Динамический расчет и обеспечение устойчивости зданий
Компоновка конструктивного решения здания. Определение расчетной сейсмичности площадки строительства и сбор нагрузок. Расчет динамических и жесткостных характеристик здания. Определение сейсмической нагрузки и расчет усилий в несущих конструкциях.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.04.2016 |
| Размер файла | 81,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО
Кубанский государственный технологический университет
Кафедра строительных конструкций
Контрольная работа
по дисциплине: Строительные конструкции
Динамический расчет и обеспечение устойчивости зданий
Выполнила Грибова Е.А.
студентка группы 11-ЗСБ-СТ1
Руководитель:
доцент, к.т.н. Тамов М.М.
Краснодар 2016
Содержание
1. Компоновка конструктивного решения здания
2. Определение расчетной сейсмичности площадки строительства и сбор нагрузок
3. Определение динамических и жесткостных характеристик здания
4. Вычисление сейсмической нагрузки
5. Определение усилий в несущих конструкциях от сейсмической нагрузки
Список литературы
1. Компоновка конструктивного решения здания
В соответствии с заданием на контрольную работу принят железобетонный связевый каркас с симметричной конструктивной схемой и равномерным распределением жесткостей конструкций и масс в плане и по высоте. В поперечном направлении устанавливаем две вертикальных диафрагмы по торцам здания. Характеристики здания:
Ширина - 10,0 м;
Длина - 25,0 м;
Высота этажа - 3,2 м;
Кол-во этажей - 3;
Фундаменты - столбчатые;
Перекрытия и покрытие - монолитные железобетонные плиты толщиной 200мм;
Наружные стены - самонесущие кирпичные толщиной 510 мм;
Колонны - монолитные сечением 400х400 мм;
Диафрагмы - монолитные сечением 200х3200 мм;
Перемычки - монолитные железобетонные;
Перегородки - кирпичные толщиной 120 мм;
Кровля - плоско-совмещенная с покрытием рубероидным ковром;
Лестницы - из монолитных железобетонных маршей и площадок.
2. Определение расчетной сейсмичности площадки строительства и сбор нагрузок
Согласно СП 14.13330.2014 (Актуализированная редакция СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах») в разделе «Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации ОСР-97» (Список населенных пунктов) по карте ОСР-97-А-10% сейсмичность района г. Нальчик составляет 8 баллов (Решение о выборе карты при проектировании конкретного объекта принимается заказчиком по представлению генерального проектировщика, за исключением случаев, оговоренных в других нормативных документах).
Таблица 1
Нагрузка на покрытие
|
Вид нагрузки |
Норм. нагрузка, кН/м2 ,кН/м3 |
Коэффициент надёжности по нагрузке |
Коэф. сочетания |
Вычисления |
Расчётная нагрузка (G), кН |
|
|
Собственный вес плиты д = 200 мм, (с = 2500кг/м3) |
5 |
1,1 |
0,9 |
250 х 5 х 1,1 х 0,9 |
1237,5 |
|
|
Пароизоляция 1 слой рубероида |
0,03 |
1,3 |
0,9 |
250 х 0,03 х 1,3 х 0,9 |
8,8 |
|
|
Утеплитель - керамзитобетон д=80мм (с = 800кг/м3) |
0,64 |
1,3 |
0,9 |
250 х 0,64 х 1,3 х 0,9 |
187,2 |
|
|
Цементно-песчаная стяжка д = 20мм |
0,36 |
1,3 |
0,9 |
250 х 0,36 х 1,3 х0,9 |
105,3 |
|
|
Колонны на высоту половины этажа |
6 |
1,1 |
0,9 |
18х6х1,1х0,9 |
106,9 |
|
|
Диафрагмы на высоту половины этажа |
37,5 |
1,1 |
0,9 |
8х37,5х1,1х0,9 |
297 |
|
|
Наружные стены на высоту половины этажа |
966,8 |
1,1 |
0,9 |
966,8 х 1,1 х 0,9 |
957,1 |
|
|
Перегородки на высоту половины этажа |
142,2 |
1,1 |
0,9 |
142,2 х 1,1 х 0,9 |
140,8 |
|
|
Оконные и дверные блоки |
22,5 |
1,1 |
0,9 |
22,5 х 1,1 х 0,9 |
22,3 |
|
|
4 слоя рубероида на мастике |
0,15 |
1,3 |
0,9 |
250 х 0,15 х 1,3 х 0,9 |
43,9 |
|
|
Ж.б. лестничные марши (2шт.) |
2,3 |
1,1 |
0,9 |
2 х 2,3 х 1,1 х 0,9 |
4,6 |
|
|
Снеговая (расчетное значение) |
1,2 |
- |
0,5 |
250 х 1,2 х 0,5 |
150,0 |
|
|
Итого: |
3261,4 |
Расчетную сейсмичность площадки строительства определяем по таблице 1 [6] на основании заданной II категории грунта по сейсмическим свойствам (скальные грунты выветрелые и сильновыветрелые, в том числе вечномерзлые, кроме отнесенных к категории I; крупнообломочные грунты, за исключением отнесенных к категории I; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные; глинистые грунты с показателем консистенции IL?0,5 при коэффициенте пористости e<0,9 для глин и суглинков и e<0,7 - для супесей; вечномерзлые нескальные грунты пластично-мерзлые или сыпучемерзлые, а также твердо-мерзлые при температуре выше минус 2°С при строительстве и эксплуатации по принципу I).
Расчетная сейсмичность площадки строительства при грунтах II категории принимается равной сейсмичности района и в нашем случае составляет 8 баллов.
Таблица 2
Нагрузка на перекрытие
|
Вид нагрузки |
Норм. нагрузка, кН/м2 ,кН/м3 |
Коэффициент надёжности по нагрузке |
Коэф. сочетания |
Вычисления |
Расчётная нагрузка (G), кН |
|
|
Собственный вес плиты д = 200 мм, (с = 2500кг/м3) |
5 |
1,1 |
0,9 |
250*5*1,1*0,9 |
1237,5 |
|
|
Цементно-песчаная стяжка д = 20 мм |
0,36 |
1,3 |
0,9 |
250*0,36*1,3*0,9 |
105,3 |
|
|
Конструкция пола |
0,27 |
1,3 |
0,9 |
250*0,27*1,3*0,9 |
79,0 |
|
|
Колонны на высоту двух половин этажей |
12 |
1,1 |
0,9 |
18*12*1,1*0,9 |
213,8 |
|
|
Диафрагмы на высоту двух половин этажей |
75 |
1,1 |
0,9 |
8*75*1,1*0,9 |
594 |
|
|
Наружные стены на высоту двух половин этажей |
1933,6 |
1,1 |
0,9 |
1933,6* 1,1*0,9 |
1914,3 |
|
|
Перегородки на высоту двух половин этажей |
284,4 |
1,1 |
0,9 |
284,4*1,1*0,9 |
281,6 |
|
|
Оконные и дверные блоки |
67,5 |
1,1 |
0,9 |
67,5*1,1*0,9 |
66,8 |
|
|
Ж.б. лестничные марши (4 шт.) |
2,3 |
1,1 |
0,9 |
4*2,3*1,1*0,9 |
9,1 |
|
|
Временная нагрузка на перекрытие (расчетное значение) |
2,0 |
1,3 |
0,5 |
250*2,0*1,3*0,5 |
325,0 |
|
|
Итого: |
4826,4 |
Сбор нагрузок производим на общую площадь покрытия и перекрытия здания. Конструктивное решение пола принимаем одинаковым для всех этажей. Сбор нагрузок представлен в таблицах 1 и 2.
3. Определение динамических и жесткостных характеристик здания
Расчет ведется в предположении восприятия всей сейсмической нагрузки вертикальными диафрагмами жесткости.
Изгибная жесткость двух диафрагм составляет:
(МНм2),
где МН/м2 - модуль упругости бетона;
I - момент инерции диафрагмы
(м4);
Ярусная масса
482,6 кНс2/м
Для зданий связевой системы значения периодов собственных колебаний по определи по формуле [7]:
(с);
(с);
(с);
где (м),
здесь - расстояние от обреза фундамента до оси ригеля (условного) верхнего этажа;
n = 3 - кол-во этажей.
Значения коэффициента динамичности i для грунтов I и II категорий по сейсмическим свойствам в зависимости от расчетного периода собственных колебаний Тi здания или сооружения по i-ой форме при определении сейсмических нагрузок следует принимать равными:
При Тi 0,1 с i = 1 + 15Тi
при 0,1 с Тi 0,4 с i = 2,5 (1)
при Тi 0,4 с i = 2,5 (0,4/ Тi)0,5
Во всех случаях значения i должны приниматься не менее 0,8.
Коэффициент динамичности для расчета по первым трем формам колебаний:
1 = 2,5 (0,4/ Тi)0,5 = 2,5 (0,4/0,5)0,5 = 2,24;
2 = 1 + 15*0,08 = 2,2;
3 = 1 + 15*0,03 = 1,45.
Коэффициенты форм колебаний зik подсчитаны в таблице 3.
Таблица 3
Коэффициенты форм колебаний
|
Форма |
Этаж k |
оi |
Gj, кН |
Xi(xj)=Xi(xk) |
X2i(xj) |
GjXi(xj), кН |
Gj X2i (xj), кН |
Коэффициенты зik= Xi(xj)?GjXi/?Gj X2i |
|
|
Первая |
1 |
0.33 |
4826 |
0.495 |
0.245 |
2391 |
1185 |
з11=0,603 |
|
|
2 |
0.67 |
4826 |
0.869 |
0.755 |
4192 |
3641 |
з12=1,057 |
||
|
3 |
1 |
3261 |
1.000 |
1.000 |
3261 |
3261 |
з13=1,217 |
||
|
Итого |
9844 |
8087 |
|||||||
|
Вторая |
1 |
0.33 |
4826 |
1.000 |
1.000 |
4825 |
4825 |
з 21=0,184 |
|
|
2 |
0.67 |
4826 |
-0.016 |
0.000 |
-76 |
1 |
з 22=-0,003 |
||
|
3 |
1 |
3261 |
-1.000 |
1.000 |
-3261 |
3261 |
з 23=-0,184 |
||
|
Итого |
1489 |
8087 |
|||||||
|
Третья |
1 |
0.33 |
4826 |
0.522 |
0.273 |
2522 |
1318 |
з 31=0,108 |
|
|
2 |
0.67 |
4826 |
-0.853 |
0.727 |
-4115 |
3508 |
з 32=-0,176 |
||
|
3 |
1 |
3261 |
1.000 |
1.000 |
3261 |
3261 |
з 33=0,206 |
||
|
Итого |
1668 |
8087 |
4. Вычисление сейсмической нагрузки
Расчетную сейсмическую нагрузку, приложенную к точке k и соответствующую i-й форме собственных колебаний, определим по формуле:
Sik= K0K1GkAiKшзik,
где K0 = 1,0 - коэффициент, учитывающий назначение сооружения и его ответственность;
K1 = 0,35 - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения;
A = 2,0 м/с2 - значение ускорения в уровне основания;
Kш = 1,3 - коэффициент, учитывающий способность к рассеиванию энергии.
конструктивный динамический жесткостный сейсмический
Таблица 4
Значения сейсмических сил, соответствующие трем формам колебаний
|
Этаж k |
оi |
Gk |
Первая форма с 1=2,24 |
Вторая форма с 2=2,2 |
Третья форма с 3=1,45 |
||||
|
з1k |
S1k= 2,04 * з1k* Gk |
з 2k |
S2k= 2,0 * з2k* Gk |
з 3k |
S3k= 1,32 * з3k * Gk |
||||
|
1 |
0.33 |
4826 |
0.603 |
5938 |
0.184 |
1776 |
0.108 |
686 |
|
|
2 |
0.67 |
4826 |
1.057 |
10410 |
-0.003 |
-28 |
-0.176 |
-1120 |
|
|
3 |
1 |
3261 |
1.217 |
8098 |
-0.184 |
-1201 |
0.206 |
888 |
5. Определение усилий в несущих конструкциях от сейсмической нагрузки
Поперечные силы (кН) и изгибающие моменты (кНм) в сечениях вертикальных диафрагм подсчитаны в таблице 5 для трех форм колебаний.
Расчетные значения поперечных сил и изгибающих моментов в горизонтальных сечениях вертикальных диафрагм определяют по формулам [7]:
и
Таблица 5
Значения сейсмических и поперечных сил (кН) и изгибающих моментов (кНм) в диафрагмах
|
Этаж k |
Первая форма с 1 = 2,24 |
Вторая форма с 2 = 2,2 |
Третья форма с 3 = 1,45 |
|||||||
|
S1k |
Qk |
Mk |
S2k |
Qk |
Mk |
S3k |
Qk |
Mk |
||
|
1 |
5938 |
12223 |
81681 |
1776 |
274 |
-3009 |
686 |
227 |
1775 |
|
|
2 |
10410 |
9254 |
42569 |
-28 |
-614 |
-3886 |
-1120 |
-116 |
1048 |
|
|
3 |
8098 |
4049 |
12957 |
-1201 |
-600 |
-1921 |
888 |
444 |
1420 |
Поперечные силы равны (рисунок 1):
(кН);
(кН);
(кН).
Изгибающие моменты и сейсмические силы равны (рисунок 2):
(кНм);
(кНм);
(кНм);
(кН);
(кН);
(кН).
Рисунок 1 - Эпюра поперечных сил
Рисунок 2 - Эпюра изгибающих моментов
Список литературы
1. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс, М., 1985
2. СНКК 22-301-2000. “Строительство в сейсмических районах Краснодарского края”
3. СНКК 20-303-2002. “Нагрузки и воздействия. Ветровая и снеговая нагрузки. Краснодарский край”
4. СП 20.13330.2011. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* “Нагрузки и воздействия”, 2011
5. СП 63.13330.2012 Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», 2011
6. СП 14.13330.2014 Актуализированная редакция СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах», 2014
7. Бондаренко В.М., Судницын А.И. Расчет железобетонных и каменных конструкций. М., 1988
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Компоновка конструктивного решения здания. Определение сейсмичности строительной площадки и сбор нагрузок. Расчет каркаса в продольном направлении. Определение сейсмических нагрузок с учетом кручения здания в плане. Расположение антисейсмических швов.
курсовая работа [273,3 K], добавлен 28.06.2009Проектирование железобетонных конструкций зданий в сейсмических районах. Компоновка конструктивного решения здания. Определение сейсмичности строительной площадки, сбор нагрузок, периода собственных колебаний и их форм. Проверка прочности колонн.
курсовая работа [94,2 K], добавлен 21.06.2009Сейсмичность площадки строительства, снеговая нагрузка. План и разрезы здания. Расчет каркаса в поперечном направлении здания. Нахождение расчетных вертикальных нагрузок. Определение значения дополнительных сейсмических нагрузок в уровне верха колонн.
контрольная работа [879,2 K], добавлен 02.12.2014Выбор несущих конструкций каркаса промышленного здания, компоновка поперечной рамы. Статический расчет рамы, колонны, ребристой плиты покрытия. Определение расчетных величин усилий от нагрузки мостового крана. Комбинация нагрузок для надкрановой части.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 04.10.2015Разработка одноэтажного здания с расчетной сейсмичностью 7 баллов. Определение сейсмичности строительной площадки, горизонтальных нагрузок и усилий от них. Антисейсмические мероприятия при строительстве здания и оценка их практической эффективности.
контрольная работа [145,2 K], добавлен 21.06.2009Проект конструкторского расчета несущих конструкций одноэтажного промышленного здания: компоновка конструктивной схемы каркаса здания, расчет поперечной рамы каркаса, расчет сжатой колонны рамы, расчет решетчатого ригеля рамы. Параметры нагрузки усилий.
курсовая работа [305,8 K], добавлен 01.12.2010Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Определение физико-механических характеристик грунтов площадки строительства. Определение нормативных, расчетных усилий, действующих по верхнему обрезу фундаментов. Расчет свайных фундаментов.
курсовая работа [347,7 K], добавлен 25.11.2013Определение физических характеристик грунта. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Определение нагрузок на фундаменты здания. Проверка давления на грунт под подошвой фундамента. Расчет и конструирование свайного фундамента.
курсовая работа [137,8 K], добавлен 30.12.2011Расчет панели типа "2Т": сбор нагрузки и определение расчетного пролета, компоновка поперечного сечения. Проектирование неразрезного железобетонного ригеля. Определение усилий колонны, расчет прочности, конструирование арматуры; фундамент и перекрытия.
курсовая работа [825,6 K], добавлен 25.04.2014Нагрузки и моменты колонн крайнего ряда, сбор нагрузок на поперечную раму здания и определение ее расчетной схемы. Составление сочетаний расчетных усилий в сечениях колонн крайнего ряда. Расчет монолитного столбчатого фундамента колонны крайнего ряда.
курсовая работа [7,7 M], добавлен 22.05.2022Проект строительства патологического корпуса детской городской больницы на 520 коек. Разработка объемно-планировочного и конструктивного решения здания; сбор нагрузок и расчет элементов. Технологическая карта способов и организации производства работ.
дипломная работа [816,4 K], добавлен 24.03.2011Компоновка сборного перекрытия. Расчет плиты перекрытия, сбор нагрузок. Расчет плиты на действие поперечной силы. Расчет ригеля: определение расчетных усилий; расчет прочности сечений. Построение эпюры материалов. Расчет и армирование фундамента.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 30.10.2010Компоновка конструктивного решения здания. Определение сейсмичности строительной площадки. Оценка влияния продольных сил в сечении колонн на динамические характеристики каркаса. Горизонтальные нагрузки на здание, главные антисейсмические мероприятия.
курсовая работа [912,0 K], добавлен 14.11.2014Расчет многопустотной плиты перекрытия. Сбор нагрузок на панель перекрытия. Определение нагрузок и усилий. Расчет монолитной центрально нагруженной. Сбор нагрузок на колонны. Расчет консоли колонны. Расчет монолитного центрально нагруженного фундамента.
контрольная работа [32,8 K], добавлен 20.04.2005Конструктивное решения здания. Расчет поперечной рамы каркаса. Определение нагрузок и усилий в сечениях арматуры. Расчет колонн и фундамента. Расчет предварительно напряженной балки покрытия. Определение прочности по нормальным и наклонным сечениям.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.01.2016Компоновка пятиэтажного здания из сборных железобетонных конструкций. Составление монтажного плана перекрытия. Назначение характеристик прочности бетона и арматуры, определение высоты панели. Расчет колонны, сбор нагрузок. Определение размеров фундамента.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 06.01.2017Расчет стального настила, базы колонны. Расчет опирания главной балки на колонну. Расчет стальной стропильной фермы покрытия промышленного здания. Сбор нагрузок на покрытие. Расчетная схема фермы и определение узловых нагрузок, усилий в элементах фермы.
курсовая работа [519,8 K], добавлен 13.10.2011Проект несущих конструкций одноэтажного промышленного здания. Компоновка поперечной рамы каркаса здания, определение нагрузок от мостовых кранов. Статический расчет поперечной рамы, подкрановой балки. Расчет и конструирование колонны и стропильной фермы.
курсовая работа [1018,6 K], добавлен 16.09.2017Компоновочная и расчетная схема каркаса одноэтажного промышленного здания в сборном железобетоне, сбор по загружениям. Определение усилий в крайней колонне и комбинация усилий в ее сечениях. Расчет и конструирование отдельно стоящего фундамента и плиты.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 10.01.2011Компоновка каркаса, сбор нагрузок на поперечную раму каркаса. Расчетная схема рамы, определение жесткости элементов. Анализ расчетных усилий в элементах поперечной рамы. Компоновка системы связей. Расчет стропильной фермы, определение усилий, сечений.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 04.10.2010
