Анализ несущей способности колонн в железобетонном каркасе здания при заданных вариантах расположения диафрагм жесткости и переменном коэффициенте динамичности в случае прогрессирующего обрушения
Влияние компановки диафрагм жесткости и коэффициента динамичности на перераспределение усилий в колоннах смоделированного семиэтажного безригельного каркасного здания при наличии заданных вариантов диафрагм жесткости. Варианты выхода из строя колонн.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.01.2019 |
| Размер файла | 61,2 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/
УДК 624.042: 624.046
Харьковский национальный университет городского хозяйства им. А.Н. Бекетова 61002,Украина,г.Харьков,ул.Революции,12
Анализ несущей способности колонн в железобетонном каркасе здания при заданных вариантах расположения диафрагм жесткости и переменном коэффициенте динамичности в случае прогрессирующего обрушения
Шаповалов А.Н., канд. техн. наук, Руденко В.В.,аспирант
Е-mail: rudikv@ukr.net
В современной практике проектирования различных типов многоэтажных зданий (каркасных и бескаркасных)одной из основных задач в расчетах на прогрессирующее обрушение является возможность снижения влияния его на несущие конструктивные элементы. На сегоднешний день еще не разработан оптимальный способ решения данной проблемы и нет качественной оценки той или иной методики упрочнения конструкций, но существует несколько подходов в решении данной проблемы, а именно: установка в определенных местах диафрагм жесткости или связевых элементов в виде стержневых диагональных связей, располагаемых по всей высоте здания; устройство аутригерных этажей через определенные участки; местное усиление наиболее ослабленных элементов, попадающих в зону разрушения. жесткость колонна здание каркасный
На распределение усилий в каркасе здания, а также переход отдельных конструктивных элементов в состояние разрушения определенное влияние может оказать расположение внутренних диафрагм жесткости.
В данном случае приведен численный анализ влияния компановки диафрагм жесткости и коэффициента динамичности на перераспределение усилий в колоннах смоделированного семиэтажного безригельного каркасного здания при наличии заданных вариантов диафрагм жесткости. В качестве примера рассматривается здание с размерами в плане 19,2х19,2м, ячейка колонн 4,8х4,8м с сечением колонн 40х40см, высота этажа 3м. Статический расчет был выполнен с помощью программного комплекса SCAD. Анализ произведен для крестообразного и квадратного вариантов ввода диафрагм жесткости (рис1а,б).
а)
б)
Рис.1 Варианты расположения диафрагм жесткости: а) квадратный вариант расположения диафрагм жесткости; б) крестообразный вариант расположения диафрагм жесткости
Переменная нагрузка принималась длительно действующей, равной 15 кН/м2. Параллельно с ней учитывалась нагрузка собственного веса от перекрытий, колонн и диафрагм жесткости.
Рассматриваются два варианта выхода из строя колонн первого этажа. Первый вариант предусматривает удаление средней колонны первого этажа крайнего ряда (К-3) при заданных (квадратный и крестообразный) вариантах расположения диафрагм жесткости, а второй- удаление угловой колонны крайнего ряда(К-1) при аналогичных первому случаю вариантах расположения диафрагм жесткости. В программном комплексе SCAD при подключении модуля прогрессирующее обрушение (ПО) коэффициент динамичности при внезапном удалении элемента конструкции (колонн) принимался равным 1; 1,25; 1,5; 1,75 и 2..Оценка напряженного состояния колонн всего каркаса здания так же, как и перекрытий и диафрагм жесткости в программном комплексе SCAD производилась при помощи так называемого коэффициента использования ограничений kmax. Под коэффициентом использования ограничений kmax подразумевается отношение практической внешней нагрузки на элемент (при учете усилий, возникающих при прогрессирующем обрушении) к теоретической несущей способности данного элемента.В двухцветной шкале элементы разделяются по цвету на работающие(зеленые),у которых значение kmax меньше еденицы,и вышедшие из строя kmax>1(красные). Другими словами, если kmax превышает еденицу, то данный элемент подлежит либо усилению, либо конструктивному изменению.
Как показали результаты расчета в случае использования крестообразных диафрагм жесткости при удалении угловой колонны К-1 крайнего ряда первого этажа количество элементов, вышедших из строя (т.е. Kmax>1) меньше,чем в кавдратном варианте расположения диафрагм жесткости.Кроме того, в колоннах первого этажа kmax составляет 0,86-1,65 для квадратного расположения диафрагм жесткости,а для крестообразного- от 0,71до 1,32.На седьмом этаже при гd =1,75 в колонне К-1kmax равен 4,09, а при крестообразном варианте расположения диафрагм жесткости коэффициент использования ограничений равен всего 1,34.То есть даже по абсолютным показателям коэффициента kmax вариант крестообразного расположения диафрагм жесткости выглядит предпочтительнее.Такое распределение напряженного состояния колонн каркаса связано с тем,что в случае квадратного расположения диафрагм преобладающим усилием разрушения является изгибающий момент.В то время как для крестообразного расположения диафрагм данный момент оказывается ограниченным из-за наличия элементов жесткости в двух взаимно перпендикулярных направлениях.Величина коэффициента динамичности не может приниматься произвольно (1;1,25;1,5;1,75или 2), в каждом конкретном случае данный коэффициент должен определяться аналитически в зависимости от вида и характеристик примененных бетона и арматурной стали и вводиться в программный комплекс с определенным значением.
Следует обратить особое внимание на коэффициент динамичности при различном расположении диафрагм жесткости. При значениях гd =1,25 коэффициент kmax на втором этаже(колонна К-1) равен 4,42,а при гd =2 kmax достигает 57,72.Это при квадратном расположении диафрагм жесткости,а при крестообразном расположении диафрагм жесткости при значениях гd =1,25 коэффициент kmax на втором этаже(колонна К-1) равен 1,35, а при гd =2 kmax достигает 22,01.Это говорит о том,что крестообразное расположение диафрагм жесткости более предпочтительнее.
Выполненные аналитические расчеты позволили установить то, что чем больше величина коэффициента динамичности гd при расчете здания на прогрессирующее обрушение,тем больше опасность выхода конструкций из строя,аналитически это подтверждается значительным ростом коэффициента использования ограничений kmax.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Схемы установки многоэтажных колонн с помощью комплекса индивидуальных средств монтажной оснастки. Монтаж внутренних стен, диафрагм жесткости в каркасном здании. Установка безригельной панели жесткости. Укладка связевой и рядовой плит перекрытия.
реферат [3,3 M], добавлен 23.01.2011Сейсмичность 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 02.12.2014Технические характеристики мостового крана. Определение нагрузок, действующих на главные балки, размеров поясного листа и расчетных усилий. Подбор сечения, вычисление его геометрических характеристик. Размещение диафрагм жесткости. Расчет сварных швов.
контрольная работа [121,6 K], добавлен 10.06.2014Компоновка поперечной рамы и выбор типов колонн. Обеспечение пространственной жесткости задания. Определение нагрузок на поперечную раму. Проектирование и расчет стропильной конструкции. Конструирование колонны и фундамента производственного здания.
курсовая работа [601,6 K], добавлен 03.11.2010Проект двойного дощатого настила под холодную рулонную кровлю по сегментным металлодеревянным фермам. Расчет консольно-балочных прогонов, несущих конструкций покрытия и подбор сечения колонн. Обеспечение жесткости здания при эксплуатации и монтаже.
курсовая работа [443,1 K], добавлен 28.11.2014Определение размеров поперечного сечения колонн, нагрузок (от собственной массы, стен), усилий в стойках, проведение расчетов подкрановой части, сборки железобетонной балки покрытия и прочности ее сечений при проектировании колонн и стропильных балок.
курсовая работа [796,2 K], добавлен 26.04.2010Нагрузки 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 22.05.2022Конструктивная схема одноэтажного каркасного здания. Расчетная схема рамы. Определение постоянной нагрузки от веса элементов покрытия, стен и колонн. Снеговая нагрузка, действие ветра на здание. Определение расчетных усилий. Конструирование узлов фермы.
курсовая работа [940,1 K], добавлен 19.01.2011Расчет строительных конструкций на статические и динамические воздействия. Алгоритм проектирования конструкций, защищенных от прогрессирующего обрушения. Оценка эффективности применения жестких блоков по высоте здания без дополнительных затрат.
диссертация [6,3 M], добавлен 24.10.2010Компоновка 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 04.10.2010Расчетная и основная схема рамы. Определение реакций верха колонн от единичного смещения, усилий в колоннах от снеговой нагрузки. Расчет подкрановой части. Проектирование фундамента под колонну и стропильной двускатной балки двутаврового сечения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.03.2013Монтажная схема каркасного производственного здания. Назначение размеров конструктивных элементов. Определение усилий в несущих элементах здания. Конструирование железобетонной предварительно напряженной балки покрытия. Усилия предварительного обжатия.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 16.12.2012Расчет железобетонных колонн поперечника одноэтажной рамы промышленного здания по несущей способности. Проверка прочности колонны при съёме с опалубки, транспортировании и монтаже. Определение эксцентриситетов приложения продольных сил и сечения арматуры.
курсовая работа [589,9 K], добавлен 27.10.2010Спецификация сборных бетонных и железобетонных элементов. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Архитектурно-композиционное решение фасада здания. Внутренняя и наружная отделка помещений. Решение вопроса пространственной жесткости здания.
курсовая работа [617,2 K], добавлен 25.11.2012Глубина промерзания грунтов. Объемно-планировочные и конструктивные решения здания. Колонны, стропильные конструкции, связи жесткости и перегородки, покрытие и кровля, лестницы, фонари, окна, ворота и полы. Наружная и внутренняя отделка здания.
курсовая работа [387,1 K], добавлен 17.12.2012Несущие конструкции: фундаменты, колонны, ригели, перекрытия. Диафрагма жесткости, лестница. Ненесущие стеновые панели. Самонесущие кирпичные стены. Варианты утепления ограждающих конструкций. Каркасно-панельное домостроение в городе Стерлитамак.
дипломная работа [4,8 M], добавлен 13.10.2015Понятие жесткости зданий как способность его элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил. Обеспечение пространственной жесткости одноэтажных общественных зданий. Акцент на практичности и эстетичности в современной архитектуре.
дипломная работа [23,3 K], добавлен 18.08.2014Проектирование основных железобетонных конструкций и стены подвала многоэтажного здания: расчет прочности ребристой плиты, построение эпюры продольного армирования, определение изгибающих моментов в колонны, проверка несущей способности объекта.
дипломная работа [565,7 K], добавлен 17.09.2011Конструктивный тип здания, условия обеспечения жесткости и устойчивости. Описание отдельных конструктивных элементов. Спецификация заполнения дверных и оконных проемов, сборных бетонных и железобетонных элементов. Описание наружной отделки здания.
курсовая работа [135,7 K], добавлен 18.09.2014Конструктивное 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 16.01.2016
