Въпрос за Стадипс

Питанката ми е такава: имаме 5 етажен блок с напълно еднакви етажни плочи, които имат напълно еднакво натоварване. При това положение- еднакви ли ще са усилията във всичките плочи, изчислени със Стадипс, или ще се различават?

забравих да кажа, че става въпрос само за основният вертикален товар, не става въпрос за усилия то земетръс.

Няма причина да са различни. С каквото и да се изчисляват. А иначе, от земетръс, какво да им се гледа на плочите...Само ако има елементи, за които вертикалния е от значение. Но тогава пък трябва да си убеден в коректността на модела, че понякога чудеса се случват ;) Така поставен въпросът ти не дава възможност за друг отговор. Вероятно ако кажеш какъв е проблема и какво те притеснява, ще получиш по-конкретни отговори.

При пространствено моделиране в описания случай е напълно възможно усилията в плочите от вертикален товар да се различават. Причината е различното еластично скъсяване на вертикалните елементи, носещи плочите. Колкото повече са етажите, толкова разликите м/у усилията в плочите по горните етажи се различават от тези в долните. По-коректно е в такива случаи да се моделира етапност на изграждане на конструкцията. Не съм сигурен дали в СТАДИПС съществува тази възможност.

Въпроса беше малко и риторичен! При Стадипс ще са еднакви, знам, но в действителност, както казва и колегата по-долу, ако същият модел се смята със читава 3D програма, като пространствен модел, усилията в плочите и гредите по различните етажи, не само няма да са еднакви, ами даже много ще се различават! Дотолкова много, че усилията в последната плоча, няма да имат почти нищо общо с тези от първа плоча! Правил съм проверки с различни програми, и при всичкси тях има големи разлики! Колкото повече са етажите, толкова по-големи са разликите! Т.е. понятието "типово" армирана плоча в реалността се обезсмисля! Това е един от големите недостатъци на Стадипс, тъй като реално тя е 2D програма!
Моля колегата ned да опровергае или пък да подтвърди тези констатации, за да се внеся още повече яснота по въпроса!

По скоро това е дефект на 3д програмите, и по скоро не на програмата а на модела. В реалността деформациите се изчерпват в голяма степен още при изпълнението и работата на плочите е по близка до отделно изчислени.
Просто не можеш да изградиш и натовариш цялата сграда мигновено.
При истинските 3д програми този проблем се решава с етапност на изпълнение или разни други чалъми.
Така че не е много сигурно дали е чак голям недостатък на Стадипс.

Ок, в крайна сметка всеки преценява на какво точно от изчислителния модел да се доверява. Да запитам, какво имате предвид под "различни" и още повече "много различни" усилия. В кои етажи са по-големи и с колко усилията в плочите от вертикален товар.. ?
Аз имам становище и вече го изразих... Ако вземем предвид непредвидените при изчисленията несъвършенства, които възникват в процеса на строителството....Нали се сещате че една камара сгради досега да са паднали... :) Колона 60/60, Е=3000 кN/cm2, N=6000 kN, L=4 м...какво е еластичното и скъсяване... :)

0.2222 cm. НО за 10 етажа? Разликата в скъсяванията на 2 съседни колони изчислена на ниво 1-ва плоча и на ниво 10-та плоча променя усилията в плочата - това е в конвенционалния 3D модел. Реалната конструкция обаче, се изгражда постепенно (етапи) и част от деформациите на колоните се реализират по време на строежа. Т.е. при "добавянето" на 10-тата плоча колоните вече са реализирали определена част от скъсяванията си, които показва 3D модела, и усилията в нея няма да се променят в такава степен. Ако се направи изчисление с етапи и вземане предвид пълзенето на бетона, се получават резултати чиято стойност е грубо приблизително по средата м/у стойностите на усилията от равнинен (кораво подпрян) модел на плочата и конвенционален 3D модел. Разбира се резултата зависи от много фактори.

В "етапите на строежа" като натоварване участва дефакто само собственото тегло на конструкцията. Постоянният товар (неносещи стени, мазилки, замазки и т.н..), полезният товар, сняг и други временни товари, възникват след изграждане на сградата. Т.е. по-голямата част общият товар възниква след построяването на сградата, т.е. след или по време на последният "етап", така, че продължавам да твърдя, ще има не толкова малка разлика в усилията на плочи и греди от различнита етажи.
Абе май наличието на все по-точни програми, вместо да ни улеснява, май ни прави по-сложен живота!?

не е точно така, зависи от организацията на работа, зидарии, замазки и др. по долните етажи могат да се изпълняват едновременно с бетоновите работи по горните етажи, освен това има и натоварване от кофражи, механизация и т.н., които впоследствие отпадат и накрая се заместват с полезен товар, картинката е сложничка. За "точните" програми донякъде си прав :) Важно е инженерното разсъждение и опит.

Преди време чепкахме подобна тема тук
Очакваната разлика при еднакви плочи на 5 етажа не е по-голяма от 10-12%.
Това е съизмеримо със закръгленията, които допускаме. Бих казал, че скъсяването на колоните няма да доведе до сериозни разлики в "типовите" плочи. Още повече, че на практика ще се изпъни "преармиране" на някои сечения за сметка на други. Това ще рече, че е налице резерв за преразпределяне на усилията в рамките на тези 10% в резултат на еласто-пластичната работа на претоварените сечения.

П.С. (извън темата) И като стана дума, ако си избирате жилище, строено преди 20 години, дали предпочитате да е смятано по Маркус или по Гвоздев?

В отговор на:

---

Очакваната разлика при еднакви плочи на 5 етажа не е по-голяма от 10-12%.

---

Грешиш! По-голяма е разликата, даже и ако се отчетат "етапи на строежа". днес проверявах със Tower.

По темата - едно време като работех по обекти съм качвал на 10-тия етаж над 300 торби замазка (по 40 кг всяка)...
ПС: Маркус :) - еластичен стадий все пак :)

Почти няма какво да допълня като прочетох мненията на колегите. Повечето са доста полезни и професионално издържани. Въпросът наистина касае по принцип моделирането на плочите. Моето мнение е, че винаги, когато има възможност трябва да се търсят по-прости и ясни модели за решаването на дадената задача. Това е препоръката и на авторите на SAP и ETABS.
Със сигурност отчитането на поддаването на опорите трябва да става с отчитане на етапите на изпълнение. Това обаче е малко неясна материя и трудно може да се гарантира, че избрания сценарий ще бъде реализиран на практика. Трудно е да се прецени и пълзенето и реологията на земната основа. Освен това има и други ефекти, които имат значение, като преразпределението на усилията. Може да отчетете и пълно-празно.
Простите модели обикновено дават решение в полза на сигурноста. Даже често се налага допълнително изваждане на "подмодели". Провисването на конзолите, малки полета "коридори" и някои греди е хубаво да се проверят и отделно.

Никой не е казал, че в Стадипс не може да се моделират "подаваеми" колони, или етапи на изпълнение. Напротив, може. Преди няколко години със студентите правихме точно такъв пример именно във връзка със скъсяването на колоните. Поводът дойде от реална грешка в практиката, където сградата беше решена с пространствен модел и поради "поддаването" над една от колоните изобщо не се получи отрицателен момент и съответно беше "забравена" горната армировка. При по-точно решение с отчитане на етапите на изпълнение моментът се се получи, но 10-15% процента по-малък.
Пълно-празно даде пак подобна разлика. Не съм сигурен, че усложнавянето на моделирането помогна толкова на проектирането в конкретния случай.

Поиграх си на Tower с един прост пример на 3 етажа, да видя какво излиза.

Ето резултати Мх, за "типова" плоча, подпряна точково на неподдаваеми опори, на мястото на колоните.
Изследвам момента в 1-о поле, както централният опорният момент.
Mx= 15.52 kN.m, Mo= 31.04 kN.m
По надолу са резулатите от плоча на кота 2.80, на кота 5.6 и на кота 8.4, като са отчетени етапи на строежа, и посочените
резултати са от последният етап. В етапите на строежа, първоначално е отчитано само собственото тегло на конструкцията.
Всички останали товари са прилагани на последният етап
Ако приемем резултатите получени за "типовата" плоча за базови, какво излиза:
Кота 2.8. Мх= 15.82 kN.m (+2%), Mo= 24.07 kN.m (-22.5%)
Кота 5.6, Mx= 16.15 (+4%), Mo= 20.89 (-32.7%)
кота 8.4, Mx= 16.62 (+7.1%), Mo= 21.95 (-29.3%)

Вижда се, че разликите, особено за опорните моменти не е никак малка, а това са все пак само 3 етажа. Сега вярно, че ако в етапите на строежа се отчетат и и часто от постоянните товари, да речем стени, тези разлики ще спаднат, но пък ако етажите не са 3, 5,6,7... Сега, вярно, че може да се вкара е преразпределение на усилията, както правехме навремето по Гвоздев, но все пак остава една не малка доза условност в цялата работа, въпреки, че смятаме уж "точно"!

"Типова" плоча


Плоча кота 2.8- етапи на строежа


Плоча кота 5.6- етапи на строежа


Плоча кота 8.400 етапи на строежа

Ами от тоя пример да си направим ли извода:
Ако армираме плочите като типовата, ще имаме 7% недостиг в полето и 29% резерв в опорния момент - при дадения сценарий за натоварване.
Като здравомислещ проектант - няма да намаля армировката в опорите, в полза на сигурността (ами ако сценарият се промени?) В същото време 10% завишаване на армировката в полето не е голям преразход, а и подобрява провисването. Всъщност, опитах се да направя същия извод предварително, но колегата дава и илюстрацията.

Дай да продължим упражнението. Плочата гредова ли е. Пусни шахматно натоварване и само ляво и дай момента в полето. Ако плочата е гредова, гредите като ексцентрични ли са моделирани или на нивото на плочата, със съдействаща ширина или правоъгълни. Сметни гредата отделно с натоварване по пластични линии като непрекъсната и сравни усилията с програмата. За гредова проча горния момент в плочата в тази точка е по принцип "имагинерен" В определена зона моментите и мембранните усилия трябва да се интегрират и да се добавят към момента в гредата, като гредата се оразмери с пълния момент. Съществува и друг ефект, който влияе на поведението на плочата и това е поддаването на гредите.

Пусни същият пример и като безгредова плоча с 2 и 4 пъти по-гъста или по-рядка мрежа и сравни момента над колоната. Програмите по крайни елементи дават по принцип много неточни и обикновено силно завишени резултати за моментите над колоните поради предпоставките в теорията.
При моделиране на колоните като точкови опори моментът от концентрираната сила е теоретично безкрайност, а решението по крайни елементи е разходящо. Независимо от това, как е моделирана колоната в зоната 3hпл предпоставките на ТЕ не важат, отсечките не са равнинни, а главните напрежения изменят траекторията си. Да не говорим за нееластичните свойства на бетона, които не допускат такива "концентрации".
Затова разпределението по метода на заместващите греди и заместващите рамки "ивици", дадено в Еврокод и нашите ръководства е по близко до работата на стоманобетона и е подкрепено експериментално за разлика от другият метод. Има цял легион немски, английски и какви ли не програми по света, които смятат по този метод [линк] и то неслучайно. За съжаление този метод е подходящ при регулярно разположение на колоните. В SAFE този проблем е решен много елегантно като плочата се решава по крайни елементи, но в последствие моментовата диаграма за ивицата се интегрира и преразпределя допълнително. При нерегулярно разположение в ЕС 2, Анекс I, точка I.1.3. се препоръчва (на първо място) да се използва методът "гредоскара" или "друг еластичен метод".
В stadyps се използва методът "гредоскара" с някои допълнителни предпоставки при което се получават доста добри резултати, близки до описаното разпределение и определено доста практични за ползване. Лесно става и моделирането на гредови плочи и се избягват доста проблеми, свързани със съвместната работа на прътови и черупкови елементи. Който ползва програмата и е запознат с предпоставките и теоретичните основи на програмата знае за какво става на въпрос. Правят се доста опити за спекулации по отношение на Stadyps и в 90% от случайте е от хора, които не са добре запознати с програмата и с тези въпроси. Отчитането на подаването на опорите е най малкия проблем и МОЖЕ да се направи със Stadyps. Ако желаеш заповядай при нас, ще пуснем най различни модели и ще сравним какво се получава и ще се убедиш сам. За това трябва да изясним и още доста принципни проблеми по моделирането на плочите. Тази игра със сравненията сме я играли много пъти, ползваме и доста други световно признати програми (Tower обаче не е между тях). Ще се изненадаш, че може да получим подобни, а и по-добри резултати.