Расчетно-графическое задание
Тема: «Расчет многопролетного каркасного здания на сейсмические воздействия в ПК SCAD»
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
Рассмотрим на примере каркасного здания из сборного железобетона:
- размеры в плане - 30х48 м;
- сетка колонн 6х6 м;
- высота этажа – 6 м;
- этажность – 3;
- кровля – наплавляемая;
- регион строительства – г. Красноярск
- колонны: 400х400 мм;
- ригели: 300х800(h) мм;
- перекрытие: плита, толщина b=300 мм;
- бетон В25;
- грунт III категории;
- временная эксплуатационная нагрузка на перекрытие – 11,5 кН/м2;
- 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 работы
2.1 Расчетная схема
В окне «Новый проект» выбираем 5 тип схемы – система общего вида.
Так как у нас нагрузка задана в кН/м2, а размеры поперечных сечений в мм, то в окне «Единицы измерения» выбираем нужные нам единицы измерения.
В дереве проекта открываем вкладку «Расчетная схема».
Начинаем задавать схему здания, для этого переходим по вкладке «Схема», далее выбираем «Генерация прототипа рамы».
В появившемся окне выбираем нужную конфигурацию рамы.
В окне «Задание параметров регулярной рамы» вносим размеры нашего здания.
Для того, чтобы задать жесткость колоннам, в данном окне нажимаем кнопку «Колонны», далее выбираем «Параметрическое сечение» и задаем параметры колонны по исходным данным.
Аналогично для ригеля.
В результате получим плоскую раму.
Для того, чтобы создать пространственную схему, дублируем получившуюся плоскую раму по оси У.
Для этого во вкладке «Схема» выбираем «Дублировать вдоль оси У». В появившемся окне вносим наши данные. Для начала сделаем один пролет.
Аналогично приведенному выше алгоритму задаем жесткость ригеля.
Получаем один пролет нашего здания.
Далее устанавливаем плиты перекрытия. Так как плиты перекрытия шириной 1,5 м, то разбиваем наш ригель на отрезки, равные 1,5 м.
Для этого во вкладке «Узлы и элементы» открываем «Элементы» и выбираем «Разбивка стержня».
В появившемся окне выбираем «На N равных участков», вводим значение 4, так как пролет составляет 6м.
Нажимаем «Ок» и выделяем все ригели.
Подтверждаем наше действие (нажимая на кнопку «Ок» на панели инструментов), в итоге получаем:
Чтобы узлы отобразились, в окне «Фильтры отображения» нажимаем кнопку «Узлы».
Плиты перекрытий будем задавать в виде пластины, для этого во вкладке «Узлы и элементы» открываем «Элементы» и выбираем «Добавление пластины». Пластина задается по четырем точкам по часовой стрелке, начиная с нижнего левого угла.
Выделив четыре точки, подтверждаем наше действие.
Укладываем пластины на все перекрытия, в результате получим:
Далее назначаем жесткость пластинам, для этого открываем вкладку «Назначения» и выбираем «Назначение жесткости пластинам». В появившемся окне задаем класс бетона и толщину пластины из исходных данных.
Нажимаем «Ок» и выделяем все пластины, затем подтверждаем наше действие.
Чтобы получить конечную схему нашего здания, копируем получившийся пролет. Для этого во вкладке «Узлы и элементы» выбираем «Отметка элементов» и выделяем все элементы.
Выделив все элементы, переходим во вкладку «Схема» и выбираем «Копирование фрагмента схемы». В появившемся окне выбираем «Копировать в направлении у», отмечаем поля «Удалять совпадающие узлы» и «Удалять совпадающие элементы». Назначаем шаг, равный длине пролета (6 метров) и количество пролетов, равное 7, так как один пролет уже задан.
Сохраняем результат копирования.
Чтобы отменить выделение первого пролета, нужно перейти во вкладку «Узлы и элементы» и нажать на кнопку «Отказ».
В результате получаем схему нашего здания.
