Konstruktor budowlany

ryba · Wysłany: Sob 22:55, 13 Mar 2010 Temat postu: Kiedy stosować alfa_cc = 0,85

Witam, prośba - pytanie do praktykujących projektantów, kiedy stosujecie dla betonu alfa_cc = 0,85, jak interpretować zapis normy "dla elementów konstrukcyjnych o wyjątkowym znaczeniu, których zniszczenie pociągnęłoby katastrofalne skutki społeczne i materialne ... ?
Zawsze uważałem że to dotyczy obiektów typu zapora, most, hala widowiskowa itp., ale właśnie znajomy stwierdził że słupy w 5-cio kondygnacyjnym bloku mieszkalnym też są wyjątkowo ważne. Dla mieszkańców tego bloku na pewno są ważne ale czy dla całego społeczeństwa ?

Napiszcie proszę co o tym sądzicie.

burczynski · Wysłany: Nie 0:34, 14 Mar 2010 Temat postu:

Mówiąc niecałkiem serio to pytanie sprowadza się do tego, czy śmierć 50 ludzi to już katastrofalne skutki społeczne, czy też może trzebaby odnotować 200 zgonów. A tak na poważnie, to ja właśnie projektuję budynek 7-kondygnacyjny i dla słupów garażu oraz parteru przyjąłem to założenie zmniejszające, choć traktuję je w mojej sytuacji jako dodatkowe zabezpieczenie dla siebie i nie do końca uważam, że powinienem to robić w moim przypadku.

Osobiście nie za bardzo mi się podoba, że w normach widnieją takie nieostre zapisy. W razie (nie daj Boże) katastrofy zawsze znajdzie się jakiś prof. dr hab inż., który wytknie Ci, że powinieneś zastosować taki to a taki współczynniczek zmniejszający.

stanislove · Wysłany: Nie 10:48, 14 Mar 2010 Temat postu:

ALFAcc=0,85 jest zawsze dla betonów lekkich (niezależnie od sytuacji). A, że betony te w końcu i w naszym zacofanym technologicznie kraju muszą wejść, bo są po prostu dobre, to warto o tym pamiętać.

A, to czy przyjmować taki współczynnik dla słupa, to jest problem bardzo złożony. W zasadzie ja bym nie przyjmował takiego współczynnika, bo na beton już z założenia masz nałożony współczynnik GAMMAc=1,4 (tak przynajmniej jest wg EC2, niestety nie napisałeś o jaką normę chodzi, w każdym razie wg PNa jest 1,5).

Nie przesadzajmy, jak jest dobra wytwórnia i dobra ekipa układa beton, to B20 może osiągnąć i 25 i więcej MPa wytrzymałości. A Ty dzielisz te 20 przez 1,4 albo i 1,5.

Jeżeli stosujesz takie podejście, że komuś coś się może stać, to KAŻDY element musiałby mieć ALFAcc=0,85. Zostawmy jednak ten współczynnik dla bardziej odpowiedzialnych rzeczy typu: budynki wysokie/wysokościowe, wielkie wsporniki nad ruchliwymi chodnikami, fundamenty pod wysokimi masztami itp.

Rozumiem, że inżynier chce spać spokojnie, ale jest jeszcze ekonomia i w pewnym momencie te współczynniki i normowe i własne tak się nawarstwiają, że elementy są niekiedy i 2x większe niż potrzeba.

Liczyłem nawet w lato garaż podziemny pod budynek mieszkalny (oczywiście wszystkie ściany nośne kończyły się na wysokości parteru, bo architekt chciał dużo przestrzeni w garażu, hehe) i podciąg gonił podciąg, ale jakoś nawet mi przez myśl nie przeszło, żeby w takiej sytuacji obniżać jeszcze nośność betonu.

ynio · Wysłany: Nie 11:36, 14 Mar 2010 Temat postu:

robiłem swojego czasu ekspertyzę elementów konstrukcyjnych pewnego obiektu i mimo że beton był z wytwórni (B20) to w niektórych słupach było B12.5, B15 a w płytach B25. Winikało to jedynie ze słabego zawibrowania słupów co uwidoczniało się częściowo odkrytym zbrojeniem po zdjeciu deskowania.

ryba · Wysłany: Nie 12:42, 14 Mar 2010 Temat postu:

Liczę wg PN, więc mam GAMMA_c = 1,5, do tego wszystkie współczynniki obciążeń itd.
Jak napisałem na początku i podobnie jak "stanislove" sam nigdy nie stosowałem tego ograniczenia wytrzymałości tylko znajomy zasiał we mnie wątpliwości.
Może to brzmi nieco cynicznie ale taka jest prawda, śmierć kilku lub kilkudziesięciu ludzi nie ma katastrofalnych skutków społecznych. Oczywiście z tego nie wynika ani odrobina lekceważenia w moim podejściu do projektowania, jednak nie możemy wszystkiego projektować tak żeby było odporne na "idiotę-budowlańca" który nie wie że wibratora używa się na budowie albo spadające samoloty. Poza tym czy takie podejście nie prowadzi do błędnego koła, wykonawca (ten "mądry") widząc bardzo ciężkie elementy olewa jakość "bo i tak będzie stało" a projektant widząc jakość niektórych robót projektuje z coraz większym zapasem itd.
Do analizy skutków awarii dodał bym jeszcze sprawę wagi konkretnego elementu w konstrukcji, jeżeli jeden maszt podtrzymuje całą konstrukcję to nie to samo co słupy w piwnicy których jest 50 i uszkodzenie jednego z nich nie powinno spowodować zawalenia całego budynku.

Kolega "burczynski" projektuje najniższe słupy z obniżonym alfa_cc, pytanie czy w takim przypadku do tego dokładasz jeszcze zapas od siebie (chyba każdy kogo znam projektuje słupy z zapasem 10~20%) czy wtedy przekrój dobierasz na 95~100% nośności ?

ryba · Wysłany: Nie 13:07, 14 Mar 2010 Temat postu:

ynio, ja również miałem teki przypadek na budowie "swojego" bloku, wykonawca zamiast B25 zrobił słupy z piasku i cementu mieszanego na budowie i wyszło mu B12-B15 - niestety to był pomysł również kierownika budowy, na szczęście jest jeszcze inspektor nadzoru.
W tym przypadku praktycznie im się upiekło bo w większości dotyczyło to słupów które ze względów architektonicznych miały bardzo durzy przekrój i po przeliczeniu wyszło że musieli rozebrać tylko 1 z 8 czy 10szt.
Byłem wtedy tą sytuacją zaskoczony, myślałem że takie kwiatki zdarzają się tylko na domkach a nie normalnych, większych budowach, ale tak naprawdę nie zwiększyłem znacząco "zapasów" własnych w projektowaniu, co najwyżej tym bardziej starannie staram się robić projekty żeby moje błędy czy uproszczenia nie nałożyły się na błędy wykonawstwa.

burczynski · Wysłany: Nie 13:12, 14 Mar 2010 Temat postu:

Z tym zapasem nośności to nie takie proste. Z reguły modeluję pełną geometrię konstrukcji w 3D. Najczęściej jest tak, że wynikowe siły są mocno zróżnicowane, bo np. są nieco inne rozpiętości przęseł. Oprócz myślenia o zużyciu materiału trzeba też zachować rozsądek przy mnożeniu ilości typów elementów konstrukcyjnych. Stąd przy ujednolicaniu niektórych elementów wychodzi, że jedne mają zapas np. 20%, a inne np. 35%. Zależy jeszcze co kto rozumie przez zapas. Oczywiście pamiętam o istnieniu częściowych współczynników bezpieczeństwa w metodzie stanó granicznych (m. in. współczynnik obciążenia, współczynnik materiałowy).

I jeszcze mała dygresja. Projektowałem niedawno budynek czterokondygnacyjny posadowiony na płycie fundamentowej. Gdybym pominął osiadanie płyty wielu projektantów powiedziałoby, że nie robię niczego niestosownego. Tymczasem w jednym ze słupów różnica w sile osiowej między sytuacją braku osiadania płyty, a jego uwzględnieniem była jak 600kN do 1000kN. Czyli przy uwzględnieniu osiadania płyty (gr. 40cm) dostałem więc wzrost o ponad 60%. Nie oznacza to oczywiście, że mamy projektować z aż tak dużymi zapasami. Chciałem jedynie przestrzec przed projektowaniem na 100% nośności w sytuacji, gdy układ konstrukcyjny jest skomplikowany. W praktyce naprawdę ciężko uwzględnić wszystkie istotne dla konstrukcji aspekty. Już parę razy widziałem jak się kończy takie projektowanie. Przykładowo w konstrukcji o bardzo nietypowym kształcie i trudnej do oceny intensywności obciążeń klimatycznych przyjęto wytężenie części elementów na poziomie 98% (bez przesady) przy jednoczesnym zastosowaniu współczynników jednoczesności obciążenia. Na dzień dzisiejszy z powodu remontu nowejk konstrukcji Inwestor jest 2mln zł w plecy (także z powodu innych błędów na tej budowie). Całe szczęście, że nikt nie zginął, bo było to naprawdę realne.

ryba · Wysłany: Nie 15:25, 14 Mar 2010 Temat postu:

To że grupuje się przekroje zbliżone to jest dla mnie oczywiste, uważam że cała grupa jest tak mocna jak jej najsłabszy element, czyli ten "zapas" o którym piszemy dotyczy tylko kilku elementów najbardziej wytężonych a nie wszystkich po równo.
Ostatnio również nurtuje mnie problem wpływu osiadania na rozkład obciążeń i niedoskonałości modeli analitycznych, może właśnie ze względu na bardzo dużą niedoskonałość modelowania pracy gruntu oraz jego parametrów przez wiele lat przyjmowało się sztywne podpory.
Chyba u Starosolskiego przeczytałem że takie przybliżenie jest dopuszczalne, a dodatkowo sam sobie to tłumaczę tak, że jest ono lepsze od nieudolnej analizy osiadania. Tak jak napisałeś różnice w niektórych miejscach mogą być kolosalne ale wychodzimy od sztywnej bazy (która sama w sobie nie zawiera błędów) i jeśli do tego dodamy plastyczną redystrybucję sił to ten błąd jest "do przełknięcia".
Jednak gdy wprowadzimy analizę współpracy konstrukcji z gruntem i wpływ osiadań na siły wewnętrzne to po pierwsze należałoby mieć wiarygodne parametry gruntu, po drugie dobry model obliczeniowy (podłoże winklerowskie z Robota odpada) a dodatkowo często należałoby wprowadzić do analizy czynnik czasu, obciążenia przykładamy od razu a w wyniku reologii, osiadań itd. następuje redystrybucja sił za jakiś czas. W związku z tym np. płyta na podłożu winklerowskim wykazuje często na krawędzi największe ugięcia a w rzeczywistości jest odwrotnie, więc modelując konstrukcję w 3D z podłożem wygeneruję większy błąd niż w modelu na podporach sztywnych.
Stwierdziłem że na tym etapie mojego rozwoju zawodowego zdaję sobie sprawę z istnienia problemu ale jest to problem zbyt skomplikowany żebym mógł podjąć się rzetelnej analizy - wniosek - unikać skomplikowanych projektów. Oczywiście nie próbuję krytykować Twojego podejścia tylko przedstawiam swoje rozważania na ten temat.

A jeśli chodzi o awarię o której piszesz, to niestety jeśli inwestor często z jednej strony ciśnie żeby projekt był oszczędny a z drugiej oszczędza na porządnym wykonawcy i rzetelnym nadzorze.
Napisz czy ten projekt zawierał błędy, a jeśli tak to czy były błędne założenia schematy itp. czy też uważasz że projektowanie na 100% normy w niektórych przypadkach jest bardzo niebezpieczne i prowadzi do awarii.

burczynski · Wysłany: Nie 16:56, 14 Mar 2010 Temat postu:

Moim zdaniem przez wiele lat przyjmowało się sztywne podpory, bo praktycznie nie było dostępu do MES. Przy okazji: chylę czoła przed starszymi projektantami, którzy np. rozwiązywali maszty radiowe jako belki na nieliniowo sprężystych podporach. Jeśli ktoś używał kiedyś normy PN-B-03204:1979 "Konstrukcje stalowe. Maszty oraz wieże radiowe i telewizyjne. Obliczenia statyczne i projektowanie" wie, o czym mówię.

Zdaję sobie sprawę z faktu, że podłoże liniowo-sprężyste to duże uproszczenie w stosunku do realnego (silnie nieliniowego) zachowania się gruntu. Jednak nie mogę się pogodzić z faktem, że przyjęcie podłoża sprężystego jest z gruntu gorsze, niż zupełne pominięcie jego podatności. To raczej nie jest takie proste i wydaje mi się, że zależy od różnych czynników. Jeśli znasz jakieś badania na ten temat, bardzo chętnie poczytam.

Teoretycznie można zastosować w Robocie powierzchniowe podpory nieliniowo sprężyste, tylko nie byłoby tak łatwo określić zależność siła-przemieszczenie dla takiej podpory.

Oczywiście same badania gruntowe zawierają w sobie dużą dozę niedokładności, choćby z racji tego, że są wykonywane punktowo, a my ekstrapolujemy wyniki na duży obszar.

Czynnik czasu, o którym piszesz też ma pewnie spore znaczenie i to nie tylko z uwagi na reologiczną zmienność parametrów materiałowych, ale też na kolejność realizacji obiektu. Modelując konstrukcje postępujemy prawie zawsze tak, że tworzymy całość geometrii "w stanie nieważkości" i potem dopoero przykładamy obciążenie. Tymczasem realnie jest to tak, że obciążenia (przede wszystkim grawitacyjne) narastają stopniowo i są przykładane do coraz to różnych schematów statycznych. Efekt ten w niektórych sytuacjach może nie mieć najmniejszego znaczenia, ale w innych już niekoniecznie.

Jesli dobrze rozumiem Twoją wypowiedź to chyba zgadzamy się w pełni co do jednego: pomimo używania stosunkowo zaawansowanych modeli MES ciągle nie oddajemy w pełni pracy konstrukcji. I raczej tak już pozostanie, bo inaczej każdy projekt przyjmowałby kształt dobrego doktoratu. Smile

stanislove · Wysłany: Pon 11:02, 15 Mar 2010 Temat postu:

burczynski · Wysłany: Pon 12:10, 15 Mar 2010 Temat postu:

Z pewnością jest do uchwycenia odpowiednie zamodelowanie charakterystyki nieliniowej podłoża sprężystego. Są odpowiednie modele materiałowe gruntu, dające całkiem poprawne wyniki. Analizując taki model przestrzenny gruntu dałoby się znaleźć rozsądne przejście na podłoże nieliniowe w Robocie. Z uwagi na stopień trudności i pracochłonności to zadanie czysto akademickie, nie do przeniesienia na codzienną praktykę inżynierską.

Jeśli chodzi o połączenia podatne, to wiem, że istnieje na świecie sporo baz danych zależności moment-rotacja dla bardzo wielu różnych połączeń. Moim zdaniem sprzężenie takich baz z programem do analizy byłoby rozsądnym sposobem na realne stosowanie połączeń podatnych w praktyce projektowej. Niestety weryfikacja wzorów jest możliwa tylko w MES lub podczas eksperymentu na rzeczywistych elementach. Kolejne "niestety": po przekroczeniu granicy sprężystości w połączeniu powstaje luz, co przy dużej zmienności obciążeń powoduje kolejny kłopot analityczny.