Динамический расчет (расчет собственных значений).
Конструктивная часть
Настоящий расчет выполнен с применением автоматизированного программного комплекса «ProFet & Stark_ES (версия 2.14)».
Расчетная модель подробно описывает конструктив здания, в том числе с учетом грунтовых условий. Целью расчета является получение данных для конструирования всех основных несущих конструкций здания.
В данном расчете рассматривается блок-секция в осях 5-7.
Исходные данные
Местные условия:
- Район по весу снегового покрова – I ;
- Район по ветровому давлению – IV;
- Сейсмичность района строительства – 7 баллов;
- Сейсмичность площадки строительства – 7 баллов;
- Категория грунта (СНиП II-7-81) – II.
- Категория трещиностойкости – I.
Конструирование армирования плиты перекрытия
Для армирования фундаментной плиты применяется следующая арматура:
-продольная вдоль оси Х- А-III;
- продольная вдоль оси Y- А-III;
- поперечная- А-I;
По результатам расчета получаем площадь продольной арматуры:
Верхнее армирование.
- площадь вдоль оси Х- 5см2/пм;
- площадь вдоль оси Y- 4,6см2/пм;
Нижнее армирование.
- площадь вдоль оси Х- 2,6см2/пм;
- площадь вдоль оси Y- 4,6см2/пм;
Принимаем раскладку арматуры.
Верхнее армирование.
- вдоль оси Х устанавливаем арматуру диаметром 12мм с шагом 300мм;
- вдоль оси Y устанавливаем арматуру диаметром 12мм с шагом 300мм.
Нижнее армирование.
|
|
|
- вдоль оси Х устанавливаем арматуру диаметром 8мм с шагом 300мм;
- вдоль оси Y устанавливаем арматуру диаметром 8мм с шагом 300мм;
В местах с повышенным внутренним напряжением дополнительно устанавливаются сетки из арматуры. При верхнем армировании - диаметром
6мм с шагом 300мм. При нижнем армировании - диаметром 6мм с шагом 300мм.
Эпюры армирования приведены на рисунках 9 и 10.
Арматура верхняя и нижняя устанавливается в виде плоских каркасов. В проектном положении каркасы закрепляются с помощью бетонных вкладышей.
Более детальное конструирование приведено на листе графической части.
Конструирование арматуры колонны
Для армирования фундаментной плиты применяется следующая арматура:
-продольная - А-III;
- поперечная - А-I;
По результатам расчета получаем процент армирования сечения колонны:
- симметричная арматура – 0,9%;
- несимметричная арматура – 0,9%;
Принимаем 6 стержней диаметром 30мм арматуры класса А-III. Поперечная арматура класса А-I устанавливается с шагом 200мм.
Общая часть
1.1 Настоящий расчет выполнен с применением автоматизированного программного комплекса «ProFet & Stark_ES (версия 2.14).
1.2 Расчетная модель подробно описывает конструктив здания, в том числе с учетом грунтовых условий. Целью расчета является получение данных для конструирования всех основных несущих конструкций здания.
|
|
|
1.4 Исходные данные.
1.4.1 Местные условия:
- Район по весу снегового покрова – I ;
- Район по ветровому давлению – IV;
- Сейсмичность района строительства – 7 баллов;
- Сейсмичность площадки строительства – 7 баллов;
- Категория грунта (СНиП II-7-81) – II.
1.4.2 Геометрия.
 | |||
 | |||
1.4.3 Фундамент.
Фундамент – монолитная плита толщиной 700 мм. Грунтовые условия площадки строительства приняты по данным технического отчета об инженерно – геологических изысканиях, выполненных ООО «Изыскатель» в 2001 г. по заказу 01-1041.
В расчетной схеме грунтовое основание моделируется заданием коэффициента упругого равномерного сжатия Cz. Для вычисления средневзвешенного Cz необходимо определить границу сжимаемой толщи. Определение H производим по формулам 8 и 9 прилож.2 [6]:
H = Hs + Hcl / 3
Hs = (Ho + yB)kp = (6+0,1x18)x0,95= 7,41 м. – для песков.
H=(9+0,15x18)x0,95=11,12 м – для глинистых грунтов.
Hcl=(0,9+1,8+3,3+1,1)=7,1 м, таким образом,
H = 7,41 + 7,1 / 3 = 9,8 м.
|
|
|
Czср = (29000x0,9+33700x1,8+65800x3,3+22900x0,8+27400x1,1+34000x1,9) / (0,9+1,8+3,3+0,8+1,1+1,9) = 42546 кН/м3.
2.1 Нагрузки.
В расчетной схеме заданы следующие расчетные нагрузки :
Постоянные :
– на перекрытие – 4 кН/м2 (в том числе, вес полов – 2 кН/м2, вес перегородок – 2 кН/м2);
– вес наружных стен – 15,0 кН/м;
– вес вентиляционных блоков – 10,2 кН (нагружение №1);
– вес балконного ограждения – 3,3 кН/м ;
– вес кровли – 2 кН/м2.
Временные:
– на перекрытие – 1,95 кН/м2;
– на чердачное перекрытие – 0,9 кН/м2;
– лестничные клетки – 3,6 кН/м2;
– снеговая – 0,9 кН/м2;
Постоянные нагрузки содержатся в нагружении №1, временные – №2, нагрузки от собственного веса конструкций программой учитываются автоматически.
| ||||
 | ||||
3. Расчет
3.1 Входные данные.
Расчетная модель здания подготовлена в программе «ProFEt», в виде позиций, и там же, преобразована в конечно–элементную порядок (FE–модель).
Порядок системы:
– количество элементов – 22059
– количество узлов –20735
– количество уравнений – 124176.
 |
 |
Динамический расчет (расчет собственных значений).
|
|
|
Для расчета и анализа системы задано исследование 10 собственных значений, результаты представлены в таблице и на рисунках, протокол расчета см. приложение А.
Собственные частоты
| N формы | W рад/с | f Гц | T с |
| 1 | 5.00 | 0.80 | 1.26 |
| 2 | 5.37 | 0.86 | 1.17 |
| 3 | 7.36 | 1.17 | 0.85 |
| 4 | 24.30 | 3.87 | 0.26 |
| 5 | 28.58 | 4.55 | 0.22 |
| 6 | 31.04 | 4.94 | 0.20 |
| 7 | 38.01 | 6.05 | 0.17 |
| 8 | 43.35 | 6.90 | 0.14 |
| 9 | 45.31 | 7.21 | 0.14 |
| 10 | 47.00 | 7.48 | 0.13 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
3.3 Ветровое воздействие.
Ветровая нагрузка приложена к зданию в виде узловых сил в двух направлениях, вдоль оси Y и вдоль оси X.
3.4 Сейсмическое воздействие.
Расчет на сейсмическую нагрузку проводился по пункту 2.2а [3]. Расчетная сейсмичность – 7 баллов. Принимались следующие значения коэффициентов: А=0,1, К1=0,25, Кψ=1,3.
Амплитудные коэффициенты ускорений приняты по рекомендациям [10], по формулам:
– для поступательных перемещений
I(B) = g * A * K1 * Кψ * Χ1(B),
Χ1(B) = eα(B-25) = 1, так В< 25 м – наименьший размер сооружения в плане.
I(B) = 10 * 0,1 * 0,25 * 1,3 * 1 = 0,325
– для вращательных перемещений
W(B) = g * A * K1 * Кψ * w’ * Χ2(B),
Χ1(B) = eβ(B-25) = 1, так В< 25 м – наименьший размер сооружения в плане.
w’ = 6 * 10-2 (по [10] для грунтов 2 категории)
W(B) = 10 * 0,1 * 0,25 * 1,3 * 6*10-2 * 1 = 0,02
При расчете на сейсмику задано три расчетных воздействия – два поступательных и одно вращательное, которые представлены на рисунке. Направления воздействий выбраны по направляющим косинусам первых трех форм колебаний. Для каждого воздействия созданы по 10 (на каждую форму) статических нагружений. Факторы участия каждой формы в воздействии см. приложение Б.
 |
 |
 |
3.5 Статический расчет.
В статическом расчете участвуют следующие нагружения:
– НГ1 – постоянная нагрузка;
– НГ2 – временная нагрузка на перекрытие;
– НГ3 – ветровое воздействие вдоль оси Y;
– НГ4 – ветровое воздействие вдоль оси X;
– НГ5–НГ13 – сейсмическое воздействие S1;
– НГ14–НГ21 – сейсмическое воздействие S2;
– НГ22–НГ29 – сейсмическое воздействие S3.
Для анализа усилий заданы следующие комбинации:
– К1 – (НГ1 + НГ2 );
– К2 – (НГ3);
– К3 – (НГ4);
– К4 – (НГ5 +…+ НГ13);
– К5 – (НГ14 +…+ НГ21);
– К6 – (НГ22 +…+ НГ29).
Протокол статического расчета см. приложение В.
3.5.1 Усилия в плоскостных элементах.
 |
 | |||
 | |||
 | |||
 | |||
 | |||
 | |
 |
 |
 | |
 |
 | |
 |
 | |||
 | |||
 |
 | |||
 | |||
 |
 |
 | |||
 | |||
 |
 |
 | |||
 | |||
 | |||
3.5.2 Расчетные сочетания усилий (РСУ) в стержневых элементах.
 | |||
 | |||
 |
| |||
 | |||
 |
 |
Расчетные сочетания усилий определены для всех стержневых элементов, далее приводятся данные для расчета РСУ и результаты для одного элемента (№ 21991). Выше приводится нумерация колонн техподполья, 1, 2, 3 этажей и чердака.
Определение расчетных сочетаний усилий по СНиП 2.01.07-85
Проект ur_rest5
Типы комбинаций нагружений : основные и особые комбинации
Число элементов для которых определяется РСУ: 1
Тип элемента: 3D-балка
Выбор по: наихудшим сочетаниям,
по расчетным и нормативным значениям усилий,
по полным и длительным значениям усилий,
по группе усилий Nr, Mt, Ms
Знак сейсмического нагружения:
по знаку формы, дающей максимальный вклад
Число нагружений: 7
Нагружение 1 (Nfea 1): постоянное, Kн = 1.10, Kд = 1.00
Нагружение 2 (Nfea 2): кратковременное, Kн = 1.30, Kд = 0.20
Нагружение 3 (Nfea 3): кратковременное, знакопеременное,
Kн = 1.40, Kд = 0.00
Нагружение 4 (Nfea 4): кратковременное, знакопеременное,
Kн = 1.40, Kд = 0.00
Нагружение 5 (Nfea 5 - 13): особое, сейсмическое, знакопеременное,
Kн = 1.00, Kд = 0.00, 9 форм
Нагружение 6 (Nfea 14 - 21): особое, сейсмическое, знакопеременное,
Kн = 1.00, Kд = 0.00, 8 форм
Нагружение 7 (Nfea 22 - 29): особое, сейсмическое, знакопеременное,
Kн = 1.00, Kд = 0.00, 8 форм
Несочетаемые нагружения:
Группа 1: 3, 4
Группа 2: 3, 4, 5, 6
Группа 3: 5, 6
Группа 4: 3, 4, 7
Сопутствующие нагружения:
Группа 1:
Основное нагружение: 5
Сопутствующие нагружения: 7
Группа 2:
Основное нагружение: 6
Сопутствующие нагружения: 7
Примечание. Порядок следования типов сочетаний:
1) расчетные полные,
2) расчетные длительные,
3) нормативные полные,
4) нормативные длительные.
Элемент N 21991
Длина элемента = 1.375 м
Количество сечений: 2
Количество допустимых комбинаций нагружений: 18
Сечение N 1
Координата сечения 0 м
Число РСУ по основным комбинациям 10
| Расчетные сочетания усилий N Усилие Усилие Момент Усилие Момент Момент соч. Nr, кН Qs, кН Mt, кНм Qt, кН Ms, кНм Mr, кНм |
| 1 |
| Номера нагружений: 1 3 |
| Коэффициенты сочетаний: 1.00 1.00 |
| -2101.00 5.60 8.99 1.80 -1.25 -0.07 |
| -2124.13 -2.60 2.90 1.69 -1.26 -0.07 |
| 2 |
| Номера нагружений: 1 4 |
| Коэффициенты сочетаний: 1.00 1.00 |
| -2125.86 -2.70 2.79 2.89 -0.65 -0.04 |
| -2124.13 -2.60 2.90 1.69 -1.26 -0.07 |
| 3 |
| Номера нагружений: 1 3 |
| Коэффициенты сочетаний: 1.00 -1.00 |
| -2147.27 -10.80 -3.20 1.57 -1.27 -0.07 |
| -2124.13 -2.60 2.90 1.69 -1.26 -0.07 |
| 4 |
| Номера нагружений: 1 4 |
| Коэффициенты сочетаний: 1.00 -1.00 |
| -2122.41 -2.50 3.00 0.48 -1.86 -0.10 |
| -2124.13 -2.60 2.90 1.69 -1.26 -0.07 |
| 5 |
| Номера нагружений: 1 2 |
| Коэффициенты сочетаний: 1.00 1.00 |
| -2370.71 -4.01 2.94 1.94 -1.43 -0.08 |
| -2173.45 -2.88 2.90 1.74 -1.29 -0.07 |
| 6 |
| Номера нагружений: 1 2 3 |
| Коэффициенты сочетаний: 1.00 0.90 0.90 |
| -2325.23 3.51 8.42 2.02 -1.41 -0.08 |
| -2170.98 -2.87 2.90 1.74 -1.29 -0.07 |
| 7 |
| Номера нагружений: 1 2 4 |
| Коэффициенты сочетаний: 1.00 0.90 0.90 |
| -2347.60 -3.96 2.84 3.00 -0.87 -0.05 |
| -2170.98 -2.87 2.90 1.74 -1.29 -0.07 |
| 8 |
| Номера нагружений: 1 2 4 |
| Коэффициенты сочетаний: 1.00 0.90 -0.90 |
| -2344.50 -3.78 3.02 0.83 -1.96 -0.11 |
| -2170.98 -2.87 2.90 1.74 -1.29 -0.07 |
| 9 |
| Номера нагружений: 1 2 3 |
| Коэффициенты сочетаний: 1.00 0.90 -0.90 |
| -2366.87 -11.25 -2.55 1.82 -1.42 -0.08 |
| -2170.98 -2.87 2.90 1.74 -1.29 -0.07 |
| 10 |
| Номера нагружений: 1 |
| Коэффициенты сочетаний: 1.00 |
| -2124.13 -2.60 2.90 1.69 -1.26 -0.07 |
| -2124.13 -2.60 2.90 1.69 -1.26 -0.07 |
Число РСУ по особым комбинациям 8
| Расчетные сочетания усилий N Усилие Усилие Момент Усилие Момент Момент соч. Nr, кН Qs, кН Mt, кНм Qt, кН Ms, кНм Mr, кНм |
| 1 |
| Номера нагружений: 1 5 |
| Коэффициенты сочетаний: 0.90 1.00 |
| -1807.41 33.11 29.10 2.00 -1.11 -0.03 |
| -1911.72 -2.34 2.61 1.52 -1.13 -0.06 |
| 2 |
| Номера нагружений: 1 6 |
| Коэффициенты сочетаний: 0.90 1.00 |
| -1895.43 -0.44 4.17 11.82 4.06 0.74 |
| -1911.72 -2.34 2.61 1.52 -1.13 -0.06 |
| 3 |
| Номера нагружений: 1 5 |
| Коэффициенты сочетаний: 0.90 -1.00 |
| -2016.04 -37.79 -23.89 1.03 -1.16 -0.09 |
| -1911.72 -2.34 2.61 1.52 -1.13 -0.06 |
| 4 |
| Номера нагружений: 1 6 |
| Коэффициенты сочетаний: 0.90 -1.00 |
| -1928.01 -4.23 1.04 -8.78 -6.32 -0.87 |
| -1911.72 -2.34 2.61 1.52 -1.13 -0.06 |
| 5 |
| Номера нагружений: 1 2 6 |
| Коэффициенты сочетаний: 0.90 0.50 1.00 |
| -2018.72 -1.15 4.19 11.94 3.97 0.73 |
| -1951.17 -2.57 2.61 1.56 -1.16 -0.06 |
| 6 |
| Номера нагружений: 1 2 5 |
| Коэффициенты сочетаний: 0.90 0.50 1.00 |
| -1930.69 32.40 29.12 2.13 -1.20 -0.04 |
| -1951.17 -2.57 2.61 1.56 -1.16 -0.06 |
| 7 |
| Номера нагружений: 1 2 6 |
| Коэффициенты сочетаний: 0.90 0.50 -1.00 |
| -2051.30 -4.94 1.07 -8.65 -6.41 -0.87 |
| -1951.17 -2.57 2.61 1.56 -1.16 -0.06 |
| 8 |
| Номера нагружений: 1 2 5 |
| Коэффициенты сочетаний: 0.90 0.50 -1.00 |
| -2139.32 -38.49 -23.87 1.16 -1.24 -0.10 |
| -1951.17 -2.57 2.61 1.56 -1.16 -0.06 |
2.6 Армирование.
2.6.1 Армирование плоскостных элементов.
 |
|
 | |||||
 | |||||
 | |||||
 | |||||
 |
| |||||
 | |||||
| |||||
 | |||||
 | ||||
| ||||
 | |||||||
 | |||||||
| |||||||
 | |||||||
 | |||||||
 | |||||||
 | |||||
 | |||||
| |||||
Элемент N 22013 (стойка)
Тип сечения - прямоугольник
ширина b = 30 см
высота h = 70 см
Расстояние от верхней арматуры
до верхней грани сечения hв = 4 см
Расстояние от нижней арматуры
до нижней грани сечения hн = 4 см
Расстояние от арматуры
до боковой грани сечения hб = 4 см
Схема армирования - 6
Вид бетона - тяжелый
Класс бетона B25
Коэффициент условий работы бетона Gb2 = 0.9
Коэффициент условий работы бетона Mkrb = 1.2
Арматура класса A III
Коэффициент условий работы стали Gs2 = 1
Коэффициент условий работы стали Mkrs = 1.2
Признак подбора арматуры 4
(0, 3 - выбирается максимальное значение;
1, 2, 4 - оптимизация для всех РСУ)
Тип унификации 0
Сечение N 1
Теоретическая площадь арматуры
| Nr | As1 (см2) | As2 (см2) | As3 (см2) | As4 (см2) | As (см2) | mu(%) |
| 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
Теоретическая поперечная арматура
Интенсивность поперечной арматуры Asw = 0.00 cм2/м
Сечение N 2
Теоретическая площадь арматуры
| Nr | As1 (см2) | As2 (см2) | As3 (см2) | As4 (см2) | As (см2) | mu(%) |
| 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
Теоретическая поперечная арматура
Интенсивность поперечной арматуры Asw = 0.00 cм2/м
Элемент N 22015 (стойка)
Тип сечения - прямоугольник
ширина b = 30 см
высота h = 70 см
Расстояние от верхней арматуры
до верхней грани сечения hв = 4 см
Расстояние от нижней арматуры
до нижней грани сечения hн = 4 см
Расстояние от арматуры
до боковой грани сечения hб = 4 см
Схема армирования - 6
Вид бетона - тяжелый
Класс бетона B25
Коэффициент условий работы бетона Gb2 = 0.9
Коэффициент условий работы бетона Mkrb = 1.2
Арматура класса A III
Коэффициент условий работы стали Gs2 = 1
Коэффициент условий работы стали Mkrs = 1.2
Признак подбора арматуры 4
(0, 3 - выбирается максимальное значение;
1, 2, 4 - оптимизация для всех РСУ)
Тип унификации 0
Сечение N 1
Теоретическая площадь арматуры
| Nr | As1 (см2) | As2 (см2) | As3 (см2) | As4 (см2) | As (см2) | mu(%) |
| 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
Теоретическая поперечная арматура
Интенсивность поперечной арматуры Asw = 0.00 cм2/м
Сечение N 2
Теоретическая площадь арматуры
| Nr | As1 (см2) | As2 (см2) | As3 (см2) | As4 (см2) | As (см2) | mu(%) |
| 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
Теоретическая поперечная арматура
Интенсивность поперечной арматуры Asw = 0.00 cм2/м
Список литературы
1. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия/ Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.-36с.
2. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия (Дополнения. Разд.10. Прогибы и перемещения) / Госстрой СССР. - ЦИТП Госстроя СССР, 1988.-8с.
3. СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах/ Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000. – 44с.+прил. 2: 10 карт.
4. СНиП 2.03.01 –84*. Бетонные и железобетонные конструкции / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1996. – 76 с.
5. СНиП 2.02.03 – 85. Свайные фундаменты/ Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. –48 с.
6. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений/ Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1985. –40 с.
7. Инструкция к программе proFEt, версия 2.0-4, 4.6.1999 Copyright mb Software AG, Hamelen ЕВРОСОФТ, Москва.
8. Инструкция к программе STARK_ES, версия 2.13, Copyright EuroSoft(Еврософт), Москва, 2000.
9. Рекомендации по определению расчётной сейсмической нагрузки для сооружений с учётом пространственного характера воздействия и работы конструкций. ЦНИИСК им. Кучеренко, М., 1989.
10. Назаров Ю.П. Рекомендации по учету пространственного характера сейсмического воздействия при разработке программных комплексов для расчета сооружений, Москва 2000.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 58; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!