Нагрузки и комбинации нагрузок




РАСЧЕТНО – ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

 

 

«Расчет многопролетного каркасного здания на сейсмические

воздействия в ПК SCAD»

тема

 

Руководитель __________ __________________

подпись, дата должность, ученая степень инициалы, фамилия

 

Студент _________

номер группы номер зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия

 

 

Красноярск 2017

СОДЕРЖАНИЕ

1. Исходные данные…………………………………………………………...3

2. Ход выполнения работы…………………………………………………….4

2.1 Построение расчетной схемы здания…………………………………….4

2.2 Нагрузки и комбинации нагрузок………………………………………...7

3. Результаты расчета…………………………………………………………11

3.1 Деформации………………………………………………………………11

3.2 Эпюры усилий……………………………………………………………15

3.3 Поля напряжений в плитах перекрытий………………………………..24

3.4 Значимые формы колебаний…………………………………………….33

4. Анализ расчета……………………………………………………………...38

 

 


 

Исходные данные

 

Цель работы:Рассчитать каркасное железобетонное здание на сейсмическое воздействие интенсивностью в 7, 8 баллов, провести анализ НДС при следующих комбинациях нагрузок:

- статическая;

- статическая, сейсмическое воздействие 7 баллов;

- статическая, сейсмическое воздействие 8 баллов.

Показать первых три формы собственных колебаний здания.

Определить максимальные внутренние усилия М, Q, N в колоннах и ригелях здания и максимальные напряжения в плитах перекрытия. Подобрать размеры поперечного сечения колонны из условия прочности на воздействие в 7 и 8 баллов. Предложить специальные способы (нетрадиционные) сейсмозащиты здания.

Исходные данные:

Вариант №: 60

Регион строительства – г. Красноярск;

Размеры здания в плане – Длина 24 м, Ширина – 24 м;

Количество этажей – 4;

Высота этажа – 4,8 м;

Временная эксплуатационная нагрузка на перекрытие, 12,6 кН/ ;

Принимаем шаг колон в продольном направлении – 6 м, в поперечном – 6 м;

Колонны – 400х400 мм;

Ригели – 300х800 мм;

Перекрытие – плита, толщиной b = 300 мм;

Бетон – В25;

Грунт III категории;

Расчетная снеговая нагрузка – 1, 8 кН/м 2;

Ветровая нагрузка с наветренной стороны: 1,75 кН/м – распределенная, 11,49 кН – сосредоточенная;

Ветровая нагрузка с заветренной стороны: 1,09 кН/м – распределенная,

7,18 кН – сосредоточенная.

 


 

Ход выполнения работы

Построение расчетной схемы здания

Формируем расчетную схему здания в ПК SCAD, задаем жесткостные характеристики элементов.

Здание имеет квадратную форму в плане, размерами 24х24 м, высота этажа составляет 4,8 м, количество этажей 4. Шаг колонн в поперечном направлении – 6 м, в продольном – 6 м. Сечения элементов принимаем: для колонны 400х400 мм, для ригеля 300х800 мм. Толщина плит перекрытий 300 мм.

Рисунок 1 – Расчетная схема здания

 


 

Жесткосные характеристики элементов:

 

Рисунок 2 – Жесткостные характеристики колонн

 

Рисунок 3 – Жесткостные характеристики ригелей

 

Рисунок 4 – Жесткостные характеристики плит перекрытий и покрытия

 

Рисунок 5 – Типы жесткости элементов на примере первого пролета

 


 

Нагрузки и комбинации нагрузок

Задаем собственный вес конструкций, затем временную эксплуатационную нагрузку на перекрытия здания, снеговую нагрузку на покрытие, ветровую и сейсмическую в 7, 8 баллов. Рассмотрим загружения на примере первого пролета здания.

Значения ветровой нагрузки на крайние колонны уменьшается в два раза. Это касается как распределенной нагрузки на стержни, так и сосредоточенной нагрузки на узлы.

 

Рисунок 6 – Нагрузка от собственного веса элементов каркаса

 


 

Рисунок 7 – Временная эксплуатационная нагрузка на перекрытие

Рисунок 8 – Снеговая нагрузка на покрытие здания

Рисунок 9 – Ветровая нагрузка на здание

 

Задаем сейсмическую нагрузку 7(8) баллов, для этого во вкладке «Загружения» выбираем «Динамические воздействия». В появившемся окне выбираем «Сейсмические воздействия», тип воздействия «Сейсмика по СНиП (01.01.2000)», нажимаем «Преобразование статических нагрузок в массы», из списка нагрузок выбираем собственный вес и задаем коэффициент перерасчета, равный 1 и нажимаем записать.

Переходим в окно «Сейсмическое воздействие (01.01.2000). В нем в графу «Число учитываемых форм» ставим 20, направление нагрузки выбираем по Х, выбираем III категорию грунта, выставляем сейсмичность 7(8) баллов, в графе «характеристика конструкции» выбираем каркасные здания.

 


 

Формируем комбинации нагрузок С1, С2, С3:

 

Рисунок 10 – Комбинации нагрузок

 

где L1 – Собственный вес, кН;

L2 – Временная эксплуатационная нагрузка на перекрытие, кН/ ;

L3 – Снеговая нагрузка, кН/ ;

L4 – Ветровая нагрузка распределенная и сосредоточенная, кН/ , кН;

L5 – Сейсмическая нагрузка 7 баллов;

L6 – Сейсмическая нагрузка 8 баллов.

 


 

Результаты расчета

В результате расчета получаем деформации и эпюры усилий, а также поля напряжений в пластинах, для сейсмической нагрузки так же необходимо вывести значимые формы колебаний. Выводить результаты будем для всех комбинаций, которые задавали: С1, С2, С3.

 

Деформации

Рисунок 11 – Деформационная схема первого пролета здания при комбинации нагрузок С1

 


 

Рисунок 12 – Значения деформаций при комбинации нагрузок С1

 

Рисунок 13 – Деформационная схема первого пролета здания при комбинации нагрузок С2

Рисунок 14 – Значения деформаций при комбинации нагрузок С2

Рисунок 15 – Деформационная схема первого пролета здания при комбинации нагрузок С3

Рисунок 16 – Значения деформаций при комбинации нагрузок С3

 

Таблица 1 – Максимальные значения прогибов в первом пролете здания

№ п/п Наименование комбинации нагрузок Максимальные значения прогибов, мм
  С1 0,79
  С2 1,05
  С3 1,26

 


Эпюры усилий

Выводим эпюры усилий , , при комбинациях нагрузок С1, С2, С3 для первого пролета здания в осях А – Д, 1 – 5:

Эпюры усилий N:

Рисунок 17 – Эпюра усилий N для комбинации нагрузок С1

 

Максимальное значение N = -33086,15 кН в колонне первого этажа, среднего ряда (в осях В, 2).


 

Рисунок 18 – Эпюра усилий N для комбинации нагрузок С2

Максимальное значение N = -46720,94 кН в колонне первого этажа, крайнего ряда (в осях А, 2).

 


 

Рисунок 19 – Эпюра усилий N для комбинации нагрузок С3

Максимальное значение N = -52998,48 кН в колонне первого этажа, крайнего ряда (в осях А, 2).

 


 

Рисунок 20 – Эпюра усилий Qz для комбинации нагрузок С1

Максимальное значение Qz = 2876,19 кН в продольном ригеле второго этажа (по оси В).

 


 

Рисунок 20 – Эпюра усилий Qz для комбинации нагрузок С2

Максимальное значение Qz = 7638,50 кН в колонне первого этажа (в осях В, 2).

 


 

Рисунок 21 – Эпюра усилий Qz для комбинации нагрузок С3

Максимальное значение Qz = 10690,11 кН в колонне первого этажа (в осях В, 2).

 


 

Рисунок 22 – Эпюра усилий My для комбинации нагрузок С1

Максимальное значение My = -4397,89 кНм в продольном ригеле первого этажа (по оси В).

 


 

Рисунок 23 – Эпюра усилий My для комбинации нагрузок С2

Максимальное значение My = -20136,51 кНм в колонне первого этажа (в осях В, 2).

 


 

Рисунок 24 – Эпюра усилий My для комбинации нагрузок С3

Максимальное значение My = -28181,32 кНм в колонне первого этажа (в осях В, 2).

Таблица 2 – Максимальные значения усилий и деформаций в первом пролете здания

Параметры Статический расчет Сейсмический расчет (7 баллов) Сейсмический расчет (8 баллов) %
гр.2 и гр.3 гр.3 и гр.4
           
Mmax 4397,89 20136,51 28181,32    
Qmax 2876,19 7638,50 10690,11    
Nmax 33086,15 46720,94 52998,48    
max 0,79 1,05 1,26    


Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-10-25 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: