Расчет здания общежития технопарка Ростовского государственного строительного университета с применением различных моделей основания
Влияние различных моделей основания грунта при расчете каркаса здания общежития Ростовского государственного строительного университета на несущую способность и деформации конструкций. Анализ напряженно-деформированного состояния здания и основания.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.07.2017 |
| Размер файла | 847,0 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/
Ростовский государственный строительный университет
Расчет здания общежития технопарка Ростовского государственного строительного университета (РГСУ) с применением различных моделей основания
Г.М. Кравченко, Е.В. Труфанова,
Д.И. Назаренко, Э.Р. Шарипов
В статье рассматривается влияние различных моделей основания грунта при расчете каркаса здания общежития РГСУ на несущую способность и деформации конструкций. Составлена конечно-элементная (КЭ) модель объекта и выполнен расчет в программном комплексе. По результатам расчета произведен анализ напряженно-деформированного состояния здания и основания. здание грунт несущий конструкция
Ключевые слова: ядро жесткости, диафрагма жесткости, ростверк, тип конечного элемента, напряженно-деформированное состояние, модель основания, податливость опор, коэффициент постели, степень свободы.
Рассматриваемый объект представляет собой высотное здание, состоящее двух секций (14 и 16 этажей соответственно) со встроено-пристроенными помещениями социально-культурного и коммунально-бытового назначения общего пользования. Конструктивная схема - монолитный железобетонный каркас с самонесущими наружными стенами из газобетонных блоков, облицованных кирпичом. Общая жесткость и устойчивость каркаса обеспечивается совместной работой лифтового ядра жесткости, диафрагм жесткости, лестничных клеток, колонн, плит и балок перекрытий, плитного ростверка с висячими сваями, объединенных в пространственную систему [1].
Несущие конструкции приняты бетона класса В25, рабочая продольная арматура класса А400 [2].
Расчетная пространственная модель каркаса здания выполнена в программном комплексе ЛИРА-САПР (рис.1) [3].
В расчетной схеме учтены следующие виды нагрузок [4]:
постоянные нагрузки (вес несущих и ненесущих конструкций), полезные нагрузки, кратковременные нагрузки (снеговая нагрузка; ветровые нагрузки) (СП 20.13330.2011).
Несущие конструкции здания моделировались с использованием следующих типов КЭ: диафрагмы и ядро жесткости при помощи универсальных пространственных КЭ оболочки (КЭ 41); сваи, колонны, балки перекрытия - универсальные пространственные КЭ (КЭ 10); плиты перекрытия, покрытия и ростверк при помощи прямоугольных конечных элементов плиты (КЭ11) [5].
Рис. 1 Пространственная модель каркаса здания
Для исследования влияния различных моделей основания на напряженно-деформированное состояние здания рассмотрены модели Пастернака, Винклера и модель, учитывающая податливость опор (КЭ 56). КЭ 56 применяется для введения упругих связей вдоль или вокруг глобальных осей координат узла, при помощи данного одноузлового КЭ можно смоделировать полное его защемление. Этот элемент объединяет в себе шесть КЭ типа 51, которые позволяют смоделировать работу упругого основания.
Классической расчетной механической моделью основания Винклера является ряд не связанных между собой упругих пружин, закрепленных на абсолютно жестком основании. Механические свойства модели Винклера характеризуются коэффициентом жесткости (постели) C1 (т/м3) [6, 7]. При вычислении коэффициента постели в модуле «ГРУНТ» получено следующее значение: С1=317 т/м3. В результате расчета получены напряжения в фундаменте Му и Мху (рис.2).
Рис. 2 Изополя напряжений Му и Мху (кН*м/м) при использовании модели Винклера
Модель основания Пастернака характеризуется двумя коэффициентами постели C1, C2 которые описывают только вертикальные деформации оснований и фундаментов. В данной модели были получены коэффициенты жесткости: C1=317 т/м3, C2=1423 т/м3. Параметр C2 (т/м3) учитывает работу грунта за пределами подошвы фундамента. Для этого применяется законтурный ряд двухузловых КЭ упругого основания (КЭ 53). В расчетной схеме данный тип КЭ вводится по краям ростверка. КЭ 53 применяется для моделирования отпора полосы грунта, лежащей за пределами ростверка и перпендикулярной ее контуру (за счет работы грунта на сдвиг). На рис. 3 показаны изополя напряжений Му и Мху в фундаменте [8].
Для учета податливости опоры между смежными узлами используется КЭ 56, реализованный в программном комплексе ЛИРА-САПР [1]. В рассматриваемой расчетной схеме КЭ 56 задан в узлах, соответствующим нижним концам свай. В каждом из них присутствует по шесть степеней свободы, определенных относительно осей глобальной системы координат [9]. Усилия, полученные в этом КЭ, соответствуют реакциям в узле: Rx = 100 т/м, Ry = 100 т/м, Rz = 1981 т/м. Получены напряжения в фундаменте при применении модели, учитывающей податливость опор. (рис.4) [10].
Рис. 3 Изополя напряжений Му и Мху (кН*м/м) при применении модели Пастернака
Рис. 4 Изополя напряжений Му и Мху (кН*м/м) при использовании модели, учитывающей податливость опор
Произведен анализ напряженно-деформированного состояния фундамента здания. По результатам расчета составлены график напряжений Мх и Мху в произвольных точках плитного ростверка при различных моделях основания (рис. 5, рис. 6).
Рис. 5 График напряжений Мх
Рис. 6 График напряжений Мху
В ходе анализа установлено, что применение модели, учитывающей податливость опор более практична. Данная модель позволяет наиболее точно увидеть взаимодействия конструкций здания с упругим основанием и может быть использована в реальном проектировании.
Литература
1. Г.М. Кравченко, Е.В. Труфанова, С.Г. Цуриков, В.И. Лукьянов. Расчет железобетонного каркаса здания с учетом аварийного воздействия во временной области // Инженерный вестник Дона, 2015, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2015/2886.
2. В. Г. Евстифеев. Железобетонные и каменные конструкции. В 2 ч. Ч. 1.
Издательский центр «Академия», 2011. 432 с.
3. Городецкий, М.С. Барабаш, Р.Ю. Водопьянов, В.П. Титок, А.Е.Артамонова // Программный комплекс ЛИРА-САПР 2013. Под ред. академика РААСН Городецкого А.С.: Электронное издание, КИЕВ-МОСКВА 2013. 376 с.
4. Сетков В.И., Сербин Е.П. Строительные конструкции. Издательство ИНФРА-М, 2005. 448 с.
5. Batht K.-J. Finite Element Procedures. K.-J. Batht.New Jersey: Prentice Hall, 1996. pp. 10-12.
6. Берлинов М.В. Основания и фундаменты. Изд-во «Лань», 2011. 320 с.
7. С.Б. Ухов, В.В. Семенов, В.В. Знаменский и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. Москва: изд-во АСВ, 1994. 527 с.
8. Simbirkin V. Analysis of Reinforced Concrete Load bearing Systems of Multistorey Buildings V. Simbirkin // Modern Building Materials, Structures and Techniques: CD-ROM Proceedings of the 8th International Conference, Vilnius, May 19-21, 2004. pp. 115-118.
9. Дарков А.В., Шапошников Н.Н. Строительная механика: Учеб. для строит. спец. Вузов. М., Высш. шк., 1986. 607 с.
10. Кадомцев М.И. Исследование деформирования частично заглубленного фундамента при гармоническом воздействии с использованием метода граничных элементов и метода конечных элементов // Инженерный вестник Дона, 2012, №3 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n1y2009/250.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Строительно-климатическая характеристика проектируемого здания. Основания и фундаменты. Технология и организация строительного производства. Расчет и конструирование многопустотной напряженной плиты перекрытия. Система отопления, водоснабжения.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 28.05.2010Анализ параметров проектируемого одноэтажного промышленного здания и сбор нагрузок, действующих на фундамент. Определение расчетного сопротивления грунта основания здания и расчет глубины заложения фундамента. Расчет количества свай и осадки фундамента.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 18.09.2013Проект 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 01.12.2010Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Нагрузки, действующие на прогон. Максимальный изгибающий момент. Конструирование стропильной фермы. Статический расчет рамы каркаса здания и внецентренно нагруженной крайней колонны производственного здания.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.09.2015Данные для разработки фундамента для промышленного здания. Расчет конструкций фундаментов по предельным состояниям. Оценка инженерно-геологических условий строительства. Выбор вида основания и типа фундамента. Расчет конструкций свайного фундамента.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 03.12.2014Определение характеристик грунта, параметров котлована, объемов свайных работ. Технико-экономическое сравнение комплексов машин для производства земляных работ. Работы по устройству свайного основания здания. Расчет трудовых затрат, зарплаты и ТЭП.
курсовая работа [61,0 K], добавлен 11.11.2010Знакомство с особенностями и этапами монтажа каркаса одноэтажного четырехпролетного промышленного здания, анализ проблем. Общая характеристика продольного метода монтажа несущих конструкций железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания.
контрольная работа [622,9 K], добавлен 20.12.2014Разработка строительного проекта 2-х этажного крупнопанельного жилого здания на 3 квартиры секционного типа. Описание генерального плана здания: горизонтальная и вертикальная привязка, благоустройство, озеленение. Технико-экономические показатели здания.
курсовая работа [166,2 K], добавлен 24.07.2011Порядок разработки 4-этажного жилого здания, предназначенного для гарнизонного общежития. Место расположения здания и изучение его климатических условий Составление и утверждение генерального плана сооружения. Расчет технико-экономических показателей.
дипломная работа [772,4 K], добавлен 07.07.2009Компоновка конструктивной схемы каркаса производственного здания. Разработка схемы связей по шатру здания. Проверочный расчет подкрановой балки. Статический расчет поперечной рамы. Конструирование колонны, определение ее геометрических характеристик.
курсовая работа [525,9 K], добавлен 10.12.2013Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Расчет рамы промышленного здания с использованием расчетного комплекса "STARK ES 3.0". Определение главных параметров и конструирование металлической фермы, основные этапы и оценка данного процесса.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 14.05.2015Проект 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 16.09.2017Компоновка 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 28.06.2009Анализ физико-механических характеристик грунта основания ИГЭ-1, ИГЭ-2. Сбор нагрузок на обрез фундамента. Расчет размеров подошвы фундаментов мелкого заложения на естественном основании для разных сечений. Осадки основания фундамента мелкого заложения.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 11.12.2022Исходные данные для строительства двухэтажного общежития коридорного типа. Технико-экономические показатели генплана. Объемно-планировочное и конструктивное решения. Мероприятия по эвакуации из здания, по взрывопожарной безопасности и энергосбережению.
курсовая работа [236,7 K], добавлен 19.06.2010Освоение методов и организации возведения здания. Спецификация элементов сборных конструкций. Выбор монтажных приспособлений и грузозахватных устройств. Разработка технологической карты на ведущий процесс. Технология и организация строительного процесса.
курсовая работа [542,8 K], добавлен 19.11.2012Разработка строительного проекта, части производственного здания, цеха по сборке и выпуску мини-сельхозтехники из поставляемых комплектующих изделий и деталей. Описание технологии строительного процесса, конструктивных решений и конструкторских расчетов.
дипломная работа [961,1 K], добавлен 24.07.2011Построение геометрической схемы фермы. Определение нагрузок, действующих на ферму. Расчет поперечной рамы каркаса здания. Определение нагрузок на поперечную раму каркаса. Нормативная ветровая нагрузка. Расчет длины сварных швов для опорного раскоса.
курсовая работа [284,9 K], добавлен 24.02.2014Назначение и описание календарного графика. Подсчет количества строительно-монтажных работ по возведению здания. Ведомость материалов, конструкций и изделий на строительство здания. Методы производства работ. Назначение строительного генерального плана.
дипломная работа [207,3 K], добавлен 22.01.2016Архитектурно-строительный план. Конструктивные решения производственного корпуса. Отопление и вентиляция. Характеристика основных конструкций каркаса здания. Организация строительного производства завода. Локальная смета на общестроительные работы.
дипломная работа [5,0 M], добавлен 07.08.2010
