Сопряжение плита-стена в системе САПФИР-Генератор

Теги: #САПФИР #Генератор #пересечение #триангуляция

Правила устройства сопряжения плита-стена

Для получения корректного результата определения внутренних усилий в плите перекрытия, в месте опирания плиты на монолитные стены, следует придерживаться определённого правила моделирования узла сопряжения. Поскольку КЭ-оболочки, определяет внутренние усилия в центре тяжести площадки, образованной сторонами пластины, следует добиться такого сопряжения пластины стен и плиты, чтобы центр пластины плиты перекрытия, оказался в месте положения грани стены – это позволит определить изгибающий момент в плите, в месте её опирания на стену. Наглядное пояснение представлено на рисунке.

Схема разбивки модели плиты на конечные элементы, для получения корректной сети триангуляции и результатов статического расчёта

При проектировании монолитных железобетонных каркасов зданий, могут возникнуть трудности, при формировании сетки КЭ плит в месте примыкания к стенам, особенно, если в проекте присутствуют стены разной толщины, и сами стены, имеют сложную конфигурацию в плане. В рамках данной статьи рассмотрена технология, которая позволяет упростить процесс получения качественной сети триангуляции, в узлах сопряжения монолитных плит со стенами.

Автоматизация процесса создания триангуляционной сети в системе САПФИР-Генератор

Процесс создания триангуляционной сети плиты, в месте примыкания к стене, состоит из следующих операций:

Построение (извлечение) осевой линии стены;
Копирование осевой линии, с размещением новых объектов параллельно исходному, на расстоянии равном толщине стены, по две стороны от исходного объекта;
Разбивка исходного объекта (осевой линии стены) на сегменты с шагом равным толщине стены, с получением точек на концах сегментов;
Повторение операции для копий осевой линии;
Интегрирование полученных точек в аналитическую плоскость плиты;

Данные операции, могут быть выполнены двумя способами:

Разбивка линий по длине точками;
Разрезка линий по длине секущими плоскостями;

Технология создания дополнительных точек триангуляции первым способом (разбивка линий по длине точками)

Технология создания дополнительных точек триангуляции вторым способом (разбивка линий по длине секущими плоскостями

Каждый способ имеет свою область применения. В процессе подготовки расчётной модели, следует применять и тот и другой алгоритмы, в зависимости от конструктивного решения здания.

Достоинством способа №1 (построение точек по линиям), является возможность работы с несколькими стенами одновременно.

При использовании способа №1, каждая осевая линия стены и копии осевых линий, разбиваются на сегменты, независимо от остальных, это позволяет использовать способ построения №1 одновременно для нескольких участков стен.

Сравнение схем точек триангуляции плиты в месте примыкания к параллельным участкам стен. Алгоритм №1 даёт корректную сеть триангуляции

Достоинством способа №2 (разбивка линий на сегменты секущими плоскостями), является возможность работы со стенами криволинейного очертания.

При использовании способа №2, исходная осевая линия разбивается на сегменты секущими плоскостями, каждая из которых, расположена по нормали к соответствующему сегменту осевой линии. Секущие плоскости, также, пересекают копии осевой линии, благодаря чему, получается концентрическая сеть точек триангуляции.

Сравнение сети триангуляции плиты в месте примыкания к криволинейной стене, выполненной первым и вторым способом

Применение технологии построения точек триангуляции на примере проектирования ж.б. каркаса

В качестве примера, рассмотрим план цокольного этажа монолитно-каркасного здания. Конструкции, в подвале здания: колонны, монолитные стены, фундаментная плита.

План подвала

На плане присутствуют монолитные стены различных толщин: 250 и 200 мм. Данные стены пересекаются друг с другом. Также, присутствуют стены криволинейного очертания. Ставится задача: средствами САПФИР, получить качественную сеть триангуляции фундаментной плиты, в месте опирания стен.

При создании триангуляционной сети плиты, в месте опирания на колонны, начиная с версии 2020, можно воспользоваться функцией сгущения шага триангуляции в свойствах колонны https://www.liraland.ru/lira/versions/

Внимание! Не следует, для одного и того же набора нодов, подавать на вход исходные данные от всех стен в модели. Это приведёт к созданию некорректной сети триангуляции.

Создание триангуляционной сети приопорных зон, следует производить поэтапно:

Прямолинейные участки стен одной толщины;
Углы и места стыковки прямолинейных участков стен одной толщины;
Места стыковки участков стен разной толщины;
Криволинейные участки стен.

Поэтапное создание точек триангуляции, показано на рисунках:

Первый этап. Созданы точки триангуляции на прямолинейных участках стен одинаковой толщины (20 см и 25 см, по отдельности). Построение производилось алгоритмом №1 (точки по линиям)

В качестве осевых линий стены, приняты отрезки, построенные инструментом «Линия»

Второй этап. Созданы точки триангуляции, в месте примыкания участков стен одинаковой толщины. Построение производилось алгоритмом №1 (точки по линиям)

На втором этапе, в настройках нодов, принято:

Шаг копий осевой линии (эквидистант) – 0.25 м;
Шаг точек вдоль осевой линии – 0.25 м;
Количество эквидистант – 1 шт.;

Третий этап. Созданы точки триангуляции в месте стыковки участков стен разной толщины (20 см и 25 см). Построение производилось алгоритмом №1 (точки по линиям).

На третьем этапе, при создании сети триангуляции для стен 20 см, принято решение уменьшить количество копий осевых линий (эквидистант), до 1 шт. При этом, в настройках нодов, заданы следующие характеристики:

Шаг копий осевой линии (эквидистант) – 0.2 м;
Шаг точек вдоль осевой линии – 0.25 м;
Количество эквидистант – 1 шт.;

Четвёртый этап. Созданы точки триангуляции криволинейного участка стены. Построение производилось алгоритмом №2 (секущие плоскости)

На четвёртом этапе, во избежание появления некорректной сети триангуляции, были созданы два набора нодов, каждый на отдельный участок стены. В качестве осевой линии, принята осевая линия стены, без дополнительных построений.

Сеть триангуляции плиты. Основной шаг триангуляции, принят 0.5 м, он может быть изменён в диалоговом окне настроек триангуляции

Процесс создания алгоритма, для получения сети триангуляции плиты в месте примыкания к стене, показан в видеоуроке https://youtu.be/IpfjbZ5BNYQ