2. Расчётно Констр часть (Детский сад на 200 человек в г. Корсакове)

2.1 Общие данныеКонструктивная схема детского сада представляет собой рамносвязевой каркас, состоящий из монолитных железобетонных рам в обоихнаправлениях, вертикальных диафрагм жесткости на всю высоту здания.Несущие стены здания и плиты перекрытия запроектированы измонолитногожелезобетона.КлассбетонапринятВ20,арматурастержневая класса А400. Толщина несущих стен 300мм, толщинаперекрытий подвального и первого этажей – 180мм, последующих этажей– 180мм.Высота этажей составляет 3,3 м, подвала – 2,7 м. Перегородкивыполнены из кирпича.2.2 Построение расчетной модели жилого здания при помощипрограммного комплекса ЛИРА 9.6Многофункциональный программный комплекс, предназначен дляпроектированияирасчетастроительныхимашиностроительныхконструкций различного назначения.Расчетная схема моделируется в программе ЛИР-ВИЗОР.ЛИР-ВИЗОР является базовой системой программного комплекса ЛИРАвключающей следующие основные функции:- визуализация расчетных схем на всех этапах ее синтеза и анализа;- диагностика ошибок;- наличие многочисленных и многовариантных приемов создания модели(фильтры, маркеры, дескрипторы, навигация, многоязычность, различныесистемыединицизмерения,построениелюбыхсечений,масштабируемость, многооконный режим и мн.

др.);- наличие многочисленных приемов анализа результатов (построениеизополей, изолиний напряжений, перемещений, эпюр усилий, анимацияДП 270102.65.01.01 ПЗ-292Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистколебаний, построение деформированных схем, цифровая и цветоваяиндикацияэлементовиихатрибутов,ЖЖЕЕДДрегулируемыйизображения);- индикация прохождения задачи в процессоре;масштаб- наличие развитой системы документирования.Расчетная схема представляет идеализированный объект, лишенныйнесущественных признаков.Она включает:ГГВВ- геометрическую схему элемента конструкции;- приложенные нагрузки;- опорные закрепления.В качестве основных геометрических схем элементов конструкцийвыбраны пластины.ББПри построении расчетной схемы использовались конечные элементы2345Б"Б"41 типа – Универсальный прямоугольный КЭ оболочкиА234А5Данный набор конечных элементов дает:- возможность учета анизотропных, ортотропных и изотропных свойствматериала;- возможность моделирования несущих конструкций здания;- произвольная местная нагрузка на всей или на части области КЭ.- возможность разреженной сетки, которая позволяет улучшитьпоказатели сходимости по перемещениям и по напряжениям.Основнымвопросомприпостроениирасчетноймоделипроектируемого объекта при помощи метода конечных элементовявляется знание основных его положений и формальных процедур, атакже таких атрибутов, как сходимость решения, устойчивость, оценкаточности.

Поэтому при построении расчетной модели при помощи ПКЛИРА 9.6 необходимо было проследить все этапы построения: анализДП 270102.65.01.01 ПЗ-292Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистпринятых конструктивных решений, составление адекватной расчетнойсхем, реализацию вычислений и обработку результатов.Чтобы с помощью схемы можно было получить результаты, имеющиесмысл и прикладное значение, она должна быть детальной и сложной.

В тоже время она должна быть простой, чтобы можно было получитьвозможности анализа и осмысления получаемых результатов.Этапы построения:1.Формируетсямодельзданиясзаданныминагрузкаминаконструктивные элементы с помощью инструментария предоставленногопрограммой.2. Выполняется расчет на ветровые и сейсмические воздействия сопределением горизонтальных перемещений здания.3. Определяются требуемые сечения железобетонных и стальныхэлементов.4. Выполняется формирование расчетной схемы и конечно-элементныйрасчет.6. Экспортируется расчетная схема в программные модули Лир-Арм иЛир-СТК.2.3 Реализация расчета в ПК ЛИРАПереходим к реализации расчета при использовании программногокомплекса ЛИРА.Построение расчетной модели ведется в окне ЛИР-ВИЗОР.Работа начинается с построения строительных осей.

Далее с помощью«Создания плоских фрагментов и сетей» задаем «Генерацию балки –стенки» для построения в соответствии с построенными осямивертикальных элементов здания.ДП 270102.65.01.01 ПЗ-292Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистРисунок 2.1 Создание плоских фрагментовВ результате получаем несущий остов.Загружение 2123 456789101112 131415ККИИЗЗЖЖЕЕДДГГВВББА1АZYX23 456789101112 131415Рисунок 2.2 Несущий остов типового этажаДля построения перекрытия также воспользуемся вкладкой «Созданиеплоских фрагментов» и с помощью «Генерации плиты» создаем плитуперекрытия.ДП 270102.65.01.01 ПЗ-292Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистЗагружение 2123 456789101112 131415ККИИЗЗЖЖЕЕДДГГВВБZБYX123 456789101112 131415ААРисунок 2.3 Плита перекрытия на типовом этажеЗагружение 2123 456789101112 131415ККИИЗЗЖЖЕЕДДГГВВББААZY1X23 456789101112 131415Рисунок 2.4 Расчетная схема каркасаДП 270102.65.01.01 ПЗ-292Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистРисунок 2.5 Модель каркаса зданияВ соответствии с планом здания проектируем остальные этажи по тойже схеме работы с программой.Необходимозадатьжесткостныехарактеристикиэлементовконструкции, такие как толщины плитных и оболочечных элементов,коэффициент Пуассона, удельный вес материала, коэффициенты упругогооснования, модули упругости.Поскольку отклонение от закона Гука наблюдается для бетона уже наначальных стадиях нагружения, то в бетоне, как в материалеупругопластическомимеетместонелинейнаязависимостьмеждунапряжениями и деформациями, т.

е. при выполнении расчета становитсянеобходимым учет физической нелинейности бетона.НачальныймодульупругостибетонаЕbсоответствуетлишьмгновенному загружению образца, при котором возникают толькоупругиедеформации.НачальныймодульупругостибетонаЕbгеометрически выражается тангенсом угла наклона к прямой упругихдеформаций:Ε = ∙ 0приэтомнапряжениевбетоне,(2.1)выраженноечерезупругиедеформации: = Εb ∙ εel(2.2)ДП 270102.65.01.01 ПЗ-292Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистПри длительном действии нагрузки в связи с развитием пластическихдеформаций модуль полных деформаций бетона становится переменнойвеличиной и геометрически может быть выражен тангенсом угла наклонакасательной к кривой σ - е в точке (рисунок 1) с заданным напряжением:Ε` = ∙ 0(2.3)упругие деформациисекущаякасательнаяполные деформацииРисунок 2.6 Зависимость σ - е для бетона и модуль деформацийСледовательно, модуль деформации бетона Е'bпредставляет собойпроизводную от напряжения по деформациям:Ε` =(2.4)Используя переменный модуль деформации E'b, можно было бынаходить деформации интегрированием функции = ∫Ε ()(2.5)но практически такой способ определения деформации затруднителен,так как здесь необходима аналитическая зависимостьΕ` = ()По предложению В.

И. Мурашева, при расчете железобетонныхконструкций пользуются средним модулем упругопластичности бетона:Ε` = ∙ 1(2.6)Представляющим собой тангенс угла наклона секущей к кривойполных деформаций в точке с заданным напряжением.ДП 270102.65.01.01 ПЗ-292Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистНапряжение в бетоне, выраженное через полные деформации имодуль упругопластичности бетона, примет вид: = Ε` ∙ (2.7)Выражая одно и то же напряжение в бетоне, через упругиедеформации и полные деформации установим, что:Ε ∙ = Ε` ∙ Отсюда модуль упругопластичности бетонаΕ` = Ε ∙Вводя=понятиекоэффициентапластичностии коэффициента упругости бетона =внимание, что = −,= 1 − , из формулы Ε` = Ε ∙бетонаи принимая воΕ` = ν ∙ Ε = (1 − ) ∙ Εполучим(2.8)Для идеально упругого материала 〖 → 0 и = 1; для идеальнопластического материала → 1 и = 0.Для бетона - материала упругопластического - величина = 1 − зависит от величины напряжений и длительности действиянагрузки t.В следствии опыта с бетонными призмами, испытанными на сжатие,величина может изменяться от минимального значения = 0 до своегомаксимального значения при длительном действии нагрузки = 0.8По установленным данным для конструкций вертикальных элементов = 0.6, а для конструкции плит перекрытий = 0.35.ДП 270102.65.01.01 ПЗ-292Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистРисунок 2.7 Задание жесткостных параметров элементов- несущие стены – Еb = 2400000 кгс/см2, с учетом понижающегозначения = 0.6 Еb = 1440000 т/м2; коэффициент Пуассона ν = 0.2;толщина стен Н = 30 см; удельный вес материала R0 = 2.75 т/м3.- плиты перекрытия - Еb = 2400000 кгс/см2, с учетом понижающегозначения = 0.35 Еb = 840000 т/м2; коэффициент Пуассона ν = 0.2;толщина перекрытия Н = 18 см; удельный вес материала R0 = 2.75 т/м3.Правильно распределив жесткостные параметры, переходим кназначению действующих нагрузок на здание.

На здание действуютстатическиеидинамическиенагрузки.Каждомутипунагрузкиприсваивается свой номер загружения. Это делается для того, чтобысоставить таблицу РСУ и выявить максимальные усилия в элементахконструкции.ДП 270102.65.01.01 ПЗ-292Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист2.4 Расчет нагрузокТаблица 2.1 Сбор нагрузок№№п/пНаименование нагрузкиВес перегородок2Керамическая плитка-10мм1Коэффициентнадежностипо нагрузкеПерекрытие над типовыми этажамиПостоянная0,21,313Нормативнаянагрузка,т/м20,016Звукоизоляция из пенобетонных0,033плит 0,065 кН/мИтого0,246КратковременнаяНагрузка на плиту перекрытия0,15ИтогоРасчетнаянагрузка,т/м20,01321,20,01761,20.0390,3151,20,3960,180,4951,21При монтаже здания: Нагрузка на0,642плиту перекрытия 0.15 т/м весвышележащего перекрытия 0.385т/м2 плюс монтажные нагрузки0.105 т/м2Итого0,64ПокрытиеПостояннаяМетало черепица0,00552Вес крыши0,02151,12Стяжка цементно-песчаная0,035*1,8Минераловатные плиты0,22*0,125Итого0,0721,30,0820,02751,30,072236Снеговая s*cosαИтого0,7680,7681,20,126Кратковременная0,2130.3390,0130,1560,3040,4602.5 Снеговая нагрузкаПолное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальнуюпроекцию покрытия следует определять по формуле:S  S g    cos   320  1  0.951  304кгс/ м 2ДП 270102.65.01.01 ПЗ-292Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистгде Sg - расчетное значение веса снегового покрова на 1 м 2горизонтальнойповерхности земли;µ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговойнагрузке на покрытие.2.6 Ветровая нагрузкаДавление ветра на колонну собирают с вертикальной полосы шириной,равной шагу колонн вдоль здания.Предельное расчетное значение ветровой нагрузки определяется поWm   f  0  k  cформуле :где  fm – коэффициент надежности по предельному значению ветровойнагрузки; f =1,4ωo – нормативное значение ветрового давления;с - аэродинамический коэффициент;ωo = 0,3 кПа для II ветрового района;Аэродинамический коэффициент с наветренной стороны с = 0,8, сподветренной с = – 0,5.k- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления повысоте;На отметке 3.15м - = 0,5На отметке 6.45м - = 0,543Нагрузка от ветра с подветренной стороны:Отметка 3.15м; = ∙ 0 ∙ ∙ ∙ ℎэт = 1,4 ∙ 0,073 ∙ 0,5 ∙ 0,8 ∙ 3.3 = 0,135 т⁄мОтметка 6.45м; = ∙ 0 ∙ ∙ ∙ ℎэт = 1,4 ∙ 0,073 ∙ 0,543 ∙ 0,8 ∙ 3.3 = 0,146 т⁄мДП 270102.65.01.01 ПЗ-292Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистНагрузка от ветра с наветренной стороны:Отметка 3.15м; = ∙ 0 ∙ ∙ ∙ ℎэт = 1,4 ∙ 0,073 ∙ 0,5 ∙ 0,5 ∙ 3.3 = 0,084 т⁄мОтметка 6.45м; = ∙ 0 ∙ ∙ ∙ ℎэт = 1,4 ∙ 0,073 ∙ 0,543 ∙ 0,5 ∙ 3.3 = 0,091 т⁄м2.7 Расчетная схема каркасаРасчет каркаса выполняется с помощью программы Лира 9.6, поэтомурасчетную схему каркаса компонуем с оптимизацией относительнонюансов различия компьютерного расчета от ручного.При компоновке каркаса разработана конструктивная схема рамы, т.е.определены габаритные размеры элементов рамы, типы отдельныхстержней каркаса (сплошные или решетчатые) и выбран способ узловыхсопряжений.Расчетную схему каркаса устанавливают по конструктивной схеме.