Магистрант 2 года обучения кафедры ЖБиКК А.А.Кострикин
реклама
Магистрант 2 года обучения кафедры ЖБиКК А.А.Кострикин Научный руководитель – проф., канд. техн. наук, О.В.Кабанцев РАСЧЕТ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ С УЧЕТОМ УПРУГИХ СВОЙСТВ ОСНОВАНИЙ Введение Выполнение расчета зданий на температурно-климатическое воздействие является важной задачей проектирования, так как, исходя из результатов расчета на температурно-климатическое воздействие, принимается решение о необходимости разделения системы несущих конструкций на отдельные температурные отсеки и о размерах таких отсеков. История вопроса Расчет железобетонных конструкций на температурно-климатические воздействия рассматривается в руководствах [1] и [2], где даны рекомендации по определению усилий в протяженных зданиях от температурных воздействий. При расчетах учитываются изменения во времени средних по сечениям конструкций температур Δ t и начальных температур t0 , определяемым согласно положениям СП [3]. Также приведены ориентировочные размеры температурных отсеков зданий, при которых можно не производить расчет, если соблюдены все конструктивные требования. Методики расчета, описанные в нормативных документах и учебной литературе, имеют ряд допущений, а именно: Температура замыкания принимается усредненно по всему зданию, как на этапе строительства, так и в процессе эксплуатационного периода. Модель внешних связей строится упрощенно, например, фундамент на грунтовом основании в большинстве случаев заменяется связью в виде жесткого защемления. Не учитывается история формирования НДС конструкции. Цель работы Разработка метода моделирования температурно-климатического воздействия на монолитные железобетонные здания с учетом важнейших параметров модели внешних связей. Задачи исследования Определить основные параметры модели внешних связей, влияющие на формирование напряжений в железобетонных конструкциях при температурноклиматических воздействиях. Выполнить сравнительный анализ результатов расчета тестовых моделей монолитной железобетонной многопролетной рамы при различных параметрах внешних связей с результатами расчета примера 8 из [1]. Провести анализ результатов расчета тестовых моделей 4-х секционного 9-ти этажного железобетонного монолитного дома рамно-связевой схемы на температурно-климатического воздействия. Подтвердить или опровергнуть выводы, полученные при исследовании НДС монолитной железобетонной рамы. Многопролетная железобетонная рама Тестовая задача 1: Одноэтажная многопролетная железобетонная рама по примеру 8 из [1]. Модель внешних связей – в соответствии с примером 8 из [1] – жесткое защемление узлов в основании конструкции. Тестовая задача 2: Одноэтажная многопролетная железобетонная рама (общая схема – по примеру 8 из [1]). Модель внешних связей – конечная жесткость внешних связей в вертикальном направлении (в горизонтальном направлении внешние связи отсутствуют). Тестовая задача 3: Одноэтажная многопролетная железобетонная рама (общая схема – по примеру 8 из [1]). Модель внешних связей – конечная жесткость внешних связей в вертикальном направлении с учетом трения по подошве фундамента. Результаты расчета всех тестовых задач в табличной форме Пример 8 из руководства [1] Тестовая задача 1 (жесткая заделка низа стоек) Тестовая задача 2 (конечная жесткость внешних связей + свободное смещение фундамента по грунту) Тестовая задача 3(конечная жесткость внешних связей + трение под подошвой фундамента) Мy (т∙м) Крайняя стойка 28,1 25,49 Доля в % 100% 90,70% 13,39 47,70% 16,41 58,40% Железобетонный дом рамно-связевой конструктивной схемы. Расчетные схемы отличаются моделью внешних связей. В первой тестовой расчетной схеме - модель с учетом бесконечной жесткости внешних связей (жесткая заделка всех узлов в уровне фундаментной плиты). Во второй тестовой расчетной схеме – винклеровское основание (в первом приближении условно принят коэффициент постели С=500 т/м3) под всей фундаментной плитой, далее с помощью вспомогательной программы КРОСС (входит в пакет программ ВК SCAD) получены переменные коэффициенты постели, которые и использовались в процессе окончательного расчета. В третьей тестовой расчетной схеме – винклеровское основание + учет трения под подошвой фундаментной плиты. Действие горизонтальных напряжений под подошвой фундамента моделируется в соответствии с рекомендациями нормативной литературы гидротехнических сооружений [4]. Полученные результаты отобразим для наиболее нагруженной колонны. Изгибающие моменты в колонне Му (т*м) 1 эт. 2 эт. 3 эт. 4 эт. 5 эт. 6 эт. 7 эт. 8 эт. 9 эт. 0 -5 -10 -15 -20 -25 1 модель (бесконечная жесткость внешних связей) 2 модель (винклеровская модель) 3 модель (винклеровская модель с учетом трения по подошве фундаментной плиты) Выводы 1) Параметры НДС всей конструкции при температурно-климатическом воздействии определяются величиной жесткости связей фундаментной конструкции с внешней средой. 2) При построении модели внешних связей необходимо учитывать параметры взаимодействия фундаментных конструкций с основанием. 3) Учет трения под подошвой фундамента позволяет получить корректную картину НДС системы несущих конструкций при этом отклонение от модели со свободным перемещением фундамента по грунту составляет 1012%. 4) Размеры температурных отсеков целесообразно определять на основании расчетов конструкций зданий и сооружений с учетом важнейших параметров модели внешних связей. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Руководство по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций. М., Стройиздат, 1975, 192с. 2. Руководство по проектированию конструкций и технологии возведения монолитных бескаркасных зданий/ ЦНИИЭП жилища Госгражданстроя.- М. Стройиздат, 1982- 216 с. 3. СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. 4. СНиП 2.02.02-85* «Основания гидротехнических сооружений».
