9668

50

Управление – выйти в экран управления проектом – расчет – линейный.

После выполнения линейного расчета:

Специальные исходные данные – главные и эквивалентные напряжения.

В открывшемся окне выбирается одна из трех теорий вычисления эквивалентных напряжений. После задания данных для определения напряжений:

Расчет – главные и эквивалентные напряжения.

5.Чтение результатов

Для чтения результатов расчета необходимо войти в режим «графический анализ».

Для оценки эквивалентных напряжений:

Постпроцессоры – анализ главных и эквивалентных напряжений.

Для оценки компонентов тензора напряжений:

Поля напряжений – отображение изополей напряжений.

Для оценки перемещений:

Деформации – отображение изополей перемещений.

Представленные таким образом напряжения и перемещения точек конструкции позволяют с высокой степенью точности оценить напряженно-деформированное со-

стояние перфорированной балки.

Задания для самостоятельной работы

Вопросы для самопроверки:

1.Из каких соображений изготавливают перфорированную балку?

2.Сравнить максимальные напряжения, возникающие в перфорированной балке вы-

сотой Н, и в использованной для ее изготовления сварной двутавровой балки высотой h (рис.2а,б).

3.Сравнить максимальные перемещения, возникающие в перфорированной балке высотой Н, и в использованной для ее изготовления сварной двутавровой балке высотой h (рис.2а,б).

4.Сравнить максимальные нормальные напряжения, возникающие в перфорирован-

ной балке, полученные из расчета конечно-элементной модели и по формуле Навье.

Задачи.

1.Выполнить проверку на прочность по нормальным напряжениям

51

С 0,95.

2.Выполнить проверку на прочность по нормальным напряжениям

С 0,95.

3.q=35 кН , L=6м, H=440мм, B=210мм, h=100мм, t1=10мм, t2=8мм, Ry=24 кН , С 0,95

м см2

52

3.Выполнить проверку на прочность по нормальным напряжениям . Эскизно показать профиль рамы переменного сечения

4.Выполнить компоновку резервуара, предназначенного для хранения нефти. Опреде-

лить отметку поверхности жидкости. Эскизно показать схемы загружений

53

Варианты исходных данных:

1.Резервуар с конической крышкой, предназначенного для хранения нефти объемом 5000 м3.

2.Резервуар со сферической крышкой, предназначенного для хранения нефти объемом 6000 м3.

3.Резервуар с конической крышкой, предназначенного для хранения нефти объемом

8000 м3.

4.Резервуар со сферической крышкой, предназначенного для хранения нефти объе-

мом 4000 м3.

4. Лабораторная работа № 3 Расчет монолитной плиты перекрытия

Задание:

Выполнить статический расчет плиты перекрытия от заданных нагрузок, выполнить подбор арматуры с учетом возникающего перераспределения усилий.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Несущую систему монолитного каркасного здания образуют, в основном, перекрытия, колонны и фундаменты. Перекрытия совместно с колоннами представляют собой своеобразные рамные конструкции, способные воспринимать вертикальные и горизонтальные нагрузки. Кроме того, нередко в состав несущей системы здания входят стеновые конструкции (обычно – элементы ограждения лестнично-лифтовых узлов), которые включаются в работу несущей системы при действии вертикальных и горизонтальных нагрузок.

Перекрытия монолитных каркасных зданий чаще всего выполняют плоскими сплошными. Такое решение является предпочтительным с позиций требований архитектуры и технологии строительства. Толщина перекрытия назначается из условия необходимой прочности при продавливании и жесткости. Если прочность перекрытия при продавливании не достаточна, его несущая способность может быть повышена с помощью поперечной арматуры, установленной в зоне перекрытия, при-

мыкающей к колонне, либо путем устройства местных утолщений колонны – капителей.

При увеличении пролетов возникает необходимость в повышении прочности перекрытий при изгибе и при продавливании, а также их жесткости без чрезмерного расхода бетона, что неизбежно при применении сплошных перекрытий. В этом случае применяются различные виды эффективных конструкций перекрытий: кессонные, пустотные, ребристые с балочными плитами, ребристые с контурными ребрами.

Для конструирования элементов здания необходимо определить значения действующих в них усилий, выполнив расчет несущей системы здания при действии вертикальных и горизонтальных нагрузок.

54

Внастоящее время расчеты несущей системы здания чаще всего производят методом конечных элементов, применяя вычислительные комплексы ЛИРА, SCAD и т.п. Ресурсы современных компьютеров дают возможность составить расчетную схему, моделирующую здание в целом, что позволяет учесть совместную работу надземных конструкций с деформируемым основанием и другие особенности действительной работы сооружения. В том случае, когда горизонтальные нагрузки здания и деформации основания не оказывают заметного влияния на напряженное состояние конструкций перекрытия, что имеет место, если несущая система здания включает достаточно мощные ядра и диафрагмы жесткости, а осадки фундаментов удовлетворяют требованиям, возможен расчет на действие вертикальных нагрузок одноэтажного фрагмента, включающего перекрытие одного этажа, а также вертикальные конструкции (колонны и стены) выше и ниже лежащего этажей с шарнирными опорами в середине этажа, по аналогии с приближенными схемами, используемыми при расчете многоэтажных рам.

Врасчетах на действие вертикальных нагрузок в том случае, когда доля длительных нагрузок превышает 70 % от полных, при назначении жесткостей конечных элементов модуль упругости в соответствии с п. 6.2.7 [1] рекомендуется принимать с понижающими коэффициентами: 0,6 – для вертикальных несущих элементов; 0,2 – для плит перекрытий (покрытий) с учетом наличия трещин и длительности действия нагрузки. После определения усилий в первую очередь проверяют принятое значение толщины плиты перекрытия или параметры капителей из условия достаточной их прочности при продавливании [2], [3], [4]. Расчет перекрытий с капителями выполняют в зависимости от принятого конструктивного варианта капителей.

2.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Вданной работе необходимо выполнить расчет и конструирование монолитного железобетонного перекрытия в программном комплексе SCAD, схема которого приведена на рис. 2. Габаритные размеры плиты, поперечные и продольные шаги колонн, а так же нагрузка, действующая на плиту, принимается по вариантам по таблице 1.

55

План перекрытия:

56

Исходные данные:

Материалы для плиты:

Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В30: Rb,n=22,0 МПа = 22,0х103кН/м2 = 2,2 кН/см2, Rbt,n=1,75 МПа=1,75х103 кН/м2 =0,175 кН/см2 (таблица 5.1 [3]);

Rb=17,0 МПа=17,0х103 кН/м2=1,7 кН/см2, Rbt=1,15 МПа=1,15х103 кН/м2 =0,115 кН/см2 (таблица 5.2 [3]); γb1= 0,9 (п. 5.1.10 [3]).

Начальный модуль упругости Eb=32,5.103 МПа (табл. 5.4 [3]).

При продолжительном действии нагрузки значение начального модуля деформаций бетона определили по формуле (5.3) [3] :

57

Eb,τ= Eb/(1+φb,cr)= 32,5х103: (1+2,5)=9,28х103 МПа, где φb,cr= 2,5 – коэффициент ползу-

чести (таблица 5.4 [5]).

Арматура класса А400: Rs,n= 400 МПа = 40,0 кН/см2, Rs= 355 МПа=35,5 кН/см2, Rs,w= 285 МПа = 28,5 кН/см2 (таблицы 5.7 и 5.8 [3]).

Задания для самостоятельной работы.

Вопросы для самопроверки:

1. Из каких соображений назначается размер конечного элемента при разбиении пли-

ты?

2.Для чего при расчете необходимо снижать начальный модуль упругости бетона?

3.Как производится армармирование монолитного перекрытия с помощью про-

граммно-вычислительного комплекса SCAD?

4.Как используются результаты расчета и армирования монолитного перекрытия в SCAD при конструировании перекрытия?

5.Как можно увеличить прочность плиты в зонах примыкания к колоннам?

6.Какие типы капителей вы знаете?

5.Лабораторная работа № 4 Расчет подпорной стенки

Выполнить статический расчет подпорной стенки от заданных нагрузок самостоятельно.

Поперечное сечениеподпорной стены

58

Таблица 1 Размеры стены

Таблица 2 Характеристика грунта засыпки

Таблица 3 Характеристики грунта под подошвой фундамента стены

Таблица 4 Равномерно распределенная нагрузка на поверхности засыпки

59

Задания для самостоятельной работы.

Вопросы для самопроверки:

1.Общие сведения о подпорных стенках.

2.В чем состоит смысл понятия «коэффициент бокового давления грунта»?

3.Силовые воздействия на подпорные стенки.

4.Чему коэффициент бокового давления грунта равен для условий компрессионного сжатия?

5.Аналитический метод определение активного давления грунта на подпорную стенку.

6.Как связано боковое давление грунта на стену с направлением и величиной ее перемещения?

7.Аналитический метод определение пассивного давления грунта на подпорную стенку.

8.Как связано боковое давление грунта на стену с направлением и величиной ее перемещения?

9.Расчет по первой группе предельных состояний.

10.В чем состоит смысл понятия «призма обрушения»?

11.Расчет устойчивости стенки против опрокидывания.

12.Какие силы действуют на призму обрушения со стороны задней грани подпорной стены и со стороны неподвижного грунта?

13.Расчет устойчивости стенки против сдвига.

14.Как коэффициенты активного и пассивного давления зависят от угла внутреннего трения грунта в простейшем случае.

15.Расчет по второй группе предельных состояний.

16.Чем отличаются значения перемещений, необходимых для реализации активного и пассивного давления?

17.Анализ строительных свойств грунта под подошвой фундамента стены.

18.Почему при расчете стены по предельным состояниям учитывается только 1/3 часть рассчитанного отпора?

19.Определение напряжений, действующих по подошве фундамента.

20.Как влияет наклон поверхности засыпки (угол) на активное давление?

21.Какими мерами можно изменить трение грунта о стенку.

22.Как влияет наклон задней грани стены на активное давление?