Моделиране на полуетажи, отстъпи, насадени колони и наклонени елементи

Безплатни 20 урока
регистрирай се и научи

Ако сте вече потребител - Регистриран съм
Видео

Тест за преминаване към следващия урок

 
Какво се получава, ако дадена колона преминава през няколко етажа?
На междинните етажи се генерират възли, но нямат контакт с коравите диафрагми.
На междинните етажи има възли, които са в контакт с коравите диафрагми.
Не се генерират възли на междинните етажи.
Колоните винаги се въвеждат от етаж до етаж.

Въпроси и отговори

  • Как се държат в модела колони от етаж до етаж, необхванати от плоча?

    Марин Гергов:

    Колоните, необхванати от плоча и размножени за всеки етаж, получават ли "голяма точка" в модела? Т.е. в модела свързват ли се към диафрагмата, която е на съответния етаж? Как се държат такива колони, които са от отделни парчета още в геометричния модел?

    Неделчо Ганчовски:

    Ако колоната е въведена текущия етаж  (не е спусната отгоре) тя ще бъде обхваната от диафрагмата, независимо дали попада в контур на плоча или не. За да няма контакт с диафрагмата, трябва да е въведена на по-горен етаж и да е зададена височина няколко етажа. Има много причини, участието на колоната в диафрагмата да не зависи от това дали поема вертикални товари от плоча или не. Например, мога да имам дървен покрив с обшивка и да въведа обшивката като плоча за да смъкна по-лесно вертикалния товар. Тя обаче не може да бъде диафрагма. Възможен е и обратния случай. Имам стоманено хале с полуетаж, който е със стоманени греди и ламарино-бетонна плоча. Мога да не моделирам самата плоча, а да въведа директно натоварванията като линейни върху гредите. Същевременно тя може да играе ролята на корава диафрагма. В този случай, товарите се смятат лесно, защото плочата ще работи по-скоро като еднопосочна. Ако я въведа като плоча тя ще работи двупосочно и няма да е същото.

    Цанко Дилов:

    Чудесен урок, добър въпрос и отличен отговор! Доколкото разбирам въпросът на Марин е: възможно ли е още при изграждането на модела да се моделират полуетажите, защото в този урок се редактира готов модел от етажни плочи. От друга страна при дървен покрив, или покрив от лека стоманена конструкция се ползват само товарите от тях, без самите те да участват в анализа на конструкцията. В такъв случай има ли смисъл от тяхното 3D моделиране?! Виждал съм 3D моделиране на двуетажни къщи заедно с дървените покриви. Анализ не е посочен. И струва ли си да се моделират, и то доста сложно, попове с различна височина, столици, ребра и прочее?!

    Цанко Дилов:

    В този случай е показан параметричен 3D модел на конструкцията с PSCAD заедно с дървения покрив. Тук няма попове, а основните носещи стоманобетонни колони продължават до дървените столици /включително и лежащите/ и разбира се са с ралична височина в подпокривното пространство. Ако се направи земетръсен анализ, какво ще е поведението на тези колони, след като не са "вързани" с корава диафрагма и ще имат непридвидими прествания една спрямо друга. 

    Цанко Дилов:

    Едва сега забелязах, че върховете на колоните са "вързани" с греди /вероятно стомонобетонни/. Дървени попове липсват /вероятно става въпрос за ползваем таван, а не за свободно лежащ дървен покрив/. В такъв случай не е ли твърде сложен анализът от земетръс?

    Цанко Дилов:

    Освен това, как би се записал в списъка с етажи /като последен/? И  с каква височина?

    Марин Гергов:

    Тази картинка от PSCAD ли е? Доста сложна изглежда и сигурно част от гредите по наклона са моделирани (ако е в PSCAD) с елемент вертикална връзка (от етаж до етаж). Иначе от конструктивна гледна точка според мен няма нужда да се моделират съвместно стоманобетонна конструкция и дървени греди на покрива. Би трябало ст. б. конструкция да завърши с обрамчващи ст. б. греди в във всички възможни направления, иначе ст. б. колони ще се "размандахерцат".

    Цанко Дилов:

    Определено мисля, че този 3D модел е правен с PSCAD. Опитах да направя с елемент вертикална връзка не само гредите, но и дървените столици и ребра. Направих нещо, но се "видях в чудо". Все пак това е 3D параметрично моделирене. Ако все пак държа да представя конструкцията на сградата с всичките и подробности в 3D, ще ползвам AutoCAD 3D. Става бързо и лесно, макар, че е по-скоро скулптиране. Но пък е свободно моделиране. Но въпросът ми за земетръсния анализ на горната картинка все още си остава.

    Цанко Дилов:

    За да не прозвучи самонадеяно "Бързото и лесно 3D моделиране с AutoCAD", бих искал да поясня следното. За 3D са необходими 2D чертежи, което не бих направил бързо с AutoCAD. Но вкарани като DXF архитектурни файлове в PSCAD, бързо може да се направят кофражните планове и импортирани в CAD чертожна програма са идеална "подложка" за 3D моделиране. Което пък е лесното с инструментите на AutoCAD 3D.

    Цанко Дилов:

    И тъй-като говорим за параметрично моделиране в PSCAD, най-вероятно става въпрос за геометрични ограничения, които са прилепвания и остават постоянни, докато не ги променим поради някоя причина. В средата на PSCAD обаче тези ограничения са автоматични.

    Неделчо Ганчовски:

    Аз лично не моделирам подробно дървения покрив при изчисляване на земетръс. Отчитам го само като натоварване. Това е по две причини:
    1. Първо смятам земетръса, а дървения покрив правя подробно накрая, когато остане време.
    2. Получават се много на брой степени на свобода и се усложнява модела. Много локални форми и пр.
    Това е защото няма корава диафрагма.Етажната височина тогава не толкова важна, тъй като масите са си разпределени по отделните възли. Може да се зададе средната височина.
    Покривът обикновено го смятам с отделен модел или ако е много прост - на ръка. Моделирането на покрива в PSCAD има смисъл, от една страна, защото ще получа и монтажна схема и от друга страна - спецификацията на дървения материал. Не трябва да се забравя, че има разлика в дължините на елементите в план и по наклона. Затова е по-лесно да се извади от 3D модела.
    Тази картинка е много хубава. Понякога и аз правя един модел "за кофраж" и отделно модел "за изчисления". В модела за кофраж нанасям повече подробности и точните дължини на елементите вече без да мисля за привързването. Така изваждам по-точна спецификация и чертеж.

    Цанко Дилов:

    С учебна цел се опитах да моделирам едноетажна къща с дървения покрив. За да се получи отделен тавански етаж, го вдигнах с 5 см. над таванската плоча. Дори направих сеизмичен анализ, който сигурно е некоректен. Всички дървени елементи от покрива вероятно се възприемат като стоманобетонни. 

    Неделчо Ганчовски:

    Трябва да отидеш на меню Редактор - Материали и да си направиш материал дърво. След това, може да зададеш сеченията или като тип Ст.Б, или като стомана, като избереш новия материал. Ако материала е различен, типа на сечението вече няма значение за програмата.
    На пръв поглед, изглежда много добре, само някои препоръки:
    1. По-добре махни плочата и задай натоварването директо върху ребрата.
    2. Обърни внимание на привързването - преди генериране на мрежата виж модела в "осова схема". В мрежата се получават "разкачени" елементи като например, крайното ребро най-долу.

    Цанко Дилов:

    Симулация на ефекта от земетресение върху 10-етажна сграда:

    http://www.vesti.bg/sviat/niakolko-silni-trusa-stanaha-v-razlichni-chasti-na-sveta-6047412
    Цанко Дилов:

    Тази симулация е проведена в Япония само преди 10 дни-на 11.12.2015

    А ето и директния линк:
    http://vbox7.com/play:037504370b
    Марин Гергов:

    Ето повече информация за тази симулация:
    http://www.ibtimes.co.uk/japan-researchers-test-10-storey-concrete-building-resilience-against-new-kobe-earthquake-1532970

    Цанко Дилов:

    Пукнатините в гредите показват, че явно са десипирали /разсеяли/ енергия от земетръса, но колоната е разрушена и другите колони са поели допълнителен хоризонтален товар. Колоната може би не е достатъчно капацетивно оразмерена за някоя от комбинациите за натоварване от земетръс.

    Неделчо Ганчовски:

    Без да съм учен, има някои неща, които мен ме притесняват. Първо сградата не е натоварена и няма зидове. Вярно, че собственото тегло е вероятно около 2/3 от пълното натоварване, но все пак... Второстепенните елементи също биха изиграли голяма роля при такава сравнително гъвкава рамка. Експериментът все пак е показателен за това, как реагира конструкцията.

    Нормално и очаквано е сградата да има такива пукнатини и то точно в местата на възлите. Това не е в следствие от неправилно проектиране. Дори и да са приложени всички изисквания за капацитивното проектиране, пукнатините ще се появят пак в най-напрегнатите зони - а именно във възелите. Въпросът е след това, да няма разрушения.

    В случая конструкцията работи. Колоната далеч не е разрушена. Това са локални повреди, които са възстановими. Основно изпада бетонното покритие. След подходящо възстановяване, усилване и укрепване, такава конструкция най-вероятно би могла да продължи да се експлоатира, поне доколкото може да се види от видеото.

    Представете си обаче какво би станало, ако колоните бяха на 25 см...

    Цанко Дилов:

    Снимка на колега от екскурзия в Гърция. Очевидно там се проектират и изпълняват строежи по Еврокод. Трудно е да си представим подобно строителство в България, където все още доста архитекти "живеят в 20-ти век". А и повечето от Възложителите и строителните предприемачи.

  • Как да тълкувам резултата

    цена тодорова:

    Допълнение към предишния ми въпрос. В колоните и шайбите няма нормални сили от земетръс. Моменти има. На какво се дължи това? за съжаление работя с Internet explorer и не мога да Ви изпратя картинки

    Неделчо Ганчовски:

    Това може да се получи, ако няма никакви връзки между елементите. Няма греди или всички греди са ставно свързани с опорите.

  • Кое е по-правилното решение при моделирането на стоманобетонни сгради с полуетажи в PSCAD?

    Цанко Дилов:

    По принцип стоманобетонни сгради с полуетажи нямат добро поведение при земетръс. Има основно два варианта за изграждане на 3D модела в PSCAD: спуснати отгоре колони (в разгледания към урока случай са през два етажа по ос "А" ), или въвеждана във всеки текущ етаж. При анализа от земетръс, например по ос "2" и форма 2, няма физическа разлика в преместванията при двата варианта.
    В първия случай колоните по ос "А" нямат връзка с коравата диафрагма на етажа, докато при въвеждането им във всеки етаж имат. Това се вижда може би най-добре при 12-та и други форми: С евентуално въвеждане на греди за връзка, поведението конструкцията се подобрява.

    Цанко Дилов:

    Ще си позволя да споделя един нестандартен случай на малка къща с 4-ри полуетажа (без цяло етажно ниво в рамките на строителното петно на къщата).

    Тук някои колони са спуснати през два етажа, а повечето на всеки етаж (полуниво).

    Преместванията са еластични.

    Цанко Дилов:

    Едва сега забелязах, че една от колоните "виси" над основата си. Явно съм снимал от преходен файл! Ивичните основи са моделирани като греди, единичният ф-нт и основата на стълбищнотио рамо-като плочи.

    Цанко Дилов:

    Сравнение на преместванията от земетръс по ос 2, при спуснати колони от всяко етажно полуниво, и при колони, спуснати през две полунива: Очевидно, при първия случай има физическа връзка, като преместванията са равни: нещо като средно аритметично, а във втория-с определена разлика. Така изчислявам и анализирам с моя PSCAD. Друг е въпросът: при реалното изпълнение на строежа, колоните през две полунива (или етажи), как ще се конструират във възлите с червени точки, така че да отговарят на физическата връзка с плоча, която не ги обхваща?! А колкото до изчисления и анализи, сякаш първият вариант, е за предпочитане.

    Неделчо Ганчовски:

    Чудесен сравнителен анализ! Очевидно правилният начин е колоните, които нямат връзка с плочата е да се пуснат от горния етаж и да преминават през етажа.