Учет работы конструкций совместно с упругим основанием

В инженерной практике принято рассчитывать плиты и ростверки на упругом основании как самостоятельные конструкции, подверженные действию нагрузок, приходящих от надземных конструкций. ПК ЛИРА позволяет рассчитывать конструкции всего сооружения в целом, учитывая при этом большие резервы несущей способности. Примером может служить расчет конструкций на упругом основании совместно с надземным строением. Эффект такой расчетной модели показан на рис.9.11.

На рис.9.11.а и 9.11.б показаны схема нагрузки и деформированная схема балки или плиты в случае, если они рассчитываются как самостоятельные конструкции.

Рис.9.11

При этом и в балке, и в плите достигаются достаточно большие моменты М, вследствие чего конструкции необходимо изготавливать достаточно мощными.

Если расчетная схема предусматривает включение в работу вышележащих перекрытий, то момент М будет восприниматься мембранным усилием в плите (или ростверке) на упругом основании и вышележащими перекрытиями, т.е. в работу включается конструкция высотой Н (как правило, основной эффект даёт включение только первого этажа). Как видно из рис.9.11.г, в конструкциях на упругом основании возникают растягивающие мембранные усилия и небольшие местные моменты, а в вышележащих перекрытиях - сжимающие мембранные усилия.

Необходимо иметь в виду, что во втором случае в конструкциях колонн и стен возникают сдвигающие усилия и нужно обеспечить их восприятие. Для упрощения на рис.9.11 показана плоская стена. В общем случае эта схема пространственная: плита (или ростверк) на упругом основании и диск перекрытия воспринимают мембранные усилия в двух направлениях, а колонны и стены работают на сдвиг также в двух направлениях.

Если при расчете конструкций на упругом основании по раздельной схеме используются элементы балочного ростверка и плиты то во втором случае необходимо использовать стержень общего вида и оболочечные элементы, которые воспринимают изгибные и мембранные усилия. Как правило, учет совместной работы конструкций на упругом основании и вышележащих перекрытий позволяет в несколько раз сократить расход материалов.

9.16 Расчет оболочек и плит, подкреплённых рёбрами

При расчете оболочек и плит, подкреплённых ребрами, всегда возникает проблема, какая часть плиты или оболочки включается в работу ребра. Если моделировать ребро стержнем таврового сечения, то возникает вопрос о ширине полки такого стержня. Существует рекомендация о том, что каждый свес полки не должен превышать 6h (см. рис.9.12.а.)

Эта рекомендация достаточно расплывчата, т.к. предполагает равномерное включение плиты на участке 12h в работу ребра. В действительности распределение мембранных усилий в плите имеет вид, представленный на рис.9.12.б.

ПК ЛИРА позволяет получить точное решение задачи (в рамках точности дискретизации) на основе следующего приема.

Рис.9.12

Собственно плита моделируются конечными элементами оболочки, способными воспринимать мембранную группу усилий. Расчетные узлы располагаются только в срединной поверхности оболочки. Между ребрами должны быть несколько узлов (рис.9.13), чтобы смоделировать неравномерное распределение мембранных усилий между ребрами.

Рёбра моделируются стержнем общего вида с сечением b hр и подвешиваются на абсолютно жёстких вставках к расчетным узлам.

Рис.9.13

Дата добавления: 2017-01-14