Подготовка исходных данных для выполнения расчетов. Расчетные схемы зданий и конструктивных элементов.

Расчетные схемы классифицируются:

- по характеру учета пространственной работы – плоские (рис 8.1 а, б, в, г, д) объемные (рис. 8.1 ж, и);

- по характеру конструкции, положенной в основу расчетной схемы – стержневые (рис. 8.1 б, в, и) , пластинчатые (рис. 8.11 а, г, ж) комбинированные (рис. 8.1 д).

Рис. 8.1. Расчетные схемы: а – плиты перекрытия, б – поперечной рамы здания, в – фермы,

г – стенки, д – балочного перекрытия, ж – бассейна, и – объемной рамы здания

На рисунке 8.1 показаны направления глобальных осей координат. Плита перекрытия располагается в координатной плоскости XOY; поперечная рама, ферма и стенка – в координатной плоскости XOZ. Учет плоскости расположения расчетной схемы или составных частей объемной расчетной схемы является важным обстоятельством при выборе направления закрепления от перемещений опорных узлов расчетной схемы, а также направления приложения нагрузок.

Опорные узлы расчетной схемы могут быть закреплены шарнирно и жестко. Закреплен опорный узел шарнирно или жестко – это зависит от конструктивного выполнения этого узла. На рисунке 8.2 приведены конструктивные решения узлов опирания железобетонных конструкций.

Рис. 8.2. Конструктивные решения узлов сопряжения железобетонных конструкций: а – многопустотной плиты с ригелем (шарнирное сопряжение), б - многопустотной плиты с кирпичной стеной (шарнирное сопряжение), в - колонны с фундаментом (жесткое сопряжение), г - монолитной плиты со стеной (жесткое сопряжение)

Закрепить узел шарнирно – это значить указать для этого узла связи, препятствующие его смещению вдоль координатных осей X,Y,Z. Если требуется жестко закрепить опорный узел, то дополнительно вводится запрет на поворот округ координатных осей UX,UY,UZ. Например, для жесткого закрепления опорного узла плоской рамы необходимо указать – X,Z,UY; для шарнирного закрепления опорного узла плоской фермы – X,Z.

Назначение размеров поперечных сечений элементов

Исходные данные для выполнения расчета железобетонных конструкций должны содержать сведения о размерах поперечных элементов расчетной схемы. Они назначаются предварительно, опираясь на опыт проектирования железобетонных конструкций, в том числе, собранный в Российском Строительном каталоге (СК-2 – типовые проекты предприятий, зданий и сооружений, СК-3 – строительные конструкции и изделия).

Рекомендации по назначению высоты поперечных сечений вертикальных и горизонтальных несущих элементов монолитных жилых и общественных зданий стеновой и каркасной конструктивных систем [23] сведены в таблицу 8.1. Поясняющие схемы к таблице 8.1 приведены на рисунке 8.3.

Рис. 8.3. Варианты конструктивных решений монолитных зданий:

а) – стеновая конструктивная система (1- плоская плита перекрытия, 3 –внутренняя несущая стена);

б) и в) – каркасная конструктивная система (1 – плоское перекрытие, 2 – ребристое перекрытие,

4 – колонна)

Таблица 8.1

Конструктивные системы здания и размеры поперечных сечений элементов (см)
стеновая		колонная			каркасная
Нэтажа = 280 – 420		Нэтажа = 280, 300, 330, 420, 450
L  720		L  720, Lконсоли  240			L  1800, Lконсоли  300, В  720
плоское (а)		плоское (б)			ребристое (в)
hперекрытия	hвнут.стены	hперекрытия	(h*b)колонны		hплиты	hребра	(h*b)колонны
12,14,16, 18,22	12,14,16, 18,20,22, 24	20,22,24	30-45	30, 40	20,30,40	30,40,50, 60,80,100	30-150	30,40

Материалы для проектируемых железобетонных конструкций назначаются в соответствии с нормативными требованиями (см. лекцию №2).

В соответствии с видом расчетной схемы (см. рис. 8.1) возникает необходимость приложения нагрузок на узлы, стержни, пластины. Например, при расчете фермы сосредоточенная нагрузка на узлы фермы может передаваться от ребер плит покрытия. К стержням-ригелям поперечной рамы каркасного здания прикладывается погонная равномерно распределенная нагрузка от опирающихся на них многопустотных плит. Плита перекрытия рассчитывается на равномерно распределенную нагрузку от веса пола и полезной нагрузки на перекрытие. Значение полезной нагрузки (оборудование, люди) определяется назначением здания и помещения.

При определении нагрузок на строительные конструкции пользуются указаниями СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия" [9].

К узлам и элементам расчетной схемы можно прикладывать нагрузки, а также задавать нагрев элементов и смещение узлов

Положительное значение нагрузки соответствует ее действию в направлении против координатной оси, момента – вращению по часовой стрелки, если смотреть с конца оси.

Ввод исходных данных и представление результатов расчета в графическом редакторе ЛИР_ВИЗОР.

Одной из частей программного комплекса ЛИРА является графический редактор ЛИР-ВИЗОР, с помощью которого можно ввести подготовленные исходные данные и вывести на печать результаты расчета.

Запуск программного комплекса ЛИРА автоматически приводит к установке графического редактора ЛИР-ВИЗОР с экраном начальной загрузки. Выполнение действия: файл  новый  признак системы (имя задачи и, собственно, признак систем – 2) происходит к появлению экрана формирования расчетной схемы.

Кнопка: признак системы Задание признака системы настраивает систему на выполнение вполне определенных расчетов: Признак 1, 2, 3 – плоские задачи; 4, 5 – объемные задачи. Признак 1 – расчет фермы, балки-стенки Признак 2 – расчет балки, рамы. Признак 3 – расчет плиты.

Формирование расчетной схемы можно разделить на четыре этапа:

- задание геометрии расчетной схемы;

- закрепление опорных узлов системы;

- назначение жесткости элементов рамы;

- приложение нагрузок к узлам и элементам рамы.