Расчет рамы в лира

SpaceCad.ru 1

2. Расчетно - конструктивная часть

2.1 Общие сведения

Составление расчетной схемы конструкции является первой стадией

расчета.

Расчетная схема – это упрощенное изображение сооружения, отражающая

условия закрепления конструкции, тип нагрузки и условия ее приложения.

Схема приложения нагрузок соответствует фактическому их приложению к

сооружению, конструкции или отдельному элементу. Приложенная нагрузка

является равномерно распределенной по площади проектируемого здания.

При расчете конструкций нагрузки и воздействия приняты по СНиП

2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

На здание склада действуют следующие виды нагрузок:

1. постоянная - вес конструкций и частей здания (кровли);

2. временная - снеговая (III район) и ветровая (I район, тип местности В –

городская территория с равномерной застройкой зданиями высотой

10…25 м.).

Постоянная нагрузка для рассчитываемого в рамках квалификационной

работы здания представлена весом железобетонных конструкций, который

предварительно назначается на основе опыта проектирования складских зданий,

отраженного в нормативно-справочных материалах. Вес кровли подсчитывается

как сумма веса отдельных слоев в составе кровли назначенной в архитектурной

части проекта.

Переход к расчетным нагрузкам осуществляется путем умножения

соответствующих нормативных нагрузок на коэффициент надежности по

нагрузке f, который учитывает изменчивость нагрузок, зависящую от ряда

факторов. Коэффициенты надежности по нагрузке устанавливают после

обработки статистических данных наблюдений за фактическими нагрузками,

которые отмечены во время эксплуатации сооружений. Эти коэффициенты

SpaceCad.ru 2

зависят от вида нагрузки, вследствие чего каждая нагрузка имеет свое значение

коэффициента надежности.

Приняты следующие значения коэффициентов надежности по нагрузке f

для строительных конструкций:

1,1 – для железобетонных, бетонных (со средней плотностью свыше 1600

кг/м3), деревянных, каменных и армокаменных конструкций;

1,3 – для бетонных (со средней плотностью 1600 кг/м3 и менее),

изоляционных, выравнивающих и отделочных слоев (плиты, материалы в

рулонах, засыпки, стяжки и т.д.), выполняемые на строительной площадке.

Для временных нагрузок коэффициент f равен:

0,7 – для снеговой нагрузки (в СНиП 2.01.07-85* приведено расчетное

значение нагрузки, которое для снегового района составляет 2,4 кН/м2);

1,4 – для ветровой нагрузки ( I район – 0,23 кН/м2).

Коэффициент надежности по ответственности здания n (II уровень

ответственности) принят 0,95.

2.2 Компановка поперечной рамы

Пространственная жесткость одноэтажного здания фитнес-центра

обеспечивается диском покрытия и жестким защемлением колонн в

фундаментах.

Фактическая высота помещения в каркасной части здания равна Нп = 6,0 м.

Высота колонны от обреза фундамента до низа стропильной конструкции:

Н = Нп +0,15 = 6,0+0,15=6,15 м.

Для зданий с шагом колонн а = 6 м при Нп = 6,0 м принимается привязка

железобетонных колонн «0».

Высота здания от обреза фундамента до верха стенового ограждения

равна Hl = 8,80 м. Высота стеновых панелей 0,9 м и 1,0 м.

Отметки: обреза фундамента: -0,150; верха колонны: +6,000; верха парапета: +8,200.

SpaceCad.ru 3

Определение нагрузок на раму Рама рассчитывается на следующие нагрузки: 1-е загружение – постоянная нагрузка: 2-е загружение – снеговая нагрузка, 3-е загружение – ветровая нагрузка (ветер слева), 4-е загружение – ветровая нагрузка (ветер справа).

2.2.1 Сбор нагрузок

1. Строительные конструкции рассчитаны для следующих условий: - Нормативная снеговая нагрузка (III) – 1260Па - Нормативный скоростной напор ветра (I) – 230 Па

Рис. 1 Основные климатические показатели района строительства.

2. Нагрузки и воздействия на здание определены согласно СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. В расчётном комплексе ПК "Лира" прикладываются полные расчётные нагрузки. С помощью комбинации загружений и модуля РСУ учитывается система коэффициентов для расчета по I и II группам ПС. Значения принятых нагрузок и коэффициентов представлены в таблице.

SpaceCad.ru 4

Нагрузка на кровлю

№ п/п Вид нагрузки Объемный

вес Н/м3 Толщина слоя, м

Нормативная нагрузка

Н/м2

Коэф.над. по

нагрузке

Расчетная нагрузка,

Н/м2

Постоянная

1 Рулонный ковер из 3-х слоев линокрома

40 12 0.48 1.3 0.624

2 Цем.песчаная стяжка 18000 30 540 1.3 702 3 Утеплитель – "Rockwool" 900 200 180 1.3 234 4 Цем.песчаная стяжка 18000 20 360 1.3 468

5 Сборная железобетонная ребристая плита 3х6 м

2000 1.1 2200

Итого постоянная 3080.5 3604.6 Временная

Полезная (Согласно СП 20.13330.2011)

700.0 1.2 840.0

Снеговая 1260 1.4 1764.0 Итого временная 1960.0 2604.0 Итого (Полная) 5040.5 6208.6

Вес погонного метра балки – 1100 Н/м

1100 1.1 1210

Тогда расчетная нагрузка на единицу длины балки будет равна: 푔п = (2200 + 0,624 + 702 + 234 + 468) ∗ 6 + 840 ∗ 6 + 1210 = 27877,74 Н/м

= 27.88 кН/м

Расчетная равномерно распределенная нагрузка от снега на ригель рамы определяется по формуле:

푆п = 푆 ∗ 퐵 = 1764 ∗ 6 = 10584Нм

= 10,58 кН/м

SpaceCad.ru 5

3. Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка в соответствии с СП 20.13330.2011 Нагрузки и

воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*

Нормативное значение ветровой нагрузки w следует определять как сумму средней wm и пульсационной wp составляющих

w = wm + wp.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm в зависимости от эквивалентной высоты ze над поверхностью земли следует определять по формуле

wm = w0 k(ze)c где w0 - нормативное, значение ветрового давления и равно 0,23 кПа;

k(ze) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для

высоты ze

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке принимаем равным γf

=1,4

С - в соответствии с расчетной схемой здания значение аэродинамического коэффициента с (для отдельно стоящих плоских сплошных конструкций: с наветренной стороны – направление к зданию – с=0,8; с подветренной стороны – направление от здания – с=0,6).

Се = 0,8 Се = -0,6

Проектируемый объект относится к типу местности: А - открытые побережья

морей, озер и водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками

высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра.

SpaceCad.ru 6

Ветровая нагрузка на раму прикладывается как распределенная нагрузка на стойки и сосредоточенная к верхним узлам.

Ветровая нагрузка на поперечную раму здания (см. рис.3.2) включает в себя распределенную горизонтальную нагрузку на стойку с наветренной стороны w, распределенную горизонтальную нагрузку на стойку с подветренной стороны w' и сосредоточенную горизонтальную нагрузку W, приложенную к верхнему узлу стойки с наветренной стороны.

Распределенные нагрузки w и w' собираем с грузовой полосы В равной шагу поперечных рам здания, сосредоточенная нагрузка W – с грузовой площади. При определении расчетного значения ветровой нагрузки учитываются коэффициенты: надежности по ответственности здания n=0,95, коэффициент надежности по нагрузке f=1,4.

Расчет производим для случая Ветер слева (Се=0,8)

Высота Отметка k

5 5 0.75 2.64 7.64 0.882 0.56 8.2 0.91 1.8 10 1

SpaceCad.ru 7

휔экв =휔 ∗ 푧 + 0.5 ∗ (휔 + 휔 ) ∗ 푧

푧 + 푧

휔экв =216,2 ∗ 5 + 0.5 ∗ (216,2 + 235,2) ∗ 1

5 + 1= 217,78 Па

Значение ветрового давления на колонну раздельно активного (с наветренной стороны) и отсоса (с заветренной стороны):

Сакт=0,8 и Сакт=0,6 Т.е. 22,17478,217*8,0 акт

экв Па 67,13078,217*6,0 акт

экв Па Горизонтальная составляющая ветровой нагрузки:

Сотсакт**)(*5,0 21 СHW ш

SpaceCad.ru 8

푊 = 0,5 ∗ (235,2 + 276,8) ∗ 2,2 ∗ (0,8 + 0,6) = 788,48 Н

Рис.3 К определению ветровой нагрузки (Ветер слева)

Расчет производим для случая Ветер справа (Се = -0,6)

SpaceCad.ru 9

Расчетная ветровая нагрузка, кПа, на отм. Z

№ Аэродинамический коэф./участок 0 5 8,2 10

1 Наветренные поверхности 0.2162 0.2162 0,2768 0.311 2 Подветренные поверхности -0.1621 -0.1621 -0.2076 -0.2358

Горизонтальная составляющая ветровой нагрузки: Сотсакт**)(*5,0 21 СHW ш

푊 = 0,5 ∗ (176,4 + 207,6) ∗ 2,2 ∗ (0,8 + 0,6) = 591,36 Н

SpaceCad.ru 10

Рис.5 К определению ветровой нагрузки (Ветер справа)

4. Снеговая нагрузка

Снеговая нагрузка определяется по СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85. Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяем по формуле:

S = 0.7c c μS где S − вес снегового покрова на 1 м горизонтальной поверхности земли; c − коэф. учитывающий снос снега с покрытия здания под действием ветра или иных факторов; c − термический коэф.; μ − коэф. перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие; г.Москва относится к III снеговому району

S = 1760 Па

SpaceCad.ru 11

Cнеговая нагрузка на горизонтальную проекцию покрытия по СП 20.13330.2011

(Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*)

1 Снеговой район по карте

III

-

2 Масса снегового покрова на 1 м2

горизонтальной поверхности земли Sg= 1800 Па

3 Коэффициент учитывающий снос снега с покрытий зданий ветром c

e= 1.0 -

4 Термический коэффициент ct= 1.0 -

5 Коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытии

μ= 1.0 -

6 Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S

0= 1260 Па

7 Коэффициент надежности по снеговой нагрузке γ

f = 1.4 -

8 Расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S= 1760 Па

Рис. 6 Расчетная схема рамы

SpaceCad.ru 12

2.2.2 Статический расчет однопролетной поперечной рамы

Статический расчет однопролетной поперечной рамы произведен в

программном комплексе "Лира-САПР". Эта программа обеспечивает

неограниченные возможности моделирования расчетных схем от самых простых

до самых сложных конструкций, удовлетворяя потребностям опытных

профессионалов и оставаясь при этом доступной для начинающих.

Лира-САПР включает развитую библиотеку конечных элементов для

моделирования стержневых, пластинчатых, твердотельных и комбинированных

конструкций, модули анализа устойчивости, формирования расчетных

сочетаний усилий, проверки напряженного состояния элементов конструкций

по различным теориям прочности, определения усилий взаимодействия

фрагмента с остальной конструкцией, вычисления усилий и перемещений от

комбинаций загружений. В состав комплекса включены программы подбора

арматуры в элементах железобетонных конструкций и проверки сечений

элементов металлоконструкций.

При расчет поперечной рамы одноэтажного здания принимается жесткое

защемление колонн в фундаменте. Стропильная балка ввиду большой жесткости

в плоскости рамы считается абсолютно жесткой.

SpaceCad.ru 13

Расчет рамы

Рис. 7 Общий вид поперечного сечения рамы

Рис.8 Нумерация элементов в ПК "ЛИРА-САПР"

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

2122 23 24 25 26 27 28 29 30 31

32 33

Постоянная нагрузка

SpaceCad.ru 14

Рис.9 Постоянная нагрузка (кН/м)

Рис.10 Снеговая нагрузка (кН/м)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

2122 23 24 25 26 27 28 29 30 31

32 33

27.927.927.9 27.927.9 27.927.9 27.927.9 27.927.9 27.927.9 27.927.9 27.927.9 27.927.9

27.9

Постоянная нагрузка

XYZ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

2122 23 24 25 26 27 28 29 30 31

32 33

10.610.610.6 10.610.6 10.610.6 10.610.6 10.610.6 10.610.6 10.610.6 10.610.6 10.610.6

10.6

Снеговая нагрузка

SpaceCad.ru 15

Рис.11 Ветровая нагрузка (Ветер слева)

Рис.12 Ветровая нагрузка (Ветер справа)

Назначение жесткости элементов расчетной схемы: Таблица жесткостей

Тип жесткости Имя Параметры

(сечения-(см) жесткости-(кН,м) расп.вес-(кН,м))

1 Брус 28 X 42 (Верхний пояс)

Ro=27.5,E=3e+007,GF=0

B=35,H=30

2 Брус 28 X 50 (Стойки)

Ro=27.5,E=3e+007,GF=0

B=35,H=45

3 Брус 40 X 40 (Колонна)

Ro=27.5,E=3e+007,GF=0

B=40,H=40

SpaceCad.ru 16

Результаты расчета:

Рис. 13 Усилия N (Постоянная нагрузка)

369670 765 806 806 805 806 806 765 670

369-377 -676 -770 -809 -808 -806-806 -808 -809 -770 -676 -377-20.3

-20.3

-20.3

-20.3

-43.8

-43.8

-17.6

-17.6

-245

-245

-155

-17.9

-17.9

-245

-245

-155

19.2

19.2

-17.6

-17.6

-17.9

-17.9

-43.8

-43.8

Максимальное усилие 805.713Минимальное усилие -809.216

Постоянная нагрузкаЭпюра NЕдиницы измерения - кН

XYZ

SpaceCad.ru 17

Рис. 14 Усилия My (Постоянная нагрузка)

-153

152

-16.1

43.8-9.5

30.6 16.32.71

16.3 30.6-9.543.8

-16.1

152

-153

-177

126

-26.1

41.7

-12.7

25.3 13.913 14-3.59-3.59

14 1313.9 25.3

-12.7

41.6

-26.1

126

-177

25.1

-23.

5

-25.

1

23.5

-169

152

-53.

3

54.4

-7.56

-153

177

0.176

0.985

-7.54

-153

177

-0.00106

0.00106

53.3

-54.

4

-0.178

-0.983

169

-152


Постоянная нагрузкаЭпюра MyЕдиницы измерения - кН*м

XYZ

90 90 46.2 28.68.33-9.59 -9.599.59 9.59-8.33

-28.6 -46.2 -90 -90

136 70.2 46.7 25.9-10.37.66 -31.3

31.3-7.6610.3

-25.9 -46.7 -70.2-136

-40.

4-4

0.4

40.4

40.4

301

301

95.3

95.3

1.15

370

370

0.638

0.638

1.14

370

370

0.00159

0.00159

-95.

3-9

5.3

-0.635

-0.635

-301

-301


Постоянная нагрузкаЭпюра QzЕдиницы измерения - кН

XYZ

SpaceCad.ru 18

Рис. 15 Усилия Qz (Постоянная нагрузка)

Рис. 16 Усилия N (Снеговая нагрузка)

140254 291 306 306 306 306 306 291 254

140-143 -256 -292 -307 -307 -306-306 -307 -307 -292 -256 -143-7.71

-7.71

-7.71

-7.71

-16.6

-16.6

-6.66

-6.66

-93.

2-9

3.2

-59

-6.8

-6.8

-93.

2-9

3.2

-59

7.28

7.28

-6.66

-6.66

-6.8

-6.8

-16.6

-16.6


Снеговая нагрузкаЭпюра NЕдиницы измерения - кН

XYZ

SpaceCad.ru 19

Рис. 17 Усилия My (Снеговая нагрузка)

-58.1

57.9

-6.13

16.6-3.61

11.6 6.191.03

6.19 11.6-3.6116.6

-6.13

57.9

-58.1

-67.2

47.8

-9.9

15.8

-4.84

9.62 5.264.935.33-1.36-1.36

5.334.935.26 9.62

-4.84

15.8

-9.9

47.8

-67.2

9.52

-8.9

3

-9.5

2

8.93

-64

57.8

-20.

3

20.7

-2.87

-58.

1

67.2

0.0668

0.374

-2.86

-58.

1

67.2

-0.000404

0.000404

20.3

-20.

7

-0.0676

-0.373

64

-57.

8


Снеговая нагрузкаЭпюра MyЕдиницы измерения - кН*м

XYZ

34.2 34.2 17.5 10.93.16-3.64 -3.643.64 3.64-3.16

-10.9 -17.5 -34.1 -34.1

51.8 26.6 17.7 9.85-3.92.91 -11.9

11.9-2.913.9

-9.85 -17.7 -26.6-51.8

-15.

4-1

5.4

15.4

15.4

114

114

36.2

36.2

0.436

140

140

0.242

0.242

0.435

140

140

0.000603

0.000603

-36.

2-3

6.2

-0.241

-0.241

-114

-114


Снеговая нагрузкаЭпюра QzЕдиницы измерения - кН

XYZ

SpaceCad.ru 20

Рис. 18 Усилия Qz (Снеговая нагрузка)

Рис. 19 Усилия N (Ветровая нагрузка. Ветер слева)

Рис. 20 Усилия My (Ветровая нагрузка. Ветер слева)

SpaceCad.ru 21

Рис. 21 Усилия Qz (Ветровая нагрузка. Ветер слева)

Рис. 22 Усилия N (Ветровая нагрузка. Ветер справа)

SpaceCad.ru 22

Рис. 23 Усилия My (Ветровая нагрузка. Ветер справа)

Рис. 24 Усилия Qz (Ветровая нагрузка. Ветер справа)

Таблица РСУ

№ элем

Усилия

№№ загруж N (кН)

My (кН*м)

Qz (кН)

1 492.677 - 207.311 124.967 1 2 3

1 498.887 - 207.231 124.971 1 2 4

1 356.133 - 150.279 90.579 1 3

1 498.887 217.191 124.971 1 2 4

1 492.677 217.095 124.967 1 2 3

1 356.133 157.343 90.579 1 3

2 898.278 - 4.726 62.630 1 2 4

2 645.598 - 3.496 45.393 1 3

SpaceCad.ru 23

2 898.278 76.606 62.630 1 2 4

2 892.038 76.522 62.626 1 2 3

2 645.598 55.452 45.393 1 3

3 1034.656 0.002 40.593 1 2 4

3 744.434 - 0.064 29.421 1 3

3 1034.656 56.773 40.593 1 2 4

3 744.434 41.081 29.421 1 3

4 1092.093 21.140 11.803 1 2 4

4 786.054 15.260 8.552 1 3

4 1092.093 36.467 11.803 1 2 4

4 786.054 26.366 8.552 1 3

5 1095.089 33.376 - 11.557 1 2 4

5 1088.807 33.308 - 11.559 1 2 3

5 794.497 24.200 - 8.376 1 4

5 788.216 24.132 - 8.379 1 3

5 1095.089 17.214 - 11.557 1 2 4

5 1088.807 17.142 - 11.559 1 2 3

5 794.497 12.486 - 8.376 1 4

5 788.216 12.414 - 8.379 1 3 6 1095.091 17.213 11.559 1 2 4

6 1088.810 17.141 11.561 1 2 3

6 1092.399 17.182 11.560 1 2

6 1095.091 33.378 11.559 1 2 4

6 1088.810 33.309 11.561 1 2 3

6 1092.399 33.348 11.560 1 2

7 1092.099 36.465 - 11.800 1 2 4

7 1092.099 21.141 - 11.800 1 2 4

8 1034.668 56.771 - 40.591 1 2 4

8 1034.668 0.005 - 40.591 1 2 4

9 898.295 76.606 - 62.630 1 2 4

9 892.055 76.522 - 62.626 1 2 3

9 898.295 - 4.726 - 62.630 1 2 4

10 498.909 217.185 - 124.963 1 2 4

10 492.699 217.090 - 124.959 1 2 3

10 492.699 - 207.305 - 124.959 1 2 3

10 498.909 - 207.224 - 124.963 1 2 4

11 - 507.903 - 236.837 188.066 1 2 3

11 - 507.723 - 236.757 188.071 1 2 4

11 - 367.994 - 171.600 136.321 1 4

11 - 368.173 - 171.680 136.316 1 3

11 - 501.086 180.691 57.433 1 2 4

11 - 501.266 180.596 57.428 1 2 3

11 - 363.183 130.982 41.630 1 4

11 - 363.362 130.887 41.625 1 3

12 - 903.276 - 22.763 99.422 1 2 3

12 - 903.126 - 22.683 99.426 1 2 4

SpaceCad.ru 24

12 - 654.598 - 16.432 72.068 1 4

12 - 654.748 - 16.512 72.064 1 3

12 - 900.588 74.124 49.476 1 2 4

12 - 900.738 74.040 49.472 1 2 3

12 - 652.759 53.738 35.862 1 4

12 - 652.908 53.653 35.858 1 3

13 - 1038.041 - 3.566 64.564 1 2 3

13 - 1037.909 - 3.492 64.567 1 2 4

13 - 752.295 - 2.522 46.801 1 4

13 - 752.427 - 2.597 46.798 1 3

13 - 1035.308 49.180 10.772 1 2 3

13 - 1035.176 49.260 10.775 1 2 4

13 - 750.314 35.714 7.811 1 4

13 - 750.446 35.635 7.807 1 3

14 - 1094.118 15.789 36.616 1 2 3

14 - 1093.999 15.860 36.619 1 2 4

14 - 792.953 11.505 26.543 1 4

14 - 793.072 11.433 26.540 1 3

14 - 1091.580 30.925 - 13.334 1 2 3

14 - 1091.462 31.000 - 13.331 1 2 4 14 - 791.114 22.479 - 9.663 1 4

15 - 1095.747 30.224 9.831 1 2 3

15 - 1095.639 30.292 9.834 1 2 4

15 - 794.143 21.965 7.128 1 4

15 - 794.251 21.897 7.125 1 3

15 - 1093.014 6.328 - 43.961 1 2 3

15 - 1092.906 6.400 - 43.958 1 2 4

15 - 792.162 4.647 - 31.862 1 4

16 - 1093.016 6.326 43.963 1 2 3

16 - 1092.908 6.399 43.960 1 2 4

16 - 1095.749 30.226 - 9.829 1 2 3

16 - 1095.641 30.294 - 9.832 1 2 4

16 - 1095.688 30.265 - 9.831 1 2

17 - 1091.587 30.924 13.337 1 2 3

17 - 1091.469 30.999 13.334 1 2 4

17 - 1094.125 15.791 - 36.613 1 2 3

17 - 1094.006 15.862 - 36.616 1 2 4

17 - 1094.057 15.832 - 36.615 1 2

18 - 1035.320 49.179 - 10.769 1 2 3

18 - 1035.187 49.258 - 10.773 1 2 4

18 - 1035.244 49.224 - 10.771 1 2

18 - 1038.052 - 3.565 - 64.562 1 2 3

18 - 1037.920 - 3.490 - 64.565 1 2 4

18 - 1037.977 - 3.522 - 64.564 1 2

19 - 900.605 74.123 - 49.471 1 2 4

19 - 900.755 74.038 - 49.467 1 2 3

SpaceCad.ru 25

19 - 900.669 74.086 - 49.469 1 2

19 - 903.293 - 22.758 - 99.417 1 2 3

19 - 903.143 - 22.679 - 99.421 1 2 4

19 - 903.207 - 22.713 - 99.419 1 2

20 - 501.109 180.696 - 57.435 1 2 4

20 - 501.288 180.600 - 57.430 1 2 3

20 - 501.185 180.655 - 57.433 1 2

20 - 507.925 - 236.840 - 188.069 1 2 3

20 - 507.746 - 236.760 - 188.073 1 2 4

20 - 507.822 - 236.794 - 188.071 1 2

21 - 62.341 - 221.917 399.391 1 2 4

21 - 62.341 203.375 399.391 1 2 4

22 - 213.477 - 207.311 497.757 1 2 3

22 - 213.477 236.837 497.757 1 2 3

23 - 22.036 - 76.604 136.378 1 2 4

23 - 22.036 77.616 136.378 1 2 4

24 - 28.791 - 35.633 57.437 1 2 4

24 - 28.791 33.399 57.437 1 2 4 25 - 23.359 - 3.091 2.996 1 2 4

25 - 23.359 0.701 2.985 1 2 3

25 - 23.359 0.708 2.996 1 2 4

26 23.120 - 0.001 0.002 1 2 3

26 23.117 - 0.001 0.002 1 2

26 23.120 0.001 0.002 1 2 3

26 23.117 0.001 0.002 1 2

27 - 23.359 3.088 - 2.992 1 2 4

27 - 16.931 2.232 - 2.159 1 3

27 - 23.359 - 0.705 - 2.992 1 2 4

27 - 23.359 - 0.698 - 2.981 1 2 3

27 - 16.931 - 0.505 - 2.159 1 3

28 - 28.790 35.630 - 57.432 1 2 4

28 - 20.868 25.818 - 41.616 1 3

28 - 28.790 - 33.396 - 57.432 1 2 4

28 - 20.868 - 24.199 - 41.616 1 3

29 - 22.039 76.601 - 136.372 1 2 4

29 - 15.974 55.515 - 98.832 1 3

29 - 22.039 - 77.613 - 136.372 1 2 4

29 - 15.974 - 56.248 - 98.832 1 3

30 - 62.334 221.911 - 399.386 1 2 4

30 - 45.181 160.835 - 289.462 1 3

30 - 62.334 - 203.375 - 399.386 1 2 4

30 - 45.181 - 147.399 - 289.462 1 3

31 - 213.542 - 207.305 497.752 1 2 3

31 - 213.542 236.840 497.752 1 2 3

32 - 245.400 41.228 - 9.709 1 3 4

32 - 338.561 - 9.069 1.378 1 2

SpaceCad.ru 26

32 - 338.561 38.732 - 9.330 1 2 3 4

32 - 338.561 0.000 1.378 1 2

32 - 245.400 0.000 - 2.818 1 3 4

33 - 338.556 - 55.464 11.007 1 2 3 4

33 - 245.397 - 52.958 10.626 1 3 4

33 - 338.557 - 9.106 1.384 1 2

33 - 338.557 0.000 1.384 1 2

33 - 338.557 0.000 5.847 1 2 3 4

33 - 245.397 0.000 5.466 1 3 4

Результат армирования

Результаты армирования в стержнях СП 63.13330.2012 (Вариант 1)

Сечение

С/НС

Продольная арматура Поперечная ар-ра

Ширина раскр.

трещин

AU1 AU2 AU3 AU

4 AS1

AS2

AS3

AS4 % ASW

1 ASW

2 Крат

к. Дли

т. Продольная арматура: см**2; Поперечная: см**2; Шир.трещин: мм; Стержень 1; Прямоугольник; B=28.00; H=42.00 см; L=3.40 м Бетон B25; Арматура: продольная A400; поперечная A240

1 Н 3.46 1.94

10.22 8.7 2.0

7 5.88 0.21 0.21

8.7 8.7 1.48

2 Н 10.33

9.06 3.22 1.9

4 2.09 5.88 0.17 0.1

7

9.06 9.06 1.5

4

Стержень 2; Прямоугольник; B=28.00; H=42.00 см; L=1.30 м Бетон B25; Арматура: продольная A400; поперечная A240

1 Н 4.53 4.53 5.17 5.1

7 1.65 0.1 0.1

4.53 4.53 5.17 5.1

7 1.65

2 Н 7 7 3.54 3.54 1.7

9 0.11 0.11

SpaceCad.ru 27

7 7 2.48 2.48 1.6

1


1 Н 5.39 5.39 5.82 5.8

2 1.91 0.08 0.0

8 5.39 5.3

9 5.82 5.82 1.9

1

2 Н 7.29 7.29 4.09 4.0

9 1.94 0.1 0.1

7.29 7.29 3.73 3.7

3 1.88


1 Н 6.64 6.64 5.07 5.0

7 1.99 0.09 0.0

9 6.64 6.6

4 5.07 5.07 1.9

9

2 Н 7.06 7.06 4.64 4.6

4 1.99 0.09 0.0

9 7.06 7.0

6 4.64 4.64 1.9

9


1 Н 7 7 4.72 4.72 1.9

9 0.09 0.09

7 7 4.72 4.72 1.9

9

2 Н 6.59 6.59 5.21 5.2

1 2.01 0.08 0.0

8 6.59 6.5

9 5.21 5.21 2.0

1


1 Н 6.59 6.59 5.21 5.2

1 2.01 0.08 0.0

8 6.59 6.5

9 5.21 5.21 2.0

1

2 Н 7 7 4.72 4.72 1.9

9 0.09 0.09

7 7 4.72 4.72 1.9

9

Стержень 7; Прямоугольник; B=28.00; H=42.00 см; L=1.30 м

SpaceCad.ru 28

Бетон B25; Арматура: продольная A400; поперечная A240

1 Н 7.06 7.06 4.64 4.6

4 1.99 0.09 0.0

9 7.06 7.0

6 4.64 4.64 1.9

9

2 Н 6.64 6.64 5.07 5.0

7 1.99 0.09 0.0

9 6.64 6.6

4 5.07 5.07 1.9

9


1 Н 7.29 7.29 4.09 4.0

9 1.94 0.1 0.1

7.29 7.29 3.73 3.7

3 1.88

2 Н 5.39 5.39 5.82 5.8

2 1.91 0.08 0.0

8 5.39 5.3

9 5.82 5.82 1.9

1


1 Н 7 7 3.54 3.54 1.7

9 0.11 0.11

7 7 2.48 2.48 1.6

1

2 Н 4.53 4.53 5.17 5.1

7 1.65 0.1 0.1

4.53 4.53 5.17 5.1

7 1.65


1 Н 10.33

9.06 3.22 1.9

4 2.09 5.88 0.17 0.1

7

9.06 9.06 1.5

4

2 Н 3.44 1.94 10.2 8.7 2.0

6 5.88 0.21 0.21

8.7 8.7 1.48


1 Н 0.18 0.18 8.58 8.5

8 1.49

12.78 0.21 0.2

1 0.18 0.1 8.58 8.5 1.4

SpaceCad.ru 29

8 8 9

2 Н 6.47 6.47 1.1 0.29 0.2

9 5.94 5.9

4 1.01


1 Н 0.65 0.65 0.1

1 3.09 0.08 0.08

0.65 0.65 0.1

1

2 Н 2.18 2.18 0.3

7 0.29 0.29

2.12 2.12 0.3

6


1 Н 0.06 0.06 0.12 0.1

2 0.03 0.07 0.0

7 0.12 0.1

2 0.02

2 Н 1.41 1.41 0.2

4 0.24 0.24

1.41 1.41 0.2

4


1 Н 0.47 0.47 0.0

8 0.08 0.08

0.47 0.47 0.0

8

2 Н 0.88 0.88 0.1

5 0.13 0.13

0.88 0.88 0.1

5


1 Н 0.88 0.88 0.1

5 0.12 0.12

0.88 0.88 0.1

5

2 Н 0.18 0.18 0.0

3 0.18 0.18

0.18 0.1 0.0

SpaceCad.ru 30

8 3 Стержень 16; Прямоугольник; B=28.00; H=42.00 см; L=1.40 м Бетон B25; Арматура: продольная A400; поперечная A240

1 Н 0.18 0.18 0.0

3 0.18 0.18

0.18 0.18 0.0

3

2 Н 0.88 0.88 0.1

5 0.12 0.12

0.88 0.88 0.1

5

Стержень 17; Прямоугольник; B=28.00; H=42.00 см; L=1.30 м Бетон B25; Арматура: продольная A400; поперечная A240 1 Н 0.88 0.8

8 0.15 0.13 0.1

3 0.88 0.8

8 0.15

2 Н 0.47 0.47 0.0

8 0.08 0.08

0.47 0.47 0.0

8


1 Н 1.41 1.41 0.2

4 0.24 0.24

1.41 1.41 0.2

4

2 Н 0.06 0.06 0.12 0.1

2 0.03 0.07 0.0

7 0.12 0.1

2 0.02


1 Н 2.18 2.18 0.3

7 0.29 0.29

2.12 2.12 0.3

6

2 Н 0.65 0.65 0.1

1 3.09 0.08 0.08

0.65 0.65 0.1

1


SpaceCad.ru 31

1 Н 6.47 6.47 1.1 0.29 0.2

9 5.94 5.9

4 1.01

2 Н 0.18 0.18 8.58 8.5

8 1.49

12.78 0.21 0.2

1

0.18 0.18 8.58 8.5

8 1.49


1 Н 6.62 6.62 0.9

5 28.4

5 0.3 0.3

5.81 5.81 0.8

3

2 Н 5.96 5.96 0.8

5 28.4

5 0.3 0.3

5.25 5.25 0.7

5


1 Н 6.1 6.1 0.87

37.36 0.3 0.3

5.39 5.39 0.7

7

2 Н 7.21 7.21 1.0

3 37.3

6 0.3 0.3

6.3 6.3 0.9 Стержень 23; Прямоугольник; B=28.00; H=50.00 см; L=1.13 м Бетон B25; Арматура: продольная A400; поперечная A240

1 Н 1.82 1.82 0.2

6 4.59 0.25 0.25

1.82 1.82 0.2

6

2 Н 1.82 1.82 0.2

6 4.59 0.26 0.26

1.82 1.82 0.2

6


1 Н 0.84 0.84 0.1

2 0.08 0.08

0.84 0.84 0.1

2

SpaceCad.ru 32

2 Н 0.77 0.77 0.1

1 0.08 0.08

0.77 0.77 0.1

1


1 Н 0.07 0.07 0.0

1 0.09 0.09

0.07 0.07 0.0

1

2 Н 0.07 0.07 0.0

1 0.02 0.02

0.07 0.07 0.0

1


1 Н 0.16 0.16 0.14 0.1

4 0.04 0.09 0.0

9 0.16 0.1

6 0.14 0.14 0.0

4

2 Н 0.14 0.14 0.16 0.1

6 0.04 0.09 0.0

9 0.14 0.1

4 0.16 0.16 0.0

4


1 Н 0.07 0.07 0.0

1 0.09 0.09

0.07 0.07 0.0

1

2 Н 0.07 0.07 0.0

1 0.02 0.02

0.07 0.07 0.0

1


1 Н 0.84 0.84 0.1

2 0.08 0.08

0.84 0.84 0.1

2

2 Н 0.77 0.77 0.1

1 0.08 0.08

0.77 0.77 0.1

1

SpaceCad.ru 33


1 Н 1.82 1.82 0.2

6 4.59 0.25 0.25

1.82 1.82 0.2

6

2 Н 1.82 1.82 0.2

6 4.59 0.26 0.26

1.82 1.82 0.2

6


1 Н

6.62 6.62 0.9

5 28.4

5 0.3 0.3

5.81 5.81 0.8

3

2 Н 5.96 5.96 0.8

5 28.4

5 0.3 0.3

5.25 5.25 0.7

5


1 Н 6.1 6.1 0.87

37.36 0.3 0.3

5.39 5.39 0.7

7

2 Н 7.21 7.21 1.0

3 37.3

6 0.3 0.3

6.3 6.3 0.9

SpaceCad.ru 34

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ МОДУЛЕЙ АРМИРОВАНИЯ

Модуль СТЕРЖЕНЬ - косое внецентренное нагружение с кручением.

Модуль выполняет подбор арматуры при наличии в сечениях стержня:

нормальной силы (сжатие или растяжение) N; крутящего момента Mk; изгибающих моментов в двух плоскостях My,Mz; перерезывающих сил Qz,Qy.

Выполняется расчет по предельным состояниям первой и второй группы (прочность и трещиностойкость). Армируемые сечения: прямоугольное, тавровое, двутавровое, коробчатое, круглое и кольцевое (данные сечения имеют хотя бы одну ось симметрии); крестовое, тавровое со смещенной полкой, уголковое (данные сечения несимметричные).

По желанию пользователя может быть выбран алгоритм подбора арматуры:

Алгоритм дискретной арматуры с приоритетным расположением стержней в угловых зонах сечения. Режим - выделять угловые стержни.

Алгоритм распределенной арматуры с равномерным расположением расчетных площадей арматуры вдоль нижней и верхней стороны сечения ("размазанная" арматура). Режим - не выделять угловые стержни. Данный алгоритм не допускается в таких случаях:

o при расчете пространственного стержня, в котором один из изгибающих моментов (MY или MZ) больше другого на 10%;

o при наличии арматуры, обусловленной действием крутящего момента, которая располагается по сторонам сечения и не может быть "размазана";

o в двутавровом сечении; o При наличии преобладающего момента Mz.

Для этих случаев принудительно используется алгоритм дискретной арматуры. Не рекомендуется применять "размазанную" арматуру в колоннах, где приоритетное расположение арматуры в углах является наиболее целесообразным.

По желанию пользователя может быть получено симметричное и несимметричное армирование относительно оси Y или оси Z. Подбор поперечной арматуры осуществляется исходя из величины перерезывающей силы по направлениям Y и Z. Результаты подбора поперечной арматуры - площадь арматуры по направлениям Y и Z при шагах 15, 20, 30 см.

SpaceCad.ru 35

Для подобранной арматуры по условиям трещиностойкости определяется ширина продолжительного и кратковременного раскрытия трещин. Ширина раскрытия трещин определяется с учетом нормальной силы и моментов MY и MZ.

Схема симметричного армирования

Схема несимметричного армирования

Если был использован алгоритм распределенной арматуры с равномерным расположением расчетных площадей арматуры вдоль сторон сечения, то угловая арматура AU1, AU2, AU3, AU4 будет входить в расположенную вдоль граней AS1, AS2.

ОПИСАНИЕ ТАБЛИЦ РЕЗУЛЬТАТОВ

Если подбор арматуры осуществлялся для унифицированных групп элементов, для конструктивных элементов и унифицированных групп конструктивных элементов, то формируется таблица в которую заносится информация о составе:

SpaceCad.ru 36

Номер УКОЕ - номера унифицированных групп конструктивных элементов; Номер КОЕ - номера конструктивных элементов; Номер УГ - номера унифицированных групп элементов; ВИД - символьное обозначение (С - стержень; К - колонна; Б - балка; T -

балка-стенка; П - плита; О - оболочка); НОМЕРА ЭЛЕМЕНТОВ В РАСЧЕТНОЙ СХЕМЕ - номера

элементов,входящих в унифицированную группу или в конструктивный элемент.

Таблица результатов подбора арматуры:

ЭЛЕМЕНТ - номер элемента в расчетной схеме; СЕЧЕНИЕ - номер армируемого сечения стержневого элемента; В этой же

графе буквой C обозначается симметричное армирование, а буквой Н обозначается несимметричное армирование. Знаком * отмечена арматура обусловленная кручением.

ПРОДОЛЬНАЯ АРМАТУРА - площади подобранной продольной арматуры и процент армирования.

Для стержней (см2):

o AU1 - площадь угловой нижней продольной арматуры (в левом нижнем угле сечения);

o AU2 - площадь угловой нижней продольной арматуры (в правом нижнем угле сечения);

o AU3 - площадь угловой верхней продольной арматуры (в левом верхнем угле сечения);

o AU4 - площадь угловой верхней продольной арматуры (в правом верхнем угле сечения);

o AS1 - площадь нижней продольной арматуры; o AS2 - площадь верхней продольной арматуры; o AS3 - площадь боковой продольной арматуры (у левой кромки

сечения); o AS4 - площадь боковой продольной арматуры (у правой кромки

сечения);

Для пластин (см2/пм):

o AS1 - площадь нижней арматуры по направлению X; o AS2 - площадь верхней арматуры по направлению X; o AS3 - площадь нижней арматуры по направлению Y; o AS4 - площадь верхней арматуры по направлению Y;

ПОПЕРЕЧНАЯ АРМАТУРА - площади поперечной арматуры при шагах 15,20,30 см

Для стержней (см2):

o ASW1 - вертикальная поперечная арматура; o ASW2 - горизонтальная поперечная арматура;

SpaceCad.ru 37

Для пластин (см2/пм):

o ASW1 - поперечная арматура по направлению X; o ASW2 - поперечная арматура по направлению Y;

ШИРИНА РАСКРЫТИЯ ТРЕЩИН - ширина кратковременного и длительного раскрытия трещин (мм).

Результаты подбора арматуры заносятся в две строки (для стержней может быть три):

СТРОКА 1 - полная арматура, подобранная по I и II группам предельных состояний

СТРОКА 2 - арматура подобранная по I группе предельных состояний СТРОКА 3 - арматура обусловленная кручением (для стержей и отмечена

знаком '*') СТРОКА 4 - номера стадий монтажа последнего наращивания арматуры

(отмечена знаком '+' )

Знаком '**' обозначены размеры сечения для элементов с переменным сечением по длине

Расчет колонны Нормативный документ СП 63.13330.2012 Бетон Класс B25 Арматура Класс продольной A400 Класс поперечной A400 Расчетный диаметр продольной, мм

25

Защитный слой продольной, мм

20

Привязка продольной, мм 32.5 Используемый сортамент продольной

25

Требования Расчет по раскрытию трещин Выделять угловые стержни Вязаный каркас. Модуль уменьшения шага поперечной арматуры 25 мм Сечение

SpaceCad.ru 38

Размеры, мм: b 400 h 400

Площадь, см2 1600 Отметки Высота этажа, мм 7680 Высота перекрытия, мм 1100 Отметки, м:

низа колонны -0,580 верха перекрытия +7,100

Расчетная длина Коэффициенты расчетной длины:

m X 0.7 m Y 0.7

Расчетная длина, мм: Lo X 5376 Lo Y 5376

Гибкость: Lo/h X 13.44 Lo/h Y 13.44

Нагрузки Результаты МКЭ расчета N, тс Mx, тс*м My, тс*м Qx, тс Qy, тс T, тс*м Сечени

е Постоянная 36.9 0 0 0 0 0 1_1.1 34.2 0 0 0 0 0 1_1.2 Кр. временная

9.71 0 0 0 0 0 1_1.1

9.71 0 0 0 0 0 1_1.2 Ветровая 1 0 -11.8 0 0 -1.79 0 1_1.1 0 0 0 0 -1.79 0 1_1.2 Ветровая 2 0 11.8 0 0 1.79 0 1_1.1 0 0 0 0 1.79 0 1_1.2 Коэффициенты Надежности по ответственности 1 Пост. Длит. Кр.вр. Ветр. Сейсм. Надежности 1.1 1.2 1.2 1.4 1 Длительности 1 1 0.35 0 0 Продолжительности 1 1 1 0 0 Снижающий для кр. врем. нагрузки 1 Учитывать в расчете:

автоматически сформированные РСН РСН, сформированные для случаев а, б

Коэффициенты расчетных сочетаний нагрузок (РСН) Пост. Длит. Кр.вр. Ветр. Сейсм. 1-е, основное 1 1 1 1 0 2-е, основное 1 0.95 0.9 0.9 0 3-е, особое 0.9 0.8 0.5 0 1

SpaceCad.ru 39

Учитывать при автоматическом формировании РСН: знакопеременность ветровой и сейсмической нагрузки

Расчетные сочетания нагрузок. Сокращенный список N, тс Mx, тс*м My, тс*м Qx, тс Qy, тс T, тс*м Сечени

е Первая группа пред. состояний. Случай б (все нагрузки)

Группа 1 40.6 -16.5 0 0 -2.51 0 1_1.1 40.6 0 0 0 0 0 длит.

часть Sнр, Sнс, Ty, Sнлр, Sнлс | 1.1ПО+1.4В1

52.2 0 0 0 0 0 1_1.1 44.6 0 0 0 0 0 длит.

часть Sлс, Nс | 1.1ПО+1.2КР

Первая группа пред. состояний. Случай а (продолжит.) Группа 2 52.2 0 0 0 0 0 1_1.1 44.6 0 0 0 0 0 длит.

часть Sнс, Sлс, Nс, Sнлс | 1.1ПО+1.2КР

Вторая группа пред. состояний. Случай б (все нагрузки) Группа 3 36.9 -11.8 0 0 -1.79 0 1_1.1 36.9 0 0 0 0 0 длит.

часть Sнр, Sнс, Ty, Sнлр, Sнлс | ПО+В1

46.6 0 0 0 0 0 1_1.1 40.3 0 0 0 0 0 длит.

часть Sлс, Nс | ПО+КР

Вторая группа пред. состояний. Случай а (продолжит.) Группа 4 46.6 0 0 0 0 0 1_1.1 40.3 0 0 0 0 0 длит.

часть Sнс, Sлс, Nс, Sнлс | ПО+КР

Номера колонн, определивших РСН: 1_1

Расчетное армирование

Asu 4.91 As1 0.00 As2 0.04

Продольная арматура, см2: полная 19.724 по прочности 19.724

% армирования 1.23 Поперечная арматура, см2/м

0

Ширина раскрытия трещин, мм: непродолжительного 0.134337 продолжительного 0.0106961

SpaceCad.ru 40

Расстановка продольной арматуры Армирование симметричное. Выпуски в верхнюю колонну

угловые 425 боковые 225

Всего 625 Площадь арматуры, см2 29.4524 % армирования 1.84 Расстановка поперечной арматуры Зона анкеровки, мм: 38

шаг 250 привязка 1-го 50 зона раскладки 500 привязка последнего 550

Основная зона, мм: 178 шаг 350 привязка 1-го 900 зона раскладки 5600 привязка последнего 6500 расст. до верха 80

Площадь арматуры, см2/м 2.87231

Рис.25 Армирование монолитной колонны

Engineering

Расчет рамы в лира