2.6 Расчет сечений стропильных конструкций в програмном модуле «лир-стк».

Система ЛИР-СТК предназначена для конструирования стальных конструкций. ЛИР-СТК работает в двух режимах - подбора сечений элементов стальных конструкций, таких как фермы, колонны и балки, и проверки заданных сечений в соответствии с действующими в мире нормативами. Позволяет объединять несколько однотипных элементов в конструктивный элемент, выполнять унификацию конструктивных элементов. ЛИР-СТК может функционировать в локальном режиме, позволяя проверить несколько вариантов при конструировании требуемого элемента. Система снабжена развитой системой документирования.

ЛИР-СТК содержит модуль конструирования и расчета узлов стальных конструкций.

ЛИР-СТК является базовой для системы ЛИР-КМ, экспортируя в нее информацию о конструктивной схеме, подобранных и унифицированных сечений элементов, унифицированных и рассчитанных узлах.

Приложение ЛИР-СТК предназначено для подбора и проверки сечений стержневых металлических элементов в соответствии со СНиП II.23-81* и СНиП 2.01.07-85, а также расчета узлов по СНиП II.23-81*.

  Результатами расчета являются таблицы, содержащие проценты использования сечений согласно соответствующим проверкам и размеры сечений элементов.

 Работа ЛИР-СТК осуществляется на базе нормативных данных, которые содержат сведения о расчетных характеристиках сталей, размерах и геометрических характеристиках выпускаемого листового и фасонного проката.

 Cтержневые элементы подразделены по видам напряженного состояния на следующие расчетные процедуры (Табл. 2.4)

Расчетные процедуры для различных типов конечных элементов. Табл. 2.5

Расчетная процедура	Учет усилий
Ферменные элементы	Продольного усилия N
Изгибаемые элементы	Изгибающего момента My (в плоскости Z1), Mz (в плоскости Y1) Перерезывающей силы Qz и Qу
Элементы колонн	Нормальной силы (сжатие или растяжение) N и изгибающих моментов My, Мz; перерезывающей силы Qz, Qy

 

ЛИР-СТК не вычисляет автоматически расчетные длины элементов, которые необходимы для расчета устойчивости внецентренно-сжатых колонн. Для вычисления расчетных длин можно воспользоваться подсистемой “Устойчивость” ПК ЛИРА либо рассчитать расчетные длины вручную, по приближенным формулам.

 ПК ЛИРА железобетонное сечение может быть заменено и рассчитано как стальное).

 

После расчета усилий в ЛИР-ВИЗОР, экспортируем расчетную модель в модуль ЛИР-СТК.

Исходные данные для расчета:

Сталь: ВСт3Гпс5

Тип элемента: ферменный

Коэффициенты условий работы:

- по устойчивости:

- по прочности:

Коэффициент надежности:

Предельная гибкость на сжатие:

Коэффициенты длины:

- в плоскости:

- из плоскости:

Результаты расчета стропильной фермы по РСУ подробно представлены в приложении 2.

Принимаем следующие сечения элементов стропильной фермы согласно расчету(табл.2.6):

Принятые сечения элементов стропильной фермы Табл. 2.6.

Имя	Описание
Два уголка 125 x 125 x 8	верхний пояс
Два уголка 125 x 125 x 8	нижний пояс
Два уголка 100 x 100 x 7	опорный раскос
Два уголка 75 x 75 x 5	решетка

Для элементов вертикальных связей по колоннам принимаем следующие сечения согласно расчету и проверке по двум группам предельных состояний:

Два швеллера №14 – для ветвей.

Швеллер №6.5 – для распорок с шагом 600 мм.

2.7.Расчет свайных фундаментов.

Таблица . «Физико-механические свойства грунтов»

Наименование грунта	Мощность слоя, м	ρ, кН/м3	ρs, кН/м3	W, %	Wl, %	Wp, %	φ	c, кПа	μ	Р, МПа	S, см
Растительный слой	0,9 – 1,0	16,4	-	12	-	-	-	-	-	-	-
Суглинок известковистый, твердый с прослойками мягкопластично-го	3 – 3,8	19,3	27	16,5	20	14	20˚	5	0,3	0,1	0,52
										0,2	1,04
										0,3	1,56
										0,4	2,6
Суглинок известковистый,мягкопластич-ный	1,5– 2	18,8	27	27	-	-	36˚	18	0,28	-	-
Известняк скальный	>10	20,7	27,0	19	42	16	-	-	0,4	-	-

Анализ инженерно-геологических условий площадки

Геологический разрез

Расчёт свайных фундаментов.

Выбор глубины заложения ростверка.

Определение глубины заложения ростверка зависит от нескольких факторов:

• Глубины промерзания грунта:

м;

• Наличие конструктивных особенностей.

В нашем случае подвальных помещений нет, поэтому

• Глубина заложения ростверка.

Исходя из условия, что

,

где d_р - глубина заложения ростверка, м;

h_ст - глубина стакана в фундаменте. Для фундаментов под железобетонные колонны h_ст = 0,95 м

мм = 1,265 м

Учитывая все перечисленные условия, принимаем глубину заложения ростверка d_р = 1,8 м, исходя из кратности ростверка по высоте 15 см.

Принимаем жесткое соединение ростверка и сваи. Голова сваи заходит в тело ростверка на 20 см

Тогда отметка головы сваи – -1,6 м.

Выбор несущего слоя.

Считаем, что несущим слоем будет известняк скальный , поэтому, прорезая слой суглинка, заглубляем сваю в слой известняка до отметки ‑8,6 м (для применения стандартной длины сваи). При этом длина сваи равна h_св = 7 м.

Дальнейший расчёт ведём как для сваи-стойки. Принимаем железобетонную забивную сваю квадратного сечения. Для выбранной длины принимаем сечение 40 х 40 см.

Расчёт свайного фундамента

Определение несущей способности сваи.

Несущую способность сваи определим в программе «Электронный справочник инженера».

Несущая способность сваи

Расчётная нагрузка на сваю

Определяем по формуле:

кН.

где γ_к – коэффициент запаса. Для расчёта он равен 1,4; для полевых испытаний ‑ 1,25.

Определим необходимое количество свай в фундаменте по формуле:

Приеимаем целое число свай – n = 4 шт.

где N – заданная нагрузка на фундамент, для данной колонны N = 1918,51 кН (см. результаты РСН)

Расположение свай в плане, требования к конструированию ростверка.

Расстояние между осями свай должно быть не меньше трёх диаметров сваи. Т.е. в нашем случае это расстояние составляет 1,2 м.Принимаем 1,3 м.

Далее в соответствии с ниже приведенными требованиями к размерам рассчитываем размеры ростверка в плане (см. рис. 2.12)

К размерам ростверка предъявляются следующие требования:

• все размеры по высоте должны быть кратны 15 см; Рис.2.12

• все размеры в плане должны быть кратны 10 см;

нижняя ступень не может быть меньше 600 мм, все остальные – 300 (450) мм