Вычислительные методы в строительстве и компьютерная графика

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Калужский филиал

Факультет: «ТСиЗ»

Кафедра: «Здания и сооружения на транспорте»

Контрольная работа

По дисциплине: Вычислительные методы в строительстве и компьютерная графика

Выполнил: студентка 3 курса

Авдоченко Е.В.

Шифр: 1212-СТб-1152

Принял: Дмитриев В.Г.

1. Сравнение стальной и железобетонной балки

Исходные данные (стальная)

Результаты расчета

Расчет плоских рам

1. - Исходные данные:

Список узлов системы:

Номер узла,	Координаты Х;У (м)	Вертик. сила (тс)	Горизонт. сила (тс)	Тип опоры
1	X= 0; Y= 0	Py= 0.00	Px= 0	заделка
2	X= 6; Y= 0	Py= 0.00	Px= 0	шарнир
3	X= 12; Y= 0	Py= 0.00	Px= 0	шарнир
4	X= 18; Y= 0	Py= 0.00	Px= 0	шарнир
5	X= 19,5; Y= 0	Py= 0	Px= 0	свободный

Список стержней системы:

Узлы	Тип сечения (Состав, см)	Профиль	Нагрузки (тс/м)	Шарниры	Материал
1, 2	Двутавр (Б) ГОСТ 26020-83	35Б1	qx=0, qy=0,9	Нет шарниров	Металл
2, 3	Двутавр (Б) ГОСТ 26020-83	35Б1	qx=0, qy=1,2	Нет шарниров	Металл
3, 4	Двутавр (Б) ГОСТ 26020-83	35Б1	qx=0, qy=0,9	Нет шарниров	Металл
4, 5	Двутавр (Б) ГОСТ 26020-83	35Б1	qx=0, qy=0,4	Нет шарниров	Металл

Усилия в стержнях:

1 узел, 2 узел	Mmin / Mmax (тс*м)	Qmin / Qmax (тс)	Nmin / Nmax (тс)
1, 2	-3,15 / 1,25	-2,81 / 2,59	0 / 0
2, 3	-3,83 / 1,92	-3,71 / 3,49	0 / 0
3, 4	-3,83 / 2,09	-2,14 / 3,26	0 / 0
4, 5	-0,45 / 0	0 / 0,6	0 / 0



Эпюра моментов в элементах системы

Эпюра поперечных сил в элементах системы

Эпюра продольных сил в элементах системы

Эпюра перемещений в элементах системы

Максимальное перемещение вдоль оси Y в узле 5 = 2,277 мм

Максимальный прогиб элемента в пролете = 2,705 мм

Сечение из стального проката, Закрепление в пролете - Нет закрепления

Нагрузки: Mpl= -3,15 тс*мМхpl=0тс*м Qpl=2,59 тс Qxpl=0 тс N=0 тс

Сечение: Двутавр (Б) ГОСТ 26020-83 N 35Б1 Ry=2350 кг/см2

По прочности размеры сечения ДОСТАТОЧНЫ

Коэффициент использования по прочности 0,23

По устойчивости размеры профиля ДОСТАТОЧНЫ

Коэффициент использования устойчивости 0,62

Расчет проведен согласно СНиП II-23-81* “Стальные конструкции”.

2. Сравнение стальной и железобетонной балки

Исходные данные (железобетонная)



Результаты расчета

Расчет плоских рам

1. - Исходные данные:

Список узлов системы:

Номер узла,	Координаты Х;У (м)	Вертик. сила (тс)	Горизонт. сила (тс)	Тип опоры
1	X= 0; Y= 0	Py= 0.00	Px= 0	заделка
2	X= 6; Y= 0	Py= 0.00	Px= 0	шарнир
3	X= 12; Y= 0	Py= 0.00	Px= 0	шарнир
4	X= 18; Y= 0	Py= 0.00	Px= 0	шарнир
5	X= 19,5; Y= 0	Py= 0	Px= 0	свободный

Список стержней системы:

Узлы	Тип сечения (Состав, b, см)	Профиль	Нагрузки (тс/м)	Шарниры	Материал
1, 2	Прямоугольное	h=60, b=40	qx=0, qy=0,9	Нет шарниров	Ж/бетон
2, 3	Прямоугольное	h=60, b=40	qx=0, qy=1,2	Нет шарниров	Ж/бетон
3, 4	Прямоугольное	h=60, b=40	qx=0, qy=0,9	Нет шарниров	Ж/бетон
4, 5	Прямоугольное	h=60, b=40	qx=0, qy=0,4	Нет шарниров	Ж/бетон

Усилия в стержнях:

1 узел, 2 узел	Mmin / Mmax (тс*м)	Qmin / Qmax (тс)	Nmin / Nmax (тс)
1, 2	-3,15 / 1,25	-2,81 / 2,59	0 / 0
2, 3	-3,83 / 1,92	-3,71 / 3,49	0 / 0
3, 4	-3,83 / 2,09	-2,14 / 3,26	0 / 0
4, 5	-0,45 / 0	0 / 0,6	0 / 0

Эпюра моментов в элементах системы

Эпюра поперечных сил в элементах системы

Эпюра продольных сил в элементах системы

Эпюра перемещений в элементах системы

Максимальное перемещение вдоль оси Y в узле 5 = 0,218 мм

Максимальный прогиб элемента в пролете = 0,259 мм

Результаты расчета

Расчет сечений элементов

Тип материала конструкции: Железобетон

Тип сечения элемента: Прямоугольное

Длина элемента (L) 6 м

Высота сечения 60 cм

Ширина сечения 40 cм

Сечение железобетонного элемента

Нагрузки в сечении М=-3,15 тс*м Q=2,59 тс N=0 тс

Бетон В25 Защитный слой а=25 а_=25мм

Верхняя арматура 4D 12 A-III

Нижняя арматура 4D 12 A-III

По прочности по нормальному сечению армирование ДОСТАТОЧНО

Коэффициент использования несущей способности 0,35

Поперечная арматура 2D 6 A-I шаг 150мм

По прочности по нормальному сечению армирование ДОСТАТОЧНО

Коэффициент использования по поперечной арматуре 0,1

Расчет проведен согласно СНиП 2.03.01-84* “Бетонные и железобетонные конструкции”.



3. Сравнение стальной и железобетонной колонны

Исходные данные (железобетонная)



Результаты расчета

Расчет колонны переменного сечения

Тип материала конструкции: Железобетонная

Условия закрепления Защемление - Защемление

Колонна однопролетной рамы

Высота колонны (h) 6 м

Длина верхней части (d) 3 м

Геометрические характеристики:

Наименование элемента Сечение Ед. измерения

Высота сечения 100 cм

Верхняя часть колонн:

Высота сечения 100 cм

Ширина сечения 100 cм

Коэффициенты условий работы бетона:

- Gb2= 0.9

- Gb3= 1.0

- Gb5= 1.0

Коэффициенты условий работы арматуры:

- продольной Gs= 1.0

- поперечной Gsw= 1.0

Расчетные нагрузки на колонну:

Наименование нагрузки Величина Ед. измерения

- от ограждающих конструкций (q1) 0 тс/п.м.

- ветроваяя (Pw1) 0 тс/п.м.

- сосредоточенная горизонтальная (P1) 0 тс

- сосредоточенная вертикальная (P3) 2 тс

- сосредоточенная на консоль (P5) 2 тс

Вылет консоли (c) 0,4 м

Эксцентриситет частей колонны (e) 0,2 м

Нагрузки сечения М=0 тс*м Q=0 тс N=0 тс

Бетон В25 Защитный слой а=25 а_=25мм

Арматура левой стороны сечения 2D 6 A-III

Арматура правой стороны сечения 2D 6 A-III

По прочности по нормальному сечению армирование ДОСТАТОЧНО

Коэффициент использования несущей способности 0

Поперечная арматура 2D 6 A-I шаг 150мм

По прочности по нормальному сечению армирование ДОСТАТОЧНО

Коэффициент использования по поперечной арматуре 0

Результаты расчета

Расчет колонны переменного сечения

Тип материала конструкции: Железобетонная

Условия закрепления Защемление - Защемление

Колонна однопролетной рамы

Высота колонны (h) 6 м

Длина верхней части (d) 3 м

Геометрические характеристики:

Наименование элемента	Сечение	Ед. измерения
Высота сечения	100	cм
Верхняя часть колонн:
Высота сечения	100	cм
Ширина сечения	100	cм

Коэффициенты условий работы бетона:

- Gb2= 0.9

- Gb3= 1.0

- Gb5= 1.0

Коэффициенты условий работы арматуры:

- продольной Gs= 1.0

- поперечной Gsw= 1.0

Расчетные нагрузки на колонну:

Наименование нагрузки	Величина	Ед. измерения
- от ограждающих конструкций (q1)	0	тс/п.м.
- ветроваяя (Pw1)	0	тс/п.м.
- сосредоточенная горизонтальная (P1)	0	тс
- сосредоточенная вертикальная (P3)	2	тс
- сосредоточенная на консоль (P5)	2	тс
Вылет консоли (c)	0,4	м
Эксцентриситет частей колонны (e)	0,2	м



Нагрузки сечения М=0 тс*м Q=0 тс N=0 тс

Бетон В25 Защитный слой а=25 а_=25мм

Арматура левой стороны сечения 2D 6 A-III

Арматура правой стороны сечения 2D 6 A-III

По прочности по нормальному сечению армирование ДОСТАТОЧНО

Коэффициент использования несущей способности 0

Поперечная арматура 2D 6 A-I шаг 150мм

По прочности по нормальному сечению армирование ДОСТАТОЧНО

Коэффициент использования по поперечной арматуре 0

4. Сравнение стальной и железобетонной колонны

Исходные данные (стальная)

Результаты расчета

Расчет колонны переменного сечения

1. - Исходные данные:

Тип материала конструкции: Стальная

Условия закрепления Защемление - Защемление

Наименование элемента Сечение

Колонна Двутавр (Б) ГОСТ 26020-83

Низ N 20Б1

Верх N 20Б1

Коэффициент условий работы конструкций Gc= 1.0

Коэффициент надежности по назначению Gn= 1.0

Колонна однопролетной рамы

Высота колонны (h) 6 м

Длина верхней части (d) 3 м

Расчетные нагрузки на колонну:

Наименование нагрузки Величина Ед. измерения

- от ограждающих конструкций (q1) 0 тс/п.м.

- ветроваяя (Pw1) 0 тс/п.м.

- сосредоточенная горизонтальная (P1) 0 тс

- сосредоточенная вертикальная (P3) 2 тс

- сосредоточенная на консоль (P5) 2 тс

Вылет консоли (c) 0,4 м

Эксцентриситет частей колонны (e) 0,2 м

Нагрузки сечения М=0 тс*м Q=0 тс N=0 тс

Сечение: Двутавр (Б) ГОСТ 26020-83 N 20Б1 Ry=2350 КГ/СМ2

По прочности размеры сечения ДОСТАТОЧНЫ

Коэффициент использования по прочности 0

По устойчивости в плоскости рамы размеры сечения ДОСТАТОЧНЫ

Коэффициент использования устойчивости 0, гибкости 0,5

По устойчивости из плоскости рамы размеры сечения ДОСТАТОЧНЫ

Коэффициент использования устойчивости 0, гибкости 0,75

Результаты расчета

Расчет колонны переменного сечения

Тип материала конструкции: Стальная

Условия закрепления Защемление - Защемление

Наименование элемента	Сечение
Колонна	Двутавр (Б) ГОСТ 26020-83
Низ	N 20Б1
Верх	N 20Б1

Коэффициент условий работы конструкций Gc= 1.0

Коэффициент надежности по назначению Gn= 1.0

Колонна однопролетной рамы

Высота колонны (h) 6 м Длина верхней части (d) 3 м

Расчетные нагрузки на колонну:

Наименование нагрузки	Величина	Ед. измерения
- от ограждающих конструкций (q1)	0	тс/п.м.
- ветроваяя (Pw1)	0	тс/п.м.
- сосредоточенная горизонтальная (P1)	0	тс
- сосредоточенная вертикальная (P3)	2	тс
- сосредоточенная на консоль (P5)	2	тс
Вылет консоли (c)	0,4	м
Эксцентриситет частей колонны (e)	0,2	м



Нагрузки сечения М=0 тс*м Q=0 тс N=0 тс

Сечение: Двутавр (Б) ГОСТ 26020-83 N 20Б1 Ry=2350 КГ/СМ2

По прочности размеры сечения ДОСТАТОЧНЫ

Коэффициент использования по прочности 0

По устойчивости в плоскости рамы размеры сечения ДОСТАТОЧНЫ

Коэффициент использования устойчивости 0, гибкости 0,5

По устойчивости из плоскости рамы размеры сечения ДОСТАТОЧНЫ

Коэффициент использования устойчивости 0, гибкости 0,75

5. Сравнение стальной и железобетонной многоэтажной рамы

Исходные данные (стальна)



Результаты расчета

Ветровая нагрузка

1. - Исходные данные:

Город: Калуга

Тип местности: Открытая местность

Тип сооружения: Прямоугольное здание

Геометрия сооружения:

Высота h: 6 м

Нормативное значение ветрового давления: 0,023 тс/м2

Расчетная ветровая нагрузка на поверхность:

Обозначение нагрузки	Величина	Ед. измерения
P1	0,02	тc/м2
P2	0,02	тc/м2
P3	-0,01	тc/м2
P4	-0,02	тc/м2
P5	0	тc/м2
P6	0	тc/м2

Результаты расчета

Расчет многоэтажного каркаса

1. - Исходные данные:

Тип материала конструкции: Стальная

Временная нагрузка Во всех пролётах

Тип местности по СНиП 2.01.07-85* A

Наименование элемента	Сечение
Ригели
Все	N
Колонны
Средние	N
Крайние	N

Коэффициент условий работы конструкций

Gc= 1.0

Коэффициент надежности по назначению Gn= 1.0

Длина пролёта (L) 6 м

Высота типового этажа (hi) 3 м

Высота первого этажа (h1) 3 м

Высота последнего этажа (hn) 7 м

Шаг рам (s) 1 м

Расчетные нагрузки на ригели:

- постоянная (q) 0,8 тс/п.м.

- временная на верхний этаж (Pvn) 0,8 тс/п.м.

- временная на типовой этаж (Pvi) 0,8 тс/п.м.

- временная на первый этаж (Pv1) 0,8 тс/п.м.

Расчетная нагрузка от ограждающих конструкций (q1) 0,8 тс/п.м.

Нормативное значение ветрового давления (w0) 0,023 тс/м2

Ригель 0-ого этажа, Закрепление в пролете - Нет закрепления

Нагрузки сечения Мор=0 тс*мМрг=0 тс*м Q=0 тс N=0 тс

Сечение: Двутавр (Б) ГОСТ 26020-83 N 20Б1 Ry=2350кг/см2

По прочности размеры сечения ДОСТАТОЧНЫ

Коэффициент использования по прочности 0

По устойчивости размеры профиля ДОСТАТОЧНЫ

Коэффициент использования устойчивости 0

Расчет проведен согласно СНиП II-23-81* “Стальные конструкции”.

6. Сравнение стальной и железобетонной многоэтажной рамы

Исходные данные (железобетонная)



Результаты расчета

Ветровая нагрузка

Город: Калуга

Тип местности: Открытая местность

Тип сооружения: Прямоугольное здание

Геометрия сооружения:

Высота h: 6 м

Нормативное значение ветрового давления: 0,023 тс/м2

2. - Выводы:

Расчетная ветровая нагрузка на поверхность:

Обозначение нагрузки	Величина	Ед. измерения
P1	0,02	тc/м2
P2	0,02	тc/м2
P3	-0,01	тc/м2
P4	-0,02	тc/м2
P5	0	тc/м2
P6	0	тc/м2

Результаты расчета

Расчет многоэтажного каркаса

1. - Исходные данные:

Тип материала конструкции: Железобетонная

Временная нагрузка Во всех пролётах

Тип местности по СНиП 2.01.07-85* A

Количество этажей 5

Длина пролёта (L) 6 м

Высота типового этажа (hi) 3 м

Высота первого этажа (h1) 3 м

Высота последнего этажа (hn) 7 м

Шаг рам (s) 1 м

Наименование элемента	Сечение	Ед. измерения
Ригели:
Высота сечения	60	cм
Ширина сечения	40	cм
Колонны средние:
Высота сечения	100	cм
Ширина сечения	100	cм
Колонны крайние:
Высота сечения	100	cм
Ширина сечения	100	cм

Коэффициенты условий работы бетона:

- Gb2= 0.9

- Gb3= 1.0

- Gb5= 1.0

Коэффициенты условий работы арматуры:

- продольной Gs= 1.0

- поперечной Gsw= 1.0

Расчетные нагрузки на ригели:

- постоянная (q) 0,8 тс/п.м.

- временная на верхний этаж (Pvn) 0,8 тс/п.м.

- временная на типовой этаж (Pvi) 0,8 тс/п.м.

- временная на первый этаж (Pv1) 0,8 тс/п.м.

Расчетная нагрузка от ограждающих конструкций (q1) 0,8 тс/п.м.

Нормативное значение ветрового давления (w0) 0,023 тс/м2



Ригель 0-ого этажа, ОПОРА

Бетон В25 Защитный слой а=25 а_=25мм

Верхняя арматура 2D 6 A-III

Нижняя арматура 2D 6 A-III

По прочности по нормальному сечению армирование ДОСТАТОЧНО

Коэффициент использования несущей способности 0

Поперечная арматура 2D 6 A-I шаг 150мм

По прочности по наклонному сечению армирование ДОСТАТОЧНО

Коэффициент использования по поперечной арматуре 0

Расчет проведен согласно СНиП 2.03.01-84* “Бенонные и железобетонные конструкции”.

Расчет резервуара

Исходные данные

Результаты расчета

Расчет листовых конструкций



Тип емкости Вертикальный резервуар

Содержание емкости Вода

Объемный вес (Gv) 1 тс/м3

Способ опирания 4 лапы

Геометрические характеристики конструкции

Наименование	Обозначение	Величина	Ед.изм.
Высота стенки	(H)	5	м
Внешний диаметр	(D)	2	м
Радиус кривизны днища	(rd)	5	м
Толщина днища	(tk)	5	мм
Толщина стенки	(t)	5	мм

Крепление лап (опор) Длина шва (Ls) 100 мм

Расчетное сопротивление стали 2350 кг/см2

Внешние нагрузки на стенку: - Вертикальная нагрузка (P) 0 тс - Избыточное давление (q) 0 тс/м2

Несущая способность стенки по прочности ОБЕСПЕЧЕНА.

Коэффициент использования стенки по условию прочности 0,07

Устойчивость стенки ОБЕСПЕЧЕНА.

Коэффициент использования стенки по условию устойчивости 0

Прочность стенки под лапами ОБЕСПЕЧЕНА.

Коэффициент использования стенки под лапами 0,65

Несущая способность днища по прочности ОБЕСПЕЧЕНА.

Коэффициент использования днища по условию прочности 0,29

Расчет монолитной плиты

Исходные данные (шарнир - свободный конец)



Результаты расчета

Расчет плиты на распределенную нагрузку

Условия закрепления

Толщина плиты (h) 22 см

Длина плиты (a) 6 м

Ширина плиты (b) 3 м

Коэффициенты условий работы бетона:

- Gb2= 0.9

- Gb3= 1.0

- Gb5= 1.0

Коэффициенты условий работы арматуры:

- продольной Gs= 1.0

- поперечной Gsw= 1.0

Расчетные нагрузки на плиту:

- Равномерно распределенная (q) 0,8 тс/м2



Плита монолитная, вдоль ДЛИННОЙ стороны:

Нагрузки в ОПОРНОМ сечении М=0 тс*м

Бетон В25 Защитный слой а=25 а_=25мм

Верхняя арматура 2D 6 A-III

Нижняя арматура 2D 6 A-III

По прочности по нормальному сечению армирование ДОСТАТОЧНО

Коэффициент использования несущей способности 0

Расчет проведен согласно СНиП 2.03.01-84* “Бетонные и железобетонные конструкции”.

Исходные данные (заделка - шарнир)

Результаты расчета

Расчет плиты на распределенную нагрузку

Условия закрепления Заделка с двух сторон

Ориентация закрепления По двум длинным сторонам

Толщина плиты (h) 22 см

Длина плиты (a) 6 м

Ширина плиты (b) 3 м

Коэффициенты условий работы бетона:

- Gb2= 0.9

- Gb3= 1.0

- Gb5= 1.0

Коэффициенты условий работы арматуры:

- продольной Gs= 1.0

- поперечной Gsw= 1.0

Расчетные нагрузки на плиту:

- Равномерно распределенная (q) 0,8 тс/м2

Плита монолитная, вдоль ДЛИННОЙ стороны:

Нагрузки в ОПОРНОМ сечении М=0 тс*м

Бетон В25 Защитный слой а=25 а_=25мм

Верхняя арматура 2D 6 A-III

Нижняя арматура 2D 6 A-III

По прочности по нормальному сечению армирование ДОСТАТОЧНО

Коэффициент использования несущей способности 0

Расчет проведен согласно СНиП 2.03.01-84* “Бетонные и железобетонные конструкции”.

Исходные данные (заделка - свободный конец)

компьютерная графика строительство железобетонный



Результаты расчета

Расчет плиты на распределенную нагрузку

Условия закрепления Заделка с двух сторон

Толщина плиты (h) 22 см

Длина плиты (a) 6 м

Ширина плиты (b) 3 м

Коэффициенты условий работы бетона:

- Gb2= 0.9

- Gb3= 1.0

- Gb5= 1.0

Коэффициенты условий работы арматуры:

- продольной Gs= 1.0

- поперечной Gsw= 1.0

Расчетные нагрузки на плиту:

- Равномерно распределенная (q) 0,8 тс/м2



Плита монолитная, вдоль ДЛИННОЙ стороны:

Нагрузки в ОПОРНОМ сечении М=0 тс*м

Бетон В25 Защитный слой а=25 а_=25мм

Верхняя арматура 2D 6 A-III

Нижняя арматура 2D 6 A-III

По прочности по нормальному сечению армирование ДОСТАТОЧНО

Коэффициент использования несущей способности 0

Расчет проведен согласно СНиП 2.03.01-84* “Бетонные и железобетонные конструкции”.

Размещено на Allbest.ru

...