Диссертация (1141551), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Расчет приведен в таблице 9.3.1.6 Результаты расчета поперечной устойчивости УЖС за счет торцевых стенПлощадь поперечного сечения находится по формуле [9]:– для сейсмической активности 5 баллов:3,8 · 4225 == 1,6 · 10−4 м2 = 1,6 см2 ;8 · 14 · 365 · 103– для сейсмической активности 6 баллов:7,5 · 4226 == 3,3 · 10−4 м2 = 3,3 см2 ;38 · 14 · 365 · 10– для сейсмической активности 7 баллов:(10)(11)75715 · 422== 6,55 · 10−4 м2 = 6,55 см2 .38 · 14 · 365 · 10(12)По приведенным расчетам можно принять следующее армирование: 2стержня диаметром 12 мм, 2 стержня диаметром 16 мм и 2 стержня диаметром22 мм для 5, 6 и 7 баллов сейсмической активности соответственно.Арматура полученного сечения для 7 баллов сейсмичности обеспечиваетвосприятие растягивающего усилия в 239 кН.
При длине шва между плитами 7 монаобеспечиваеттребуемоевосприятиерастягивающихсилсвязями,устанавливаемыми в соответствии с п. 4.2.4 [114] 34 кН на 1 погонный метр.Однако, в соответствии с требованиями указанного пункта, расстояние междусвязями не должно превышать 3,6 м. Это требование можно выполнить, еслиустроить в середине пролета плиты еще одну связь (линии армирования 2),используя для нее половину арматуры, рассчитанной для восприятия сейсмическойнагрузки в 7 баллов.Таблица 9 – расчет торцевой стены 15-этажного дома при 7 баллах сейсмическойактивностиРасчет: 15-этажный дом1.
Исходные данные:1.1 ширина стены:1.2 количество этажей здания:1.3 высота этажа:1.4 габариты грузовой площади:1.5 распределенная нагрузка на перекрытие:1.6 горизонтальное ускорение от сейсмической нагрузки:2. Нагрузки:2.1 Удерживающие:2.2 Опрокидывающие:3. Усилия:3.1 Удерживающее:3.2 Опрокидывающее:3.3 Удерживающее арматуры:4. Армирование:4.1 Площадь армирования:4.2 Процент армирования:7 балловмэт.мммкН/м2bnhl1l2qkc=======16153.3163100.1PT==480.0 кН336.0 кНMуд.Mопр.Ма===АSПА==57600.0 кН м133056.0 кН м75456.0 кН м108.4 см20.7 %76По расчету видно, что при использовании данной схемы процентармированиясоставляет0,7%,чтоудовлетворяеттребованиямнорм,соответственно данная схема применима.3.1.7 Оценка результата расчета поперечной устойчивости УЖС за счет торцевыхстенТорцевые стены секции имеют ширину 16 м и толщину несущего слоя0,150,2 м.
Высота стены в 15-ти этажном доме при высоте этажа 3,3 м составляетоколо 50 м. Удерживающие силы диска торцевой стены состоят из ее веса инагрузки от примыкающих плит перекрытий каждого этажа с шириной грузовойплощади 3 м. Удерживающий момент диска стены составляет Муд= 5,76 104 кНм.При сейсмическом воздействии в 7 баллов опрокидывающий момент однойторцевой стены Мопр=13,31 104 кНм, момент воспринимаемый стеной за счет ееармирования МА= 7,55104 кНм, сечение растянутой арматуры класса А400составляет по 110 см2 по обоим краям стены. Сравнение с суммарнымармированием пилонов, необходимым для восприятия ими сейсмической нагрузки,показывает многократное преимущество армирования торцевых стен.Таким образом, расчеты показывают, что имеется принципиальнаявозможность обеспечить поперечную устойчивость остова секции с заданными впервой главе планировочными параметрами и с конструктивными параметрами,заложенными в произведенные расчеты.
Эта возможность может быть реализованана практике, если прочность и жесткость монтажных стыков обеспечат единстводисков междуэтажных перекрытий и торцевых стен. В предположении единствауказанных дисков был произведен расчет горизонтальных смещений верхапятнадцатиэтажного дома.773.1.8 Проверка полученных результатов исследования поперечной устойчивостиУЖС за счет торцевых стен с помощью компьютерного моделирования.Составим расчетную схему предложенной секции дома в программномкомплексе Lira (Рисунок 31) со следующими характеристиками:– этажность: 17 этажей;– нагрузки: постоянная – собственный вес (рассчитывается автоматически),временная длительная – 7 кН/м, сейсмическая задана согласно схеме и значениям,показанным на Рисунке 30 для 6 баллов сейсмической активности;– продольные панели продольной несущей стены дома намеренно непоказаны, а заданы нагрузками на поперечные элементы – пилоны;– узлы элементов, непосредственно примыкающих к фундаментам, имеютзакрепления от горизонтальных и вертикальных линейных и угловых перемещенийвокруг осей X, Y, Z;– стены лестничной клетки дома намеренно не показаны, и предусмотреныкак запас прочности дома.Рисунок 31Полученные результаты продольных усилий N, которые возникают вэлементах системы крупнопанельного дома от сейсмической нагрузки 6 баллов,отражены на рисунке 32.78Рисунок 32Необходимо отметить, что при использовании данного программногокомплекса усилия в элементах-пластинах отражается относительно местных осейпластин, которые приведены обозначениями х1 и y1.79Данные результаты расчета приведены для наглядного отражения влияниясейсмической нагрузки на элементы конструкции.
Виден характер передачисейсмической нагрузки на перекрытия и от перекрытий частично на пилоны, ибольшей частью на торцевые стены дома. Так, по полученным результатамутверждение о передаче усилий от сейсмической нагрузки на торцевые стеныверно, потому как усилия, возникающие в пилонах, меньше почти в два раза посравнению с усилиями, возникающими в торцевых стенах.3.1.9 Проверка полученных результатов на горизонтальное перемещение верхаконструкцииМаксимальные перемещения верха конструкции определены двумя методами– приближенных (ориентировочных) расчетов методами строительной механики,допускаемых п. 5.3.9.
[114], и расчета с помощью компьютерного моделированияметодами конечных элементов в программном комплексе Lira.Очевидно, что максимальное перемещение верха конструкции при действиигоризонтальной нагрузки наблюдается в середине секции. Оно складывается изсмещения верха торцевой стены и середины диска перекрытия. Поскольку наданной стадии рассмотрения задачи еще не запроектированы конкретныеконструктивные элементы и способы их соединения, для ориентировочногорасчета в первом приближении было принято решение, воспользовавшисьрекомендациями п.
6.2.6 и п. 6.2.7 [110], принять минимальные значениякоэффициентов, понижающих значение модуля упругости бетона. Это позволиловести расчет деформаций по упругой стадии работы бетона, без учета влиянияарматуры. Прогиб диска перекрытия в его плоскости определялся по следующейформулеf=5 4384 ,где q сейсмическая нагрузка на диск перекрытия, кН/м;l длина диска перекрытия, м;(13)80EI изгибная жесткость в плоскости диска перекрытия.Смещение верха торцевой стены в ее плоскости определялось по формулеf= 48 ,(14)где q – сейсмическая нагрузка на стену, кН/м;EI изгибная жесткость стены в ее плоскости;H приведенная высота стены, м, при которой удерживающий момент,противодействующий ее изгибу, равен нулю.Помимо исходных данных по торцевой стене и диску перекрытий указанныхвыше в расчете смещений суммарная толщина полок плит перекрытийпринималась 8 см, бетон класса В20, коэффициенты понижения модуля упругостибетона 0,6 для торцевой стены и 0,2 для диска перекрытий, коэффициентсейсмичности для 7 баллов 0,1.
Смещение верха стены в ее плоскостирассматривалось с учетом разгружающего момента от веса стены и приходящейсяна нее нагрузки. Это смещение составило 4,44 см, прогиб в плоскости дискаперекрытия – 0,3 см, суммарное смещение верха здания – 4,7 см 10 см = 1/500 50 м, что соответствует требованию п. 5.2.6 [110].Для проверки горизонтальных отклонений здания составлена расчетнаясхема предложенной секции дома в программном комплексе Lira (рисунок 31) соследующими характеристиками:– этажность: 15 этажей;– нагрузки: постоянная – собственный вес (рассчитывается автоматически),временная длительная – 7 кН/м, сейсмическая задана при активности 7 балловсогласно схеме и значениям, представленным на рисунке 30;– продольные панели продольной несущей стены дома намеренно непоказаны, а заданы нагрузками на поперечные элементы – пилоны;– узлы элементов, непосредственно примыкающих к фундаментам, имеютзакрепления от горизонтальных и вертикальных линейных и угловых перемещенийвокруг осей х, y, z;– горизонтальные стены лестничной клетки дома намеренно не показаны, и81предусмотрены как запас прочности дома.На рисунке 33 приведены значения горизонтальных перемещений,полученных из программного расчета при 7 баллах сейсмической активности.Представленная диаграмма с максимальным смещением верха равным 4,5 смподтверждает результаты приведенного ориентировочного расчета по смещениямверха дома.Рисунок 333.2Обеспечение возможности сопротивления прогрессирующему обрушению3.2.1 Методика обеспечения возможности сопротивления прогрессирующемуобрушениюК конструкциям современных домов предъявляются требования пообеспечению возможности сопротивления прогрессирующему обрушению приразличных чрезвычайных воздействиях.
В диссертации рассмотрен случайсопротивления обрушению при потере в пределах этажа одного пилона и двухпримыкающих к нему панелей.В этом случае в наружной несущей стенеобразуется проем размером 12 3 м (рисунок 34).82Рисунок 34Если принять во внимание, что в соответствии с п. 4.2.5 [114] наружныестеновые панели необходимо крепить к внутренним конструкциям, в данномслучае к панелям перекрытий, поверху и понизу, панели перекрытий, потерявшиеопоры снизу, окажутся подвешенными к стеновым панелям (балкам-стенкам)вышерасположенного этажа. В результате над аварийным проемом на каждомэтаже оказываются несущие коробчатые конструкция типа «несущий этаж» [133].Растянутая нижняя полка конструкции коробчатого сечения, как указываласьвыше (в соответствии с п.
4.2.4 [114]), армируется непрерывными стержнями длясплочения диска перекрытий. Преимущество коробчатой конструкции «несущийэтаж» перед ригелем междуэтажного перекрытия очевидно, поскольку, егостроительная высота, равная высоте этажа, всегда значительно большестроительной высоты междуэтажного перекрытия.Благодаря соединениям, упомянутым в п. 4.2.5 [86], все поэтажныекоробчатые конструкции образуют единую систему, воспринимающую нагрузку,приходившуюся на разрушенный пилон и перераспределяющую её на соседние83пилоны. Самым неблагоприятным случаем для пилонов окажется разрушение напервом этаже. В связи с этим, пилоны должны рассчитываться на полуторнуюнагрузку.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
