Íà ñàéò³ ÑÍèÏ «Çàë³çîáåòîí» ³ íà ðÿä³ ñåì³íàð³â äèñêóòóºòüñÿ ïèòàííÿ ïðî òå, ùî âèá³ð ÐÑÇ (ðîçðàõóíêîâ³ ñïîëó÷åííÿ çóñèëü), çà êðèòåð³ÿìè ìàêñèìàëüíèõ ô³áðîâèõ íàïðóæåíü íå çàâæäè êîðåêòí³, òîìó ùî ìîæóòü áóòè ïðîïóùåí³ çóñèëëÿ â³ä íàâàíòàæåííÿ, ùî äຠá³ëüøó ê³ëüê³ñòü àðìàòóðè. ßê³ êðèòå𳿠âèáîðó ÐÑÇ íàéá³ëüø ïðàâèëüí³?
Èìååòñÿ â âèäó, ÷òî åñëè åñòü íåñêîëüêî âçàèìîèñêëþ÷àþùèõ íàãðóæåíèé (íàïðèìåð, âåòðîâàÿ íàãðóçêà îò ðàçëè÷íûõ íàïðàâëåíèé äåéñòâèÿ âåòðà), òî íàãðóæåíèå, äàþùåå ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå â îïðåäåëåííîé ôèáðå ìîæåò îáóñëàâëèâàòü ìåíüøåå êîëè÷åñòâî àðìàòóðû, ÷åì äðóãîå íàãðóæåíèå.
Äåéñòâèòåëüíî ìîæíî ïîäîáðàòü íåñêîëüêî ïðèìåðîâ, êîòîðûå ïîäòâåðæäàþò ýòîò ýôôåêò, îäíàêî:
- Êðèòåðèåâ ìàêñèìàëüíûõ ôèáðîâûõ íàïðÿæåíèé äëÿ âêëþ÷åíèÿ â ÐÑÓ óñèëèé îò ðàçëè÷íûõ íàãðóæåíèé äîñòàòî÷íî ìíîãî. Òàê äëÿ ïðîñòåéøåãî ïðÿìîóãîëüíîãî ñå÷åíèÿ èõ 8 – ìàêñèìàëüíûå íàïðÿæåíèÿ ñæàòèÿ è ðàñòÿæåíèÿ â ÷åòûðåõ óãëîâûõ çîíàõ ñå÷åíèÿ. Òàê ÷òî åñëè óñèëèÿ îò êàêîãî-ëèáî íàãðóæåíèÿ íå áûëè âêëþ÷åíû ïî êàêîìó-ëèáî êðèòåðèþ, òî ñ áîëüøîé âåðîÿòíîñòüþ îíè áóäóò âêëþ÷åíû â äðóãîå ÐÑÓ ïî äðóãîìó êðèòåðèþ.
- Êàê ïðàâèëî, âçàèìîèñêëþ÷àþùèå íàãðóæåíèÿ íå âíîñÿò áîëüøîé âêëàä â ÐÑÓ. Òàê äëÿ êàðêàñíûõ êîíñòðóêöèé çäàíèé îñíîâíîé âêëàä â ÐÑÓ âíîñÿò óñèëèÿ îò ñîáñòâåííîãî âåñà è ïîëåçíîé íàãðóçêè, êîòîðûå âñåãäà âîéäóò â ÐÑÓ.  ÐÑÓ âñåãäà âîéäóò óñèëèÿ îò ðàçëè÷íûõ íàïðàâëåíèé ñåéñìè÷åñêîãî è âåòðîâîãî âîçäåéñòâèÿ, òàê êàê êðèòåðèåâ äîñòàòî÷íî ìíîãî.  ýòîì ñìûñëå ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíî ïîäîáðàòü íàáîð âçàèìîèñêëþ÷àþùèõ íàãðóæåíèé, ÷òî áû ñðàáîòàë ýôôåêò, óêàçàííûé â âîïðîñå.
- Ïðè ðàñ÷åòå êîíñòðóêöèé ñ èñïîëüçîâàíèåì ÐÑÓ, êîòîðûå îñíîâàíû íà ïðèíöèïå ñóïåðïîçèöèè, âñåãäà èìååòñÿ ïðîòèâîðå÷èå: ñòàòè÷åñêèé ðàñ÷åò âåäåòñÿ â ëèíåéíî-óïðóãîé ïîñòàíîâêå, àðìàòóðà ïîäáèðàåòñÿ íà îñíîâå ïðåäåëüíûõ ñîñòîÿíèé, ò.å. ñ ó÷åòîì íåëèíåéíîé ðàáîòû ìàòåðèàëà. È ýòîò àëîãèçì âñåãäà áóäåò ïðèñóòñòâîâàòü âíå çàâèñèìîñòè îò ñïîñîáîâ ñîñòàâëåíèÿ ÐÑÓ (ðèñ. 1).
Ðèñ. 1
- Âûáîð ÐÑÓ ïî êðèòåðèÿì ìàêñèìàëüíîé àðìàòóðû î÷åíü ýíåðãîçàòðàòåí â ñìûñëå çàòðàòû ìàøèííîãî âðåìåíè.
Òàêèì îáðàçîì, êðèòåðèé âûáîðà ÐÑÓ ïî ìàêñèìàëüíîé àðìàòóðå õîòÿ è ëîãè÷åí íà ïåðâûé âçãëÿä, íî ñ äðóãîé ñòîðîíû ìîæåò îêàçàòüñÿ öåëåñîîáðàçíûì â êðàéíå ðåäêèõ ñëó÷àÿõ. Íî ñàìîå ãëàâíîå íå óñòðàíÿåò àëîãèçìà â öåïî÷êå ðàñ÷åòîâ ïðåäñòàâëåííîé íà ðèñ. 1.
 ïåðñïåêòèâå, ïî-âèäèìîìó, áóäåò ïðîèñõîäèòü îòêàç îò ðàñ÷åòîâ â ëèíåéíî-óïðóãîé ïîñòàíîâêå ñ èñïîëüçîâàíèåì ÐÑÓ. Òåíäåíöèè ê ïåðåõîäó íà ðàñ÷åòû â íåëèíåéíîé ïîñòàíîâêå ïðîÿâëÿþòñÿ óæå ñåé÷àñ äîñòàòî÷íî ÿâíî.  ýòîì ñëó÷àå ñõåìà ðàñ÷åòîâ, êîòîðàÿ áóäåò ñâîáîäíà îò ìíîãèõ àëîãèçìîâ ïðåäñòàâëÿåòñÿ òàêîé:
- Ðàñ÷åò êîíñòðóêöèè ñ ó÷åòîì ôèçè÷åñêîé è ãåîìåòðè÷åñêîé íåëèíåéíîñòè íà ðàçëè÷íûå ÐÑÍ (ðàñ÷åòíûå ñî÷åòàíèÿ íàãðóæåíèé). Óêàçàíèÿ ïî ñîñòàâëåíèþ ÐÑÍ èìåþòñÿ â Åâðîêîäå è íîâûõ íîðìàòèâíûõ äîêóìåíòàõ Ðîññèè è Óêðàèíû.
- Ïîäáîð àðìàòóðû ïî óñèëèÿì îò âñåõ ÐÑÍ.
Up
³äõ³ä â³ä ñïðèéíÿòòÿ íåáàæàíèõ çóñèëü êîíñòðóêö³ÿ, ÿêùî öå ìîæëèâî, îðãàí³çóº ñàìà çà ðàõóíîê ïëàñòè÷íèõ äåôîðìàö³é ó ñòàëåâèõ êîíñòðóêö³ÿõ àáî ì³êðîòð³ùèí ó çàë³çîáåòîííèõ. Áîÿòèñÿ âèíèêíåííÿ ì³êðîòð³ùèí íå òðåáà, òîìó ùî äëÿ óíèêíåííÿ íåáàæàíîãî çóñèëëÿ äîñòàòüíüî íåâåëèêèõ ì³êðîòð³ùèí, ðîçì³ðè ÿêèõ çíà÷íî ìåíøå äîïóñòèìèõ òð³ùèí ó ðîçòÿãíóòèõ ðîáî÷èõ çîíàõ áåòîíó. Àíàëîã³÷íèì ÷èíîì êîíñòðóêòîð ìîæå â÷èíÿòè â³äíîñíî ä³àôðàãì, ââàæàþ÷è, ùî âîíè ñïðèéìàþòü çóñèëëÿ ëèøå ó ñâî¿é ïëîùèí³, òîáòî, ïðàöþþòü ÿê áàëêè-ñò³íêè.
Ôàõ³âö³ ñõèëüí³ äî äîñë³äæåíü ìîæóòü ïðîâåñòè òàêèé ÷èñåëüíèé åêñïåðèìåíò: äëÿ ðåàëüíîãî ÷è ã³ïîòåòè÷íîãî, àëå äîñèòü ïðåäñòàâíèöüêîãî êàðêàñó ïðîâåñòè äâà ðîçðàõóíêè.  îäíîìó ç íèõ çìîäåëþâàòè ä³àôðàãìó îáîëîíêîâèìè åëåìåíòàìè (ÏÊ Ë²ÐÀ, ÊÅ ¹¹ 41, 42, 44), â ³íøîìó – çìîäåëþâàòè ä³àôðàãìè ÿê åëåìåíòè áàëêè-ñò³íêè. (ÏÊ Ë²ÐÀ, ÊÅ ¹¹ 21, 22, 24). Ç âåëèêèì ñòóïåíåì éìîâ³ðíîñò³ äåôîðìàòèâí³ñòü êàðêàñà íà âåðòèêàëüí³ òà ãîðèçîíòàëüí³ íàâàíòàæåííÿ áóäå ïðàêòè÷íî îäíàêîâîþ, çãèíàëüí³ çóñèëëÿ â ïëèò³ ó äðóãîìó âèïàäêó áóäóòü äåùî âèùèìè – íà 5–10 %, àëå öå íå òàê êðèòè÷íî, îñê³ëüêè ïëèòà ïîêëèêàíà ïðàöþâàòè íà âèãèí. Íàòîì³ñòü àðìóâàííÿ ä³àôðàãì ó äðóãîìó âèïàäêó áóäå çíà÷íî íèæ÷èì, òîáòî. ïðèíöèï «áåçïåêà – åêîíîì³÷í³ñòü» áóäå çàäîâîëåíèé.
Up
Öå ïèòàííÿ äóæå õàðàêòåðíå, õî÷ ³ âèíèêëî â ðåçóëüòàò³ îçíàéîìëåííÿ ç ìàòåð³àëîì, ðîçì³ùåíèì íà ñàéò³ www.hexa.ru. Îñü âèòÿãè ç öüîãî ìàòåð³àëó: «Äî öüîãî ÷àñó áóëî âèêîíàíî íèçêó åêñïåðòíèõ ðîá³ò, â ÿêèõ àíàë³çóâàëàñÿ êîíñòðóêòèâíà ì³öí³ñòü áóä³âë³ àêâàïàðêó «Òðàíñâààëü». Ó æîäí³é ç öèõ ðîá³ò íå áóëî îäíîçíà÷íî âêàçàíî íà ñïðàâæíþ ïðè÷èíó îáâàëåííÿ ö³º¿ ñïîðóäè.  ÿêîñò³ îñíîâíîãî ³íñòðóìåíòó äëÿ âèçíà÷åííÿ íàïðóæåíî-äåôîðìîâàíîãî ñòàíó (ÍÄÑ) òà äèíàì³÷íèõ õàðàêòåðèñòèê êîíñòðóêö³¿ ïðè ð³çíèõ âèäàõ âïëèâó â öèõ ðîáîòàõ âèêîðèñòîâóºòüñÿ ÷èñåëüíèé ìåòîä ñê³í÷åííèõ åëåìåíò³â, ðåàë³çîâàíèé ó ð³çíèõ ïðîãðàìíèõ ñèñòåìàõ: ˲ÐÀ, SCAD, ANSYS, ÑÒÀIJλ Äëÿ ïðîâåäåííÿ ðîçðàõóíêîâîãî àíàë³çó ðåçóëüòàòè ÿêîãî íàâîäÿòüñÿ íà ñàéò³ www.hexa.ru âèêîðèñòîâóâàëàñÿ ïðîãðàìà ABAQUS ïðè ïîáóäîâ³ ìîäåë³ áóëî âèð³øåíî: «…ñòâîðèòè ÊÅ ìîäåëü ïîêðèòòÿ ç ìîäåëþâàííÿì îá'ºìíèìè åëåìåíòàìè îïîðíîãî êîíòóðó òà ïðèëåãëèõ äî îïîðíîãî êîíòóðó çîí îáîëîíêè, ÿê³ ìàþòü çì³ííó òîâùèíó; çàäàòè áàëî÷íèìè åëåìåíòàìè âñþ àðìàòóðó, âñòàíîâëåíó â îá'ºì³ áåòîíó, â³äïîâ³äíî äî êðåñëåíü; àðìàòóðó ðåáåð çàäàòè áàëî÷íèìè åëåìåíòàìè; äëÿ áåòîíó âðàõóâàòè íåë³í³éíó ïîâåä³íêó ìàòåð³àëó ç ð³çíèìè õàðàêòåðèñòèêàìè íà ñòèñê òà ðîçòÿã; êîíñòðóêö³þ îïîðíèõ êîëîí ç³ çâ'ÿçêàìè ìîäåëþâàòè îáîëîíêîâèìè åëåìåíòàìè ç äîêëàäíèì îïðàöþâàííÿì ç'ºäíàíü ³ îïîðíèõ âóçë³â.  ðåçóëüòàò³ áóëî îòðèìàíî ðîçðàõóíêîâó ìîäåëü, ðîçì³ðí³ñòü ÿêî¿ ñêëàëà áëèçüêî 2 ì³ëüéîí³â åëåìåíò³â, ùî ïåðåâåðøèëî äåòàë³çàö³þ êîíñòðóêö³¿ â 20 ðàç³â ó ïîð³âíÿíí³ ç ïðåäñòàâëåíèìè ðàí³øå ìîäåëÿìè â ðîçðàõóíêàõ åêñïåðòíèõ îðãàí³çàö³é».
Ó âèñíîâêàõ ì³ñòèòüñÿ òàêà ôðàçà: «ßêáè òàêèé àíàë³ç ì³öíîñò³ êîíñòðóêö³¿, ÿê ìè âàì ïðåäñòàâèëè, áóâ ïðîâåäåíèé íà ñòà䳿 ïðîåêòóâàííÿ òà ïðèéíÿòòÿ îñòàòî÷íèõ ð³øåíü, òî ç á³ëüøîþ éìîâ³ðí³ñòþ ìîæíà ñòâåðäæóâàòè, ùî âñ³ ïîìèëêè ïðîåêòóâàííÿ áóëè á âèÿâëåí³. ² äàíà ñïîðóäà íå áóëà á ïîáóäîâàíà àáî ïðîåêò çàçíàâ áè ñåðéîçíèõ äîîïðàöþâàíü». Ïî-ïåðøå åêñïåðòèçó çà âêàçàíèìè ïðîãðàìàìè ïðîâîäèëè äóæå êîìïåòåíòí³ îðãàí³çàö³¿, òàê³ ÿê ÖÍIJÁÊ, ÍIJÇÁ, ÌÄÁÓ, ÍIJÀÑÁ. Ó öüîìó âèêîðèñòîâóâàëèñÿ äîñèòü äîêëàäí³ ðîçðàõóíêîâ³ ñõåìè. Ïðè÷èíè àâà𳿠áóëè îäíîçíà÷íî âêàçàí³, ³ í³÷îãî íîâîãî ç òîãî ÷àñó íå ç'ÿâèëîñÿ. Ó âêàçàíîìó ìàòåð³àë³ (ìàºòüñÿ íà óâàç³ www.hexa.ru) âèñíîâêè íîñÿòü ñêîð³øå åìîö³éíèé, í³æ ïðîôåñ³éíèé õàðàêòåð.
Ïî-äðóãå, â³äïîâ³äü ïî ñóò³: äëÿ óíèêíåííÿ ïîä³áíèõ ñèòóàö³é íåîáõ³äíå ïåðåäóñ³ì äîêëàäíå òà àäåêâàòíå îñìèñëåííÿ ðîáîòè êîíñòðóêö³é. ² äëÿ öüîãî âèêîðèñòàííÿ «áàãàòîì³ëüéîííèõ» ðîçðàõóíêîâèõ ñõåì äàëåêî íåîáîâ'ÿçêîâå. Á³ëüøå òîãî, âîíî â ðÿä³ âèïàäê³â ìîæå ìàòè øê³äëèâèé õàðàêòåð, îñê³ëüêè «çà äåðåâàìè ìîæíà íå ïîáà÷èòè ë³ñó». Äî òàêîãî âèñíîâêó ïðèõîäÿòü ÷èñëåíí³ äèñêóñ³¿ íà öþ òåìó íà ð³çíèõ êîíôåðåíö³ÿõ òà ñåì³íàðàõ ôàõ³âö³â ç áóä³âåëüíî¿ ìåõàí³êè. Äåòàëüíî öÿ òåìà îáãîâîðþºòüñÿ ó ïóáë³êàö³ÿõ:
- À.Â. Ïåðåëüìóòåð, Â.². Ñë³âêåð. «Ðîçðàõóíêîâ³ ìîäåë³ ñïîðóä ³ ìîæëèâ³ñòü ¿õ àíàë³çó»;
- Î.Ñ. Ãîðîäåöüêèé, ².Ä. ªâçåðîâ. «Êîìï'þòåðí³ ìîäåë³ êîíñòðóêö³é».
Âèñíîâîê òàêèé:
- Á³ëüøåðîçì³ðí³ «áàãàòîì³ëüéîíí³» ñõåìè òðåáà âèêîðèñòîâóâàòè ëèøå â êðàéí³õ âèïàäêàõ. Á³ëüø äîö³ëüíî: âèêîðèñòîâóâàòè íàá³ð ñïðîùåíèõ ñõåì, êîæíà ç ÿêèõ ìîäåëþº òó ÷è ³íøó âëàñòèâ³ñòü êîíñòðóêö³¿.
- Ïî ìîæëèâîñò³ ïðîâîäèòè êîìï'þòåðíå ìîäåëþâàííÿ ïðîöåñ³â æèòòºâîãî öèêëó, íàïðèêëàä, ïðîöåñó çâåäåííÿ êîíñòðóêö³¿.
- Øèðîêî âèêîðèñòîâóâàòè ïðèéîìè ôðàãìåíòàö³¿, «âèð³çàþ÷è» ïåâí³ ôðàãìåíòè êîíñòðóêö³¿ (ïëèòè ïåðåêðèòò³â, îêðåì³ åëåìåíòè, âóçëè òà ³í.) òà äîñë³äèòè ¿õ ÍÄÑ íà á³ëüø äîêëàäí³é (ó òîìó ÷èñë³ òðèâèì³ðí³é) ìîäåë³. Àáî íàâïàêè äîñë³äèòè ô³çèêî-ìåõàí³÷í³ õàðàêòåðèñòèêè îêðåìîãî ôðàãìåíòà (íàïðèêëàä, ï³ääàòëèâ³ñòü âóçëà) òà âèêîðèñòîâóâàòè ö³ õàðàêòåðèñòèêè ó çàãàëüí³é ìîäåë³.
Íó à íàéãîëîâí³øå – îñìèñëèòè íàÿâíó ³íôîðìàö³þ òà çðîáèòè ïðàâèëüí³ âèñíîâêè.
Up
 Ðèñ.1 |
 Ðèñ.2 |
Íà ðèñ. 1 æîðñòê³ñòü áàëêè äóæå ìàëà â ïîð³âíÿíí³ ç æîðñòê³ñòþ îñíîâè ³ ìîìåíò ó áàëö³ ïðàêòè÷íî â³äñóòí³é.
Íà ðèñ. 2 æîðñòê³ñòü áàëêè çíà÷íî ïåðåâèùóº æîðñòê³ñòü îñíîâè, òîìó íàïðóæåííÿ â îñíîâ³ ïðàêòè÷íî ð³âíîì³ðíå ³ ìîìåíò ó áàëö³ äîñÿãຠãðàíè÷íî¿ âåëè÷èíè.
Ïåðøà ñõåìà (ðèñ. 1) íåñïðèÿòëèâà äëÿ ´ðóíòîâî¿ (ïàëüîâî¿ îñíîâè) ÷åðåç íåð³âíîì³ðíèé ðîçïîä³ë â³äñ³÷³ ´ðóíòó (çóñèëëÿ ó ïàëÿõ). Äðóãà ñõåìà (ðèñ. 2) íåñïðèÿòëèâà äëÿ ôóíäàìåíòíî¿ êîíñòðóêö³¿. Ïðè íåäîñòàòí³é ³íôîðìàö³¿ ïðî âëàñòèâîñò³ ´ðóíòîâî¿ (ïàëüîâî¿) îñíîâè áàæàíî ïðîâåñòè ê³ëüêà ðîçðàõóíê³â, âàð³þþ÷è æîðñòê³ñòþ ´ðóíòîâî¿ (ïàëüîâî¿) îñíîâè, âèÿâèâøè íåñïðèÿòëèâ³ âèïàäêè äëÿ ôóíäàìåíòíî¿ êîíñòðóêö³¿ òà ´ðóíòîâî¿ (ïàëüîâî¿) îñíîâè.
Ðîáîòà ôóíäàìåíòíèõ êîíñòðóêö³é âèñîòíèõ áóä³âåëü á³ëüøå íàáëèæàºòüñÿ äî ðîáîòè äðóãî¿ ñõåìè (ìàë. 2), òàê ÿê ôóíäàìåíòíà ïëèòà ñï³ëüíî ç ïåðåêðèòòÿìè íèæí³õ ïîâåðõ³â ïðåäñòàâëÿº äóæå æîðñòêó êîíñòðóêö³þ. Òîìó, ÿê ïðàâèëî, çàáåçïå÷óºòüñÿ ð³âíîì³ðíèé ðîçïîä³ë â³äñ³÷³ ´ðóíòó (çóñèëü ó ïàëÿõ).
Up
Up
Up
Up