Диссертация (1141551), страница 9
Текст из файла (страница 9)
В реальности такие условия могутбыть при монтаже здания или в построенном здании небольшой этажности. Сростом этажности устойчивость диска-пилона исчерпывается, и он посредствомармирования и металлических связей с основанием начинает работать поконсольной схеме. Задача расчетных исследований состоит в том, чтобыопределить границы работы пилона, приемлемых с планировочной точки зренияпараметров, в качестве диска и в качестве консоли. Приемлемые с планировочнойточки зрения размеры пилона шириной 1 м и толщиной 0,2 м определены в Главе 2.Сравнение воздействия опрокидывающих и удерживающих сил на пилоныпроведено по возникающим усилиям – моментам с применением следующихформул и расчетных положений:I вариант схемы работы пилона (пилон-диск):уд.
≥ опр. ,(1)где уд. – удерживающий момент, возникающий в пилоне, от вертикальныхудерживающих сил, кН∙м;57опр. – опрокидывающий момент, возникающий в пилоне, от горизонтальныхопрокидывающих сил, кН∙м.II вариант схемы работы пилона (пилон-консоль):уд. + А ≥ опр. ,(2)где – удерживающий момент рабочего армирования пилона, кН∙м.Вертикальная удерживающая сила P на каждый пилон определяется поформуле=1 2,2(3)где q = 10 кНм2 – вертикальная равномерно распределенная нагрузка наперекрытие;l1 и l2 – габариты грузовой площади, приходящейся на пилон, равные 8 м и 6 мсоответственно.Горизонтальная опрокидывающая сила T на каждый пилон определяется поформулеТ = 1 2 ,(4)где kc – коэффициент сейсмической активности, равный 0,025, 0,05, 0,1 для 5, 6, 7баллов сейсмической активности соответственно.Удерживающий и опрокидывающий моменты для обоих вариантовопределяются по формуламуд.
=п,2опр. = (+1)2(5)h,(6)где n – этажность здания;bп – ширина пилона, равная 1 м;h – высота пилона, равная 3 м.Площадь арматуры пилона по II варианту пилон-консоль определяется изусловияА = опр. − уд. = пгде As – площадь арматуры, см2;(7)58Rs – расчетное сопротивление арматуры растяжению.Поскольку сейсмическая нагрузка разнонаправлена, арматура площадью,указанной в формуле (7), размещается дважды у краев пилона.
Величина защитногослоя бетона при большой ширине пилона в ориентировочном расчете неучитывается.Согласно [109] процент армирования (ПА) вертикальных несущихжелезобетонных конструкций не должен превышать 5%. ПА определяется поформулеПА =2≤ 5%.п (8)В данной работе приводится принципиальная методика расчета длявыявления основных зависимостей конструктивных характеристик здания отсейсмической активности и не учитываются коэффициенты условий работы,соответственноонидляупрощениярасчетаприравниваются1,кромекоэффициента kc, учитывающего балл сейсмической интенсивности местностистроительства.При проектных расчетах, используя данный алгоритм расчета, будетнеобходимо осуществить привязку к конкретной местности и конкретнымхарактеристикамсейсмическоговоздействияcвведениемнеобходимыхкоэффициентов при определенных условиях местности.Обработка полученных результатов расчетов осуществлена методом анализас помощью графиков и графологических таблиц.3.1.2 Результаты расчета поперечной устойчивости УЖС за счет поперечныхэлементов продольных стен – пилоновПоформулам(1)–(8)произведенырасчетыудерживающихиопрокидывающих моментов и рабочего армирования пилонов (таблицы 1 – 5).Полученные результаты сведены в таблицы 6, 7 и 8 для сейсмической активности5, 6 и 7 баллов соответственно.59Таблица 1 – расчет пилона 1-этажного дома при 5 баллах сейсмическойактивностиРасчет: 1-этажный дом1.
Исходные данные:1.1 ширина пилона:1.2 количество этажей здания:1.3 высота этажа (пилона):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:5 балловмэт.мммкН/м2bnhl1l2qkc=======113.386100.025PT==240.0 кН12.0 кНMуд.Mопр.==120.0 кН м39.6 кН мАналогично расчету 1-этажного дома при сейсмической активности 5 балловполучены значения для 2 – 5-этажных домов. Результаты отражены в таблице 6.Таблица 2 – расчет пилона 6-этажного дома при 5 баллах сейсмическойактивностиРасчет: 6-этажный дом1.
Исходные данные:1.1 ширина пилона:1.2 количество этажей здания:1.3 высота этажа (пилона):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:5 балловмэт.мммкН/м2bnhl1l2qkc=======163.386100.025PT==240.0 кН12.0 кНMуд.Mопр.Ма===720.0 кН м831.6 кН м111.6 кН мАSПА==2.6 см20.3 %Аналогично расчету 6-этажного дома при сейсмической активности 5 балловполучены значения для 7-16-этажных домов.
Результаты отражены в таблице 6.60Таблица 3 – расчет пилона 1-этажного дома при 6 баллах сейсмическойактивностиРасчет: 1-этажный дом1. Исходные данные:1.1 ширина пилона:1.2 количество этажей здания:1.3 высота этажа (пилона):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:6 баллов113.386100.05мэт.мммкН/м2bnhl1l2qkc=======PT==240.0 кН24.0 кНMуд.Mопр.==120.0 кН м79.2 кН мАналогично расчету 1-этажного дома при сейсмической активности 6 балловполучены значения для 2-этажного дома. Результаты отражены в таблице 7.Таблица 4 – расчет пилона 3-этажного дома при 6 баллах сейсмическойактивностиРасчет: 3-этажный дом1.
Исходные данные:1.1 ширина пилона:1.2 количество этажей здания:1.3 высота этажа (пилона):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:6 баллов133.386100.05мэт.мммкН/м2bnhl1l2qkc=======PT==240.0 кН24.0 кНMуд.Mопр.Ма===360.0 кН м475.2 кН м115.2 кН мАSПА==2.6 см20.3 %Аналогично расчету 3-этажного дома при сейсмической активности 6 балловполучены значения для 4-16-этажных домов.
Результаты отражены в таблице 7.61Таблица 5 – расчет пилона 1-этажного дома при 7 баллах сейсмическойактивностиРасчет: 1-этажный дом1. Исходные данные:1.1 ширина пилона:1.2 количество этажей здания:1.3 высота этажа (пилона):1.4 габариты грузовой площади:7 баллов1.5 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:мэт.мммкН/м2bnhl1l2qkc=======113.386100.1PT==240.0 кН48.0 кНMуд.Mопр.Ма===120.0 кН м158.4 кН м38.4 кН мАSПА==0.9 см20.1 %Аналогично расчету 1-этажного дома при сейсмической активности 7 балловполучены значения для 2-16-этажных домов. Результаты отражены в таблице 8.Таблица 6 – результаты расчета пилона на опрокидывание от сейсмическойгоризонтальной нагрузки при сейсмической активности 5 балловЭтажность1234567891011СейсмическаяактивностьМуд.,кН∙мМопр.,кН∙мМА.,кН∙мAs,см2ПА, %120,0240,0360,0480,0600,0720,0840,0960,01080,01200,01320,039,6118,8237,6396,0594,0831,61108,81425,61782,02178,02513,6–––––111,6268,8465,6702,0978,01293,6–––––2,66,210,716,122,529,7–––––0,30,61,11,62,23,06212131415161440,01560,01680,01800,01920,03088,83603,64158,04752,05385,61648,82043,62478,02952,03465,637,947,057,067,979,73,84,75,76,88,0Таблица 7 – результаты расчета пилона на опрокидывание от сейсмическойгоризонтальной нагрузки при сейсмической активности 6 балловЭтажность12345678910111213141516СейсмическаяактивностьМуд.,кН∙мМопр.,кН∙мМА.,кН∙мAs,см2ПА, %6 баллов120,0240,0360,0480,0600,0720,0840,0960,01080,01200,01320,01440,01560,01680,01800,01920,079,2237,6475,2792,01188,01663,22217,62851,23564,04356,05227,26177,67207,28316,09504,010771,2––115,2312,0588,0943,21377,61891,22484,03156,03907,24737,65647,26636,07704,08851,2––2,67,213,521,731,743,557,172,689,8108,9129,8152,6177,1203,5––0,30,71,42,23,24,35,77,39,010,913,015,317,720,3Таблица 8 – результаты расчета пилона на опрокидывание от сейсмическойгоризонтальной нагрузки при сейсмической активности 7 балловЭтажность12345СейсмическаяактивностьМуд.,кН∙мМопр.,кН∙мМА.,кН∙мAs,см2ПА, %7 баллов120,0240,0360,0480,0600,0158,4475,2950,41584,02376,038,4235,2590,41104,01776,00,95,413,625,440,80,10,51,42,54,163678910111213141516720,0840,0960,01080,01200,01320,01440,01560,01680,01800,01920,03326,44435,25702,47128,08712,010454,412355,214414,416632,019008,021542,42606,43595,24742,46048,07512,09134,410915,212854,414952,017208,019622,459,982,6109,0139,0172,7210,0250,9295,5434,7395,6451,16,08,310,913,917,321,025,129,634,439,645,13.1.3 Оценка результатов расчета поперечной устойчивости УЖС за счетпоперечных элементов продольных стен – пилоновДля наглядного представления и анализа данных результаты расчета,согласно таблицам 6 – 8, представлены в виде графиков на рисунке 19.Из графиков работы пилона видно, что при схеме пилон-диск зданиенаходится в устойчивом состоянии при 5 и 6 баллах сейсмической активностисоответственно до 5 и 2 этажей включительно, при 7 баллах схема пилон-диск неработает.
При повышении этажности необходим переход на схему пилон-консоль.С учетом максимального процента армирования вертикальных конструкций(5%) по схеме пилон-консоль пилон работает до 13 этажей при 5 баллах, до 8этажей при 6 баллах и до 5 этажей при 7 баллах сейсмической активности. Инымисловами, максимальная этажность при активности 5, 6 и 7 баллов и передачегоризонтальных нагрузок на поперечные элементы продольных стен – пилонысоставляет 13, 8 и 5 этажей соответственно. Следовательно, для повышенияэтажности и обеспечения устойчивости здания горизонтальную нагрузкунеобходимо передать на более жесткие конструкции.Например, при увеличении размера (ширины) пилона до 2 м условияустойчивости при максимальном проценте армирования выполняются для домовдо 27, 17 и 11 этажей включительно, при 5,6 и 7 баллах соответственно.64Рисунок 19При повышении ширины пилона до 5 м, что соответствует длинам несущихстен в зданиях с поперечными несущими стенами, схема пилон-диск являетсярабочей для домов до 28, 15 и 13 этажей при 5, 6 и 7 баллах соответственно, то есть65не требуется рабочее армирование для восприятия горизонтальных сейсмическихнагрузок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
