Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий Кобзарь Константин Владимирович

Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий
<
Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Кобзарь Константин Владимирович. Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.01 Москва, 2007 131 с. РГБ ОД, 61:07-5/1893

Содержание к диссертации

Введение

1. Современное состояние проблемы 9

1.1. Конструктивные системы многоэтажных каркасных зданий 9

1.2. Пространственная работа многоэтажных каркасов 16

1.3. Расчет и исследование работы многоэтажных каркасных зданий 28 Выводы по главе 1 41

2. Метод дискретных связей 42

2.1. Расчетная модель метода дискретных связей 43

2.2. Возможности метода дискретных связей 51

2.3. Совершенствование МДС при расчете наклонных элементов и элементов с переменной по длине жесткостью 51

2.3.1. Наклонная дискретная связь 53

2.3.2. Составная дискретная связь 57

Выводы по главе 2 61

3. Расчетные схемы вертикальных элементов жесткости 62

3.1. Основные принципы формирования расчетной схемы здания 62

3.2. Расчетные схемы составных частей ВЭЖ и узловых сопряжений . 65

3.2.1. Колонны и вертикальные узлы их сопряжения 66

3.2.2. Ригели и узлы их сопряжения с колоннами 68

3.2.3. Диафрагмы жесткости и узлы их сопряжения между собой и с элементами каркаса 70

3.2.4. Элементы связевой панели. Узлы сопряжения металлической решетки с колоннами каркаса и фундаментом 76

3.3. Податливость сопряжений составных частей ВЭЖ 76

3.3.1. Вертикальный стыкколонн 82

3.3.2. Сопряжение ригеля с колонной 82

3.3.3. Сопряжения диафрагм 85

3.3.4. Сопряжения металлической решетки с элементами каркаса 87

Выводы по главе 3 89

4. Пакет программ для расчета вертикальных элементов жесткости. численный эксперимент ... 90

4.1. Пакет программ для расчета вертикальных элементов жесткости 90

4.1.1. Структура пакета программ 90

4.1.2. Ввод исходных данных 91

4.1.3. Вывод полученных результатов 92

4.2. Численный эксперимент 93

4.2.1. Исследование вертикальных элементов жесткости 93

4.2.2. Оценка точности полученных результатов 99

4.3. Исследование работы ВЭЖ с уменьшенным количеством связей 100

Выводы по главе 4 108

5. Рекомендации по расчету вертикальных элементов жесткости. технико-экономическая оценка работы 109

5.1. Рекомендации по расчету вертикальных элементов жесткости 109

5.2. Технико-экономическая оценка работы 114

Выводы по главе 5 117

Общие выводы 118

Список литературы

Введение к работе

Актуальность работы. Большое количество сборных железобетонных зданий гражданского и промышленного назначения имеют каркасную конструктивную систему. Каркасные здания получили широкое распространение в связи с большими возможностями принятия различных объемно-планировочных решений внутреннего пространства, полной индустриализации сборных конструкций при изготовлении и монтаже, разделения по назначению несущих и ограждающих элементов. Все это позволило в конечном счете эффективно использовать и распределять материалы, а также заметно сокращать расходы, делая проекты более экономичными.

Железобетон, являясь основным конструкционным материалом, обеспечивает оптимальное сочетание трех составляющих: безопасность при эксплуатации, технологичность и экономичность.

Весомый вклад в создание, развитие и совершенствование методов расчета и проектирование многоэтажных каркасных зданий внесли такие ученые и специалисты как А.В. Александров, В.Н. Байков, В.М. Бондаренко, А.П. Васильев, Б.Ф. Васильев, Б.С. Васильков, Г.Н. Володин, Г.В. Выжигин, А.А. Гвоздев, В.В. Гранёв, П.Ф. Дроздов, А.С. Залесов, А.С. Калманок, Б.В. Карабанов, Н.И. Карпенко, В.А.Клевцов, Э.Н. Кодыш, П.И. Кривошеей, СМ. Крылов, А.Н. Мамин, И.К. Никитин, Л.Л. Паньшин, Д.М. Подольский, СВ. Поляков, А.Р. Ржаницын, А.С. Семченков, Э.Е. Сигалов, Н.Н. Складнев, В.Е. Сно, В.И. Травуш, Н.Н. Трёкин, В.В. Ханджи, Ю.Н. Хромец, П.П. Шагин, Н.Н. Шапошников и многие другие.

В последние годы очень активно ведется перепрофилирование и реконструкция гражданских и производственных зданий, что влечет за собой

изменение условий эксплуатации, нагрузок и воздействий, характера взаимодействия между конструктивными элементами несущей системы. Это приводит к необходимости уточнения расчетных схем с целью поиска резервов по несущей способности и жесткости конструкций.

Применяемые идеализированные расчетные схемы, например, с шарнирным сопряжением ригеля с колонной или колонны с металлической связью, жесткое сопряжение ригеля и колонны в рамных узлах, не точно описывают их реальные взаимодействия. Более объективную картину работы сопряжений сборных элементов показывают расчетные схемы, учитывающие их податливость.

Применяемые в настоящее время расчетные методы основываются на дискретных моделях, а самым распространенным среди них является метод конечных элементов (МКЭ). МКЭ позволяет моделировать любые сопряжения, но, к сожалению, при учете их конструктивных особенностей, расчетная схема сильно усложняется, кроме того, может потребоваться создание специальных конечных элементов (КЭ). Метод дискретных связей, разработанный в ЦНИИПромзданий, также как и МКЭ, базируется на дискретной расчетной модели. Он позволяет дифференцировано задавать жесткостные характеристики, создавать расчетные схемы конструкций с меньшим количеством узлов и не требует введения в расчетную схему дополнительных узлов и элементов при ' учете податливости сопряжений.

Несущая система каркасного здания является сложной и многократно статически неопределимой системой, действительная работа которой очень сложна. Вертикальные элементы жесткости (диафрагмы, связевые панели и ядра жесткости) играют ответственную роль в такой системе, так как воспринимают горизонтальные воздействия и, совместно с дисками перекрытий, обеспечивают ее пространственную жесткость.

Использование уточненных расчетных схем конструкций, учитывающих податливость сопряжений элементов, дает возможность более точно оценить величину и характер распределения усилий в несущей системе здания. При реконструкции такие расчетные схемы позволят оптимально подобрать и рассчитать усиление, а при новом проектировании - повысить надежность и/или улучшить экономические показатели каркасных зданий. Все выше изложенное указывает на актуальность представленной работы.

Цель диссертационной работы заключается в разработке методики расчета вертикальных элементов жесткости многоэтажных железобетонных каркасных зданий связевои конструктивной системы с учетом податливости сопряжений на основе развития метода дискретных связей.

Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:

расширить область применения метода дискретных связей путем разработки методики расчета наклонных элементов конструкций, в том числе с переменным по длине сечением;

разработать алгоритм и программу для расчета вертикальных элементов жесткости;

разработать уточненные расчетные схемы вертикальных элементов жесткости, учитывающие податливость сопряжений;

провести численный эксперимент на примере связевои панели с металлической решеткой и железобетонной диафрагмы жесткости; результаты эксперимента сопоставить с данными ранее проведенных натурных экспериментов;

разработать рекомендации по расчету вертикальных элементов жесткости на основе метода дискретных связей.

Научная новизна работы заключается в разработанной методике расчета вертикальных элементов жесткости многоэтажных железобетонных каркасных зданий связевои конструктивной системы с использованием метода дискретных связей.

Практическое значение работы заключается в расширении области применения метода дискретных связей, создании расчетной программы, разработке уточненных расчетных схем, учитывающих податливость сопряжений, и рекомендаций, которые позволяют более эффективно по сравнению с существующими методами, выполнять расчеты и проектирование вертикальных элементов жесткости.

7 На защиту выносятся следующие новые научные положения диссертационной работы:

  1. Расширение области применения метода дискретных связей путем разработки методики расчета наклонных элементов конструкций, в том числе с переменным по длине сечением.

  2. Уточненные расчетные схемы вертикальных элементов жесткости, учитывающие податливость сопряжений, использованные в численном эксперименте.

  3. Алгоритм и программа по расчету отдельных вертикальных элементов жесткости на базе метода дискретных связей.

  4. Рекомендации по расчету вертикальных элементов жесткости на основе метода дискретных связей.

Результаты диссертации внедрены при разработке проектов усиления и расчете ряда многоэтажных каркасных зданий:

объект «Автобаза ФАПСИ», расположенный в г. Москва;

объект «Репроцентр», расположенный в г. Москва,

здание ВГТРК, расположенное в г. Москва.

Апробация работы и публикации.

Материалы диссертации докладывались на:

третьей всеукраинской научно-технической конференции «Научно-технические проблемы современного бетона», Львов, 2003 год;

второй всероссийской (международной) конференции по бетону и железобетону, Москва, 2005 год;

научно-технической конференции, посвященной 45-летию «ЦНИИПром-зданий», Москва, 2006 год.

Основные положения диссертации опубликованы в 5 научных статьях, в том числе 1 публикация в рецензируемом издании.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,

8 пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы из 158 наименований - всего 131 страниц, в том числе 9 таблиц и 41 рисунок.

Диссертация выполнена в Центральном научно-исследовательском и проектно-экспериментальном институте промышленных зданий и сооружений (ОАО «ЦНИРШромзданий») под руководством д.т.н., профессора Э.Н. Кодыша при научном консультировании д.т.н., доцента А.Н. Мамина.

Пространственная работа многоэтажных каркасов

Устойчивость связевого каркаса и восприятие горизонтальных воздействий обеспечивается с помощью вертикальных элементов жесткости (ВЭЖ), таких как (см. рис. 1.3): - железобетонные диафрагмы жесткости (сборные и монолитные); - сборные железобетонные связевые панели с металлической решеткой различного очертания (портальные, треугольные); - железобетонные ядра жесткости (сборные и монолитные).

Возможные схемы размещения вертикальных элементов жесткости различных типов в каркасных зданиях весьма разнообразны. При выборе системы ВЭЖ, в процессе компоновки здания, В.В. Ханджи [140] предлагает руководствоваться следующими основными правилами:

- рекомендуется максимально взаимоувязать друг с другом систему ВЭЖ и архитектурно-планировочное решение здания. В процессе увязки приоритет определяется в зависимости от высоты здания;

- при компоновке высоких и средних по высоте зданий следует стремиться к минимальному числу ВЭЖ. Необходимая прочность и жесткость здания легче достигаются увеличением размера ВЭЖ, а не их числа. Увеличивать количество ВЭЖ по сравнению с минимально необходимым целесообразно только в зданиях с протяженным планом, когда лимитирующим параметром оказываются расстояния между диафрагмами;

- минимально необходимым и достаточным для обеспечения геометрической неизменяемости здания считается система ВЭЖ, в состав которой входит не менее трех диафрагм, плоскости которых не пересекаются на одной прямой и не параллельны. Этим требованиям наиболее полно отвечают замкнутые ядра жесткости. На рис. 1.4 представлены возможные варианты размещения ВЭЖ;

- оптимальна такая компоновка здания, при которой центр масс и центр изгиба здания совпадают в плане и через эту же точку проходят равнодействующие ветровых нагрузок. Данное условие автоматически выполняется для зданий, план которых имеет две оси симметрии и система ВЭЖ симметрична относительно этих же двух осей. При несимметричном плане данное условие невыполнимо, поэтому при компоновке высокого здания следует стремиться к тому, чтобы расстояние между центром массы и центром изгиба было минимальным;

- в зданиях с протяженным планом расстояния между параллельными диафрагмами жесткости рекомендуется принимать не более 30 м, расстояние от крайней диафрагмы до крайней оси - не более 12 м;

- систему ВЭЖ рекомендуется распределять равномерно по плану здания. На рис. 1.5 и 1.6 представлены варианты компоновки ВЭЖ на основании проектов зданий, предназначенных для строительства в Москве.

Перекрытия играют ответственную роль в системе несущих конструкций связевого каркаса. Кроме основной работы перекрытий на восприятие вертикальных нагрузок, на них воздействуют и горизонтальные нагрузки, которые, в свою очередь, передают на ВЭЖ. Если расстояния между ВЭЖ большие, а ветровые нагрузки значительные, то в этом случае усилия в плоскости перекрытий могут быть довольно большими. Помимо внешних горизонтальных нагрузок, диски перекрытий воспринимают усилия, которые возникают в результате погрешностей при монтаже колонн или при изменениях температуры, а также перераспределяют усилия между ВЭЖ в зонах, где могут быть изменения конструктивной схемы элементов жесткости и когда их жесткостные характеристики различны.

Сумма действующих нагрузок вызывает в элементах дисков перекрытий усилия растяжения или сжатия, а также сдвиг отдельных ячеек перекрытия относительно друг друга. Восприятие сжимающих усилий осуществляется всем поперечным сечением элементов диска, а растягивающие усилия воспринимает

Возможности метода дискретных связей

Геометрические характеристики конструкций, рассмотренных в работе [78], хорошо согласуются с ортогональной разбивочной сеткой. Но существуют конструкции, отдельные элементы которых не ортогональны основной системе, например металлическая решетка в связевой панели, для таких конструкций, разработана методика, которая позволяют производить их моделирование и расчет. Особенности формирование матрицы жесткости наклонной дискретной связи рассмотрены в разделе 2.3.1.

Конструкции, например ригель или колонна, состоят из нескольких участков с различными жесткостными характеристиками, дискретная связь с переменными жесткостными характеристиками, так называемая составная дискретная связь (СДС), позволяет создавать расчетные схемы таких конструкций без дополнительной разбивки и использует всего два узла. Принципы формирования матрицы жесткости СДС рассмотрены в разделе 2.3.2.

Связевая панель состоит из железобетонной рамы и металлической решетки (рис.2.5, а). Металлическая решетка состоит из отдельных элементов, каждый из которых в расчетной схеме задается в виде дискретной связи (ДС). Наклонные элементы металлической решетки моделируются наклонными ДС.

На рис.2.5, б, показана наклонная ДС, расположенная под произвольным углом. Рассмотрим как формируется матрица жесткости для такой ДС. Для удобства будем изображать дискретную связь в виде пружинки. ДС сопротивляется четырем видам деформаций (см. рис.2.4) -растяжению, сжатию, сдвигу в плоскости и повороту (изгибу в плоскости). Найдем реакции в жестких опорных связях (ЖОС) для /-го узлу наклонной дискретной связи.

Рассмотрим рис.2.6 и 2.7, при бесконечно малом смещении узла і вдоль осей X и Z в ЖОС возникают реакции (2.2) - (2.8). При определении реакций положительное направление принято в соответствии с системой координат показанной на рис.2.5, в, а нумерация индексов реакций принята в соответствии с рис.2.5, г.

Составная дискретная связь (СДС) является усовершенствованной наклонной дискретной связью. Рассмотрим процесс формирования матрицы жесткости СДС состоящей из двух участков. На рис.2.9 представлена дискретная связь, состоящая из двух участков с различными жесткостными характеристиками, жестко защемленная в узлах/иу.

Опорные реакции в узлах дискретной связи при единичном смещении узла / найдем при помощи метода перемещений. Расчетная схема СДС представлена на рис.2.10, а, основная система метода перемещений изображена на рис.2.10, б.

Современное здание - это сложная, многократно статически неопределимая система. В процессе эксплуатации, здание подвергается различным, зачастую принципиально отличающимся воздействиям, вызванным возможным изменением технологии производства, проведением реконструкции, кроме того, может измениться и его функциональное назначение.

С точки зрения расчета, наибольшее значение имеют конструктивные особенности здания - несущая система, а также основные конструктивные элементы. Весьма важен характер совместной работы отдельных элементов несущей системы здания, который зависит от сочетания внешних воздействий. Процесс формирования расчетной схемы здания можно разделить на несколько этапов. Первым этапом при создании расчетной схемы является выделение несущей системы здания.

На основе объемно-планировочного решения здания производится уточнение его основных горизонтальных и вертикальных несущих конструкций и возможных узлов сопряжений. Принимается решение о конструктивной системе каркаса будущего здания.

На втором этапе, после выбора несущей системы здания, необходимо произвести ее геометрическое моделирование.

В процессе геометрического моделирования часто приходится решать вопрос о возможном упрощении несущей системы здания, например, придания ей свойств регулярности или симметрии, хотя сама несущая система, возможно, и не является строго регулярной, а условия симметрии могут быть в некоторой степени нарушенными. Тем не менее, регулярность и симметрия являются факторами, которые могут в значительной степени повлиять на сложность расчетной схемы. В связи с этим возможны некоторые отступления. Похожим образом бывает целесообразно поступить и с некоторыми повторяющимися частями здания, которые с той или иной степенью точности можно считать одинаковыми подсистемами. При использовании упрощений такого рода, геометрическая тождественность является только одним из необходимых условий.

Кроме вышеперечисленного, в процессе геометрического моделирования производят задание граничных условий, то есть взаимодействия отдельных элементов друг с другом в соответствии с их расчетными схемами. На третьем этапе формирования схемы производят задание физико-механических параметров материалов конструкций.

Расчетные схемы составных частей ВЭЖ и узловых сопряжений

Сплошные и проемные диафрагмы жесткости при расчетах с использованием дискретных моделей, как правило, моделируются с помощью плоских элементов. Из этого следует, что они и их сопряжения, как между собой, так и с элементами каркаса, являются наиболее сложными, с точки зрения расчета, частями ВЭЖ.

Конструктивно диафрагмы в общем случае являются вертикальными железобетонными панелями переменной толщины. Грани каждой диафрагмы соединяются между собой и с колоннами каркаса.

Узлы сопряжений диафрагм с соседними конструкциями достаточно разнообразны [16, 32 и др.], но для применения в расчетах их рационально классифицировать. В [16] предложена следующая классификация: - локальные сопряжения (закладные детали, сваренные между собой, и бетонные шпонки); - непрерывные сопряжения (растворные швы); - комбинированные сопряжения (сочетание непрерывных и локальных сопряжений). При составлении расчетных схем с помощью МКЭ все типы сопряжений приводятся к локальным сопряжениям.

Узел примыкания железобетонной диафрагмы к колонне является локальным сопряжением (рис.3.3 фрагмент А и рис.3.4, а). В таком узле связь между отдельными элементами осуществляется при помощи монтажной сварки через накладки закладных деталей, которые расположены в сопрягаемых элементах конструкций с некоторым шагом по высоте. Учет податливости закладных деталей производится введением в расчетную схему (рис.3.4, б) локальных участков с пониженными жесткостными характеристиками (на рис.3.4, б - податливый участок). Эти участки соединяют диафрагму с колонной (стержневым элементом) через другие участки, которые моделируют жесткость колонны в поперечном направлении (на рис.3.4, б - жесткий участок).

При создании расчетной схемы такого сопряжения с помощью МКЭ можно использовать разные варианты. Упрощенный вариант заключается в моделировании податливого и жесткого участков сопряжения с помощью одного стержневого КЭ с эквивалентными жесткостными характеристиками (рис.3.4, в). Данный вариант хорош тем, что используются два узла, но, к сожалению, нарушается геометрия стыка и довольно затруднено независимое задание различных видов податливости - при растяжении, сдвиге и изгибе сопряжения. Вариант, позволяющий более детально моделировать сопряжение, заключается в использовании КЭ моделирующего упругую связь между узлами, для учета податливого участка (шва), но применение таких элементов приводит к введению дополнительных узлов (рис.3.4, г).

Если создать расчетную модель с применением МДС (рис.3.4, д, е), то достаточно одной узловой точки. К узлу со стороны диафрагмы будет примыкать составная многослойная горизонтальная дискретная связь с переменной, вдоль оси, для каждого слоя жесткостью. Такая связь состоит из нескольких участков, которые характеризуют податливость колонны, локального сопряжения и диафрагмы (рис.3.4, д).

Горизонтальный шов примыкания диафрагм (рис.3.3. фрагмент Б и рис.3.5, а, б) представляет собой вариант непрерывного сопряжения. Такой шов может в одном случае передавать только сжимающие усилия (рис.3.5, а), через слой раствора, а в другом случае, при наличии бетонных шпонок, передавать как сжимающие, так и сдвигающие усилия (рис.3.5, б).

Как в первом, так и во втором случае горизонтальный шов в расчетной /ВД схеме можно представить в виде податливого участка ш с постоянными жесткостными характеристиками вдоль ширины диафрагмы (рис.3.5, в). Жесткостные характеристики при учете сжимающих напряжений одинаковые для обоих случаев, а при учете сдвигающих напряжений будут отличаться. Консоль, расположенная в верхней части диафрагмы, предназначена для опирання плит перекрытий, и учитывается путем введения в расчетную схему /к участка с повышенными жесткостными характеристиками ш .

Вариант расчетной схемы данного сопряжения выполненный с помощью МКЭ представлен на рис.3.5, г. В рассматриваемом варианте для учета податливости шва приходится использовать два ряда узлов по горизонтальным граням примыкающих диафрагм. Узлы соединяются вертикальными и наклонными специальными КЭ моделирующими упругие связи между узлами. Жесткости таких КЭ назначаются в соответствии с погонным податливостям шва при растяжении и сдвиге. Наличие консоли также требует введение дополнительных рядов узлов.

В МДС реализована составная дискретная связь с изменяющимися по длине жесткостными характеристиками. Применяя ее (рис.3.5, д, е) мы можем моделировать диафрагму, шов и учитывать консоль в диафрагме, используя в уровне шва всего лишь один горизонтальный ряд узлов.

Структура пакета программ

На основании технологического задания принимается объемно-планировочное решение, а именно: общие габариты здания в плане и по высоте, сетка колонн, высоты этажей.

Предварительно намечаем необходимое количество ВЭЖ и размещаем их на плане здания. В состав системы ВЭЖ, необходимой для обеспечения геометрической неизменяемости здания, должно входить не менее трех железобетонных диафрагм, плоскости которых не пересекаются на одной прямой и не параллельны. А в случае применения связевых панелей с металлической решеткой рекомендуется формировать систему ВЭЖ из, не менее чем, четырех панелей, по две в продольном и поперечном направлениях.

На плане здания вертикальные элементы жесткости рекомендуется располагать так, чтобы расстояние в горизонтальном направлении между равнодействующей ветровой нагрузки и центром жесткости здания было минимальным - это способствует сведению к минимуму крутящего момента, воздействующего на здание. Если расстояние превышает 6 метров, тогда необходимо проводить дополнительный расчет здания на кручение.

Отдельные ВЭЖ рекомендуется располагать с шагом не более 30 м, а расстояние до крайней оси принимать не более 12 м.

Кроме выше описанного рекомендуется применять выпуски типовых серий, посвященные расчету деформативности зданий. Назначение сечений элементов и коэффициентов податливости На основе аналогов, в качестве которых рекомендуется использовать типовые проекты и серии конструкций, например, серия 1.020-1/87, назначаем сечения составных частей ВЭЖ (колонны, ригели и др.). Определение коэффициентов податливости узловых сопряжений рекомендуется производить с использованием материалов главы 3 настоящей диссертации. Сбор нагрузок

Различают вертикальные и горизонтальные нагрузки. К вертикальным нагрузкам относятся: собственный вес несущих и ограждающих конструкций, вес технологического оборудования, нагрузки от людей и др., а к горизонтальным: ветровые нагрузки, сейсмические и взрывные воздействия.

На основании схемы расположения ВЭЖ определяются грузовая площадь перекрытий и покрытия, а также ветровой фронт, приходящиеся на самый нагруженный ВЭЖ.

На основании технического и технологического заданий (полезная нагрузка на перекрытие, предполагаемая конструкция пола, схема расположения перегородок, схема размещения технологического оборудования и др.), а также СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» определяются величины действующих нагрузок.

Создание расчетной схемы

Используя данные геометрии здания и сечений конструктивных элементов, создаем геометрическую модель несущей системы здания. Рекомендуется использовать уточненные расчетные схемы, учитывающие податливость узловых сопряжений (см. главу 3 диссертации).

При формировании расчетной схемы рекомендуется осуществлять моделирование элементов железобетонной рамы (колонны, ригели) и металлической решетки связевых панелей с помощью составных дискретных связей (см. главу 2 настоящей диссертации), которые позволяют сократить количество узлов и дискретных связей в расчетной схеме и уменьшить время вычисления. Далее, задаются нагрузки (см. выше) и назначаются закрепления (условия опирання). Расчет

Расчет на базе метода дискретных связей может быть осуществлен с помощью программы, разработанной автором, а также программ представленных в докторской диссертации А.Н. Мамина [78]. Проверка прочности, устойчивости и деформативности Проверяем горизонтальные и вертикальные перемещения ВЭЖ, которые не должны превышать предельных значений предусмотренных в СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».

Производим расчеты составных частей ВЭЖ (колонны, ригели и др.) по прочности и жесткости, на основании получившихся усилий (М, Q, N), по первой и второй группе предельных состояний.

В случае если перемещения ВЭЖ превышают предельно допустимые величины или недостаточна несущая способность элементов конструкций, необходимо произвести корректировку.

В процессе корректировки, в зависимости от результатов— первоначального расчета, может быть изменено количество ВЭЖ и места их расположения, кроме этого могут быть изменены сечения элементов и скорректированы коэффициенты податливости.

Корректировка производится до тех пор, пока характеристики конструкций не удовлетворят заданным требованиям по прочности, устойчивости и деформативности. Используя полученные данные, производится разработка проектной документации.

Похожие диссертации на Совершенствование метода расчета вертикальных элементов жесткости железобетонных каркасных зданий