Компоновка конструктивного решения здания

В соответствии с заданием на контрольную работу принят железобетонный рамный каркас. Здание расположено в г. Владикавказе. Расчетный вес снегового покрова 1,2 кПа. Грунт второй категории.

Характеристики здания:

Ширина — 18,0 м;

Длина — 30,0 м;

Высота этажа — 3,2 м;

Кол-во этажей — 4;

Фундаменты — столбчатые Перекрытия и покрытие — монолитные железобетонные плиты толщиной 200 мм;

Наружные стены — самонесущие кирпичные толщиной 510 мм;

Колонны — монолитные сечением 400×400 мм;

Ригели — монолитные железобетонные 600×400 мм;

Перегородки — кирпичные толщиной 120 мм;

Кровляс покрытием рубероидным ковром;

Лестницы — из монолитных железобетонных маршей и площадок.

Определение расчетной сейсмичности площадки строительства и сбор нагрузок Согласно СП 14.13 330.2010 Актуализированная редакция.

СНиП II-7−81* «Строительство в сейсмических районах» в разделе «Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации ОСР 97» (Список населенных пунктов) по карте ОСР-97-А-10% сейсмичность района г. Владикавказ составляет 8 баллов (Решение опроектировании выборе карты при проектировании конкретного объекта принимается заказчиком по представлению генерального проектировщика, за исключением случаев, оговоренных в других нормативных документах).

Расчетную сейсмичность площадки строительства определяем по таблице 1 [6] на основании заданной II категории грунта по сейсмическим свойствам (Скальные грунты выветрелые и сильновыветрелые, в том числе вечномерзлые, кроме отнесенных к категории I; крупнообломочные грунты, содержащие более 30% песчано-глинистого заполнителя с преобладанием контактов между обломками; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные; глинистые грунты с показателями консистенции IL ?0,5; при коэффициенте пористости.

е<0,9 для глин и суглинков и е<0,7 — для супесей; вечномерзлые нескальные грунты пластичномерзлые и сыпучемерзлые, а также твердомерзлые при температуре выше минус 2 °C при строительстве и эксплуатации по принципу I). Расчетная сейсмичность площадки строительства при грунтах II категории принимается той же сейсмичности района и в нашем случае составляет 8 баллов.

Сбор нагрузок производим на общую площадь покрытия и перекрытия здания.

Конструктивное решение пола принимаем одинаковым для всех этажей.

Сбор нагрузок представлен в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 — Нагрузка на покрытие.

Таблица 2 — Нагрузка на перекрытие.

Определение динамических и жесткостных характеристик здания Расчет ведется в предположении восприятия всей сейсмической нагрузки колонами.

Изгибная жесткость колонн.

B=EbI=30 000*0,0213*24=1536 МНм2.

где Eb=30 000 МН/м2 — модуль упругости бетона.

I — момент инерции диафрагмы.

I=0,44/12=0,21 333 м4;

Ярусная масса m = G / g =877.1 кНс2/м Длязданий с рамным каркасом значения периодов колебании определяем по формулам:

T1=1.8 Н02vm/Bl=1.8*14.282v877.1/153 600*3.2=4.86 c;

T2=0,3 Н02vm/Bl=1.8*14.282v877.1/153 600*3.2=0.79 c;

T3=0,1 Н02vm/Bl=1.8*14.282v877.1/153 600*3.2=0.27 c;

где Н= Н0n/(n-0.5)=12.5*4/(4−0.5)=14.28.

здесь Н0 = 12,5 м — расстояние от обреза фундамента до оси ригеля.

(условного) верхнего этажа;

п =4 — кол-во этажей.

Значения коэффициента динамичности в для грунтов II категорий по сейсмическим свойствам в зависимости от расчетного периода собственных колебаний Т1 здания или сооружения по i-ой форме при определении сейсмических нагрузок следует принимать равными:

при Тi? 0,1 свi=1+15Тi;

при 0,1 с < Тi < 0,8 свi=25;

при Тi? 0,8 свi=2,5*(0,8/ Тi)0,5.

Во всех случаях значения вi должны приниматься не менее 0,8.

Коэффициент динамичности для расчета по первым трем формам колебаний:

в1=2,5*(0,8/ T1)0,5=1,01;

в2= в3=2,5.

Коэффициенты форм колебании подсчитаны в таблице 3.

Таблица 3 — коэффициенты форм колебаний.

Вычисление сейсмической нагрузки Расчетную сейсмическую нагрузку, приложенную к точке k и соответствующего i-ой форме собственных колебаний, определим по формуле:

Sik=K0K1GkAвiKшзik,.

где K0=1,0 — коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения;

K1=0,35 — коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения;

А=1,0 м/с2 — значение ускорения в уровне основания;

Kш=1,3 — коэффициент, учитывающий способность к рассеиванию энергии.

Таблица 4 — значения сейсмических сил, соответствующие трем формам колебаний.

Определение усилий в несущих конструкциях от сейсмической нагрузки Поперечные силы (кН) и изгибающие моменты (кНм) в сечениях вертикальных диафрагм подсчитаны в таблице 5 для трех форм колебаний.

Расчетные значения поперечных сил и изгибающих моментов в горизонтальных сечениях вертикальных диафрагм определяют по формулам:

Qk=v?3i=1Q2ik;

Mk=v?3i=1M2ik.

Таблица 5 — значения сейсмических и поперечных сил (кН)и изгибающих моментов (кНМ) в диафрагмах.

Поперечные силы равны:

Q1= 15 941,4 кН;

Q2= 12 014,6 кН;

Q3= 1210,7 кН.

Изгибающие моменты и сейсмические силы равны:

М1= 100 574,6 кНм;

М2= 75 800,3 кНм;

М3= 7638,51 кНм.

S1= 7618,7 кН;

S2= 5742,1 кН;

S3= 578,6 кН.