Способ укладки арматуры в ЖБИ.

[EvgenyGR]

Есть такая, довольно очевидная, идея класть арматуру вдоль собственных векторов тензора напряжения . Если в любой точки упругой деформированной среды мысленно вырезать кубик с гранями перпендикулярными собственным векторам, то по граням этого кубика будут действовать только сжимающие или растягивающие напряжения (касательные равны нулю). Это всегда можно сделать, так как тензор напряжения (как и тензор деформации) симметричная матрица.

Но все это верно для изотропного случая. Наличие арматуры да еще уложенной по кривой, делает среду сложно анизотропной, как в прочим любой железобетон. Получается очень интересная задача из механики сплошной среды. Рассчитать это на прямую достаточно сложно, тем более что задача существенно нелинейная. Возможно и есть уже программы позволяющие рассчитать такую задачу, но очень сомнительно что они лежат в «легком» доступе.

С другой стороны в механике деформированной среды прямой опыт часто оказывается дешевле и эффективнее математической модели (поэтому до сих пор и существуют аэродинамические трубы). И я такой способ укладки уже не раз опробовал.

Для чего все это нужно? Если ростверк или плита перекрытия не высоки, например 20см класть арматуру традиционным способом (в два слоя по прямой) не очень разумно, надо отступать от поверхности и терять рабочую толщину, а вот при предлагаемом способе укладки можно класть в один слой и у самой поверхности (в низу балки в середине пролета).

Однако на строительном форуме понимания у строителей не нашел:
http://www.forumhouse.ru/threads/136403/

Маня интересует вот что, не может быть что эта укладка арматуру уже не изобретена, наверняка все это уже известно. Может кто-то подскажет где почитать?

[Leu]

EvgenyGR в сообщении #581746 писал(а):

Получается очень интересная задача из механики сплошной среды

ну вот
так почему б Вам самому её не просчитать?

[EvgenyGR]

Leu в сообщении #581888 писал(а):

так почему б Вам самому её не просчитать?

По нескольким причинам:

1.Точная модель это существенно нелинейная задача для анизотропной среды, причем все это для балки (в линейном случае там конечному элементу не очень хорошо из-за плохой обусловленности оператора задачи).

2. По упрощенным моделям я уже считал. Например, моделировал как висячий мост (цепная линия), вроде все очень красиво получается.

3. Какой бы расчет я не представил, мне строители все равно не поверят, мало ли кто там чего намоделировал.

4. Скорее всего, это уже сеть, кто-то этим уже занимался, может экспериментально, все слишком очевидно, проще почитать, но вот сам что-то не найду.

[Leu]

EvgenyGR в сообщении #581903 писал(а):

1.Точная модель это существенно нелинейная задача для анизотропной среды, причем все это для балки (в линейном случае там конечному элементу не очень хорошо из-за плохой обусловленности оператора задачи).

2. По упрощенным моделям я уже считал. Например, моделировал как висячий мост (цепная линия), вроде все очень красиво получается.

3. Какой бы расчет я не представил, мне строители все равно не поверят, мало ли кто там чего намоделировал.

4. Скорее всего, это уже сеть, кто-то этим уже занимался, может экспериментально, все слишком очевидно, проще почитать, но вот сам что-то не найду.

1, 2.А Вы оценили погрешность, которую выдаёт упрощенная модель?
Возможно, она велика, - стоит просчитать по точной.

3. Конечно, их позиция понятна.

4. Увы, не встречал, не подскажу.

Кстати, Вашу задачу можно расширить, и сделать просчёты для разной криволинейной укладки арматуры. И таким образом, найти лучший вариант

[EvgenyGR]

Leu в сообщении #582100 писал(а):

Вашу задачу можно расширить

Leu в сообщении #582100 писал(а):

Увы, не встречал, не подскажу.

Можно попробывать запатентовать?

Leu в сообщении #582100 писал(а):

Вашу задачу можно расширить

Для балки? Не думаю. Задача нелинейная, многомерная (как минимум двухмерна), Ничего кроме вариационного подхода к ней, я не знаю. В результате получим задачу поиска минимума, некой нелинейной функции многих переменных, которая будет сильно овражной, так как соответствующая линейная задача для той же балки, дает плохо обусловленную (отношение максимального и минимального собственного числа) матрицу (для Гаусса). МКЛ на "эсэмках" сыпался уже при отношении толщина – длинна балки 1 к 5 (один край закреплен другой свободный).

[Leu]

конечно, нужно патентовать, зачем упускать шанс
но перед этим просчитать обязательно, кто знает, может самая оптимальная укладка арматуры косой плоскостью, например

да, задача нелинейная, и вариационный подход весьма применим в таком случае!
Против плохой обусловленности матрицы можно посоветовать:
1) точнее вычислять интегралы
2) ввести корректирующие базисные функции

[Velikan39]

Ну ее так и пытаются укладывать. А у строителей не нашли понимания - так они просто не в теме, не помнят чему их учили, или не хотят лишнего геморроя.
Да и сама идея не очень, если честно. Постройте для простой прямоугольной балки от распределенной нагрузки карту распределения главных напряжений в изолиниях. Вы уведите, что они достигают максимума в некоторой области, а по остальной части иже значительно.
Т.е. мало укладывать арматуру по этим линиям, нужно еще и ее диаметр менять непрерывно. Что технический очень сложно.
Дальше больше - кто ее будет укладывать? Увы - но в большинстве своем не понимающие протекающих в готовой конструкции рабочие (да и с дипломами вузов - там тоже 1 из 10 хорошо ели понимает зачем ее кривую ставить лучше - его так научили), и в результате - мы получим сильно большой разброс характеристик для одного и того же проекта. Да и сложно ее устанавливать будет, потом же опять бетонировать.
Редко какая конструкция работает на статическую нагрузку - чаще всего - на динамическую, а значит и распределение изолиний главных напряжений будет меняться, что потребует или увеличение арматуры в разы (а смысл тогда в ЖБ) или же дает нам допусков много (ниже читайте - по сути так и делают, но по простому).
Ну и, напоследок - такая арматура хуже работает в связке с бетоном, чем прямая - там получается уменьшается площадь контакта, повышается шанс отрыва арматуры от бетона и проч.
По сути - это сильно долго, нудно и дорого, если уж сильно хочется - проще сделать стальную ферму - ее и посчитать проще, и монтировать.

Ну и по тому что делают. На самом деле данный факт учитывается и используется в реальности. Так - в самой опасной зоне (пример с простой балочкой см. выше), в центре пролета, внизу сечения, у вас больше всего основной арматуры, чем ближе к опоре, тем ее оставляем меньше - обрезая ее внизу или же отгибая их в верхнюю часть сечения - и так с половиной а то и 2/3 всех стержней поступают. В результате получается грубоватое, но все же приближение.
И ка вариант - поинтересуйтесь расположением корда в шинах - почему его так укладывают

[EvgenyGR]

Velikan39 в сообщении #593263 писал(а):

Да и сама идея не очень, если честно

Ну тут Вы не правы, зря не посмотрели картинку в стартовом топе. Я именно так ее и кладу в ростверк и в плиты перекрытия. Экономия арматуры вдвое, не надо вязать между собой параллельные жилы, монтаж очень быстрый. Есть возможность класть нижние слои прямо у поверхности нен отступая положенные 5см, т.е. для ростверка или плиты перекрытия толщиной 20см это дополнительных 25% рабочей толщины.

-- Сб июл 14, 2012 21:44:20 --

Velikan39 в сообщении #593263 писал(а):

Ну и, напоследок - такая арматура хуже работает в связке с бетоном, чем прямая - там получается уменьшается площадь контакта, повышается шанс отрыва арматуры от бетона и проч.

И с этим не согласен. Если арматура идет так как я предлагаю, на гранце контакта бетон-сталь нет сдвиговых напряжений, скорее всего там будут нормальные сжимающие.