сборных перекрытий необходимо исключить передачу нагрузки на стены по продольной стороне плит, примыкающих к стенам.
Смежные участки стен считаются соединенными между собою идеально упруго при выполнении условия (38) СНиП II-22-81* и п. 7.19 пособия к СНиП II-22-81* по ограничению разности свободных деформаций смежных участков стен.
Основные положения для построения расчетных моделей.

Рассмотрим реализацию представленных на предыдущем слайде положений на примере выполненной расчетной модели.
Материалы к презентации\16-ти этажный дом на 22 партсъезда\Модели Scad\16 эт на 22 партсъезда Фунд на Винклеровском основании ветер 30 м-с.SPR

Назначение жесткостных характеристик

Особенности задания постоянных нагрузок
Для учета постоянных нагрузок с перекрытий аналогично рассчитывается приведенная плотность плит перекрытий.

Особенности задания ветровых нагрузок
Ветровую нагрузку удобнее всего приводить к распределенной на
единицу длины и задавать в уровне перекрытий.

Особенности анализа напряженного состояния.
Методика расчета на внецентренное сжатие подробно представлена в табл. 12 пособия к СНиП II-22-81*

Возможности Scad позволяют выполнить качественную оценку напряженного состояния несущих стен.

Возможности Scad позволяют выполнить качественную оценку напряженного состояния несущих стен.

Возможности Scad позволяют выполнить качественную оценку напряженного состояния несущих стен.

Для дальнейшего использования мембранных напряжений, получаемых из Scad необходимо выполнить простейшие преобразования условия (13) СНиП II-23-81*, регламентирующего проверку прочности внецентренно-сжатых неармированных элементов.

После преобразований получаем условие прочности для внецентренно-сжатых неармированных элементов в новом виде

Проблема определения коэффициента ke

Для дальнейшей работы несущие стены здания разбиваются на вертикальные участки, каждому из которых присваивается название.

Для анализа формируется таблица, в которой для каждого участка определяются поэтажные напряжения с учетом экцентреситетов. Из Scad выбираются максимальные сжимающие напряжения из всех элементов принадлежащих рассмативаемому участку в пределах этажа.

Графическая визуализация представленной таблицы реализована в специализированном ПО, которое взаимодействует с моделью Scad через API, и будет ориентировано на расчет кирпичных зданий.

Определение поперечной силы для расчета отдельных участков стен.

Подготовка групп узлов и элементов для расчета нагрузок от фрагмента схемы в нужном сечении.

Возможность расчета нагрузок от фрагмента схемы позволяет определить узловые нагрузки в рассматриваемом сечении от расположенной выше части здания для любого загружения или комбинации.

Простое суммирование значений нагрузок в узлах позволяет определить поперечную силу для каждого участка стены например от ветровой нагрузки по оси X.
Q=1.67+0.6+0.34-1-0.91-0.05-1.04-2-1.17+1.49=-2,07 кН

Расчет смежных участков стен по раскрытию трещин.

Расчет смежных участков стен по раскрытию трещин.

Расчет смежных участков стен по раскрытию трещин.

Выводы!
Выводы:
Scad НУЖНО использовать для расчета пространственных моделей кирпичных зданий.
Реализованные в «SCAD» возможности позволяют провести предварительную оценку напряженного состояния здания, выполнить проектировочный расчет и назначить толщину стен.
Для эффективного использования результатов расчета требуется применение специализированного ПО интегрированного с системой через API.
В настоящее время нами совместно Оренбургской проектно-строительной компанией ООО «Техстромпроект» начата разработка программы «Стена» которая на основе результатов расчета мембранных напряжений в системе Scad будет пересчитывать эти напряжения с учетом коэффициентов ke, формировать табличные и графические отчеты, рассчитывать армирование стен с выводом заготовок планов этажей в графические сисемы, а также выполнять расчет перемычек.
SCAD
D:\Стена 1.0\PlanFloor.exe