2.2. Анализ несущей системы здания. Выбор расчетной схемы
Несущая система здания – рамный каркас. Пространственная устойчивость здания обеспечивается дисками перекрытий. Здание симметричное в плане без перепада высот. Горизонтальные нагрузки равномерно распределены по фасаду здания. Существенные пространственные деформации здания отсутствуют. Нагрузки на все средние рамы одинаковы. Для расчета можно выделить плоскую среднюю раму.
Соединение ригелей с колоннами в рамной схеме жесткое. В качестве расчетной схемы принимаем раму с жесткими узлами.
Примечание. Выполнить эскизы плана и разреза здания, а также расчетной схемы с необходимыми размерами (рис. 2.1).
2.3. Исходные данные для расчета на программном комплексе
Характеристика расчетной схемы. Рама моделируется конечными элементами (КЭ) «Стержень». Членение рамы на конечные элементы: вертикальное – поэтажное; горизонтальное – по пролетам. Узлы конечных элементов жесткие. Узлы конечных элементов имеют 3 степени свободы (X, Z, UY). Схема располагается в плоскости XOZ. Нижние узлы рамы закрепляем связями по всем направлениям.
Рис. 2.1. Расчетная и конструктивная схемы
Характеристика
жесткостей КЭ (рис. 2.1). Принимаем колоны
прямоугольного сечения
= 30х30 см; ригели таврового сечения полкой
вниз с размерами (см):
= 20,
= 40,
= 45,
= 20. Принимаем бетон конструкций класса
В20,
= 2.3е4
МПа.
Так как ригель
начинается не от оси колонны, а от ее
грани, вводим по краям горизонтальных
конечных элементов жесткие вставки,
учитывающие размеры сечения колонны,
величиной
0.15 м.
Расчетные сечения. По умолчанию усилия определяются в двух сечениях – в начале и в конце конечного элемента. Для конструирования арматуры в конечном элементе необходимо не менее 7-ми сечений. В заданных для конструирования арматуры конечных элементах принимаем 7 расчетных сечений.
Загружения и
нагрузки (рис. 2.2). Задаются нормативные
значения нагрузок. Нагрузка от собственного
веса рамы рассчитывается автоматически
по заданной плотности железобетона (25
).
Погонные нагрузки на ригель рамы при
ширине грузовой площади 6.0 м:
постоянная от
перекрытия –
;
временная длительная
от перегородок –
;
временная полезная
полная (кратковременная) –
.
Ветровую нагрузку
принимаем условно равномерно распределенной
по высоте здания с давлением
.
Нагрузка, сосредоточенная в узлах рамы,
с учетом наддува и отсоса (
= 0.8+0.6)
.
Характеристики загружений и нагрузок приведены в табл. 2.1 и на рис. 2.2.
Таблица 2.1.
Загружения и нагрузки
№ загр. |
Характер |
Нагрузка |
Значение |
Ед. изм. |
f |
kдл |
Взаимоисключ. |
Коэф. РСУ |
|
1 осн. |
2 осн. |
||||||||
1 |
Постоян. |
g1 |
24 |
КН/м |
1.1 |
1.0 |
|
1.0 |
1.0 |
Длительн. |
g2 |
18 |
КН/м |
1.1 |
1.0 |
|
1.0 |
1.0 |
|
2 |
Кратковр. |
v |
12 |
КН/м |
1.2 |
0.35 |
1 |
1 |
0.9 |
3 |
Кратковр. |
v |
12 |
КН/м |
1.2 |
0.35 |
1 |
1 |
0.9 |
4 |
Кратковр. |
v |
12 |
КН/м |
1.2 |
0.35 |
1 |
1 |
0.9 |
5 |
Кратковр. |
W |
9.7 |
КН |
1.2 |
0 |
|
1 |
0.9 |
Рис. 2.2. Схемы загружений.