Изображение каменной стены посредством линейной модели материала
Полное соединение, работающее на сдвиг
Балка перекрытия или ребро передают в 3D-модели пару сил. При обычном сопротивлении изгибу в стенке балки возникнет составляющая растяжения, а в плите - сжатия. Если в этом случае каменная стена над балкой перекрытия связана с перекрытием полным соединением, работающим на сдвиг, то вся конструкция работает совместно. Однако это не соответствует действительности. Существует опасность того, что ребро будет спроектировано с недостаточным запасом прочности.
.png?mw=760&hash=c1298987106cbc0eb7b1637b25fd7ea13c08cac9)
Отсутствие соединения, работающего на сдвиг
Для того, чтобы избежать совместной работы ребра и стены, мы можем задать линейное высвобождение. Мы должны высвободить степень свободы Cux. Кроме того, следует избежать того, что ребро вертикально висит на стене. Отобразить данные свойства позволяет нелинейность (защемленная, если vz положительно). Возможность применения данной нелинейности также является причиной выбора линейного высвобождения вместо линейного шарнира.
По сравнению с полным сдвиговым соединением балка перекрытия несет теперь гораздо большую нагрузку. Армирование увеличилось почти в четыре раза.
.png?mw=760&hash=701c632c393f84d3a4b525b5d329463862c7dc0a)
Однако остается открытым вопрос о реалистичности распределения внутренних сил в стене и наличии в данном контексте эффектов, которые могут повлиять на нагрузку на ребро.
Изображение каменной стены с помощью нелинейности
Изображение с помощью «мембраны без растяжения»
Еще один метод предусматривает изображение каменной стены в качестве поверхности типа «Мембрана без растяжения». В данном случае необходимо обеспечить то, что стена не сможет воспринимать растягивающие силы. В последующем расчете ребра мы получим примерно те же результаты по арматуре. При учете нормальных сил можно отобразить распределение сжатых раскосов в стене. Мы видим, что с нижней стороны стены появился горизонтальный сжатый раскос.
.png?mw=760&hash=7952f6ae53dde575713c6680df0a8631076167d5)
Изображение с помощью модели материала "изотропная кладка 2D"
Для того, чтобы проверить результаты модели с поверхностью типа «мембрана без растяжения», создадим новую модель с помощью модели материала изотропная кладка 2D. Модель материала настроена таким образом, что кладка не может воспринять растягивающую силу.
Оба результата примерно одинаковы. Тем не менее, в данной модели также присутствует горизонтальный сжатый раскос с нижнего края стены из кладки.
.png?mw=760&hash=b6d7deeab4d8f4e66cee7c7eec2bf9f8a8a3c9aa)
Изображение с учетом стадий строительства
В зависимости от того, когда будет снята опалубка с балки перекрытия и соединенной плиты, может проявится влияние стадий строительства. Если плита будет разопалублена до того, как будет возведена каменная стена над ней, то не возникнет нагрузок на верхний этаж или на стену из кладки, благодаря постоянным нагрузкам на нижний этаж. Стена из кладки еще не существовала бы в это время. Чтобы подтвердить данную взаимосвязь, необходимо выполнить расчет с учетом стадий строительства. На рисунке 06 показано, что в нижней части стены нет сжатого раскоса (см. рисунок 05).
.png?mw=760&hash=2a45175e917e838a90bdfe24f200beb1e601c54f)
При расчете ребра на основе внутренних сил, полученных с учетом стадий строительства, произойдет увеличение арматуры примерно на 20%.
Резюме
В моделировании стены из кладки с помощью ребра необходимо убедиться в том, что ребро не передает нагрузки через стену. Это можно частично обеспечить с помощью линейных шарниров и линейных высвобождений. Кроме того, нужно выяснить, необходим ли учет стадий строительства. Важно избежать того, чтобы каменная стена воспринимала напряжения в момент времени, когда еще не присутствует в модели.
