Жесткость кирпичной кладки в scad

Обновлено: 02.05.2024

Всем здравствуйте. Я совсем недавно начала работать со SCADом. Просмотрела темы на форуме, но ничего конкретного так и не нашла. По этому решила спросить сама.
Вопрос мой таков:
Необходимо рассчитать 5-ти этажное здание с подвалом с несущими стенами из кирпича. Сейсмичность района 7 баллов. Грунты достаточно хорошие. Начав работать по данному вопросу зашла в тупик на моменте создания в SCADе кирпичных стен.
Очень много на форуме написано про анизотропность кирпичной кладки и про то, что задавать ее пластинами, вводя "вручную" плотность, модуль упругости и коэффициент Пуассона, тоже получается не верно. Так а как же тогда все-таки считать? По требованиям СНиП II-7-81 таблица 8 в моем случае необходимо применять комплексную кладку, усиленную железобетонными включениями. Становится еще больше не понятно как учесть совместную работу кладки и сердечников, и как "сказать" SCADу где кладка, а где железобетон.
Очень надеюсь на вашу помощь. Заранее спасибо всем, кто откликнется

__________________
Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами.

Анастасия, Начните с простого. Ответьте на вопрос - какая цель вашщего расчета?

Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами

Не стоит так однозначно трактовать ситуацию. Титаник затонул не потому что был плохо запроектирован, а ковчег остался на плаву не потому что хорошее судно.

Люди диссертации защищают по таким зданиям. В моделировании подобного больше вопросов, чем решений. Всяк расчётчик на свой страх и риск примет те решения по моделировнию, какие ему позволят спать спокойно. Мой совет, сделайте проще, и если уж такой вариант не понравится экспертизе или проверяющим, то пусть предложат другой - свой- альтернативный вариант, а так как его мало кто знает, то пройдёт и ваш.
По сути вопроса полезная ссылка:
Порекомендуйте пожалуйста , Как рассчитать кирпичное здание на сейсмику? С чего начать?

Хочу быть фотографом :)

Regby, цель моего расчета - получить армирование сердечников. По поводу моей подписи, я ни в коем случае не хотела однозначно трактовать ситуацию. И вовсе я не утверждаю, что титаник был плохо запроектирован. Просто, когда случайно наткнулась на эту фразу, она мне понравилась в подоплетке своей. Я увидела в ней призыв "не ошибается только тот, кто ничего не делает" только более завуалированный. А в целом, пока не начнешь - никогда не научишься.
UnAtom, большое спасибо за ответ и за совет. И отдельное за ссылку. Обязательно изучу имеющиеся там материалы.
Om81,наверное от того, что так и не найден ответ на вопрос, который возникает у многих.

__________________
Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами.

Хочу быть фотографом :)

Действительно, тема заезженная и однозначного ответа на нее нет. Действительно, реальное моделирование кирпичной кладки МКЭ - тянет как миниум на кандидатскую. И в этом случае про SCAD вообще сразу забудьте. Единственное, что можно тут им добиться - определение нагрузки на фундамент.

Анастасия, не стоит так серьезно воспринимать мой offtop, мне то же всегда нравилась эта фраза, а вот почитал вашу подпись и подумал немножко под другим углом.

По теме. Скажиет есть ли необходимость проектировать целое здание в SCAD чтобы получить армирование сердечников? Как я понимаю фактически это монолитные пояса по перимитру здания?

Ведь до появления программ МКЭ строили кирпичные здания в сейсмических районах.

Спасибо большое за информацию. Так бы каждый бескорыстно делился - жизнь была бы "малиной"!
К примеру, в работе объект - какркасно-каменное здание. Это, когда колонны и ригели (перекрытия) заливаются после возведения стен, т.е. стены частично служат опалубкой для колонн и ригелей.
Сейсмика 8 баллов. Стены: нижний ярус из бетонных блоков, выше - из пильного известняка. Бетон каркаса и перекрытий В15.
Хочу сказать, что вопросов возникает много.
1. Как учесть ортотропию кладки? Какие КЭ лучше? (балки-стенки или оболочки)?
2. Как учесть совместную работу кладки и каркаса?
3. Как выглядит модель О-Ф-З?
4. Как проверить (оценить) несущую способность кладки?
5. Как выключить из работы поврежденную кладку и нужно ли?
6. Нужна ли подробная модель для простенков в свету? (от колонны до колонны, от ригеля до ригеля)
7. Работа ригеля на кручение (от перекрытий) без учета работы стен?
8. Кладка при 8 баллах работает в основном на сжатие, т.е. помогает ригелю работать на изгиб, но кладка плохо работает на сдвиг(срез, растяжение), точнее, не работает. К сожалению, ортотропией для упрого-линейной задачи, все особенности работы кладки не возможно учесть, а выбросить вообще кладку из расчетной схемы будет неправильно. Какой прием можно использовать?
На все вопросы я нахожу ответ, но хочется знать и другие мнения. Не забываем, что это для сейсмического района.
Да, а вот нижний ярус (ригели не показаны):

Потешная у них разбивка на КЭ (для начала) - сразу видно, люди строймех по СКАДу изучали.
Зачем это так если разобраться? Считайте по СНиП простенки и все, это все что нужно. Ни скад ни презентации каких то фирм, ни даже диссертации - не являются нормативной базой. Поэтому и считать нужно по СНиП и по пособию к нему. И конструировать исходя из простых предположений в запас. А потом для морального удовлетворения моделировать чем то там.

Regby. Монолитные пояса по периметру здания - это антисейсмические пояса, армирование которых четко прописано в СНиПе. А сердечники - это вертикальные железобетонные в кладке. Именно их армирование и требуется определить. До появления МКЭ действительно строили кирпичные здания в сейсмических районах. Это абсолютно бесспорно. Но наша экспертиза требует расчета, а соответственно с меня требует расчет мое начальство. А я зашла в тупик и не знаю что же мне делать со всем этим. И пока что особо хороших идей в голову не приходит. Вот такие дела.
OXOTHUK спасибо за ссылки. изучаю.
Дрюха, Португалец если хотябы получить нагрузку на фундаменты - это уже в целом было бы не плохо. В данный момент нахожусь в полной прострации и не знаю что делать.

__________________
Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами.

Как показало землетрясение в Газли 1976 г., все сердечники очень хорошо выпучиваются из кладки и практически ничего не несут.
По расчету. До 7 баллов включительно и этажностью до 5 этажей расчет вообще не нужен - достаточно сейсмопоясов. В противном случае рассчитывается как ж.б. каркас с кирпичным заполнением. Примерная схема есть в пособии. Обычно кирпич моделируется связями (шарнирный стержень). Самое интересное начинается при конструктивном расчете - кирпич, как правило, не проходит по неперевязанному сечению. Второй вариант моделировать простенки и перемычки стержнями со сдвиговой жесткостью (балка Тимошенко) и с жесткими вставками. Далее проводить расчет как комплексной кладки. В любом случае кирпич очень плохо работает с железобетоном.
С усилиями на фундамент не парьтесь. Семь баллов для ленточного фундамента - ничто. Просто приложите вес здания.
______________________________________
Землетрясение всё равно всё разрушит.

bahil, по таблице 8 СНиП II-7-81 имея высоту 5 этажей для 2-ой категории кладки я могу применить только комплексную конструкцию стен. О том, что можно задавать сердечник и антисейсмический пояс как каркас, я, в общем-то, думала. Но тут возникает тоже много вопросов.

вот именно это мне совсем не понятно. Каким образом смоделировать кирпич (особенно в виде стержня). Может быть я просто чего-то недопонимаю.

Второй вариант моделировать простенки и перемычки стержнями со сдвиговой жесткостью (балка Тимошенко) и с жесткими вставками. Далее проводить расчет как комплексной кладки.

Вот эта часть фразы понятна мне еще меньше. По крайней мере, мыслей о том как это сделать в программе нет никаких, так что даже не могу себе представить каков будет результат.
Фундаменты меня на данном этапе волнуют не особенно сильно, так как экспертиза требует расчет конструкций здания, а фундамент потребуется позже.

__________________
Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами.

Анастасия, Начните с простого. Ответьте на вопрос - какая цель вашщего расчета?

Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами

Хочу быть фотографом :)

__________________
Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами.

Хочу быть фотографом :)

Ведь до появления программ МКЭ строили кирпичные здания в сейсмических районах.

__________________
Не бойся делать то, что ты не умеешь. Ковчег был построен любителем. Титаник - профессионалами.

Опыт проектирования зданий с монолитным каркасом — с учетом его пространственной жесткости и взаимодействия с основанием. Примеры использования программного комплекса SCAD Office в институте БашНИИстрой (г. Уфа)

Главная » CADmaster №3(38) 2007 » Архитектура и строительство Опыт проектирования зданий с монолитным каркасом — с учетом его пространственной жесткости и взаимодействия с основанием. Примеры использования программного комплекса SCAD Office в институте БашНИИстрой (г. Уфа)

Дома с несущим каркасом из монолитного железобетона приобретают у застройщиков всё большую популярность. Вполне, впрочем, понятную: такие дома обладают несомненными преимуществами, с краткого обзора которых мы и начнем наш разговор.

Архитектурная выразительность . Нет конструктивных ограничений по конфигурации здания, расположению колонн. Здания могут приобретать любые криволинейные формы, иметь любую этажность и загруженность. Допустимо и естественно вписывается в планировку любое сложное сечение (тавровое, уголковое) основного несущего элемента каркаса — колонн.

Используются легкие теплоэффективные ограждающие стены , обладающие высокими теплозащитными показателями. Например, современным требованиям энергосбережения отвечают ячеистобетонные блоки в однослойном варианте.

Возможность строительства в стесненных условиях реконструкции . Не требуется монтаж сборных элементов, а значит не нужен и дорогостоящий кран.

Возможность обеспечения совместной работы всех конструктивных элементов каркаса , что уменьшает материалоемкость здания. Жесткие узлы между несущими элементами каркаса позволяют перераспределить усилия в колоннах, включая в работу балки и перекрытия.

Технологические достижения последних лет обеспечили повышенную прочность монолитного бетона . Сегодня в Уфе изготавливают монолитный бетон марки М500, на ближайшее время намечен выпуск М700, а в перспективе и М1000.

Повышение марки бетона приводит к значительному сокращению расхода дорогостоящей арматуры и общему снижению стоимости строительства. Это особенно эффективно при трех и более процентах армирования железобетона, а значит необходима оптимизация монолитных каркасов по сечению железобетонных элементов, проценту армирования и марке бетона.

Сочетание жесткого каркаса с жестким фундаментом — например, плитным (на сваях или грунтовом основании) — позволяет возводить монолитные дома на территориях с неблагоприятными грунтовыми условиями (просадочных, с неоднородным напластованием, слабых глинистых обводненных, карстовых, с повышенной жесткостью грунта в периферийных зонах плиты

Опыт проектирования монолитных каркасов многоэтажных зданий в грунтах с карстовыми проявлениями показал незначительную деформацию каркаса в месте провала под несущей колонной даже со значительными нагрузками (не более 1−1,5 см) за счет совместной работы каркаса с фундаментной плитой. Это позволяет значительно сократить расход металла при строительстве здания.

Одним из способов повышения эффективности монолитных каркасов может служить заглубление коробки здания в грунт на один-два этажа с выполнением подземной и цокольной частей в монолитном варианте, включая наружные стены. Это еще более повысит жесткость здания и позволит передавать нагрузки от здания на более плотное напластование грунтов.

Одна из важнейших задач проектировщиков, работающих в области монолитного домостроения, — формирование компьютерной модели, адекватно отражающей фактическую работу монолитного каркаса в процессе строительства и эксплуатации, а также учитывающей изменяющиеся климатические воздействия. Для этих целей специалисты института БашНИИстрой используют современные программные комплексы расчета и проектирования монолитных каркасов — такие как SCAD Office.

Далее мы приведем примеры расчетов при проектировани монолитных каркасных зданий — эти работы выполнены институтом за последние 3−4 года.

Жилой пяти- и шестиэтажный дом (из трех блок-секций) в уфимском микрорайоне Т-Северный

Небольшие пролеты (максимальные — до 5,5 м) и нагрузки (q_норм = 150 кг/м2), плоские колонны сечением 60,0×25,0, 70,0×25,0 см совмещены по толщине с внутренними и наружными кирпичными стенами. Фундаментная плита с ребрами под наружные стены подвала. Наружные стены выше 0,000 — трехслойные из кирпича и утеплителя между ними. На момент строительства ячеистые блоки объемным весом γ = 400−600 кг/м2 серийно в Башкортостане не выпускались. В армировании монолитных перекрытий применены так называемые «скрытые» ригели (усиленное армирование в плоскости плиты перекрытия).

Трех-четырехэтажный магазин (микрорайон Сипайлово, пересечение улиц маршала Жукова и Гагарина)

Ячейка каркаса 6,0×6,0 м, нагрузки под торговые помещения (q = 500 кг/м2), колонны сечением 40×40 см, перекрытие — безреберное, без «скрытых» каркасов. Фундамент — монолитная плита на естественном основании с полными цокольными стенами. Наружные стены — из газобетонных блоков с объемным весом γ = 500 кг/м2, толщиной 500 мм с наружной штукатуркой.

25-этажный, 21-этажный и 17-этажный жилые дома в уфимском микрорайоне «Дружба»

Вместо колонны в центре здания — несущие перекрестные монолитные стены, формирующие диск жесткости в виде лифтового узла. По краям — колонны уголкового сечения. Перекрытия безреберные, частично со «скрытым» ригелем. Фундамент плитный, на свайном основании. Наружные стены — из газобетонных блоков с облицовкой кирпичом. Степень карстовой опасности — IV категория с провалом диаметром 6,0±0,5 м.

Рис. 3.1. Жилые дома в микрорайоне «Дружба»

Рис. 3.2. Расчетная модель

6−8 этажный производственный корпус завода «ПОЛИЭФ»

Сетка колонн 7×7 м, значительные нагрузки на перекрытие, доходящие до 5 т/м2. Плиты перекрытия ребристые, с системой главных и вспомогательных балок. Фундамент плитный с большим заглублением в грунт, цокольные стены — монолитные. Наружные стены — кирпичные с наружным утеплением.

Вставка между двумя павильонами Центрального рынка

Вставка между двумя павильонами Центрального рынка в виде монолитного каркаса с шагом колонн 12,0×12,0 м, торговые нагрузки (q = 500 кг/м2), сечение колонн 40×40 см ÷ 80×80 см. Перекрытие ребристое с системой главных и вспомогательных балок. Фундаменты — кустовые свайные, без подвала и цокольных стен. Наружное ограждение — трехслойные стены: внутренний и наружный слои из кирпича и слой утеплителя между ними.

Расчетная и экспериментальная оценки динамических характеристик здания с безригельным каркасом с использованием ВК SCAD Office

Главная » CADmaster №5(50) 2009 » Архитектура и строительство Расчетная и экспериментальная оценки динамических характеристик здания с безригельным каркасом с использованием ВК SCAD Office

Введение

За последнее время в Иркутске было возведено большое количество жилых домов в конструкциях серии 1.120с. Серия представляет собой сборный железобетонный безригельный каркас с применением высокопрочных предварительно напряженных канатов в уровне перекрытий. В 2008 году Институт земной коры СО РАН провел инженерно-техническое обследование шестидесяти блок-секций этой серии. Предварительно были проанализированы результаты динамических расчетов, выполненных различными организациями, которые осуществляют проектирование блок-секций в конструкциях указанной серии. Анализ выявил значительный разброс расчетных периодов собственных колебаний идентичных блок-секций: интервал составил от 0,4 до 1,0 секунды. От достоверности расчетного значения периода колебаний напрямую зависит величина коэффициента динамичности и, следовательно, уровень расчетной сейсмической нагрузки на блок-секцию. В связи с этим было принято решение провести экспериментальные исследования динамических характеристик на одном из построенных объектов. Таким объектом стала 9-этажная блок-секция по улице Баррикад.

Опытный объект представляет собой «лучевую» девятиэтажную блок-секцию с выраженной асимметрией плана типового этажа, с цокольным этажом и двухэтажной надстройкой. Основу каркаса обследуемого здания составляют конструктивные ячейки 4,2×4,2 м, образуемые колоннами и панелями перекрытия. Высота этажа 3,0 м. Высота здания от дневной поверхности составляет 33,0 м. В качестве несущих конструкций рамно-связевого каркаса используются сборные колонны, диафрагмы жесткости и ребристые плиты перекрытия с высотой ребер 200 мм и толщиной полки 60 мм. Сборные железобетонные колонны из тяжелого бетона класса В25 запроектированы сечением 400×400 мм. Диафрагмы жесткости представляют собой железобетонные панели толщиной 160 мм и также выполнены из тяжелого бетона класса В25. Следует отметить непропорциональную жесткость ребристых плит перекрытия по сравнению с принятыми сечениями колонн и толщиной диафрагм жесткости. Стыки колонн приняты в соответствии с модернизированной конструкцией, где устранены некоторые недостатки прототипа — стыка «штепсельного» типа.

Расчетная КЭ-модель девятиэтажной блок-секции на улице Баррикад в Иркутске

Расположение сборных железобетонных диафрагм жесткости здания

Схема крепления сборной железобетонной диафрагмы к элементам каркаса

Уязвимым местом обеих конструкций стыка является риск возникновения «плоскости скольжения» в уровне верха плит перекрытия через каждые три монтажных яруса. Если горизонтальный шов между торцами стыкуемых колонн ненадежно заполнен раствором инъецирования, в этом сечении будут работать на срез только четыре арматурных стержня колонны диаметром 25−28 мм, поскольку проектный размер «выступа» верха колонны над плоскостью перекрытия 30 мм находится в пределах точности монтажа каркаса. Конструкции лестничных клеток запроектированы с применением сборных железобетонных маршей. Наружные стены представляют собой многослойную конструкцию: внутренний слой из кирпичной кладки толщиной 250 мм, наружный — из кирпичной кладки толщиной 120 мм и слой утеплителя толщиной 150 мм. Внутренние стены и перегородки — кирпичные, их толщина соответственно составляет 250 и 120 мм. Стены шахты лифта — кирпичная кладка толщиной 250 мм. Наружные стены цокольного этажа — сборные железобетонные панели толщиной 300 мм из тяжелого бетона класса В15.

Сейсмичность площадки строительства составляет 8 баллов.

Методика проведения инструментальных измерений динамических характеристик здания при микросейсмических воздействиях

Здание представляет собой систему с дискретными массами, которая обладает фильтрационными свойствами. Такая система способна пропускать упругие волны с определенными длинами, зависящими от конструкции и размеров здания. Под воздействием микросейсмических колебаний грунта в здании возникают установившиеся микроколебания. На этом основана методика определения динамических характеристик зданий. В процессе обработки производятся спектрально-корреляционные преобразования регистрируемых сигналов. Указанная методика известна как «метод стоячих волн» [8].

Для регистрации микросейсмических колебаний использовались восемь трехканальных автономных цифровых станций ANG-06. Все станции были синхронизированы с абсолютным временем по сигналам GPS.

В процессе обследования выполнены трехкомпонентные наблюдения в 320 точках каркаса. Результаты позволили определить все основные характеристики динамической модели здания.

Сравнительный анализ расчетных и инструментальных динамических характеристик исследуемого здания

С помощью программного комплекса SCAD Office версии 11.1 были проведены динамические расчеты опытной блок-секции. Формирование конечноэлементной модели исследуемого здания выполнено при помощи препроцессора Форум. При моделировании конструктивных элементов здания использовались конечные элементы: тип 5 (пространственный стержень); тип 42, 44 (3-, 4-угольные КЭ-оболочки) и 55 КЭ (упругая связь). Количество элементов расчетной модели — 26 981; количество узлов — 12 851.

При формировании расчетной модели здания авторы столкнулись с двумя основными проблемами:

учет податливости соединения диафрагм жесткости с колоннами каркаса;
учет жесткости кирпичного заполнения каркаса.

Существует несколько вариантов учета податливости соединения сборных конструкций при вычислениях динамических характеристик каркаса с заполнением. Один из них заключается в искусственном уменьшении жесткости самих конструкций путем снижения модуля упругости с помощью понижающих коэффициентов.

В 2004 году Институт земной коры совместно с ЦНИИСК им. и ИрГТУ провел вибрационные испытания каркаса серии 1.120с, которые показали, что наибольшие повреждения получили не сами диафрагмы, а их шпоночные соединения с элементами каркаса и сварные стыки. Поэтому при формировании адекватной конечно-элементной модели основное внимание уделялось оценке жесткостей не столько диафрагм, сколько их соединений с элементами каркаса.

При расчетах податливость закладных деталей учитывалась с помощью конечного элемента КЭ 55 (упругой связи). При изменении линейной жесткости упругих связей в диапазоне от 9×108 т до 1 т наблюдались изменения форм и периодов колебаний здания (таблица 1). В результате установлено, что решающую роль в формировании жесткости динамической модели каркаса играет подбор жесткостей закладных деталей соединения диафрагм с элементами каркаса.

Крепление диафрагм жесткости, а также цокольных железобетонных панелей моделировалось с помощью стержневых КЭ:

L100×63×8 (ГОСТ 8510−86*) — закладная деталь в верхней части цокольной железобетонной панели;
100×8 (ГОСТ 19903−74) — закладная деталь в нижней части цокольной железобетонной панели;
200×10 (ГОСТ 19903−74) — закладная деталь диафрагмы жесткости.

Вторая проблема заключалась в учете приведенной жесткости кирпичного заполнения. Были выполнены динамические расчеты с изменением модуля упругости кирпичного заполнения от минимальной величины до расчетного значения, соответствующего случаю монолитного (то есть абсолютно жесткого) крепления кирпичного заполнения к элементам каркаса.

Анализ расчетных динамических характеристик здания (таблица 2) позволил подобрать приведенное значение модуля упругости кирпичного заполнения с точки зрения совпадения расчетных данных с результатами инструментальных измерений:

для внутренних кирпичных стен толщиной 250 мм E усл _кл = 2·105 т/м2;
для наружных стен слоистой конструкции E усл _кл = 2,5·105 т/м2.

Как результат подбора жесткости кирпичного заполнения и учета податливости закладных деталей получены динамические характеристики здания, согласующиеся с результатами экспериментальных исследований (таблица 3).

Оценка прочности конструктивных элементов безригельного каркаса и узлов их соединения

Анализ данных таблицы 4 показывает, что при сейсмическом воздействии 8 баллов армирование основных несущих элементов каркаса «лучевой» блоксекции соответствует расчетным показателям и его конструктивная реализация не вызывает затруднений. При 9-балльном воздействии расчетное армирование диафрагм жесткости следует признать чрезмерным из-за значительного насыщения изделия арматурой. Кроме того, при модифицированной конструкции стыка колонн, принятой в проекте, размещение арматуры диаметром 40 мм в канале диаметром 50 мм с учетом неизбежных погрешностей монтажа приведет к затруднениям при выполнении операции инъецирования каналов, от качества которой в существенной мере зависит надежность конструкции стыка колонн.

Наиболее напряженным конструктивным узлом каркаса является монолитная железобетонная шпонка понизу диафрагмы жесткости (ДЖ). Она находится под воздействием нормальных усилий сжатия-растяжения N и соответствующих усилий сдвига T по горизонтальному шву.

Прочность шпонки определялась в соответствии с нормативными документами [9] и [10] по формулам, приведенным ниже. При этом рассматривались три случая.

где N_c — действующая на стык сжимающая сила; A_s — площадь сечения ненапрягаемой арматуры; R_sw — расчет ное сопротивление поперечной арматуры растяжению; V_k,b — сопротивление сдвигу бетонной шпонки; R_bt — расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для предельных состояний первой группы; A_sh — площадь сечения шпонки.

Основной вклад в несущую способность шпонки на сдвиг дает учет сил трения в горизонтальном шве, создаваемого за счет усилий сжатия при значении коэффициента трения бетона по бетону, который с учетом сейсмического воздействия принят равным η=0,7×0,7 ≈ 0,5. Корректное использование этой формулы предполагает четкую передачу усилий сжатия через растворный шов между диафрагмами жесткости. На практике же монтаж диафрагм зачастую ведется «насухо» — по маякам, без заполнения горизонтального шва раствором, что вносит существенные коррективы в расчетную схему каркаса.

Для определения V o _s в приведенных формулах принимается N_c = 0.

Данный случай является граничным. Несущая способность шпонки на сдвиг определяется работой на срез контурной арматуры и бетона шпонки на срез. Довольно близкой к этому случаю оказалась комбинация расчетных усилий для варианта растягивающих усилий в шпонке при 7 баллах (таблица 5).

Физический смысл этой формулы заключается в способности контурной арматуры работать на срез до тех пор, пока не исчерпаны ее резервы сопротивления растяжению. Однако с увеличением растягивающего усилия в шпонке эти резервы снижаются в соответствии с квадратичной зависимостью и несущая способность шпонки на сдвиг обращается в нуль.

Таким образом, анализ результатов конструктивных расчетов каркаса «лучевой» блок-секции показывает, что по условиям прочности основных несущих элементов каркас удовлетворяет нормативным требованиям в случаях сейсмических нагрузок 7 и 8 баллов. В то же время условия прочности наиболее напряженного конструктивного узла каркаса (монолитных железобетонных шпонок диафрагм жесткости) удовлетворяются лишь для 7 баллов.

Основная причина этого проектного дефекта заключается в недостаточном количестве диафрагм жесткости при принятом несимметричном плане типового этажа блок-секции. Существенным фактором также является ограниченная способность монолитных железобетонных шпонок воспринимать усилия сдвига в случае вертикальных растягивающих усилий, возникающих в диафрагмах жесткости. Контроль качества замоноличивания шпонок выявил также характерные дефекты их исполнения в натуре: несовпадение арматурных выпусков из диафрагм жесткости и образование щели поверх шпонок из-за оседания монолитного бетона, что ставит под сомнение их реальную надежность.

Эти выводы полностью согласуются с результатами натурных испытаний фрагмента безригельного каркаса серии 1.120с (Иркутск, 2004 г.), при которых 90% шпонок в диафрагмах жесткости получили повреждения 4−5 степени (разрушение) по шкале MSK-64 [11]. Что касается сварных соединений диафрагм жесткости с колоннами, то при испытаниях фрагмента каркаса был зафиксирован срез сварного шва лишь в отдельных узлах — в 5% случаев. Тем не менее, прочность сварных соединений также нуждается в дополнительной проверке, особенно с точки зрения надежности анкеровки закладных деталей в бетоне.

Заключение

На расчетные динамические характеристики здания с безригельным каркасом (периоды и формы колебаний) существенное влияние оказывают два основных фактора:
- податливость узлов соединения диафрагм жесткости с элементами каркаса как закладных деталей, так и шпоночных соединений; при этом моделирование связей в SCAD Office было реализовано с помощью 55-го конечного элемента (упругой связи);
- приведенная жесткость кирпичного заполнения с учетом его крепления к элементам каркаса.
Несимметричный план типового этажа «лучевой» блок-секции приводит к заметному влиянию крутильной формы колебаний. При этом наиболее опасное направление для сейсмической нагрузки составляет угол примерно 45° к ортогональным осям здания.
Анализ результатов конструктивных расчетов каркаса «лучевой» блок-секции показал, что по условиям прочности основных несущих элементов каркас удовлетворяет нормативным требованиям при сейсмических нагрузках 7 и 8 баллов. Условия прочности наиболее напряженного конструктивного узла каркаса — монолитных железобетонных шпонок в диафрагмах жесткости — удовлетворяются лишь для 7-балльных нагрузок. В связи с этим для 8 баллов рекомендуется увеличение числа диафрагм жесткости за счет установки дополнительных сборных элементов по выступающим торцам «лучевой» блоксекции. При расчетной сейсмичности 9 баллов данная рекомендация приобретает обязательный характер.
Прочность монолитной железобетонной шпонки на сдвиг необходимо увеличить, одновременно приняв меры по устранению производственных дефектов при строительстве, в том числе с целью исключения монтажа диафрагм жесткости «насухо». Прочность сварных соединений диафрагм жесткости с колоннами подлежит дополнительной проверке.

Литература

СНиП II-7−81*. Строительство в сейсмических районах. — М.: Госстрой России, 2000, 45 с.
СНиП II-22−81*. Каменные и армокаменные конструкции / Госстрой России. — М.: ФГУП ЦПП, 2003.
Карпиловский В.С., , и др. SCAD Office. Вычислительный комплекс SCAD /ООО СКАД СОФТ (SCAD Soft). -М.: Издательство АСВ, 2007.
Результаты микродинамических исследований «лучевой» блок-секции (9 этажей) в каркасе серии 1.120с. — Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2008.
Микродинамические исследования девятиэтажного здания серии 1−120с (ул. Баррикад в г. Иркутске). — Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2008.
Сравнительный анализ инструментальных и расчетных динамических характеристик каркасных зданий в конструкциях серии 1.120с (блоксекции ВСЖД по ул. Терешковой). — Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2003.
Микродинамические испытания 9-этажной блок-секции жилого дома серии 1.120с в г. Иркутске. — Улан-Удэ — Иркутск: Геологический институт, Бурятский филиал геофизической службы СО РАН, 2004.
Селезнев В.С., , , , , , Бах и результаты инженерно-сейсмологического обследования зданий и сооружений // Материалы к международным конференциям. Новосибирск: Изд-во СО РАН НИЦ ОИГГМ, 1998, с. 98−105.
Пособие по проектированию жилых и общественных зданий. Вып. 3. Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01−85). — М.: Стройиздат, 1989, 304 с.
Инструкция по проектированию конструкции жилых зданий ВСН 3277. — М.: Стройиздат, 1978, 177 с.
Заключение о сейсмостойкости жилых домов в конструкциях каркаса серии 1.120с по результатам натурных испытаний опытных объектов в г. Иркутске. ИЗК СО РАН, ЦНИИСК им. , 2004.

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Онлайн
формат
Диплом
гособразца
Помощь в трудоустройстве

311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов

Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!

Курс повышения квалификации

Обеспечение санитарно-эпидемиологических условий в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Специальная оценка условий труда

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

«Где могут работать подростки. Правовые аспекты трудоустройства подростка»

«Учись, играя: эффективное обучение иностранным языкам дошкольников»

Свидетельство и скидка на обучение
каждому участнику

Описание презентации по отдельным слайдам:

Технологии построения расчетных моделей кирпичных зданий в системе SCAD.
Теплых А.В. - главный конструктор ООО «КБТ» г. Самара.

План презентации.
Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Требования нормативных документов к выполнению расчетов кирпичных зданий.
Методика построения расчетных моделей в Scad.
Особенности анализа напряженного состояния здания.
Применение откорректированной модели для расчета по раскрытию трещин смежных участков стен.
Демонстрация возможности применения специализированного ПО интегрированного с системой Scad через API.
В переводе с языка программистов на русский
API – интерфейс взаимодействия приложений

Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Расчет выполнен в 1998 г.
в системе «Полина»

Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Расчет выполнен в 2002 г.
в системе «STARK_ES»

110925 степ. своб.
Время решения 15 мин.
1800 МГц
512 МБ ОЗУ
Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Расчет выполнен в 2004 г.
в системе «SCAD»

113503 степ. своб.
Время решения 20 мин.
1800 МГц
512 МБ ОЗУ
Обзор кирпичных зданий, рассчитанных с применением МКЭ в различных системах.
Расчет выполнен в 2004 г.
в системе «SCAD»

Требования нормативных документов к выполнению расчетов кирпичных зданий.

Перечень необходимых проверок представлен в п. 6.11 СНиП II-22-81*.

В качестве результатов расчета имеет смысл использовать только мембранные составляющие напряжений Nx или Ny, а также для определения поперечных сил приходящихся на отдельные участки стен результаты расчета нагрузок от фрагмента схемы от расположенной выше рассматриваемого сечения части здания для расчета и на главные растягивающие напряжения согласно п. 6.12 СНиП II-22-81*.
Моменты от опирания перекрытий с эксцентриситетом, изменения толщины стен и от ветровой нагрузки учитываются отдельно и добавляться к полученным мембранным составляющим напряжений в соответствии с правилами изложенными в СНиП II-22-81* и пособим к нему.
На участках между простенками над и под проемами возможно образование трещин, учет которых не представляется возможным, и эти участки исключаются из силовой работы. Участки стен между оконными проемами в расчетной модели работают либо независимо друг от друга, либо могут быть связаны только монолитными железобетонными поясами или армопоясами. Следует отметить, что придумать методику расчета монолитных железобетонных поясов средствами Scad достаточно просто, а вот задача по расчету армопоясов пока решить не удалось, и во всех проектах они назначались конструктивно с учетом реализованных ранее проектов.
Аналогично предыдущему пункту необходимо исключить работу на сдвиг сборных перекрытий в направлении, перпендикулярном плоскости перекрытия, что может быть достигнуто уменьшением модуля упругости перекрытия на порядок.
Необходимо обеспечить шарнирное сопряжение перекрытий со стенами.
При применении сборных перекрытий необходимо исключить передачу нагрузки на стены по продольной стороне плит, примыкающих к стенам.
Смежные участки стен считаются соединенными между собою идеально упруго при выполнении условия (38) СНиП II-22-81* и п. 7.19 пособия к СНиП II-22-81* по ограничению разности свободных деформаций смежных участков стен.
Основные положения для построения расчетных моделей.

Рассмотрим реализацию представленных на предыдущем слайде положений на примере выполненной расчетной модели.
Материалы к презентации\16-ти этажный дом на 22 партсъезда\Модели Scad\16 эт на 22 партсъезда Фунд на Винклеровском основании ветер 30 м-с.SPR

Читайте также: