Проектирование здания с использованием программного комплекса "Мономах 4.5" и приложения "Плита"

 

1. Расчет железобетонной фундаментной плиты

железобетонный плита здание колонна

Расчет конструкции фундаментной плиты выполнен в соответствии с действующими нормами, и произведен с использованием программного комплекса "Мономах 4.5" и приложения "Плита".

Нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию фундаментной плиты приняты в соответствии с требованиями [5].

Конструктивная схема здания - с полным каркасом; стены - газосиликатные блоки, несущими конструкциями являются монолитные железобетонные стены, колонны и пилоны сечением 400*400, 700*400 мм. Здание 6 этажное общественное. Плиты перекрытия толщиной 180 мм. Условная отметка чистого пола первого этажа 0.000 м. Высота этажей 3.6, 3.9, 3.75 м. Отметка подошвы фундамента -8.050 м.

Конструктивное решение принято в соответствие [24,25].

Рис. 2.2.1 Общие характеристики здания.

Рис. 2.2.2 Общий вид монолитного каркаса здания.

Характеристики материалов, для расчета фундаментной плиты, приняты: бетон кл. В20, арматура А500, А400.

Рис. 2.2.3 Характеристики материалов фундаментной плиты.

Железобетонная фундаментная плита выполнена в виде многоугольника (в плане), толщиной 900 мм.

Рис. 2.2.4 План фундаментной плиты.

Для расчета в программном комплексе "Мономах 4.5" приняты следующие нагрузки:

.Собственный вес конструкции

.Постоянная нагрузка

.Временная нагрузка

Программный комплекс "Мономах 4.5" учитывает все заданные нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию фундаментной плиты, при компоновке расчетной схемы всего здания.

Заданные нормативные и расчетные нагрузки приведены в таблице "Сбор нагрузок на конструкцию фундаментной плиты основной части здания"

Сбор нагрузок на конструкцию фундаментной плиты основной части здания.

Табл. 2.2.1

№ п/пВид нагрузкиНормативная нагрузка qnor, кН/м2Коэфф. Надежности по нагрузкеРасчетная нагрузка q, кН/м21Бетонное покрытие кл. В15 ( м)0.03*24=0.721.10.792Подготовка из бетона кл. В7.5 армированный сеткой (м)0.1*25=2.501.12.75Итого3.223.546Временная нагрузка на пол в спортивных центрах и сооружениях41.24.8

Вычисленные расчетные нагрузки вносим в свойства фундаментной плиты, скомпонованной в программном комплексе "Мономах 4.5".

Рис. 2.2.5 Расчетные нагрузки.

Рис. 2.2.6 Общий вид монолитного каркаса здания с постоянной загрузкой.

Рис. 2.2.7 Общий вид монолитного каркаса здания с временной загрузкой

После компоновки схемы и задания всех нагрузок произведен расчет всего здания и МКЭ расчет. В результате расчета были получены следующие результаты:

Рис. 2.2.8 Изополя перемещений по оси Z (м)

Максимальная осадка составила 0.14 см, что не превышает предельно допустимой равной 8 см.

.14 < 8 см.

Рис. 2.2.9 Изополя напряжений по Mх.

Рис. 2.2.10 Изополя напряжений по My.

Рис. 2.2.11 Изополя напряжений по Qx.

Рис. 2.2.12 Изополя напряжений по Qy.

В результате расчета были получены данные, которые экспортируются в конструирующие приложения программного комплекса "Мономах 4.5". В дальнейшем при помощи приложения "Плита" рассчитывается оптимальное армирование фундаментной плиты, с учетом полученных ранее данных.

В приложении "Плита" импортируем данные из приложении "Компоновка" и произвести расчет армирования с учетом всех загружений на фундаментную плиту. В результате расчета получены данные о верхнем, нижнем и поперечном армировании фундаментной плиты:

Верхнее армирование:

Рис. 2.2.13 Изополя арматуры вдоль оси Х.

Рис. 2.2.14 Изополя арматуры вдоль оси Y.

Нижнее армирование:

Рис. 2.2.15 Изополя арматуры вдоль оси Х.

Рис. 2.2.16 Изополя арматуры вдоль оси Y.

Поперечное армирование:

Рис. 2.2.17 Изополя арматуры вдоль оси Z.

В результате подбора арматуры принимаем:

Верхнее основное армирование (в направлениях вдоль осей X и Y) стержнями 12A500 (Ax=1.131 см2) с шагом 200 мм, в зонах требующих усиленное армирование стрежнями 16A500 (Ax=2.010см2) с шагом 100 мм.

Нижнее основное армирование (в направлениях вдоль осей X и Y) стержнями 12A500 (Ax=1.131 см2) с шагом 200 мм, в зонах требующих усиленное армирование стрежнями 14A500 (Ax=1.54 см2) с шагом 100 мм.

Поперечное армирование принимаем стержни диаметром A400 (Ax=0.503 см2) с шагом 600 мм, а в зонах где усиленное армирование и в местах опирания колонн и стен стержни A400 (Ax=0.503 см2) с шагом 400 мм.

В результатеподбора арматуры были приняты сетки по [20].

. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Согласно [12] установлены три показателя тепловой защиты здания:

а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания;

б) санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций и температуру на внутренней поверхности выше температуры точки росы;

в) удельный расход тепловой энергии на отопление здании, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого значения этого показателя.

Требования тепловой защиты здания будут выполнены, если в жилых и общественных зданиях будут соблюдены требования показателей "а" и "б" либо "б" и "в".

Выполнение условия "а" - Сопротивление теплопередаче элементов ограждающих конструкций

Приведенное сопротивление теплопередаче Rо следует принимать не менее нормируемых значений Rreg, определяемых по таблице 4 [12] в зависимости от градусо-суток района строительства

= (tint-tht)*Zht,

где: - tht, Zht средняя температура и продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха менее 8оС;- расчетная температура внутреннего воздуха, ºС

По [4] определяем требуемые данные для расчета для г.Кострома:

=-3.9оС, Zht =222 сут.

Внутренняя температура принята tint=18оС (по рекомендациям по определению внутренней температуры п.5.3 [12]

Тогда градусо-сутки отопительного периода:

= (18- (-3.9))*222=4861.8оС-сут.,

Нормируемое значение теплопередачи конструкции покрытия определяем по формуле:

= а* Dd + б = 0.0004*4861.8+1,6=3.545(м2*оС)/Вт,

Где а и б - коэффициенты для покрытий общественного здания по табл. 4 [12].

Характеристики материалов, используемых в конструкции покрытия

Табл. 1.5.1

МатериалУдельный вес, ? кг/м3Толщина слоя, ?, мКоэффициент теплопередачи, (по СП 23-101-2004) ?, Вт/м2оС1. Стеклогидроизол6000.0150.172. Утеплитель (Минераловатные плиты РУФ БАТТС В™)190х0.0483. Пароизоляция6000.0020.174. Раствор цементно-песчаный18000.0500.935.Железобетон25000.2002.04

Сопротивление теплопередаче Rо однородной многослойной конструкции определяем по формуле 8 [11]

о= Rsi + Rk + Rse=1/ ? int + ?Ri + 1/ ? ext = 1/8.7+0.015/0.17+X/0.048+0.002/0.17+0.05/0.93+0.2/2.04+1/23=0.410+Х/0.048?

?Rreg=3.545(м2*оС)/Вт

Где ? int=8.7 Вт/(м2*оС) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности по табл. 7 СНиП 23-02-99

? ext=23 Вт/(м2*оС) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности по табл. 8 [11] ?Ri=? (?i/ ?i) - термосопротивление однородной многослойной конструкции по формуле 7 [11] Определяем требуемую толщину утеплителя:

= (3.545-0.410)*0.048=0.150 м

Принимаем толщину утеплителя х=160мм

Фактическое сопротивление теплопередаче конструкции покрытия

=1/8.7+0.015/0.17+0.16/0.048+0.002/0.17+0.05/0.93+0.2/2.04+1/23=3.743(м2*оС)/Вт

Проверка ограждающих конструкций по условиям "б" - ограничение температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Первое условие по ограничению температуры внутренней поверхности конструкции.

Расчетный температурный перепад определяем по формуле 4 ([12])

?to=(n*(tint- text)) / (Ro* ? int)

Где n=1 - коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по таблице 6 [12] tint=+18оС - расчетная средняя температура внутреннего воздуха (см пояснения к формуле 2 [12])=-31оС - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года равная температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по [4] для района строительства

?tн=4.0oC - нормируемый температурный перепад для покрытий общественных зданий по таблице 5 СНиП 23-02-2003

?to = (1*(18-(-31)) / (3.743 *8.7)=1.504oC < ?tн=4.0oC

условие по нормируемому температурному перепаду между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности покрытия соблюдается.

Второе условие по ограничению конденсации влаги на внутренней поверхности конструкций.

Температуру точки росы определяем по [11] по приложению Р при внутренней температуре +18оС и влажности 50% - td=+7,44оС. (рекомендации по определению влажности см п.5.9 СНиП 23-02-2003)

Температура поверхности покрытия tint-?to = 18-1.504=+16.496оС > td=+7,44оС

Второе условие по ограничению конденсации влаги на внутренней поверхности стен и покрытий удовлетворяется

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Согласно [12] установлены три показателя тепловой защиты здания:

а) Приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания;

б) санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций и температуру на внутренней поверхности выше температуры точки росы;

в) удельный расход тепловой энергии на отопление здании, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого значения этого показателя.

Требования тепловой защиты здания будут выполнены, если в жилых и общественных зданиях будут соблюдены требования показателей "а" и "б" либо "б" и "в".

Выполнение условия "а" - Сопротивление теплопередаче элементов ограждающих конструкций

Приведенное сопротивление теплопередаче Rо следует принимать не менее нормируемых значений Rreg, определяемых по таблице 4 [12] в зависимости от градусо-суток района строительства

= (tint-tht)*Zht,

где: - tht, Zht средняя температура и продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха менее 8оС;- расчетная температура внутреннего воздуха, ºС

По [4] определяем требуемые данные для расчета для г.Кострома:

=-3.9оС, Zht =222сут.

Внутренняя температура принята tint=18оС (по рекомендациям по определению внутренней температуры п.5.3 СНиП 23-02-2003)

Тогда градусо-сутки отопительного периода:

= (18- (-3.9))*222=4861.8оС-сут.,

Нормируемое значение теплопередачи конструкции стены определяем по формуле:

= а* Dd + б = 0.0003*4861.8+1.2=2.659(м2*оС)/Вт,

Где а и б - коэффициенты для стены общественного здания по табл. 4 [12].

Характеристики материалов, используемых в конструкции стены

Табл. 1.5.2

МатериалУдельный вес, ? кг/м3Толщина слоя, ?, мКоэффициент теплопередачи, (по СП 23-101-2004) ?, Вт/м2оС1. Штукатурка фасадная16000.0020.812. Минераловатные плиты ФАСАД БАТТС145х0.0453. Газосиликат10000.300.474. Штукатурка18000.020.93

Сопротивление теплопередаче Rо однородной многослойной конструкции определяем по формуле 8 [11]

о= Rsi + Rk + Rse=1/ ? int + ?Ri + 1/ ? ext = 1/8.7+0.002/0.81+х/0.045+0.30/0.47+0.02/0.93+1/23=0.82+Х/0.045?

?Rreg=2.659(м2*оС)/Вт

Где ? int=8.7 Вт/(м2*оС) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности по табл. 7 [4]

? ext=23 Вт/(м2*оС) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности по табл. 8 [11] ?Ri=? (?i/ ?i) - термосопротивление однородной многослойной конструкции по формуле 7 [11] Определяем требуемую толщину минераловатных плит ФАСАД БАТТС:

= (2.659-0.82)*0.045=0.0827 м

Принимаем толщину ктеплителя х=90 мм

Фактическое сопротивление теплопередаче конструкции стены

=1/8.7+0.002/0.81+0.09/0.045+0.30/0.47+0.02/0.93+1/23=2.820(м2*оС)/Вт

Проверка ограждающих конструкций по условиям "б" - ограничение температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Первое условие по ограничению температуры внутренней поверхности конструкции.

Расчетный температурный перепад определяем по формуле 4 ([12])

?to=(n*(tint- text)) / (Ro* ? int)

Где n=1 - коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по таблице 6 [12],=+18оС - расчетная средняя температура внутреннего воздуха (см пояснения к формуле 2 [12])=-31оС - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года равная температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по [11] для района строительства

?tн=4.5oC - нормируемый температурный перепад для наружных стен общественных зданий по таблице 5 [12]

?to = (1*(18-(-31)) / (2.820*8.7)=1.997oC < ?tн=4.5oC

условие по нормируемому температурному перепаду между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности стены соблюдается.

Второе условие по ограничению конденсации влаги на внутренней поверхности конструкций.

Температуру точки росы определяем по [11] по приложению Р при внутренней температуре +18оС и влажности 50% - td=+7,44оС. (рекомендации по определению влажности см п.5.9 [12])

Температура поверхности стен

?to = 18-1.997=+16.003оС > td=+7,44оС

Второе условие по ограничению конденсации влаги на внутренней поверхности стен и покрытий удовлетворяется

. Расчет железобетонной плиты перекрытия

Расчет конструкции плиты перекрытия выполнен в соответствии с действующими нормами, и произведен с использованием программного комплекса "Мономах 4.5" и приложения "Плита".

Нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию фундаментной плиты приняты в соответствии с требованиями [5].

Конструктивная схема здания - с полным каркасом; стены - газосиликатные блоки, несущими конструкциями являются монолитные железобетонные стены, колонны и пилоны сечением 400*400, 700*400 мм. Здание 6 этажное общественное. Плиты перекрытия толщиной 180 мм. Условная отметка чистого пола первого этажа 0.000 м. Высота этажей 3.6, 3.9, 3.75 м. Отметка подошвы фундамента -8.050 м.

Конструктивное решение принято в соответствие [14,16,17,18].

Рис. 2.3.1 Общие характеристики здания.

Рис. 2.3.2 Общий вид монолитного каркаса здания.

Характеристики материалов, для расчета плиты перекрытия, приняты: бетон кл. В25, арматура А500, А400.

Рис. 2.3.3 Характеристики материалов фундаментной плиты.

Железобетонная плита перекрытия выполнена в виде многоугольника (в плане), толщиной 250 мм.

Рис. 2.3.4 План плиты перекрытия.

Для расчета в программном комплексе "Мономах 4.5" приняты следующие нагрузки:

.Собственный вес конструкции

.Постоянная нагрузка

.Временная нагрузка

Программный комплекс "Мономах 4.5" учитывает все заданные нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию плиты перекрытия, при компоновке расчетной схемы всего здания. Заданные нормативные и расчетные нагрузки приведены в таблице " Сбор нагрузок на конструкцию плиты перекрытия основной части здания"

Постоянная нагрузка от веса покрытия на 1м2 поверхности монолитного перекрытия (служебные и общественные помещения)

Табл 2.3.1

№ п/пВид нагрузкиНормативная нагрузка qnor, кН/м2Коэфф. Надежности по нагрузкеРасчетная нагрузка q, кН/м21Керамогранитная плитка ( м)0.01*24=0.241.20.2882Цементно-песчаная стяжка ( м)0.02*18=0.361.30.468 3Тепло-и звукоизоляция ( м)0.05*1.2=0.061.20.0724Пароизоляция ( )0.002*6=0.0121.20.0144Итого0.6720.84245Временная нагрузка на перекрытие в спортивных центрах и сооружениях41.24.8

Постоянная нагрузка от веса покрытия на 1м2 поверхности мон-го перекрытия (кровля)

Табл 2.3.2

№ п/пВид нагрузкиНормативная нагрузка qnor, кН/м2Коэфф. Надежности по нагрузкеРасчетная нагрузка q, кН/м21Гидроизоляция ( )0.015*8=0.121.30.1562Цементно-песчаная стяжка ( м)0.02*18=0.361.30.4684Утеплитель (Минераловатные плиты РУФФ БАТТС В™) ( )0.16*1.9=0.3041.20.36485Пароизоляция ( )0.002*6=0.0121.20.0144Итого0.7961.00326Расчетная снеговая2.47Временная нагрузка на покрытие в спортивных центрах и сооружениях41.24.8

Постоянная нагрузка от стены на 1м2 поверхности монолитного покрытия

Табл 2.3.3

№ п/пВид нагрузкиНормативная нагрузка qnor, кН/м2Коэфф. Надежности по нагрузкеРасчетная нагрузка q, кН/м21Штукатурка ( м)0.005*16=0.081.31.042Утеплитель (Минераловатные плиты ФАСАД БАТТС ™) ( )0.16*1.45=0.2321.20.27843Газосиликат ( )0.3*10=31.23.6 Итого3.3123.9824

Рис. 2.3.5 Общий вид монолитного каркаса здания с постоянной загрузкой.

Рис. 2.3.6 Общий вид монолитного каркаса здания с временной загрузкой

После компоновки схемы и задания всех нагрузок произвести расчет всего здания и МКЭ расчет. В результате расчета были получены данные:

Рис. 2.3.7 Изополя перемещений по оси X (м).

Рис. 2.3.8 Изополя перемещений по оси Y (м).

Рис. 2.3.9 Изополя перемещений по оси Z (м).

Рис. 2.3.10 Изополя напряжений по Nx.

Рис. 2.3.11 Изополя напряжений по Ny.

Рис. 2.3.12 Изополя напряжений по Mх.

Рис. 2.3.13 Изополя напряжений по My.

Рис. 2.3.14 Изополя напряжений по Qx.

Рис. 2.3.15 Изополя напряжений по Qy.

В результате расчета были получены данные, которые экспортируются в конструирующие приложения программного комплекса "Мономах 4.5". В дальнейшем при помощи приложения "Плита" рассчитывается оптимальное армирование плиты перекрытия, с учетом полученных ранее данных.

В приложении "Плита" импортируем данные из приложении "Компоновка" и произвести расчет армирования с учетом всех загружений на плиту. В результате расчета получены данные о верхнем, нижнем и поперечном армировании плиты:

Рис. 2.3.16 Изополя арматуры вдоль оси Х.

Рис. 2.3.17 Изополя арматуры вдоль оси Y.

Нижнее армирование:

Рис. 2.3.18 Изополя арматуры вдоль оси Х.

Рис. 2.3.19 Изополя арматуры вдоль оси Y.

Поперечное армирование:

Рис. 2.2.20 Изополя арматуры вдоль оси Z.

В результате подбора арматуры принимаем:

Верхнее основное армирование (в направлениях вдоль осей X и Y) стержнями A500 (Ax=1.131 см2) с шагом 200 мм, в зонах требующих усиленное армирование стрежнями 14A500 (Ax=1.539 см2) с шагом 100 мм

Нижнее основное армирование (в направлениях вдоль осей X и Y) стержнями 12A500 (Ax=1.131 см2) с шагом 200 мм, в зонах требующих усиленное армирование стрежнями 14A500 (Ax=1.539 см2) с шагом 100 мм.

Поперечное армирование принимаем стержни 8A500 (Ax=0.503 см2) с шагом 600 мм, а в зонах где усиленное армирование и в местах опирания колонн и стен стержни 8A500 (Ax=0.503 см2) с шагом 400 мм.

В результатеподбора арматуры были приняты сетки по [20].

. Расчет железобетонной колонны

Расчет конструкции колонны выполнен в соответствии с действующими нормами, и произведен с использованием программного комплекса "Мономах 4.5" и приложения "Колонна".

Нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию колонны приняты в соответствии с требованиями [5].

В результате расчета были получены данные, которые экспортируются в конструирующие приложения программного комплекса "Мономах 4.5". В дальнейшем при помощи приложений рассчитывается оптимальное армирование конструкций каркаса, с учетом полученных ранее данных.

Элементов монолитного ж/б каркаса, с наибольшими суммарными напряжениями и усилиями.

Колонна:

NЗагружениеФорма/ комбинацияa(м)N(кН)Qz(кН)My(кН*м)Qy(кН)Mz(кН*м)Этаж N3 Колонна N19 Прямоугольник b=0.7 h=0.4м, H=3.6м, 1. Железобетон, m=0.50%3_19Постоянная0-314.8782.172-5.3740.2171.1413.6-290.1652.1722.4470.2170.359Кр. времен.0-201.812.349-4.359-0.555-0.8013.6-201.812.3494.097-0.5551.198Сочетание 10-620.0265.425-11.679-0.4050.4083.6-590.375.4257.853-0.4051.867

Сечение

Размеры, мм:

b700h400Площадь, см22800

Отметки

Высота этажа, мм3600Высота перекрытия, мм250

Отметки, м:

низа колонны0,000верха перекрытия+3,600

Расчетная длина

Коэффициенты расчетной длины:

m X0.5m Y1

Расчетная длина, мм:

Lo X1800Lo Y3600

Гибкость:

Lo/h X4.50Lo/h Y5.14

Нагрузки

С учетом собственного веса колонны

N, тсMx, тс*мMy, тс*мQx, тсQy, тсT, тс*мсечПостоянная-59.50.187-1.170.543-0.04050

Коэффициенты

Надежности по ответственности 1

Пост.Длит.Кр.вр.Ветр.Сейсм.Надежности1.11.21.21.41Длительности110.3500Продолжительности11100

Снижающий для кр. врем. нагрузки 1

Учитывать в расчете:

автоматически сформированные РСН

РСН, сформированные для случаев а, б

Коэффициенты расчетных сочетаний нагрузок (РСН)

Пост.Длит.Кр.вр.Ветр.Сейсм.1-е, основное111102-е, основное10.950.90.903-е, особое0.90.80.501

Учитывать при автоматическом формировании РСН:

знакопеременность ветровой и сейсмической нагрузки

Расчетное армирование

Asu4.01

Продольная арматура, см2:

полная16.02по прочности16.02% армирования0.57Поперечная арматура, см2/м0

Расстановка продольной арматуры

Армирование симметричное

угловые4Æ25конструкт.2Æ16Всего4Æ25 + 2Æ16Площадь арматуры, см223.6562% армирования0.84

Анкеровка продольной арматуры

Диаметр стержня, ммДлина анкеровки, ммДлина нахлестки, мм25910109016580700

Расстановка поперечной арматуры

Зона анкеровки, мм:6Æ10шаг250привязка 1-го50зона раскладки1250привязка последнего1300Основная зона, мм:6Æ10шаг300привязка 1-го1600зона раскладки1500привязка последнего3100Доборный, мм:1Æ10шаг200привязка3300расст. до верха50Площадь арматуры, см2/м5.23599

Режимы установки шпилек:

наклонные шпильки в углах

объединять 2-х узловые в углах в 4-х узловой хомут

. Расчет железобетонной колонны

Расчет конструкции колонны выполнен в соответствии с действующими нормами, и произведен с использованием программного комплекса "Мономах 4.5" и приложения "Колонна".

Нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию колонны приняты в соответствии с требованиями [5].

В результате расчета были получены данные, которые экспортируются в конструирующие приложения программного комплекса "Мономах 4.5". В дальнейшем при помощи приложений рассчитывается оптимальное армирование конструкций каркаса, с учетом полученных ранее данных.

Элементов монолитного ж/б каркаса, с наибольшими суммарными напряжениями и усилиями.

Колонна:

NЗагружениеФорма/ комбинацияa(м)N(кН)Qx(кН)My(кН*м)Qy(кН)Mx(кН*м)Этаж N1 Колонна N9 Прямоугольник b=0.4 h=0.4м, H=3.75м, 1. Железобетон, m=0.50%1_9Постоянная0-271.3614.591-7.7151.6612.6883.75-256.654.5919.5011.661-3.543Кр. времен.0-201.3932.609-4.0771.0151.5163.75-201.3932.6095.7081.015-2.288Сочетание 10-567.3058.64-14.153.2115.0453.75-549.6528.6418.2513.211-6.997

Сечение

Размеры, мм:

b400h400Площадь, см21600

Отметки

Высота этажа, мм3750Высота перекрытия, мм250

Отметки, м:

низа колонны0,000верха перекрытия+3,750

Расчетная длина

Коэффициенты расчетной длины:

m X0.5m Y1

Расчетная длина, мм:

Lo X1875Lo Y3750

Гибкость:

Lo/h X4.69Lo/h Y9.38

Нагрузки

С учетом собственного веса колонны

N, тсMx, тс*мMy, тс*мQx, тсQy, тсT, тс*мсечПостоянная-55.2-0.71.830.8640.3210

Коэффициенты

Надежности по ответственности 1

Пост.Длит.Кр.вр.Ветр.Сейсм.Надежности1.11.21.21.41Длительности110.3500Продолжительности11100

Снижающий для кр. врем. нагрузки 1

Учитывать в расчете:

автоматически сформированные РСН

РСН, сформированные для случаев а, б

Коэффициенты расчетных сочетаний нагрузок (РСН)

Пост.Длит.Кр.вр.Ветр.Сейсм.1-е, основное111102-е, основное10.950.90.903-е, особое0.90.80.501

Учитывать при автоматическом формировании РСН:

знакопеременность ветровой и сейсмической нагрузки

Расчетное армирование

Asu4.14

Продольная арматура, см2:

полная16.58по прочности16.58% армирования1.04Поперечная арматура, см2/м0

Расстановка продольной арматуры

Армирование симметричное

угловые4Æ25Всего4Æ25Площадь арматуры, см219.635% армирования1.23

Анкеровка продольной арматуры

Диаметр стержня, ммДлина анкеровки, ммДлина нахлестки, мм259101090

Расстановка поперечной арматуры

Зона анкеровки, мм:6Æ10шаг250привязка 1-го50зона раскладки1250привязка последнего1300Основная зона, мм:7Æ10шаг300привязка 1-го1600зона раскладки1800привязка последнего3400расст. до верха100Площадь арматуры, см2/м5.23599

Режимы установки шпилек:

наклонные шпильки в углах

объединять 2-х узловые в углах в 4-х узловой хомут

. Расчет монолитного железобетонного каркаса

Расчет конструкции монолитного железобетонного каркаса выполнен в соответствии с действующими нормами, и произведен с использованием программного комплекса "Мономах 4.5".

Функции программы:

предоставляется инструментарий для формирования модели здания с заданными нагрузками на плиты перекрытия этажей;

выполняется сбор нагрузок на конструктивные элементы с учетом принятой схемы здания;

определяются требуемые сечения железобетонных элементов (проверяются подобранные и зафиксированные);

выполняется формирование расчетной схемы и конечно-элементый расчет. Определяются перемещения узлов, усилия и напряжения в сечениях элементов;

экспортируются сведения об элементах для работы в конструирующих программах: плита, колонна;

При подборе или проверке сечений конструктивных элементов нормативные значения нагрузок автоматически приводятся к расчетным значениям (для каждого вида нагружения принимаются осредненные коэффициенты надежности по нагрузке), и, в соответствии со стандартными коэффициентами сочетаний, формируются расчетные сочетания нагрузок.

Железобетонные элементы, размер сечения которых зафиксирован, проверяются при расчете. При отсутствии фиксации выполняется подбор сечений.

Коэффициент надежности по ответственности принят равным 0,95.

В программе предусмотрено осуществление двух видов расчетов - предварительного (упрощенного) расчета и МКЭ расчета.

Основной целью предварительного (упрощенного) расчета является идентификация конструктивной схемы здания, сбор нагрузок, проверка или подбор сечений железобетонных элементов. В процессе расчета выполняется диагностика созданной модели.

По результатам расчета всего здания формируются таблицы нагрузок, таблицы объемов и стоимости, выполняется экспорт данных в программы конструирования.

Расчет всего здания производится, после того как успешно произведен расчет всех этажей.

Нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию приняты в соответствии с требованиями [5].

Конструктивная схема здания - с полным каркасом; стены - газосиликатные блоки, несущими конструкциями являются монолитные железобетонные стены, колонны и пилоны сечением 400*400, 700*400 мм. Здание 6 этажное общественное. Плиты перекрытия толщиной 180 мм. Условная отметка чистого пола первого этажа 0.000 м. Высота этажей 3.6, 3.9, 3.75 м. Отметка подошвы фундамента -8.050 м.

Конструктивное решение принято в соответствие [14,16,17,18].

Рис. 2.1.1 Общие характеристики здания.

Рис. 2.1.2 Общий вид монолитного каркаса здания.

Характеристики материалов, для расчета плиты перекрытия, приняты: бетон кл. В20, арматура А500, А400.

Рис. 2.2.3 Характеристики материалов фундаментной плиты.

Для расчета в программном комплексе "Мономах 4.5" приняты следующие нагрузки:

.Собственный вес конструкции

.Постоянная нагрузка

.Временная нагрузка

Программный комплекс "Мономах 4.5" учитывает все заданные нормативные и расчетные нагрузки на конструкции каркаса, при компоновке расчетной схемы всего здания.

Сбор нагрузок на конструкцию фундаментной плиты основной части здания.

Табл 2.1.1

№ п/пВид нагрузкиНормативная нагрузка qnor, кН/м2Коэфф. Надежности по нагрузкеРасчетная нагрузка q, кН/м21Бетонное покрытие кл. В15 ( м)0.03*24=0.721.10.7922Подготовка из бетона кл. В7.5 армированный сеткой (м)0.1*25=2.51.12.75Итого3.223.5426Временная нагрузка на пол в спортивных центрах и сооружениях41.24.8

Постоянная нагрузка от веса покрытия на 1 м2 поверхности монолитного перекрытия служебные и общественные помещения)

Табл 2.1.2

№ п/пВид нагрузкиНормативная нагрузка qnor, кН/м2Коэфф. Надежности по нагрузкеРасчетная нагрузка q, кН/м21Керамогранитная плитка ( м)0.01*24=0.241.20.2882Цементно-песчаная стяжка ( м)0.02*18=0.361.30.468 3Тепло-и звукоизоляция ( м)0.05*1.2=0.061.20.0724Пароизоляция ( )0.002*6=1.21.20.0144Итого0.6720.84245Временная нагрузка на перекрытие спортивных центрах и сооружениях41.24.8

Постоянная нагрузка от веса покрытия на 1 м2 поверхности монолитного перекрытия (кровля)

Табл 2.1.3

№ п/пВид нагрузкиНормативная нагрузка qnor, кН/м2Коэфф. Надежности по нагрузкеРасчетная нагрузка q, кН/м21Гидроизоляция ( )0.015*8=0.121.30.1562Цементно-песчаная стяжка ( м)0.02*18=0.361.30.4684Утеплитель (Минераловатные плиты РУФФ БАТТС В™) ( )0.16*1.9=0.3041.20.36485Пароизоляция ( )0.002*6=0.0121.20.0144Итого0.7961.0026Расчетная снеговая2.47Временная нагрузка на покрытие в общественных зданий41.24.8

Постоянная нагрузка от стены на 1 м2 поверхности монолитного покрытия

Табл 2.1.4

№ п/пВид нагрузкиНормативная нагрузка qnor, кН/м2Коэфф. Надежности по нагрузкеРасчетная нагрузка q, кН/м21Штукатурка ( м)0.005*16=0.081.30.1042Утеплитель (Минераловатные плиты ФАСАД БАТТС ™) ( )0.16*1.45=0.2321.22.7843Газосиликат ( )0.3*10=31.23.6 Итого3.3123.9824

Рис. 2.1.4 Общий вид монолитного каркаса здания с постоянной загрузкой.

Рис. 2.1.4 Общий вид монолитного каркаса здания с временной загрузкой.

После компоновки схемы и задания всех нагрузок произвести расчет всего здания и МКЭ расчет. В результате расчета были получены данные:

Рис. 2.1.5 Перемещения по оси X.

Рис. 2.1.6 Перемещения по оси Y.

Рис. 2.1.7 Перемещения по оси Z.

Рис. 2.1.8 Перемещения по UZ.

Рис. 2.1.9 Напряжения по Nx.

Рис. 2.1.10 Напряжения по Ny.

Рис. 2.1.11 Напряжения по Mx.

Рис. 2.1.12 Напряжения по My.

Рис. 2.1.13 Напряжения по Qx.

Рис. 2.1.14 Напряжения по Qy.

Результаты МКЭ расчета

Суммарные нагрузки на отметке верха фундаментной плиты

В результате расчета были получены данные, которые экспортируются в конструирующие приложения программного комплекса "Мономах 4.5". В дальнейшем при помощи приложений рассчитывается оптимальное армирование конструкций каркаса, с учетом полученных ранее данных.

Элементов монолитного ж/б каркаса, с наибольшими суммарными напряжениями и усилиями.

Табл. 2.1.6. Фундаментная плита:

NЗагружениеФорма/ комбинацияN(кН)Mx(кН*м)My(кН*м)Px(кН)Py(кН)Этаж N1 Фундаментная плита N1 b=0.6м, S=1185.14м2, 1. Железобетон, C1Min=1961.36кН/м3, C1Max=1961.36кН/м3, C1Ave=1961.365кН/м3, C2Min=19613.6кН/м2, C2Max=19613.6кН/м2, C2Ave=19613.629кН/м21_1Постоянная24057.98-22134.941-64255.8912728.9522450.622Кр. времен.6333.167-7797.275-12033.2941130.205713.527Сочетание 136469.379-35918.66-91547.0314630.9893796.979

Табл. 2.1.7. Колонна:

NЗагружениеФорма/ комбинацияa(м)N(кН)Qz(кН)My(кН*м)Qy(кН)Mz(кН*м)Этаж N3 Колонна N19 Прямоугольник b=0.7 h=0.4м, H=3.6м, 1. Железобетон, m=0.50%3_19Постоянная0-314.8782.172-5.3740.2171.1413.6-290.1652.1722.4470.2170.359Кр. времен.0-201.812.349-4.359-0.555-0.8013.6-201.812.3494.097-0.5551.198Сочетание 10-620.0265.425-11.679-0.4050.4083.6-590.375.4257.853-0.4051.867

Табл. 2.1.8. Стена:

NЗагружениеФорма/ комбинацияNy(кН)Tx(кН)Mz(кН*м)Tz(кН)Mx(кН*м)Этаж N2 Стена N39 b=0.3м, l=17.15м, H=3.6м, 1. Железобетон, m=0.10%2_39Постоянная597.826179.138-260.929-181.892100.405Кр. времен.188.55992.92611.181-30.16411.974Сочетание 1943.662326.477-299.698-254.467134.855

1. Расчет железобетонной фундаментной плиты железобетонный плита здание колонна Расчет конструкции фундаментной плиты выполнен в соответствии с действующи

Больше работ по теме: