, SCAD Office
, SCAD » Примеры расчётов

Экспертиза и проверка рамы по прочности и деформациям в SCAD Office 11.5
Общие данные

Расчетная проверка рамы каркаса ведется в плоской постановке задачи в программном комплексе SCAD Office 11.5.

Конструктивная схема здания – полный каркас из сборных ж.б. колонн с шагом 6 метров с уложенными по ним железобетонных ригелей (пролет – 6,00 м) заводского изготовления. Способ опирания ж.б. балок на колонны – жесткое.

Продольная жесткость здания (по цифровым осям) достигается установкой стальных связей, располагаемых по всем этажам здания в каждом ряде колонн.

Граничные условия сопряжения колонн с фундаментом принято жестким по всем степеням свободы.

Конструкция каркаса здания

Железобетонный многоэтажный каркас решен в поперечном направлении по рамной схеме с жесткими узлами в местах сопряжения ригелей с колоннами.

Шаг рам – 6 метров.

Количество пролетов вдоль буквенных осей – 2.

Количество этажей – 4.

Рамы состоят из сборных железобетонных, а также стальных ригелей и колонн.

Конструктивные элементы – плиты перекрытий, балки, ригели приняты по сериям ИИ 24-1; ИИ24-2; 13-100; ИИ 29-3; ИИ 23-3.

 

Колонны – железобетонные заводского изготовления.

От 0.00 до +9.51 – К-2,  80х40 см;

От +9.51 до +16.78 – К-4, 60х40 см;

От +22.74 до +30.25 – К-6, 60х40 см;

От +16.78 до +22.74 – стальная колонна, двутаврового сечения, 48х37 см;

Колонны по осям 1, 3, 4 и 5 железобетонные, заводского изготовления с одной консолью. 

Ригели – железобетонные заводского изготовления, сечением 30х80 см.

Ригели Б7-2 на отм. +7.51  выполнены согласно серии ИИ 23-3;

Ригели Б7-2а, Б7-1а на отм. +14.73 и отм. +29.25 не являются типовыми, сечением 30х80.

Согласно серии ИИ23-3 поперечные ригели Б7-2 перекрытий рассчитаны на нормативные временные длительные равномерно-распределенные  нагрузки  1500 кг/м2 и постоянную нормативную  равномерно распределенную нагрузку. Постоянная нормативная нагрузка на поперечные рамы  включает вес плит перекрытия, вес ригеля, вес бетона замоноличивания перекрытия, а также вес пола и перегородок и составляет 700 кг/м2. Несущая способность ригеля обеспечивает безопасную эксплуатацию под нагрузкой 2200 кг/м2.

На отм. +16.20 в перекрытии между 3-им и 4-ым этажами  в качестве ригелей применено сварное стальное двутавровое сечение, размерами  48х37 см.

Фундаменты под колонны – монолитные железобетонные стаканные, согласно проекту:

1.     по оси 1, размерами 370х410 см, глубина заложения -1,80 м;

2.     по оси 2, размерами 450х450 см, глубина заложения -1,80 м;

3.     по оси 3, размерами 370х520 см, глубина заложения -1,80 м.

Нагрузки и воздействия

Снеговой район – III. Величина расчетной нагрузки от массы снега на поверхности земли составляет 180 кгс/м2.

Ветровой район – II. Величина нормативной нагрузки от напора ветра составляет 0,30 кгс/м2. Средняя скорость ветра 4 м/сек. Тип местности по ветровой нагрузке - «В» (городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м).

Нагрузки от оборудования приложены согласно схемам загружения, которые были предоставлены компанией производителем.

Нормативное значение полезной нагрузки, 500 кгс/м2.

Плотности материалов:

1.     железобетон ρк.к = 2500 кгс/м3;

2.     сталь  ρст. =7850 кгс/м3.

Результаты

Расчет ведется по методике предельных состояний. При проверках степени достаточности площадей армирования колонны, расчет выполняется по первой группе предельных состояний с использованием нормативных значений нагрузок. Расчеты по предельным состояниям первой группы, содержащиеся в настоящем СП, включают расчет по прочности с учетом в необходимых случаях деформированного состояния конструкции перед разрушением.

Текущие нормы СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» устанавливают предельные прогибы и перемещения несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений при расчете по второй группе предельных состояний независимо от применяемых строительных материалов.

Расчет методом конечных элементов был произведен в программном комплексе SCAD Office 11.5 . Графическое отображение деформированного состояния с отображением величин прогибов и горизонтальных перемещений см. рис. 1, 2.

Прогибы и горизонтальные перемещения

1.     Максимальный прогиб составляет  4,7 мм. Предельный прогиб при пролете 5,7 м составляет 5700/200 = 28,5 мм.

2.     Максимальное горизонтальное перемещение составляет  8,5 мм. Предельный значение перемещения при высоте 30,35 м составляет 30350/500 = 60,7 мм.

Рис. 1. НДС конструкции. Максимальный прогиб 5,17 мм

Рис. 2. Максимальное горизонтальное перемещение, 8.5 мм.

Проверка элементов стальных конструкций (Расчет по СНиП II-23-81*)

 

1.     Коэффициент использования  стального ригеля на отм. 22,10 составляет 0,48 по  предельной гибкости в плоскости X1,O,Y1;

2.     Коэффициент использования опор под пути бетоновозов составляет 0,46 по  прочности ветви при совместном действии продольной силы и изгибающих моментов без учета пластики;

3.     Коэффициент использования  стального ригеля на отм. 4,85 составляет 0,22 по предельной гибкости в плоскости X1,O,Z1;

4.     Коэффициент использования стальной колонны составляет 0,23 по прочности при совместном действии продольной силы и изгибающих моментов без учета пластики.

Проверка элементов железобетонных конструкций (Расчет выполнен по СНиП 52-01-2003

1.     Коэффициент использования железобетонной колонны (80х40см) в р/о Г/2 первого этажа составляет  0,65 по предельной гибкости в плоскости XoY;

2.     Коэффициент использования железобетонной колонны (60х40 см) в р/о Г/2 второго этажа составляет  0,52 по предельной гибкости в плоскости XoY;

3.     Коэффициент использования железобетонного ригеля на отм. +7,70 в р/о Г/2-3 составляет  1.09  по ширине раскрытия трещин (длительная) в пролете, что превышает предельно допустимое значение;

4.     Коэффициент использования железобетонного ригеля на отм. +14.90 в р/о Г/2-3 составляет  10.126 по  деформациям в растянутой арматуре в пролете, что превышает предельно допустимое значение;

5.     Коэффициент использования железобетонного ригеля на отм. +29,30 в р/о Г/2-3 составляет 1.12 по ширине раскрытия трещин (длительная) в пролете, что превышает предельно допустимое значение.

 

Файл расчета (SCAD Office 11.5):
Рама каркаса на сборных элементах
2011 — 2018 © «Goal»