2конструкция (Многоэтажное монолитное жилое здание в г. Южно-Сахалинске)

2.1 Конструктивная схема проектируемого здания.

Здание тринадцатиэтажного жилого дома запроектировано с пространственным железобетонным каркасом с жесткими рамными узлами. Трехпролетные рамы по периметру здания приняты с жесткими узлами сопряжения колонн и ригелей; в уровне подвального этажа в угловых пролетах предусмотрены вертикальные связи. Средние рамы в обоих направлениях приняты с жесткими узлами сопряжения колонн и ригелей. Все колонны жестко оперты на фундаментную плиту.

Общая устойчивость здания обеспечивается рамами с жесткими узлами по периметру здания и жесткими дисками перекрытий

Конструктивная схема здания представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 Конструктивная схема здания

Рисунок 2.2 Рарез 1-1

2.2 Статический и конструктивный расчёт модели жилого здания в программе «ЛИРА-САПР» .

2.2.1 Сбор нагрузки.

Сбор нагрузок на главную балку покрытия представлен в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Сбор нагрузки на 1 кв.м. фундамента

Примечание. Собственный вес конструкций в таблице 2.2 не учтён.

Сбор нагрузки на 1 кв.м. перекрытия представлен в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Сбор нагрузки на 1 кв.м. перекрытия

- Снеговая нагрузка

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяем по формуле [8, п.10.1]:

(2.1)

где – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытия здания под действием ветра или иных факторов; – термический коэффициент; - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие; – вес снегового покрова на 1м² горизонтальной поверхности земли.

Вес снегового покрова принимается в зависимости от снегового района Российской Федерации, определяемого по [8, прил. Ж]. Для Южно-Сахалинска – V снеговой район, = 320 кг/м².

- для плоских и односкатных поверхностей m=1;

Коэффициент сноса снега принимается по [8, п. 10.5]. Для пологих (с уклоном до 12%) покрытий, для зданий, проектируемых в районах со средней скоростью ветра за три наиболее холодных месяца (для Южно-СахалинскаV≥ 4,8 м/с по справочным данным) определяется по формуле:

(2.2)

где k=1,24 – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты здания = 53,7 м, принимается по [8, табл.11.2] для типа местности В(городские территории); b= 18 м – ширина покрытия.

Термический коэффициент – для утепленного покрытия, принимается по [8, п.10.10].

Расчет ведется на расчетную снеговую нагрузку, определяемую по формуле (2.1) без коэффициента 0,7.

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке по [8, п.10.12].

Тогда X

- Ветровая нагрузка

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки в зависимости от эквивалентной высоты над поверхностью земли определяется согласно [8, п.11.1.3] по формуле:

(2.3)

где – нормативное значение ветрового давления для V района по давлению ветра, определяется по [8, табл.11.1];

– коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты , определяется интерполяцией по [8, табл.11.2]

– аэродинамический коэффициент лобового сопротивления, принимается по [8, прил. Д.1.13]:

(2.4)

где - коэффициент, зависящий от относительного удлинения сооружения .

определяется по [3, табл.Д.10], где l и b – соответственно максимальный и минимальный размеры сооружения в плоскости, перпендикулярной направлению ветра.

Тогда по [8, рис.Д.23].

- коэффициент, принимаемый по [8, рис.Д19].

Тогда .

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке по [8, п.11.1.12].

на уровне покрытия здания

2.2.2 Принятые конструктивные решения для расчетной

модели в программе «ЛИРА-САПР»

Для того, чтобы создать модель здания необходимо задаться теми или иными типами конечных элементов, а также присвоить им жесткостные характеристики. Типы используемых конечных элементов сведены в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 – Типы используемых КЭ.

Операция задания жесткостных характеристик конструкций показана на примере присвоения жесткости фундаментной плите на рисунке 2.2-2.3

Рисунок 2.3 Операция задания жесткости плиты фундамента.

Добавление нового типа жесткости в диалоговом окне «Жесткости и материалы».Задание необходимых характеристик в окне «Задание жесткости для пластин», после чего назначить текущим данный тип жесткости.

Рисунок 2.4 Операция задания жесткости плиты фундамента.

Перейдя на вкладку «Ж/Б» добавить новые характеристики на каждой из радио-кнопок «Тип», «Бетон», «Арматура», после чего назначить текущими заданные материалы. Далее нажать кнопку «Подтвердить» в диалоговом окне «Жесткости и материалы». При этом выделение должно сняться.

Жесткостные характеристики и материалы конструкций крытого бассейна сведены в таблицу 2.4

Таблица 2.4 – Жесткости и материалы конструкций, принятые в первом приближении

Построенная модель здания показана на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 Общий вид проектируемого здания.

2.2.3 Создание модели грунта. Инженерно-геологические условия площадки строящегося здания.

Сверху площадка под строительство спланирована насыпными грунтами суглинком с щебнем и гравием, щебенистым грунтом, углем и песком, мощностью до 1,7-2,9 м. Ниже насыпных грунтов залегают аллювиальные морские отложения, представленные переслаиванием песков мелких, песков гравелистых, гравийного грунта и мелкого галечникого грунта, мощность этих отложений колеблется от 2,6 до 5,5 м.

Под песками и гравийно-галичниковыми грунтами на глубине 7,0-10,2 м от поверхности земли прослеживаются илы супесчаные с ракушками и илы суглинистые и глинистые с редкими ракушками, мощностью от 0,20 м до 7,30 м. В основании илов залегают туфобрекчии выветрелые до щебенистого и дресвяного грунта.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов приведенная к уровню моря для грунтов естественной влажности до 5% - 125 см, в водонасыщенном состоянии – 100 см, а для гравелисто-галечниковых и щебенистых грунтов выше уровня воды – 165 см. Нормативная глубина сезонного промерзания под оголенной поверхностью – 140 см.

Таблица2.5- Физических характеристик грунта

Создание модели грунта в ПК «ЛИРА» осуществляется с целью определения коэффициентов постели С₁ и С₂. Это коэффициенты жесткости упругого основания, один из которых характеризует сжатие толщи грунта под основанием здания, а другой – сдвиг грунта под основанием здания и за его пределами.

Для создания модели грунта необходимо вызвать диалоговое окно «Задание коэффициентов С₁ и С₂ »(рис.2.5). В этом окне необходимо нажать на радио-кнопку «Получить по модели грунта», задав в данной графе произвольное значение вертикальной силы P_z.. Затем выделяем фундаментную плиту и нажимаем кнопку «Применить».