Самым простым и распространенным применением односторонних упругих связей является моделирование базы колонны в том случае, когда опирание колонны на фундамент нельзя (или не хочется) считать абсолютно жестким или абсолютно податливым. В этом случае можно выполнить моделирование базы в системе Solidworks Simulation.
Рассмотрим пример базы 400х400 мм.
Рис. 1 - Пример базы колонны
При этом замоделируем анкерные болты, виртуальную стенку обреза фундамента и коэффициенты трения между поверхностями.
После проведения расчета можно проанализировать напряжения в плите базы
Рис. 2 - Напряжения по Мизесы в разрезе плиты базы
К примеру, видно, какие концентраторы напряжений возникают в месте крепления фундаментных болтов. По этому причине ставят шайбы из листовой стали и приваривают к плите базы. Толщина шайб - от 20 мм.
Несмотря на возможность проведения анализа НДС рассматриваемого узла, целью расчета является определение углов поворота ближайшего сечения колонны, опирающегося на такую базу. При нахождении такого угла поворота, в расчетную схему каркаса вместо жесткой/шарнирной базы можно будет ввести упруго-податливую одноузловую связь, жесткость которой определится как частное от деления изгибающего момента, приходящего от колонне к базе, на угол поворота сечения колонны.
В данном конкретном примере рассматривается двутавровая колонна, на которую действуют два взаимно-перпеендикулярных изгибающих момента. При этом продольные и поперечные усилия в колонне не учитываюся (только если продольное усилие - отрицательное). Кроме того, желательно рассматривать такую комбинацию нагрузок, при которой продольное усилие будет минимальным, а изгибающий момент - максимальным.
Угла поворота определяются отдельно в каждой из плоскостей действия моментов.
Рис. 3 - Определение угла поворота по деформированной схеме в одной из плоскостей
Данный анализ можно усложнить введением в схему податливости не только бетона фундамента, но и грунта основания под ним, а также - введя физическую нелинейность материалов узла. Однако, такое усложнение не несет практической пользы и представляет интерес только с точки зрения любопытства или в учебных целях.
Закрыть