Оболочка, Плита или Стена – что выбрать в типе армирования пластин?

При создании материала для армирования ж/б конструкций, тип Пластина, есть этап выбора вида расчёта.

В раскрывающемся списке присутствуют три вида расчёта: Оболочка, Плита, Стена. В рамках данной статьи, поговорим о том, в каких случаях, какой из них требуется применять, и как избежать ошибок при назначении?

Ключевые отличия видов расчёта Оболочка, Пластина, Стена

Информация из справки ПК ЛИРА САПР, раздел Материалы для расчёта Ж/Б конструкций (Тип Пластина):

– Стена (Сжатие/Растяжение) – учитывается действие осевых сил;

– Плита (Изгиб) – учитывается действие изгибающих и крутящих моментов, а также перерезывающих сил;

– Оболочка (Изгиб, Сжатие/Растяжение) – учитывается действие изгибающих и крутящих моментов, осевых и перерезывающих сил.

Так, например, если в конструкции действуют только изгибающие моменты (свободно опертая плита), то, наиболее рационально, назначить ей вид Пластина.

Внимание! Если в той же конструкции будут действовать мембранные усилия (Nx, Ny), то, при выборе вида расчёта Пластина, программа их не будет учитывать.

Перед назначением вида расчёта элементам пластин, из которых смоделирована какая-либо конструкция, следует выполнить анализ напряжённо-деформированного состояния данной конструкции.

Применение различных типов КЭ, при расчёте строительных конструкций, моделируемых из пластин

В ПК ЛИРА САПР существует возможность назначать конечным элементам одного и того же вида (Пластины), разные типы КЭ. Основные разновидности типов КЭ для пластин:

КЭ11 – элемент плиты, в котором могут действовать изгибающие и крутящие моменты, а также, перерезывающие силы;

КЭ 23 – элемент балки-стенки, находящийся в плоском напряжённо-деформированном состоянии;

КЭ 41 – элемент оболочки, в котором могут действовать изгибающие и крутящие моменты, осевые и перерезывающие силы;

Примеры применения различных типов КЭ для моделирования работы строительных конструкций:

Видео о различиях работы КЭ плиты, оболочки и балки стенки: https://youtu.be/mSOl2SKs-Qw.

Что будет, если вид расчёта назначить неправильно?

Проведём численный эксперимент, в котором будем выполнять подбор арматуры для одной и той же конструкции, в одном и том же напряжённо-деформированном состоянии, но, применяя разные виды расчёта.

В качестве исходной конструкции, принимаем железобетонную плиту, жёстко опертую на железобетонные стены. В плите возникают все виды внутренних усилий (Nx, Ny, Txy, Мх, Му, Мху, Qx, Qy).

Выполним подбор армирования в плите разными способами (видами) расчёта.

Как видно, из результатов эксперимента, разные виды расчёта, при подборе армирования, дают разные результаты, из-за того, что в расчёте учитываются разные группы усилий.

Дополнительные рекомендации по назначению видов расчёта

При выборе вида расчёта Стена, программа блокирует ввод данных в полях расстояний к ц.т. арматуры A1Y, A2Y. В оставшихся полях A1X, A2X, следует ввести величину равную половине высоты сечения плиты, т.к. алгоритм расчёта стены (балки-стенки) подразумевает, что в ней находится только один слой арматуры, в плоскости срединной поверхности.