Расчет кессонных перекрытий

Считал кесонное перекрытие по 4-му методу из изложенных. При задании плитной части плитными КЭ и оболочечными получил разные результаты по усилиям в ребрах (учитывая разные моменты инерции при этих двух схемах). Думаю здесь важную роль сыграла неквадратная сетка колонн.
Еще: как мы понимаем, что при одном значении размера ячейки кессона плитная часть работает исключительно как верхний пояс, а при другом она сама становится полноценным изгибаемым элементом? Думаю, следует моделировать ее оболочечным КЭ, а затем смотреть не стал ли момент столь велик, что напряжения в этой плите стали разнозначными. Если не стал, значит плитная чать - просто верхний пояс, если стал - то самостоятельный изгибаемый элемент. Прошу поправить меня, если что-то в моих размышлениях не так.
И наконец - как оценивать прогибы такой конструкции в рамках линейного расчета? Прогибы в целом довольно спорный расчет для жб, но тем не менее есть некоторые методики, к примеру занижение модуля деформации в 3-5 раз для горизонтальных элементов. Но в данном случае, думаю, все несколько хитрее. и опять же перемещения сильно разнятся при использовании разных типов КЭ для полки.

А делали расчет монолитных многопустотных перекрытий? как реализовать пустотность в скаде? через приведенную толщину? или есть какой то другой метод?

Благодарю, за консультацию.

http://dwg.ru/b/lis/81

Илья, благодарю за то что откликнулись.

1. С армирование немного успокоили, так как это мое первое кессонное перекрытие, и есть какой-то страх использовать арматуру более 20 мм, всегда придерживался правила, что лучше меньше диаметр но больше штук, но тут балки (так сказать: концентраторы изгибающих моментов) и от больших диаметров никуда не деться.
Пересчитал схему в ПК Лира с учетом инженерной нелинейности: прогиб составил 26 мм ( то есть 1,9 раз больше линейного), изгибная жесткость ребер в прикапительной части снизилась примерно в 3,0, по сравнению с жесткостью цельного бетонного сечения. Сечение колонны учитывал через АЖТ.
4. Да, думаю действительно следует увеличить количество ребер в надколонной полосе.
5. Скажите, а нужно ли проверять продавливание угловой части капители где на нее приходит два ребра? И как это правильно сделать? И нужно ли ставить хомуты на продолжении продольной арматуры ребер в теле капители, что бы арматура крайних ребер как-бы не вываливалась (вырывалась) в сторону с капители?

Приветствую.
1) Для такого перекрытия с такими нагрузками армирование похоже на правду. Но думаю можно немного уменьшить при более детальном расчете (если есть время и возможность). Поперечная арматура у вас наверняка только в ребрах, которые расположены в районе "капители", а дальше в пролете чисто конструктивная должна быть.
"Упругий" прогиб 14мм(многоват для такого пролета с такой плитой) для такого перекрытия с такими пролетами по моему скромному мнению и опыту следует умножать на 1,5-2 (а не 3-5), чтобы получить т.н. "реальный" прогиб. Т.е. ваши 14мм в пределах норм. Но рекомендую капители задать объемными телами и учесть толщину колонны в зоне опирания. Тогда получите более реалистичный результат.
2) При проектировании данных конструкций следует придерживаться тех же требований, что и при проектировании обучных балочных или безбалочных перекрытий.
3) Не нужно.
4) Метод замещающих рам можно использовать для контроля решения. При расчете в какой либо программе мы получает индивидуальные усилия в каждом ребре. А в МЗР получим усилия в разных полосах, которые потом придется "равномерно" распределить между ребрами соответствующей полосы. Для пролетов 9м и шаге ребер 820мм я бы принял ширину надколонной полосы, включающую 5 ребер, а не 3 как вы предполагаете.

Илья, здравствуйте. Прошу консультации, по кессонному перекрытию.

Исходные данные: шаг колон 9х9м. Сетка: консоль 1,9+ три пролета по 9м+ консоль 1,9м; такие шаги колон в одном и в другом направлении, консоль 1,9 м по периметру. Висота перекрытия 460мм, толщина плиты 60мм, толщина ребра по-низу 140 мм., размер кессона по осям ребер 820х820 мм. Нагрузки расчетные: собственный вес 7,75 кПа, стяжка+перегородки+подвесное оборудование 3,5 кПа, полезное от людей 5,28 кПа. Бетон С20/25 (В25), Арматура А400. На колоннах сделана капитель высотою по толщине плиты и габаритом по площади 2х2 квадратика (всего 4 кессонна). Расчет веду в ПК Лира, схему задаю как тавровые балки с начальной жесткостью бетона, а плитку как оболочку с пониженной в 10 раз жесткостью (только что бы собрать на ребра нагрузки), капитель задаю оболочкой, ребра к плитке прикреплены без жестких вставок. Образование трещин ограничиваю: 0,3мм для длительных и 0,4мм для кратковременных. Результаты: в ребрах на опоре ( в месте примыкания ребра к плите) нужно поставить продольной 14,3 см2 арматуры А400, в пролете 8,5 А400, поперечная 3,5 см2 А 240 шаг 100мм. Прогиб плиты 14 мм (при начальном модуле упругости бетона, при "притянутом" учете неупругой работы бетона советуют увеличивать прогибы в 3-5 раз, значит прогиб выходит 42-70мм, что больше 1/225 (для 9м).

Вопрос: 1)Правдоподобны ли результаты по продольному армированию? (в смысле не завышена ли арматура в сравнении с тем что целесообразно туда поставить)(понимаю, что в программе задашь то и получишь). По какой методике рассчитывать данный вид перекрытия?
2) Как относится к расчету образования трещин в опорной части ребер на капительную часть? И вообще допускают ли данные методики раскрытие трещин сверх нормативных величин?
3) Нужно ли, при расчете поперечной арматуры, учитывать дополнительную нагрузку от приходящих ребер (как подвешенные балки и ставить дополнительную арматуру на восприятие опорной реакции от приходящих балок)?
4) Целесообразно ли применить для расчета метод заменяющих рам: в котором для надколонной полосы принять те ребра что приходят на капительную плиту, а для пролетной полосы - остальные, и принять что изгибающие моменты и поперечные силы равномерно распределяются между ребрами каждой группы (то есть: М и Q в надколонной полосе одинаково распределять между ребрами что входят в эту полосу), хотя при анализе схемы перекрытия в ПК Лира, прослеживается некоторый скачек усилий в тех ребрах что приходят в капительную плиту по ее углам?

P.S.: Илья, извините за то, что не удалось изложить вопрос в более короткой форме.

Для этого нужно воспользоваться этой "главой" http://dwg.ru/b/lis/66

А есть какие-нибудь рекомендации по подбору толщины (жесткости) плоской плиты эквивалентной кессонному перекрытию, для сбора нагрузок на фундамент, например?

Немного терпения - в обещанном материале по "нелинейности" будет дана информация к размышлению и для продолжения дискуссии на эту тему.
Что касается экспериментов на сосредоточенные нагрузки - как таковых не было. Но были прецеденты передвижения по таким перекрытиям и работы техники типа кранов, погрузчиков, экскаваторов, миксеров и т.п.

Могу ошибаться но как мне кажется в ребрах непосредственно примыкающих к капителям при учете физ нелинейности должен ощутимо увеличиться пролетный момент.
Расчет на выкалывание производите по п.3.97 пособия к снип 2.03.01-84 или вы проводили отдельные эксперементальные исследования на восприятие сосредточенных нагрузок?

1. В данной методике никак. Процесс решения данной задачи не изменится не смотря на учет/не учет физической нелинейности. Для реальной оценки деформаций таких перекрытий лично у меня не хватает данных(как опытных так и теоретических). Стандартные же методики, описываемые в СП не подходят (этому будет посвящена отдельная заметка). Если коротко, то по всем моим наблюдениям реальные деформации таких перекрытий(если следовать рекомендациям по определению их оптимальной высоты) не дотягивают даже до упругих расчетных деформаций на 30-50%.
2. Они велики на столько на сколько велики нагрузки, пролеты и высота сечения. Вопрос не имеет конкретного ответа.
3. Данные проблемы не актуальны. Даже для пожарных машин и точечных нагрузок. Одно из преимуществ таких перекрытий по сравнению с балочным в том, что точечная нагрузка будет распределена между соседними ребрами за счет перекрестной системы ребер и их малого шага.

1. Каким образом учитывалась физическая нелинейность?
2. Насколько велики растягивающие напряжения в приопорной части плиты?
3. Насколько актуальны проблемы возможного выкалывания ребер от действия нагрузки входящего в него ребра и капители от действия нагрузки от входящих в него ребер, при сосредоточенных нагрузках (я не говорю про нагрузки от пожарной машины, но к примеру не будет ли критичной, приложенная на отдельно взятое ребро нагрузка от погрузчика?) Причем если для балок хотя бы ясно что вся ширина балки включится в работу на выкалывание, то для капители вопрос ширины вовлечения в работу на выкалывание не ясен

Тогда не стоит заморачиваться.

Прямоугольно-перпендикулярную геометрию нет никакого желания обсчитывать на объемных КЭ. Дайте данные хотя бы для уточненного варианта со стр.7. Уклон граней ребер и радиусы сопряжения. Да и под "свободно опертая плита" что имеется в виду? Шарниры работают и на сжатие/растяжение или только на сжатие?