Что такое фи балочное?

И почему одна и та же балка при одинаковом моменте, но при разном приложении нагрузки и закреплении может иметь разную несущую способность?

Проверим шарнирно опертую балку пролетом 12 м с сосредоточенной нагрузкой в верхнем поясе, по первому предельному состоянию с учетом раскрепления верхнего пояса и без.

В первом случае считаем что верхний пояс принимает сосредоточенную силу от нагрузки, и он раскреплен от смещений (например диском из профилированного настила).
Проверим принятое сечение балки из двутавтра 45Б1. Проверка выполняется.

Во-втором случае предположим, что вместо профнастила верхний пояс раскрепляется в месте приложения нагрузки P=10тс в середине пролета. (Например на главную балку опирается второстепенная с опорной реакцией в 10тс).
Фи балочное увеличивает напряжения больше чем в 2 раза!

А все потому, что происходит потеря плоской формы изгиба балки и напряжения по устойчивости возрастают!

P.s. закрепления на картинке не совсем соответствуют рассмотренной задаче)

"Всем привет! Меня зовут Миша. Я — практикующий инженер-конструктор, блогер и преподаватель. Живу на Бали, удаленно работаю в московском архбюро. Расскажу немного про свой путь.

В 2020 году закончил Санкт-Петербургский Политех по специальности СУЗиС. За 6 лет в ВУЗе я понял, что больше всего мне интересно изучать конструкции и методы их расчетов. На это во многом повлияла моя тяга к физике, которая еще в школе была любимым предметом.

Свои первые деньги в студенческие годы я зарабатывал на репетиторстве — преподавал физику. Этим я занимался почти все время своего обучения. Сейчас понимаю, что этот этап послужил отправной точкой моей образовательной деятельности уже в профессиональной области.

Коротко про мой путь в профессии:
• 2019 — AECOM (младший инженер-конструктор)
• 2020 — Bonava (BIM-конструктор)
• 2020-2024 — АПЕКС (ведущий инженер конструктор → главный специалист по автоматизации расчетов строительных конструкций)

Сейчас моя работа в архбюро строится на изучении методик расчетов, норм проектирования конструкций, механики материалов и автоматизации процесса расчетов, которая помогает конструкторам компании быстрее и качественнее выполнять проекты. Важной составляющей моей работы является внутреннее обучение сотрудников. В своей работе я ценю возможность постоянно решать новые нестандартные задачи и развиваться в том, что мне интересно.

Мне нравится делиться знаниями, поэтому я начал вести блог. В нем просто и наглядно рассказываю о любимом деле: про карьеру и заработок, про фриланс и работу в проектной компании, про расчеты и конечно-элементный анализ.

В 2021 году я разработал и провел свой первый образовательный проект — «Город конструктива». На этот шаг меня во многом замотивировало разочарование от того, как моя профессия изучается в университете, и почти полное отсутствие понятных и интересных источников на эту тему. При создании курса я стремился структурированно, наглядно и понятно донести основы, на которых строится понимание конструктива в целом. Например, как работают конструктивные системы, как воспринимаются горизонтальные и вертикальные нагрузки, как создавать конструктивные концепции и т.д.

Получился удачный проект, и всего было проведено 5 потоков, на которых обучились >300 участников. После чего я закрепился в убеждении, что образование — это мое, и я хочу развиваться в этом и дальше!

В последнее время начал заниматься расчетами как фрилансер (подробностями делился в блоге). Думаю, это хороший первый шаг к тому, чтобы в итоге начать работать на себя."

Если вы разделяете со мной стремление к развитию и открытость к новым знаниям, у меня есть предложение: подпишитесь на мой канал и оставьте комментарий «подборка» к последнему посту — тогда я отправлю вам свою личную подборку из интересных книг и полезных интернет-ресурсов, которую отбирал по ходу своего пути в конструктиве и расчетах 🔥

Так в каких же программах я работаю?

Вот краткий список основного софта:
1) AutoCAD + CS Soft Project + CS СПДС - САПР (система автоматизированного проектирования) и основной инструмент для создания чертежей и расчетных схем для импорта в расчетные комплексы. + Надстройки для армирования и удобных аннотаций.

2) Revit - комплекс для BIM-проектирования (Building information modeling). Использовал на паре объектов, в целом для моей сферы искусственных сооружений пока что не очень актуально.

3) NormaCSnet - информационная система для поиска актуальных нормативов. Как это ни странно, но в свободном доступе не всегда можно найти актуальные действующие СП (своды правил), а разные редакции порой сильно отличаются и будут влиять на результаты проектирования.

4) NormCAD - программа для различных ручных расчетов по нормативным документам. В основном применяю для ручных расчетов по СП35.

5) Plaxis 2D, 3D - геотехнический комплекс МКЭ (метода конечных элементов). Для различных расчетов, в которых необходимо учесть взаимодействие конструкций с грунтами основания. Будь то расчеты устойчивости склонов, подбора ограждающих конструкций котлована и т.д. (Сейчас еще пробую российский аналог SIO2D).

6) Midas GTS NX - так же геотехнический комплекс МКЭ. Менее удобный и понятный для меня в интерфейсе, но иногда имеющий более гибкие настройки и различные варианты применения.

7) Лира СОФТ 10.12 - МКЭ комплекс для расчета строительных конструкций. Применяю для расчета ЖБ и МК конструкций, зданий и сооружений. Вычисление перемещений, внутренних усилий и подбора армирования для дальнейшего создания арматурных чертежей.

8,9) Лира-САПР, SCAD - так же МКЭ комплексы для расчета строительных конструкций. Иногда работаю и в них, когда есть такие требования, но в целом лично для меня они менее удобны. Тут скорее дело привычки.

10) SCAD office - множество мини программ для расчета нагрузок конструкций и т.д. Например "Арбат" - для расчета ЖБ и "Кристалл" - для расчета МК.

11) Microsoft Office - офисные приложения, как Word, Excel, PowerPoint также необходимо знать. Они нужны для оформления пояснительных записок, ручных расчетов и в целом сильно облегчают жизнь, если уметь ими пользоваться (особенно Excel). В нем веду все проекты в плане сохранения исходных данных, ссылок, расчетов, чтобы всегда можно было вернуться и понять, что и почему было принято именно так.

12) Google - да, да, пользоваться им тоже не все умеют. И вопрос, который можно найти в первой строке результатов поиска, многие не способны отыскать самостоятельно. Для инженера очень важно уметь искать информацию и находить ее, анализировать и иметь источники, на которые можно ссылаться, ведь порой найти ответ на казалось бы простой вопрос, довольно непросто. Также различные форумы, ютуб и базы знаний бывают очень полезны в изучении нового.

13) Telegram, Whatsup, Mail - мессенджеры и почта. Ими тоже умеют пользоваться не все и не могут правильно формулировать свои вопросы и переписку, не отправлять ответные письма на @ All и т.д.

14) Zoom, Яндекс.Телемост, МТС-линк - различные сервисы для организации онлайн совещаний также пригождаются.

Вот такой вышел список, конечно же есть еще разные программы, которые использую реже, как Geowall, StatPile и т.д. Но в целом процесс обучения чему-то новому постоянно продолжается, ведь только так можно развиваться, расти как специалисту и оставаться компетентным.💪

Про какую программу хотели бы более детальный разбор? Пишите в комментариях.😉

Частый вопрос инженерам - в каких программах они работают?
Конечно, программы - это лишь инструмент, который позволяет достигать определенных целей: сделать расчет, определиться с конструктивными решениями, сделать чертеж, передать строителям, чтобы они уже воплотили это в реальность.

Как и владение любым инструментом или машиной не делает тебя водителем, если не знаешь основ того, что делаешь (например уметь водить машину, но не знать правил дорожного движения), так и владение интерфейсами программам не делает из тебя инженера.

Тем не менее без знания различных программ не обойтись и их нужно изучать!

Как проверить устойчивость склона?

Оценка устойчивости системы "грунт-конструкция" является одной из ключевых проблем в геотехнических расчётах и проектировании. Она связана с проверкой по первой группе предельных состояний и заключается в том, чтобы расчётная нагрузка не превышала предельную несущую способность системы.

Если это условие нарушается, то сооружение может полностью выйти из строя, что приведёт к аварии катастрофического характера (сооружение "съедет" по склону). Поэтому такая проверка особенно важна при проектировании подпорных стен, дорог, а также при строительстве сооружений и зданий на склонах.

Существуют различные аналитические методы, как метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения. При расчете по нему вручную выбираются вероятные поверхности скольжения, и массив в пределе этой поверхности делится на секторы. Для каждого такого сектора вычисляются удерживающие и сдвигающие силы. Удерживающими выступают силы трения по поверхности, а сдвигающими проекции силы тяжести. Силы суммируются и вычисляется коэффициент устойчивости, равный частному от удерживающих сил к сдвигающим. (Аналогичные методы используются и для проверки устойчивости стенок).

Современные расчетные комплексы используют другой метод - метод снижения прочностных параметров грунта "Phi-C reduction". Угол внутреннего трения (Phi) и сцепление (С) снижаются до тех пор, пока система не теряет устойчивость. Таким образом автоматически выбирается наиболее опасная поверхности скольжения. Коэффициент устойчивости в данном случае - ΣMsf - safety factor. То есть то на сколько надо поделить ф,C, чтобы получить коэффициент устойчивости равный 1.

Второй метод позволяет учитывать гораздо больше факторов и рассчитывать сложные системы. но и надо не забывать про то, что этот коэффициент зависит от вводимых параметров расчета, как например число шагов,

поэтому инженер всегда анализировать получаемые результаты.

Привести примеры, когда одна и та же схема при разных параметрах будет давать разные результаты? Ставь реакцию, и следующий пост будет об этом.

Вот пример, когда одна и та же схема при разных настройках решателя - шаг расчета и заданные кластеры для снижения в них прочностных параметров, дает разные результаты.

Сделали расчет такого склона, смотрим коэффициент устойчивости и видим, что он менее допускаемых. Если дальше не анализировать схему разрушения, то думаем, что склон не устойчив. Но в действительности это не так!

Устойчивость теряет эта небольшая насыпь, которая для нас не представляет интереса (условный пример). И если ее исключить из расчета, то сам склон вполне устойчив.

Поэтому важно всегда анализировать получаемые результаты, в этом деле пока что компьютеры инженеров не заменили! Они не понимают, что именно вы хотите получить и какие результаты вас интересуют.

Эпюры, мозаики, изополя...
В чем разница?

Эпюры - распределения какой-либо величины по длине объекта в стержнях или сечениях конструкции в виде графика.

Мозаики - распределение величины в стержнях или сечениях, а также плоских элементах в виде мозаики, в которой каждому конечного элементу соответствует свое значения. Так как усилия вычисляются для центров тяжестей каждых элементов, то это наиболее точное отображение. (перемещения вычисляются для узлов).

Изополя - распределение величины в плоских или объемных элементах в виде плавных полей, которые строятся путем интерполяции значений между значениями в конечных элементах или узлах.

Значения по мозаикам и изополям могут отличаться. Это можно заметить и на рисунке, где пики сгладились и их значение уменьшилось в два раза.