Konstruktor budowlany

pop3k

Witam, chciałbym się poradzić doświadczonych forumowych kolegów i koleżanek na temat poprawnego modelowania.
Przygotowałem 6 modeli, każdy o przekroju 6x6m i 7 kondygnacjach po 3m każda. Każda kondygnacja posiada strop monolityczny gr. 20cm:
[link widoczny dla zalogowanych]

1 - jest to dokładny schemat jak nr 6, czyli gołe słupy i stropy z tą różnicą, że każdy strop po obwodzie oparty jest podporą imitującą ścianę murowaną
[link widoczny dla zalogowanych]
2 - skopiowana wersja 1 z tym, że usunąłem przenoszenie przez tą moją podporę reakcji poziomych Kx - po to, aby słupy je przeniosły na podporę w 0,00
3 - zamiast imitacji podpór na każdym poziomie stropu - wstawiłem powłoki - ściany. Od stropu do stropu o parametrach geometrycznych i materiale jak podpora w 1
4 - ściany w 3 są podparte z każdej strony na sztywno. O ile ściany żelbetowe miałyby sens, to jednak ściany murowane nie za bardzo. Stąd wstawione przeguby na krawędzi u góry ścian
5 - Idąc tokiem rozumowania, ściany, które miałyby służyć jedynie jako wypełnienie, poza przegubami na krawędzi ścian wstawiłem przeguby na krawędzi ze stykiem słup-ściana (po bokach)
6 - Sam szkielet konstrukcji. Słupy i stropy. Wszystko oparte u podstawy słupów

Obciążyłem każdy model stałą siłą poziomą od frontu o wartości 5kN/m2 imitującą wiatr poprzez panel obciążeniowy. Wyniki będą przedstawiane jedynie dla przypadku obciążenia poziomego, z pominięciem ciężaru własnego, który w każdym z modeli jest inny.

Zacznę od sił osiowych na słupy:
[link widoczny dla zalogowanych]

Momenty My:
[link widoczny dla zalogowanych]

Widać, że model nr 1 jest tylko ładnie wyglądającym obrazkiem, który nic nie wnosi do weryfikacji słupów. Z kolei model nr 4 nie chce współpracować i program wywala na niego błąd. Po usunięciu tych modeli poniżej przemieszczenia konstrukcji:
[link widoczny dla zalogowanych]

Widać, że model nr 3 jest nie do ruszenia, a modele, które są w sumie szkieletowe chciałyby odfrunąć. Teoretycznie widać wpływ ścian usztywniających na słupy w modelu 5 (choć prawidłowy kształt momentów zginających wg pracy [link widoczny dla zalogowanych] mają tylko słupy w 2 i 6) ale chciałbym poznać Wasze opinie na który model powinienem obliczać słupy.
Jeszcze raz pogląd na wykresy momentów samych słupów:
[link widoczny dla zalogowanych]

Dzięki

tokkotai

Liczyłeś liniowo czy nieliniowo?

GammaCAD

Pierwsze dwa modele z podporami na wysokości obiektu bym odrzucił, choć 2 praktycznie stanowi odpowiednik 6.
3,4 i 5 to wariacje na temat pracy struktury jako trzonu.
6 to szkielet.
Różnice pomiędzy trzonem a szkieletem są oczywiste i wszystko zależy od tego co chcemy odwzorować.

Kwestia, która wpływa na jakość wyników to jest jakość odwzorowania utwierdzenia słupów w poszczególnych płytach stropowych. Ten aspekt został pominięty, dlatego poniżej zrobione na szybko wyniki dla dwóch wariantów:
-słup standardowo połączony prostopadle z powłoką w węźle (tak jak 6)
-słup usztywniony dodatkowo w płycie za pomocą elementów sztywnych (na szerokości swojego przekroju)
[link widoczny dla zalogowanych]

[link widoczny dla zalogowanych]

[link widoczny dla zalogowanych]

pozdrawiam
PO

pop3k

Obliczenia były przeprowadzane liniowo.
Dzięki GammaCad za sposób dodatkowego usztywnienia słupa. Ciekawy jestem ile jeszcze patentów macie na tworzenie modeli i z iloma chcielibyście się podzielić, może na jakimś zorganizowanym szkoleniu?
Jednak nie rozwiązuje to dalej mojego pytania jak liczyć słupy. Model szkieletowy wydaje mi się być za bardzo asekuracyjny.

tokkotai

pop3k

Hmmm modeli nieliniowych niestety nie przerabiałem. Wziełem model, klikłem w ikonę licz nieliniowo i.. poza dłuższą przerwę na kawę uzyskałem podobne wyniki.
Co to dokładnie znaczy, że muszę iść w model nieliniowy? Chodzi Ci np. o interakcje jednostronne? Mur tylko ściskany ale nie rozciągany? Jakie konkretne warunki potrzebuję zamodelować? O jakich parametrach nieliniowości? Jakiś przykład?
Trochę temat drążę, ale z pewnością więcej forumowiczy skorzysta.

ProjektK66

Ciekawy temat, Pop3k masz rację, śledzę temat, nawet miałem coś napisać na początku, w głowie siedzi mi przykład z powodzi która miała miejsce w Chorwacji;- hasło: powódź Chrowacja, w obrazkach powinie pokazać się dom który dość mocno ugrzązł w błocie. Widać że żelbetu jemu nie żałowano. Hipotezę wysnuwam taką, że przy obciążeniu równym/równiystym można by "uwzględnić" ściany. Tylko czy taki układ dobrze przenosi skręcanie całego układu? Gdzie płyta przekazuje siłę poziomą/ moment poziomy na mur - który pracuje na ścinanie zaprawy ? Też zazębienie zaprawy np w ceramicznym pustaku będzie kluczowe ? BK nawet na mocnej zaprawie - zachowuje się tak, że można rękami rozebrać taki mur. Czyli o ile ściskanie ładnie przeniesie, o tyle każdą siłę V-H (ściananie horyzontale Very Happy

)

Masz możliwość zrobić model - ściany założyć kontakty i parametry coś quasi kruche pękanie ?
Czy 0 MPa na rozciąganie spoiny ?
Czy dynamika - i nierówne przyłożenie siły wiatru nie będzie właśnie rezonować i kręcić takim budynkiem,?

Oczywiście idąc w stronę bezpieczną, mur staje się deserem, dyskretnym współczynnikiem bezpieczeństwa i dodatkowej sztywności- może kluczem jest wyszukać wypadkową ?
Wychodzi na samym szkielecie 120% wytężenia, czy 20% jest wstanie dodać mur ?
Czy może obliczeniowo słup wyjdzie np 40x40cm, a konstrukcyjnie powinien być 50x50 i tak
wyjdzie na plus ?
Ciekawe jak by wszedł budynek od obciążenia wiatrem - ale rozłożonym wzdłuż jednego słupa - parcie a bok - ssanie żeby nadać właśnie skręcanie szkieletu. ?

radoslaw.sz

Ja bym najpierw spytał, czy Axis i jakikolwiek program komercyjny, ma takie możliwości, żeby policzyć taka konstrukcje z murem wiarygodnie? Co innego jak mur jest ściskany tylko i wyłącznie, a co innego jak ma pełnić funkcję usztywniające.

tokkotai

pop3k

W takim razie jaki sens ma modelowanie nieliniowe jak w tym momencie jest to modelowanie na chybił trafił?

tokkotai

pop3k

OK, trochę odbiegliśmy od tematu zadania. Czy więc, na dzień dzisiejszy, powinienem zwymiarować słupy jak dla modelu szkieletowego nr 6 + ew. ich dosztywnienie jak zasugerował GammaCad w analizie liniowej?

tokkotai

Skoro GammaCAD tak twierdzi to chyba tak. Żelbet spokojnie się liczy liniowo i wyniki są dosyć dobrze przybliżone. W zależności od modelu masz błąd do 25% co spokojnie się mieści we współczynnikach bezpieczeństwa około 1,36-1,39.

barmin

Szkoły są różne.

Mur jest materiałem nieliniowym geometrycznie i materiałowo, nie wiem czy sama zabawa w geometryczna nieliniowość ma sens, skoro chcemy się bawić w takie sprawdzenia. (chyba, że takie oszukanie nieliniowe analizy, może wtedy...).

Generalnie, oprócz samej nieliniowości materiałowej, nie jest izotropowy (masz zaprawę i ceramikę).
Jeżeli nie masz potrzeby zabawy/nie robisz ekspertyz konstrukcji murowych za duże $ to ja bym odpuścił takie podejście Smile

.

[link widoczny dla zalogowanych]

tutaj chłopaki z Włoch wykorzystują Salome Meca i jego modele materiałowe do zabawy murami (głównie zabytki).

tutaj opis modelu materiałowego, którego można używać do takich analiz:
[link widoczny dla zalogowanych]