Расчет коэффициентов пастели в программном комплексе SCAD Office

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчетно-графическая работа №

по дисциплине: «Решение профессиональных задач с помощью программных комплексов»



Содержание

I. Исходные данные

II. Сбор нагрузок

Комбинации загружений

Расчетные сочетания усилий

III. Расчетная часть

IV. Анализ результатов

Колонны

Плита покрытия

Плита перекрытия

Фундаментная плита

V. Армирование конструкций

Вывод

Библиографический список

Приложение 1

I. Исходные данные

Четырехэтажное общественное здание Г-образной формы с размерами в плане - 36х30 м, шаг несущих конструкций - 6м, высота этажа - 3,5 м. Здание проектируется под офисные помещения. Коэффициент надежности по ответственности здания гn=1,0 [1, ст.16, п.7] - для 2 - нормального уровня ответственности. Срок службы конструкций - не менее 50 лет [2, табл.1].

Рисунок 1 - Визуализация здания

Рисунок 2 - План типового этажа

Район строительства - Салаватский район республики Башкортостан. Климатический район - I В [3, карта 1]. Снеговой район - V [4, карта 1] с Sg=3,2 кПа [4, табл.10.1].

Исходя из геологического строения изученного участка выделено 3 инженерно-геологических элемента (ИГЭ):

ИГЭ 1 - Дресвяный грунт с суглинистым заполнителем;

ИГЭ 2 - Щебенистый грунт;

ИГЭ 3 - Известняк малопрочный;

Насыпные грунты, залегающие в верхней части разреза, в связи с незначительной мощностью и залегания выше глубины промерзания грунтов, в отдельный инженерно-геологический элемент не выделялись.

Дресвяный грунт - серовато-коричневый, темно-серый с суглинистым и глинистым заполнителем до 35% от тугопластичной до твердой консистенции. Вскрыт всеми скважинами. Залегают в верхней части разреза под насыпным слоем. Мощность слоя изменяется по разрезу от 0,9 до 1,7 м. Данные грунты отнесены к инженерно-геологическому элементу № 1. Удельный вес - 15,1 кН/м3. Показатель текучести - 0,13. Коэффициент пористости - 0,8. Модуль деформации - 15,5 МПа.

Щебенистый грунт серо-коричневый, темно-серый, с угловатыми обломками. Залегает в средней части разреза под дресвяным грунтом. Мощность слоя изменяется по разрезу от 1,2 до 1,3 м. Данные грунты отнесены к инженерно-геологическому элементу № 2. Удельный вес - 14,0 кН/м3. Модуль упругости - 300 МПа. Модуль деформации - 36 МПа.

Известняк кремнистый, серый, темно-серый, трещиноватый, от малопрочного до средней прочности, выветрелый, разрушенный до глыбово-щебнистого состояния. Залегают в виде выдержанного слоя в нижней части разреза. Мощность слоя известняков изменяется по разрезу от 7,5 до 8,0 м. Данные грунты отнесены к инженерно-геологическому элементу № 3. Удельный вес - 21,0 кН/м3. Модуль упругости - 650 МПа.

В пределах изучаемого участка до глубины 12,0 м. подземные воды вскрыты не были.

Рисунок 3 - Геолого-литологический разрез 1-1

Рисунок 4 - Геолого-литологический разрез 2-2

Рисунок 5 - Геолого-литологический разрез 3-3

Здание имеет каркасно-монолитную схему. Жесткость здания в продольном и поперечном направлении обеспечивается жестким сопряжением колонны с фундаментом, дисками перекрытия и покрытия, лестнично-лифтовым узлом.

Фундамент - монолитный плитный из бетона В25. Толщина фундамента - 600 мм. Перекрытия и покрытие здания выполнены из бетона В25, толщиной 200 мм. Колонны выполнены из бетона В25, предварительным сечением - 300 х 300 мм.

II. Сбор нагрузок

Постоянные

Собственный вес конструкции.

Здание выполнено из железобетона. Коэффициент надежности по нагрузке гf=1,1 [4, табл.7.1].

Временные

Нормативная полезная нагрузка для офисов - Pt=2,0 кПа [4, табл.8.3, п.2].

Коэффициент надежности по нагрузке гf=1,2 [4, п.8.2.2].

Расчетная полезная нагрузка для офисов - Ptрасч=2,4 кПа.

Рисунок 6 - Равномерно-распределенная нагрузка для офисов на типовом этаже

Рисунок 7 - Значение нагрузки на выделенном фрагменте

Нормативная полезная нагрузка для лестниц, примыкающих к офисам - Pt=3,0 кПа [4, табл.8.3, п.12].

Коэффициент надежности по нагрузке гf=1,2 [4, п.8.2.2].

Расчетная полезная нагрузка - Ptрасч=3,6 кПа.

Рисунок 8 - Равномерно-распределенная нагрузка для мест скопления людей (лестниц) на типовом этаже

Рисунок 9 - Значение нагрузки на выделенном фрагменте

Снеговая расчетная нагрузка для V снегового района: Sg =3,2 кПа [4, табл.10.1].

Коэффициент надежности по нагрузке гf=1,4 [4, п.10.12].

Рисунок 10 - Снеговая нагрузка на покрытие

Рисунок 11 - Значение нагрузки на выделенном фрагменте

Комбинации загружений

Для основных сочетаний нагрузок используются следующие коэффициенты:

- для кратковременных нагрузок: ш1=1,0; ш2=0,9; ш3,n=0,7.

Расчетные сочетания усилий

Во вкладке РСУ вводятся тип загружений, вид нагрузки, коэффициент надежности, доля длительности, связи между загружениями.

нагрузка постель фундаментный грунтовой

Рисунок 12 - РСУ



III. Расчетная часть

Расчетная схема создавалась в препроцессоре Форум программного комплекса SCAD Office. Для этого были использованы предварительные сечения элементов, выбранные марки бетона и объемно-планировочное решение. В основу модели в препроцессоре Форум положены укрупненные элементы (объекты), такие как колонны, стены, перекрытия. Затем схема импортировалась в SCAD с шагом триангуляции 0,5 м. В результате исходное здание разбито на конечные элементы: стержни и пластины.

Рисунок 13 - Расчетная схема

На схему приложены расчетные значения полученных в разделе II нагрузок.

Номер	Наименование
1	Собственный вес железобетонного каркаса
2	Снеговая нагрузка
3	Равномерно-распределенная нагрузка от веса людей в офисе
4	Равномерно-распределенная нагрузка от веса людей на лестнице

Для получения расчетных усилий наиболее опасных сочетаний нагрузок использованы коэффициенты сочетаний.

Здание посажено на упругое основание. Для каждого элемента фундаментной плиты вычислены коэффициенты постели с помощью подпрограммы Кросс. Программа КРОСС предназначена для определения коэффициентов постели для расчета фундаментных конструкций на упругом винклеровском основании на основе моделирования работы многослойного грунтового массива. Геологическая структура грунтового массива предполагается произвольной и восстанавливается по данным инженерно-геологических изысканий. В основу расчета положен предложенный в НИИОСП (В.Г.Федоровским) метод расчета осадок, основанный на послойном суммировании с учетом структурной прочности грунта.

Отчет, сформированный в программе прикреплен в прил. 1. Коэффициенты постели принимают значения от 5378,02 до 16619,7 кН/м3.



IV. Анализ результатов

Колонны

Рисунок 14 - Эпюры N и My соответственно наиболее загруженной колонны [кН; кН?м]

Наиболее загруженной является колонна в центре. По схеме работы - элемент центрально нагруженный. Эпюра продольной силы - ступенчатая, скачки в эпюре в местах пересечения колонны и плит перекрытия. Эпюра моментов имеет криволинейный характер и достигает максимального значения в месте сопряжения колонны с фундаментной плитой, что связано с их жестким закреплением (заделкой).

Рисунок 15 - Эпюры N и My соответственно в колоннах по оси 2

Рисунок 16 - Эпюры N и My соответственно в колоннах по оси Д

Плита покрытия

Максимальные значения моментов в плите покрытия возникают в пролетах, что обусловлено характером работы плиты (на изгиб в продольном и поперечном направлении).

Рисунок 17 - Изополя и изолинии напряжений Mx

Рисунок 18 - Изополя и изолинии напряжений My

1) Плита перекрытия (на примере перекрытия над первым этажом здания)

Максимальные значения моментов в плите перекрытия возникают в пролетах, что обусловлено характером работы плиты (на изгиб в продольном и поперечном направлении).

Рисунок 19 - Изополя и изолинии напряжений Mx

Рисунок 20 - Изополя и изолинии напряжений My

Фундаментная плита

Рисунок 21 - Изополя и изолинии напряжений Mx

Рисунок 22 - Изополя и изолинии напряжений My



V. Армирование конструкций

Колонны

Армирование колонн выполняем симметричным - 4 продольными стержнями арматуры класса А500 Ш16 мм. Поперечное армирование - конструктивное - арматурой класса А240 Ш8 мм с шагом 200 мм, что меньше максимально допустимого шага 15d=1516=240 мм [5, п.10.3.14].

Для соединения арматуры принимаются стыки внахлестку без сварки с прямыми концами:

ll=бl0,anAs,cal/ As,ef

где l0,an=RsAs/Rbondus,

Rbond=з1з2Rbt,

Rbond =2,01,01,05=2,1 МПа;

l0,an = 3502,01 / 2,15,03=66 см;

ll = 0,9?66?1/1 = 59,4 см, принимаем длину анкеровки ll = 600 мм.

Рисунок 23 - Армирование колонны

Плита покрытия

Площадь сечения арматуры для каждого КЭ плиты (или унифицированной группы КЭ), определяется для сечения шириной 1м для заданной толщины плиты в соответствии с усилиями. На рисунках 24-27 показаны результаты армирования с шагом стержней арматуры - 300 мм.

В связи с тем, что вычисленная арматура меньше, чем минимально допустимая по СП, принимаем арматуру согласно СП.

Рисунок 24 - Армирование плиты покрытия. Нижняя по Х

Рисунок 25 - Армирование плиты покрытия. Верхняя по Х

Рисунок 26 - Армирование плиты покрытия. Нижняя по Y

Рисунок 27 - Армирование плиты покрытия. Верхняя по Y

Принимаем нижнее армирование по оси Ох основное - арматурой класса А500 Ш12 мм с шагом 300мм, дополнительное - арматурой класса А500 Ш10 мм с шагом 300 мм, укладываемой между основными стержнями.

Принимаем верхнее армирование по оси Ох основное - арматурой класса А500 Ш10 мм с шагом 300мм, дополнительное - арматурой класса А500 Ш14 мм с шагом 300 мм, укладываемой между основными стержнями.

Принимаем нижнее армирование по оси Оу основное - арматурой класса А500 Ш12 мм с шагом 300мм, дополнительное - арматурой класса А500 Ш10 мм с шагом 300 мм, укладываемой между основными стержнями.

Принимаем верхнее армирование по оси Оу основное - арматурой класса А500 Ш10 мм с шагом 300мм, дополнительное - арматурой класса А500 Ш14 мм с шагом 300 мм, укладываемой между основными стержнями.

Плита перекрытия

Рисунок 28 - Армирование плиты перекрытия. Нижняя по Х

Рисунок 29 - Армирование плиты перекрытия. Верхняя по Х

Рисунок 30 - Армирование плиты перекрытия. Нижняя по Y

Рисунок 31 - Армирование плиты перекрытия. Верхняя по Y

Принимаем нижнее армирование по оси Ох основное - арматурой класса А500 Ш10 мм с шагом 300мм, дополнительное - арматурой класса А500 Ш10 мм с шагом 300 мм, укладываемой между основными стержнями.

Принимаем верхнее армирование по оси Ох основное - арматурой класса А500 Ш10 мм с шагом 300мм, дополнительное - арматурой класса А500 Ш14 мм с шагом 300 мм, укладываемой между основными стержнями.

Принимаем нижнее армирование по оси Оу основное - арматурой класса А500 Ш12 мм с шагом 300мм.

Принимаем верхнее армирование по оси Оу основное - арматурой класса А500 Ш10 мм с шагом 300мм, дополнительное - арматурой класса А500 Ш14 мм с шагом 300 мм, укладываемой между основными стержнями.

Фундаментная плита

Рисунок 32 - Армирование фундаментной плиты. Нижняя по Х

Рисунок 33 - Армирование фундаментной плиты. Верхняя по Х

Рисунок 34 - Армирование фундаментной плиты. Нижняя по Y

Рисунок 35 - Армирование фундаментной плиты. Верхняя по Y

Принимаем нижнее армирование по оси Ох основное - арматурой класса А500 Ш14 мм с шагом 200мм, дополнительное - арматурой класса А500 Ш16 мм с шагом 200 мм, укладываемой между основными стержнями.

Принимаем верхнее армирование по оси Ох основное - арматурой класса А500 Ш12 мм с шагом 200мм.

Принимаем нижнее армирование по оси Оу основное - арматурой класса А500 Ш14 мм с шагом 200мм, дополнительное - арматурой класса А500 Ш16 мм с шагом 200 мм, укладываемой между основными стержнями.

Принимаем верхнее армирование по оси Оу основное - арматурой класса А500 Ш12 мм с шагом 200мм.



Вывод

В ходе выполнения расчетно-графической работы было подобрано армирование несущих конструкций четырехэтажного общественного здания, расположенного в Салаватском районе республики Башкортостан в программном комплексе SCAD Office - колонны, плит покрытия, перекрытия и фундамента, изучены особенности работы в препроцессорах Форум и Кросс, конструктивные требования к армированию монолитных железобетонных зданий.



Библиографический список

1. ФЗ №384 - 2013 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»;

2. ГОСТ 54257 - 2010 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования»;

3. СП 131.13330.2012 «Строительная климатология. Актуализировнная версия СНиП 23-01-99*»;

4. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*»;

5. СП 63.13330.2012 - Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.

6. Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения) / ГПИ Ленингр. Промстройпроект Госстроя СССР, ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1978 - 175 с.

Размещено на Allbest.ru