Можно ли доверять калькулятору МЗЛФ 2.0?

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Спасибо, Михаил! Очень ценные замечания по рассчету МЗЛФ! Почему-то, ничего на эту тему не нашел в интернете.
Я убедился, пользуясь вашим калькулятором, что влажность грунта (глина) в наибольшей степени вляет на деформации фундамента. Поэтому хотелось бы сделать оптимальный проект МЗЛФ, без излишнего бетона и "могучего" армирования.
В моем случае, ниже плодородного слоя (30см) начинается толстый слой глины. Значит УГВ, даже с уровнем 6-8 м будет преобладающим фактором в увлажнении грунта под фундаментом? А я предполагал, что влиянием ГВ при моем УГВ можно пренебречь...

 

Так и есть. На такой глубине капиллярки почти нет уже. Но от атмосферы и верховодки воды может быть ещё меньше. Поэтому в общем объёме увлажнения УГВ скорее всего даёт наибольший вклад, но это в %, а в абсолюте цифра мала.

 

тааакс. я вопрос задал, а потом чуть позже сам понял, что вопрос не имеет смысла.
хотя Вы как-то и ответили.

ведь при рассчете в статике теплоемкость материала не имеет значения. (сам спросил - сам отвечаю )

но не всё так плохо. скачал я вот Элкат студ. версию. вижу в динамике он тоже рассчитывает.

но я так понял Вы стационарный рассчет использовали ?

думаю надо выбирать в Элкате нестационарный и интегер на 2592000секунд. то есть 3 месяца.

почему 3 месяца ?
вот неплохая статья.
https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3685

грубо говоря промерзать начинает с 1декабря, но уже 1марта начинается разморозка.

а от рассчетов в статике по-моему никакого смысла нет.

 

А еще лучше плиту прогнать по циклу за 2 года. с динамическими данными по температуре воздуха.

тока пока не понял как это в Элкате реализовать.
там есть объемная плотность тепловыделений с возможностью задавать оную по формулам. можно создать фейковый объект и по формуле менять его характеристики по времени. пойду думку думать.

 

А вот это самое сложное. Чтобы показать теплодинамические процессы как нестационарный процесс, надо связать все параметры системы кучей уравнений. И как это сделать? А самое главное, зачем, если есть более простой способ?

Моя мысль такая:

1. динамическое состояние системы воздух-грунт уже описано через замеры её состояний:

это температура воздуха

это температура грунта


Значения температуры описывают граничные условия существования системы воздух-грунт, они уже учитывают теплоёмкость грунта, скорость промерзания и т. д. Из сопоставления цифр видно, что изменение температуры грунта происходит с инерцией относительно температуры воздуха, т. е. отражает реальную теплоёмкость грунта.

По сути мы получили готовые решения уравнения t=f (x,h,lym) в виде матрицы значений, где t - температура грунта с сопротивлением lym на глубине h, x - температура воздуха.

2. Мы вводим в эту систему третий элемент - дом. В нём условно стабильная по году температура 20 градусов. Это новый статический объект в системе, он меняет распределение тепла в ней, но с точки зрения математики - это не переменная от времени, а от координаты по горизонту.

3. Другие элементы - фундамент и утеплитель, также вносят слабые искажения, т. к. теплоёмкости у утеплителя вообще нет, а у фундамента она пренебрежимо мала по сравнению с грунтом.

4. Поэтому динамическую картинку можно сформировать из набора статических кадров, как в кино. Я это сделал в элкуте как последовательность расчётов (не для Москвы, а для Владимира, поэтому цифры чуть отличаются):



и получил график изменения температуры под подошвой фундамента в динамике. А именно это и нужно было для проектирования защиты от промерзания - добиться того, чтобы температура под подошвой была всё время не ниже нуля.
Есть также картинки полей для каждого месяца, можно gif-ку сделать, типа фильма.

 

@Mihail1974, кстати ! я Вас сильно удивлю, но... в Элкате всё в кельвинах, а не в цельсиях.

долго не мог понять почему отмостка так хреново работает. а вот оно в чем дело ! не так задавал градусы.

Вам в статье кстати тоже всё надобыть пересчитать. обратите внимание на буковку (К) у Вас в температурной шкале слева.

побольше позже напишу. сонный уже весь.

 

Правда? И что изменится от того, что мы 273 добавим?



Чтобы было понятно, простая аналогия между теплом и электричеством:

Температура Т в тепловых полях - аналог напряжения U в электрических. Активное сопротивление R - аналог теплосопротивлению, сила тока I - тепловому потоку (правда с некоторой оговоркой).

А теперь закон Ома для участка цепи: I=U/R

При этом U - это разница напряжений на участке сопротивления R. Неважно, это разница между 220 В и 218 В, или 4 В и 2 В, нам нужна только разница, а она в обоих случаях будет 2 В. Поэтому и сила тока будет в обоих случаях одинаковая.

Поскольку элкут не позволяет выбрать систему единиц по температуре, а народ привык к Цельсию, то смысл городить огород, если суть не меняется? Или предлагаете буковку отфотошопить?

 

Выставил в калькуляторе УГВ более 3,2м, баланс влажности -> верхводка=0, осадки =20%, грунтовые воды=80%. Получил странный результат - относительная деформация = 0, а абсолютная - 4см, как такое возможно? Если относительная=0, значит и абсолютная тоже должна быть =0 !
Если в балансе влажности УГВ поставить 20%, а осадки 80% - деформация мизерная.
Так я и не понял, как калькулятор учитывает малый вклад УГВ в абсолютное увлажнение грунта.
Объясните пожалуйста.

 

@sergey8, относительная деформация - это неравномерность деформации. Абсолютная - это максимальное выпучивание грунта. Абсолютная деформация зависит от степени пучинистости грунта, температуры, нагрузки.
Абсолютная деформация не так страшна, как относительная. Если ведь дом равномерно немного поднимется - это не очень страшно. А вот относительная - это перекос. Фактор, который вызывают относительную деформацию - это скорость промерзания. Чем она выше, тем больше шансов, что промерзание будет происходить неравномерно и где-то больше выпучит, а где-то меньше. Если же промерзание идёт медленно, то оно обычно очень равномерное и перекоса не происходит.

Прогноз скорости промерзания делается из совокупности разных параметров, у Сажина есть специальная большая таблица для этого с заложенными значениями.

Теперь по влиянию источников увлажнения. Сам механизм пучения многократно описывался уже в разных источниках, он чем-то похож на процесс влагонакопления в стене. Т. е. на границе тепла и холода в грунте образуется своеобразная точка росы, где начинает собираться вода в пограничном состоянии. Равномерно распределённую по грунту влагу притягивает к этой зоне и там формируется линза, которая растёт.

Но, если основным источников увлажнения является не УГВ, а верховодка или осадки, то эта влага распределена в верхней части грунта, часто выше границы образования линзы, поэтому большая часть её уже замерзла и не может мигрировать. А значит и формирование линз идёт хуже. Но вот если основной источник - это УГВ, то линза может сосать и сосать воду с глубины, где она не замерзла и свободно по капиллярам может передвигаться, поэтому этот источник увлажнения самый "страшный", он может дать очень большую деформацию.

 

У Вас УГВ ниже 3.2 метра, это пороговое значение, после которого резко снижается возможность капиллярного подсоса воды, поэтому даже сильнопучинистые грунты пучатся уже значительно меньше. Более того, даже при верхнем замачивании вода "уходит" в объём и уже мало влияет на пучение.

Поэтому я и написал, что вклад источников будет небольшой в абсолютном значении, но в % распределение может быть разное, в зависимости от плотности и типа грунта. В плотной глине (Ваш случай, как я понял), если не делать специально постоянное замачивание сверху, влияние источников будет таким: УГВ -80%, всё остальное 20.

 

рассчитывая в статике не учитывая теплоемкость добавив 273 вроде ничего и не должно изменится.

не знаю насколько уместна аналогия с законом Ома, но как минимум Вы не всё учли.
по проводам мы передаем напряжение и ток в купе, то есть мощность.
для передачи условной мощности при понижении напряжения необходимо повышать ток. но вот беда, просто так ток не повысить - необходимо повышать сечение проводов.

то есть как минимум одна переменная обратно пропорциональная величине напряжения.

в чем-то аналогичные "фокусы" и с теплопроводностью. щаз попробую рассчеты сделать...

 

Вообще говоря, никаких фокусов тут нет, так как закон Ома распространяется на стационарные процессы. А если проводник перегорит от большого тока, то, в итоге, в устоявшейся системе, и тока не будет. В тепловой системе все так же и картинки отображали "вечный" устоявшийся процесс.

 

Чем отличаются электромагнитные излучения от тепловых и световых? Только длиной волны.

Возьмите любые законы для тепловых процессов и найдёте им аналоги в электрических. Более того, если рассматривать законы для постоянного тока, то они аналогичны законам гидравлики (формулы Бернулли и т. д.), напряжение - давление, сила тока - поток и т. д.

А кто говорит, что понижается напряжение (разница температур)? Мощность, выделяемая проводником с током P=UI, где U - разница напряжений на нём, I - протекающий ток. Какие бы не были абсолютные значения потенциала относительно какой-то другой точки, для определения выделяемой мощности важна только разница на этом участке цепи. Что прибавляйте, что не прибавляйте const, разница не изменится.

Я не пойму, что Вам не нравится в моих расчётах. Вы хотели увидеть расчёт в динамике, я Вам показал, как в динамике меняется температура под подошвой во всех точках системы:


Здесь каждый шаг соответствует месяцу: январь, февраль и т. д.

Зачем Вам нужна мощность и теплоёмкость для того, чтобы определить температуру в системе, не границах которой есть заданные графики температуры, непонятно. Если параллель с электрическими цепями провести, то вот Вам схема:



здесь:

• переменное напряжение по графику 1 - закон изменения напряжения (температуры) воздуха,
• переменное напряжение по графику 2 - закон изменения температуры грунта на уровне 1,6 метра
• сопротивления (точнее их проводимость) - аналоги теплосопротивлений слоём грунта и утеплителей

Школьная задача по физике исключительно на закон Ома и правила вычисления сопротивления (проводимости) при разных способах соединения. Такие раньше в 6 классе решали.
Если напряжения меняются в динамике, вольтметры покажут изменения также в динамике.

 

Забыл добавить, для понятности аналогии:

 

А если вспомнить правила дифференциации, то любой нестационарный процесс разбивается на элементарные стационарные, поэтому им прекрасно можно описать и нестационарный. Что я и сделал, разбив год на 12 месяцев.