Особливості моделювання колон (пілонів)

У проектуванні часто використовують прямокутні перетини колон (пілони), які, за своїми функціями і роботі в каркасі будівлі, принципово нічим не відрізняються від квадратних колон, проте, при моделюванні виникає питання, як такі колони (пілони) краще моделювати.

Насправді, потрібно зрозуміти, для чого будуть використані результати розрахунку (зусилля). Якщо цікавлять зусилля в плиті перекриття над пілонами, то їх краще моделювати пластинами, а квадратні колони - стрижневими елементами з «павуком» або абсолютно жорстким тілом (АЖТ); якщо ж цікавлять зусилля і арматурі, в самій колоні (пілоні), то моделювати зручніше стрижнями. При моделюванні колони стрижневими елементами, в результаті розрахунку, видаються зусилля на все перетин колони, а при пластинчастому моделюванні зусилля виводяться в кожному кінцевому елементі окремо і користуватися ними незручно, так як доводиться вручну збирати зусилля по всім кінцевих елементів пілона, щоб отримати, наприклад, вертикальну силу N або момент M.
Для підбору арматури в колоні зручніше користуватися зусиллями в стержневом елементі. При моделюванні пілонів пластинами, значення максимального моменту над пилоном розподіляється відповідно до заданого перетином пілона і область верхнього армування ширшає і рівномірніше, в порівнянні зі стрижневим завданням пілона. Моменти в плиті перекриття можуть помітно відрізнятися (за величиною і конфігурації в плані) у витягнутих пілонів замоделірованних стрижнями, в порівнянні з пластинчастими. Слід також зазначити, що пластинчасті пілони (в залежності від свого розташування в розрахунковій схемі) можуть збирати на себе трохи більше вертикального навантаження, в порівнянні зі стрижневими (через включення в роботу вузла більшої площі перекриття). Потрібно пам'ятати, що розрахунок пластин і стрижнів, в програмі, може відрізнятися, так що, перед розрахунком, слід детально вивчити документацію: як враховується стискаюча сила в стрижнях і пластинах, перевіряються чи середні напруги в перетині, за якими формулами проводиться перевірка на дію поперечних сил, що крутять моментів, як вважається розрахункова довжина для пластинчастого пілона і ін. якщо є сумніви, то краще провести перевірки окремо в підпрограма. Норми вказують на те, що, при відношенні сторін 1/4 пілон вважають стіною і вважати його потрібно як стіну (за відповідними пунктами СП63). Стрижневий елемент показує зосереджені (зібрані) зусилля, а пластинчастий - кусочно розподілені, тому, щоб в пластинчастому елементі отримати звичні зусилля, потрібно вручну їх зібрати по всім кінцевих елементів пілона (по ширині - в площині пілона і по висоті - з площини пілона). У пластинчастому пілоні можна детально подивитися характер розподілу напружень по його перетину, а в стержневом - тільки результуюче значення (розподіл напружень по перерізу приймається за формулами опору матеріалів, для типових перетинів).

Зовнішні стіни підвалів, з'єднані з перпендикулярними до них пілонами коректніше вважати, при моделюванні пілонів пластинами, так як пластинчасті елементи, з'єднані один з одним, краще передають зусилля один на одного і на плити. Однак, в місцях переходу пластинчастої частини пілона на стрижневу (зазвичай в рівні плити перекриття першого поверху), виникають концентрації зусиль біля стрижня колони, щоб цього уникнути, можна зробити АЖТ в даному стику (в плиті перекриття).

При моделюванні пілонів пластинами, можна проаналізувати розтягують напруги на одній з граней пілона (при великому згинальний момент і невеликий стискає силі) і, при необхідності, знизити модуль пружності в конкретних кінцевих елементах пілона, а не в усьому пілоні, як це роблять для стрижнів.

Також варто відзначити, що моделювання пілонів пластинами займає набагато більше часу ніж стрижнями, тому при створенні розрахункової схеми на стадії «П» пілони і колони зручніше моделювати стрижнями, це дозволяє швидко проаналізувати зусилля у всьому будинку і, при необхідності, швидко змінити перетину.

В кінцевому рахунку, рішення про те, як моделювати пілони приймає конструктор (або розраховувач), поки, суворих приписів з цього питання, в нормах (обов'язкових для застосування в Росії), немає.

Схожі статті