Проектирование здания с использованием программного комплекса 'Мономах 4.5' и приложения 'Плита'
1. Расчет железобетонной фундаментной плиты
железобетонный плита здание колонна
Расчет конструкции фундаментной плиты выполнен в
соответствии с действующими нормами, и произведен с использованием программного
комплекса "Мономах 4.5" и приложения "Плита".
Нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию
фундаментной плиты приняты в соответствии с требованиями [5].
Конструктивная схема здания - с полным каркасом;
стены - газосиликатные блоки, несущими конструкциями являются монолитные
железобетонные стены, колонны и пилоны сечением 400*400, 700*400 мм. Здание 6
этажное общественное. Плиты перекрытия толщиной 180 мм. Условная отметка
чистого пола первого этажа 0.000 м. Высота этажей 3.6, 3.9, 3.75 м. Отметка
подошвы фундамента -8.050 м.
Конструктивное решение принято в соответствие
[24,25].
Рис. 2.2.1 Общие характеристики здания.
Рис. 2.2.2 Общий вид монолитного каркаса здания.
Характеристики материалов, для расчета
фундаментной плиты, приняты: бетон кл. В20, арматура А500, А400.
Рис. 2.2.3 Характеристики материалов
фундаментной плиты.
Железобетонная фундаментная плита выполнена в
виде многоугольника (в плане), толщиной 900 мм.
Рис. 2.2.4 План фундаментной плиты.
Для расчета в программном комплексе
"Мономах 4.5" приняты следующие нагрузки:
. Собственный вес конструкции
. Постоянная нагрузка
. Временная нагрузка
Программный комплекс "Мономах 4.5"
учитывает все заданные нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию
фундаментной плиты, при компоновке расчетной схемы всего здания.
Заданные нормативные и расчетные нагрузки
приведены в таблице "Сбор нагрузок на конструкцию фундаментной плиты
основной части здания"
Сбор нагрузок на конструкцию фундаментной плиты
основной части здания.
Табл. 2.2.1
|
№
п/п
|
Вид
нагрузки
|
Нормативная
нагрузка qnor, кН/м2
|
Коэфф.
Надежности по нагрузке
|
Расчетная
нагрузка q, кН/м2
|
|
1
|
Бетонное
покрытие кл. В15 ( м)
|
0.03*24=0.72
|
1.1
|
0.79
|
|
2
|
Подготовка
из бетона кл. В7.5 армированный сеткой ( м)
|
0.1*25=2.50
|
1.1
|
2.75
|
|
Итого
|
3.22
|
|
3.54
|
|
6
|
Временная
нагрузка на пол в спортивных центрах и сооружениях
|
4
|
1.2
|
4.8
|
Вычисленные расчетные нагрузки вносим в свойства
фундаментной плиты, скомпонованной в программном комплексе "Мономах
4.5".
Рис. 2.2.5 Расчетные нагрузки.
Рис. 2.2.6 Общий вид монолитного каркаса здания
с постоянной загрузкой.
Рис. 2.2.7 Общий вид монолитного каркаса здания
с временной загрузкой
После компоновки схемы и задания всех нагрузок
произведен расчет всего здания и МКЭ расчет. В результате расчета были получены
следующие результаты:
Рис. 2.2.8 Изополя перемещений по оси Z (м)
Максимальная осадка составила 0.14 см, что не
превышает предельно допустимой равной 8 см.
.14 < 8 см.
Рис. 2.2.9 Изополя напряжений по Mх.
Рис. 2.2.10 Изополя напряжений по My.
Рис. 2.2.11 Изополя напряжений по Qx.
Рис. 2.2.12 Изополя напряжений по Qy.
В результате расчета были получены данные,
которые экспортируются в конструирующие приложения программного комплекса
"Мономах 4.5". В дальнейшем при помощи приложения "Плита"
рассчитывается оптимальное армирование фундаментной плиты, с учетом полученных
ранее данных.
В приложении "Плита" импортируем
данные из приложении "Компоновка" и произвести расчет армирования с
учетом всех загружений на фундаментную плиту. В результате расчета получены
данные о верхнем, нижнем и поперечном армировании фундаментной плиты:
Верхнее армирование:
Рис. 2.2.13 Изополя арматуры вдоль оси Х.
Рис. 2.2.14 Изополя арматуры вдоль оси Y.
Нижнее армирование:
Рис. 2.2.15 Изополя арматуры вдоль оси Х.
Рис. 2.2.16 Изополя арматуры вдоль оси Y.
Поперечное армирование:
Рис. 2.2.17 Изополя арматуры вдоль оси Z.
В результате подбора арматуры принимаем:
Верхнее основное армирование (в направлениях
вдоль осей X и Y) стержнями 
12A500 (Ax=1.131 см2)
с шагом 200 мм, в зонах требующих усиленное армирование стрежнями 16A500
(Ax=2.010см2) с шагом 100 мм.
Нижнее основное армирование (в направлениях
вдоль осей X и Y) стержнями 12A500 (Ax=1.131 см2)
с шагом 200 мм, в зонах требующих усиленное армирование стрежнями 14A500
(Ax=1.54 см2) с шагом 100 мм.
Поперечное армирование принимаем стержни
диаметром 
A400 (Ax=0.503 см2)
с шагом 600 мм, а в зонах где усиленное армирование и в местах опирания колонн
и стен стержни A400 (Ax=0.503 см2)
с шагом 400 мм.
В результатеподбора арматуры были приняты сетки
по [20].
. Теплотехнический расчет ограждающих
конструкций
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Согласно [12] установлены три показателя
тепловой защиты здания:
а) приведенное сопротивление теплопередаче
отдельных элементов ограждающих конструкций здания;
б) санитарно-гигиенический, включающий
температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности
ограждающих конструкций и температуру на внутренней поверхности выше
температуры точки росы;
в) удельный расход тепловой энергии на отопление
здании, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных
видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений
здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого
значения этого показателя.
Требования тепловой защиты здания будут
выполнены, если в жилых и общественных зданиях будут соблюдены требования
показателей "а" и "б" либо "б" и "в".
Выполнение условия "а" - Сопротивление
теплопередаче элементов ограждающих конструкций
Приведенное сопротивление теплопередаче Rо
следует принимать не менее нормируемых значений Rreg, определяемых по таблице 4
[12] в зависимости от градусо-суток района строительства
= (tint-tht)*Zht,
где: - tht, Zht средняя температура и продолжительность
периода со среднесуточной температурой воздуха менее 8оС;- расчетная
температура внутреннего воздуха, ºС
По [4] определяем требуемые данные для расчета
для г.Кострома:
=-3.9оС, Zht =222 сут.
Внутренняя температура принята tint=18оС (по
рекомендациям по определению внутренней температуры п.5.3 [12]
Тогда градусо-сутки отопительного периода:
= (18- (-3.9))*222=4861.8оС-сут.,
Нормируемое значение теплопередачи конструкции
покрытия определяем по формуле:
= а* Dd + б = 0.0004*4861.8+1,6=3.545(м2*оС)/Вт,
Где а и б - коэффициенты для покрытий
общественного здания по табл. 4 [12].
Характеристики материалов, используемых в
конструкции покрытия
Табл. 1.5.1
|
Материал
|
Удельный
вес, γ
кг/м3
|
Толщина
слоя, δ,
м
|
Коэффициент
теплопередачи, (по СП 23-101-2004) λ, Вт/м2•оС
|
|
1.
Стеклогидроизол
|
600
|
0.015
|
0.17
|
|
2.
Утеплитель (Минераловатные плиты РУФ БАТТС В™)
|
190
|
х
|
0.048
|
|
3.
Пароизоляция
|
600
|
0.002
|
0.17
|
|
4.
Раствор цементно-песчаный
|
1800
|
0.050
|
0.93
|
|
5.Железобетон
|
2500
|
0.200
|
2.04
|
Сопротивление теплопередаче Rо однородной
многослойной конструкции определяем по формуле 8 [11]
о= Rsi + Rk + Rse=1/ α
int + ∑Ri
+ 1/ α ext =
1/8.7+0.015/0.17+X/0.048+0.002/0.17+0.05/0.93+0.2/2.04+1/23=0.410+Х/0.048≤
≤Rreg=3.545(м2*оС)/Вт
Где α int=8.7 Вт/(м2*оС)
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности по табл. 7 СНиП 23-02-99
α ext=23 Вт/(м2*оС)
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности по табл. 8 [11] ∑Ri=∑
(δi/ λi) - термосопротивление однородной
многослойной конструкции по формуле 7 [11] Определяем требуемую толщину утеплителя:
= (3.545-0.410)*0.048=0.150 м
Принимаем толщину утеплителя х=160мм
Фактическое сопротивление теплопередаче
конструкции покрытия
=1/8.7+0.015/0.17+0.16/0.048+0.002/0.17+0.05/0.93+0.2/2.04+1/23=3.743(м2*оС)/Вт
Проверка ограждающих конструкций по условиям
"б" - ограничение температуры и конденсации влаги на внутренней
поверхности ограждающей конструкции.
Первое условие по ограничению температуры
внутренней поверхности конструкции.
Расчетный температурный перепад определяем по
формуле 4 ([12])
∆to=(n*(tint- text)) / (Ro* α
int)
Где n=1 - коэффициент, учитывающий зависимость
положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по таблице 6
[12] tint=+18оС - расчетная средняя температура внутреннего воздуха
(см пояснения к формуле 2 [12])=-31оС - расчетная температура наружного воздуха
в холодный период года равная температуре наиболее холодной пятидневки
обеспеченностью 0,92 по [4] для района строительства
∆tн=4.0oC - нормируемый
температурный перепад для покрытий общественных зданий по таблице 5 СНиП
23-02-2003
∆to = (1*(18-(-31)) / (3.743 *8.7)=1.504oC
< ∆tн=4.0oC
условие по нормируемому температурному перепаду
между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности
покрытия соблюдается.
Второе условие по ограничению конденсации влаги
на внутренней поверхности конструкций.
Температуру точки росы определяем по [11] по
приложению Р при внутренней температуре +18оС и влажности 50% -
td=+7,44оС. (рекомендации по определению влажности см п.5.9 СНиП 23-02-2003)
Температура поверхности покрытия tint-∆to
= 18-1.504=+16.496оС > td=+7,44оС
Второе условие по ограничению конденсации влаги
на внутренней поверхности стен и покрытий удовлетворяется
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Согласно [12] установлены три показателя
тепловой защиты здания:
а) Приведенное сопротивление теплопередаче
отдельных элементов ограждающих конструкций здания;
б) санитарно-гигиенический, включающий
температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности
ограждающих конструкций и температуру на внутренней поверхности выше
температуры точки росы;
в) удельный расход тепловой энергии на отопление
здании, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных
видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений
здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого
значения этого показателя.
Требования тепловой защиты здания будут
выполнены, если в жилых и общественных зданиях будут соблюдены требования
показателей "а" и "б" либо "б" и "в".
Выполнение условия "а" - Сопротивление
теплопередаче элементов ограждающих конструкций
Приведенное сопротивление теплопередаче Rо
следует принимать не менее нормируемых значений Rreg, определяемых по таблице 4
[12] в зависимости от градусо-суток района строительства
= (tint-tht)*Zht,
где: - tht, Zht средняя температура и
продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха менее 8оС;-
расчетная температура внутреннего воздуха, ºС
По [4] определяем требуемые данные для расчета
для г.Кострома:
=-3.9оС, Zht =222сут.
Внутренняя температура принята tint=18оС (по
рекомендациям по определению внутренней температуры п.5.3 СНиП 23-02-2003)
Тогда градусо-сутки отопительного периода:
= (18- (-3.9))*222=4861.8оС-сут.,
Нормируемое значение теплопередачи конструкции
стены определяем по формуле:
= а* Dd + б = 0.0003*4861.8+1.2=2.659(м2*оС)/Вт,
Где а и б - коэффициенты для стены общественного
здания по табл. 4 [12].
Характеристики материалов, используемых в
конструкции стены
Табл. 1.5.2
|
Материал
|
Удельный
вес,
γ
кг/м3
|
Толщина
слоя, δ,
м
|
Коэффициент
теплопередачи, (по СП 23-101-2004) λ, Вт/м2•оС
|
|
1.
Штукатурка фасадная
|
1600
|
0.002
|
0.81
|
|
2.
Минераловатные плиты ФАСАД БАТТС
|
145
|
х
|
0.045
|
|
3.
Газосиликат
|
1000
|
0.30
|
0.47
|
|
4.
Штукатурка
|
1800
|
0.02
|
0.93
|
Сопротивление теплопередаче Rо однородной
многослойной конструкции определяем по формуле 8 [11]
о= Rsi + Rk + Rse=1/ α
int + ∑Ri
+ 1/ α ext = 1/8.7+0.002/0.81+х/0.045+0.30/0.47+0.02/0.93+1/23=0.82+Х/0.045≤
≤Rreg=2.659(м2*оС)/Вт
Где α int=8.7 Вт/(м2*оС)
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности по табл. 7 [4]
α ext=23 Вт/(м2*оС)
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности по табл. 8 [11] ∑Ri=∑
(δi/ λi) - термосопротивление однородной
многослойной конструкции по формуле 7 [11] Определяем требуемую толщину
минераловатных плит ФАСАД БАТТС:
= (2.659-0.82)*0.045=0.0827 м
Принимаем толщину ктеплителя х=90 мм
Фактическое сопротивление теплопередаче
конструкции стены
=1/8.7+0.002/0.81+0.09/0.045+0.30/0.47+0.02/0.93+1/23=2.820(м2*оС)/Вт
Проверка ограждающих конструкций по условиям
"б" - ограничение температуры и конденсации влаги на внутренней
поверхности ограждающей конструкции.
Первое условие по ограничению температуры
внутренней поверхности конструкции.
Расчетный температурный перепад определяем по
формуле 4 ([12])
∆to=(n*(tint- text)) / (Ro* α
int)
Где n=1 - коэффициент, учитывающий зависимость
положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по таблице 6
[12],=+18оС - расчетная средняя температура внутреннего воздуха (см пояснения к
формуле 2 [12])=-31оС - расчетная температура наружного воздуха в холодный
период года равная температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью
0,92 по [11] для района строительства
∆tн=4.5oC - нормируемый температурный
перепад для наружных стен общественных зданий по таблице 5 [12]
∆to = (1*(18-(-31)) / (2.820*8.7)=1.997oC
< ∆tн=4.5oC
условие по нормируемому температурному перепаду
между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности
стены соблюдается.
Второе условие по ограничению конденсации влаги
на внутренней поверхности конструкций.
Температуру точки росы определяем по [11] по
приложению Р при внутренней температуре +18оС и влажности 50% -
td=+7,44оС. (рекомендации по определению влажности см п.5.9 [12])
Температура поверхности стен
∆to = 18-1.997=+16.003оС >
td=+7,44оС
Второе условие по ограничению конденсации влаги
на внутренней поверхности стен и покрытий удовлетворяется
. Расчет железобетонной плиты перекрытия
Расчет конструкции плиты перекрытия выполнен в
соответствии с действующими нормами, и произведен с использованием программного
комплекса "Мономах 4.5" и приложения "Плита".
Нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию
фундаментной плиты приняты в соответствии с требованиями [5].
Конструктивная схема здания - с полным каркасом;
стены - газосиликатные блоки, несущими конструкциями являются монолитные
железобетонные стены, колонны и пилоны сечением 400*400, 700*400 мм. Здание 6
этажное общественное. Плиты перекрытия толщиной 180 мм. Условная отметка чистого
пола первого этажа 0.000 м. Высота этажей 3.6, 3.9, 3.75 м. Отметка подошвы
фундамента -8.050 м.
Конструктивное решение принято в соответствие
[14,16,17,18].
Рис. 2.3.1 Общие характеристики здания.
Рис. 2.3.2 Общий вид монолитного каркаса здания.
Характеристики материалов, для расчета плиты
перекрытия, приняты: бетон кл. В25, арматура А500, А400.
Рис. 2.3.3 Характеристики материалов
фундаментной плиты.
Железобетонная плита перекрытия выполнена в виде
многоугольника (в плане), толщиной 250 мм.
Рис. 2.3.4 План плиты перекрытия.
Для расчета в программном комплексе
"Мономах 4.5" приняты следующие нагрузки:
. Собственный вес конструкции
. Постоянная нагрузка
. Временная нагрузка
Программный комплекс "Мономах 4.5"
учитывает все заданные нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию плиты
перекрытия, при компоновке расчетной схемы всего здания. Заданные нормативные и
расчетные нагрузки приведены в таблице " Сбор нагрузок на конструкцию
плиты перекрытия основной части здания"
Постоянная нагрузка от веса покрытия на 1м2
поверхности монолитного перекрытия (служебные и общественные помещения)
Табл 2.3.1
|
№
п/п
|
Вид
нагрузки
|
Нормативная
нагрузка qnor, кН/м2
|
Коэфф.
Надежности по нагрузке
|
Расчетная
нагрузка q, кН/м2
|
|
1
|
Керамогранитная
плитка ( м)
|
0.01*24=0.24
|
1.2
|
0.288
|
|
2
|
Цементно-песчаная
стяжка ( м)
|
0.02*18=0.36
|
1.3
|
0.468
|
|
3
|
Тепло-и
звукоизоляция ( м)
|
0.05*1.2=0.06
|
1.2
|
0.072
|
|
4
|
Пароизоляция
(
 )
|
0.002*6=0.012
|
1.2
|
0.0144
|
|
Итого
|
0.672
|
|
0.8424
|
|
5
|
Временная
нагрузка на перекрытие в спортивных центрах и сооружениях
|
4
|
1.2
|
4.8
|
Постоянная нагрузка от веса покрытия на 1м2
поверхности мон-го перекрытия (кровля)
Табл 2.3.2
|
№
п/п
|
Вид
нагрузки
|
Нормативная
нагрузка qnor, кН/м2
|
Коэфф.
Надежности по нагрузке
|
Расчетная
нагрузка q, кН/м2
|
|
1
|
Гидроизоляция
(
 )
|
0.015*8=0.12
|
1.3
|
0.156
|
|
2
|
Цементно-песчаная
стяжка ( м)
|
0.02*18=0.36
|
1.3
|
0.468
|
|
4
|
Утеплитель
(Минераловатные плиты РУФФ БАТТС В™) (
 )
|
0.16*1.9=0.304
|
1.2
|
0.3648
|
|
5
|
Пароизоляция
(
)
|
0.002*6=0.012
|
1.2
|
0.0144
|
|
Итого
|
0.796
|
|
1.0032
|
|
6
|
Расчетная
снеговая
|
|
|
2.4
|
|
7
|
Временная
нагрузка на покрытие в спортивных центрах и сооружениях
|
4
|
1.2
|
4.8
|
Постоянная нагрузка от стены на 1м2 поверхности
монолитного покрытия
Табл 2.3.3
|
№
п/п
|
Вид
нагрузки
|
Нормативная
нагрузка qnor, кН/м2
|
Коэфф.
Надежности по нагрузке
|
Расчетная
нагрузка q, кН/м2
|
|
1
|
Штукатурка
(
м)
|
0.005*16=0.08
|
1.3
|
1.04
|
|
2
|
Утеплитель
(Минераловатные плиты ФАСАД БАТТС ™) (
 )
|
0.16*1.45=0.232
|
1.2
|
0.2784
|
|
3
|
Газосиликат
(
 )
|
0.3*10=3
|
1.2
|
3.6
|
|
Итого
|
3.312
|
|
3.9824
|
Рис. 2.3.5 Общий вид монолитного каркаса здания
с постоянной загрузкой.
Рис. 2.3.6 Общий вид монолитного каркаса здания
с временной загрузкой
После компоновки схемы и задания всех нагрузок
произвести расчет всего здания и МКЭ расчет. В результате расчета были получены
данные:
Рис. 2.3.7 Изополя перемещений по оси X (м).
Рис. 2.3.8 Изополя перемещений по оси Y (м).
Рис. 2.3.9 Изополя перемещений по оси Z (м).
Рис. 2.3.10 Изополя напряжений по Nx.
Рис. 2.3.11 Изополя напряжений по Ny.
Рис. 2.3.12 Изополя напряжений по Mх.
Рис. 2.3.13 Изополя напряжений по My.
Рис. 2.3.14 Изополя напряжений по Qx.
Рис. 2.3.15 Изополя напряжений по Qy.
В результате расчета были получены данные,
которые экспортируются в конструирующие приложения программного комплекса
"Мономах 4.5". В дальнейшем при помощи приложения "Плита"
рассчитывается оптимальное армирование плиты перекрытия, с учетом полученных
ранее данных.
В приложении "Плита" импортируем
данные из приложении "Компоновка" и произвести расчет армирования с
учетом всех загружений на плиту. В результате расчета получены данные о
верхнем, нижнем и поперечном армировании плиты:
Рис. 2.3.16 Изополя арматуры вдоль оси Х.
Рис. 2.3.17 Изополя арматуры вдоль оси Y.
Нижнее армирование:
Рис. 2.3.18 Изополя арматуры вдоль оси Х.
Рис. 2.3.19 Изополя арматуры вдоль оси Y.
Поперечное армирование:
Рис. 2.2.20 Изополя арматуры вдоль оси Z.
В результате подбора арматуры принимаем:
Верхнее основное армирование (в направлениях
вдоль осей X и Y) стержнями 
A500 (Ax=1.131 см2)
с шагом 200 мм, в зонах требующих усиленное армирование стрежнями 14A500
(Ax=1.539 см2) с шагом 100 мм
Нижнее основное армирование (в направлениях
вдоль осей X и Y) стержнями 12A500 (Ax=1.131 см2)
с шагом 200 мм, в зонах требующих усиленное армирование стрежнями 14A500
(Ax=1.539 см2) с шагом 100 мм.
Поперечное армирование принимаем стержни 8A500
(Ax=0.503 см2) с шагом 600 мм, а в зонах где усиленное армирование и
в местах опирания колонн и стен стержни 8A500
(Ax=0.503 см2) с шагом 400 мм.
В результатеподбора арматуры были приняты сетки
по [20].
. Расчет железобетонной колонны
Расчет конструкции колонны выполнен в
соответствии с действующими нормами, и произведен с использованием программного
комплекса "Мономах 4.5" и приложения "Колонна".
Нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию
колонны приняты в соответствии с требованиями [5].
В результате расчета были получены данные,
которые экспортируются в конструирующие приложения программного комплекса
"Мономах 4.5". В дальнейшем при помощи приложений рассчитывается
оптимальное армирование конструкций каркаса, с учетом полученных ранее данных.
Элементов монолитного ж/б каркаса, с наибольшими
суммарными напряжениями и усилиями.
Колонна:
|
N
|
Загружение
|
Форма/
комбинация
|
a(м)
|
N(кН)
|
Qz(кН)
|
My(кН*м)
|
Qy(кН)
|
Mz(кН*м)
|
|
Этаж
N3 Колонна N19 Прямоугольник b=0.7 h=0.4м, H=3.6м, 1. Железобетон, m=0.50%
|
|
3_19
|
Постоянная
|
|
0
|
-314.878
|
2.172
|
-5.374
|
0.217
|
1.141
|
|
|
|
3.6
|
-290.165
|
2.172
|
2.447
|
0.217
|
0.359
|
|
Кр.
времен.
|
|
0
|
-201.81
|
2.349
|
-4.359
|
-0.555
|
-0.801
|
|
|
|
3.6
|
-201.81
|
2.349
|
4.097
|
-0.555
|
1.198
|
|
Сочетание
1
|
|
0
|
-620.026
|
5.425
|
-11.679
|
-0.405
|
0.408
|
|
|
|
3.6
|
-590.37
|
5.425
|
7.853
|
-0.405
|
1.867
|
Сечение
Размеры, мм:
|
b
|
700
|
|
h
|
400
|
|
Площадь,
см2
|
2800
|
Отметки
|
Высота
этажа, мм
|
3600
|
|
Высота
перекрытия, мм
|
250
|
Отметки, м:
|
низа
колонны
|
0,000
|
|
верха
перекрытия
|
+3,600
|
Расчетная длина
Коэффициенты расчетной длины:
Расчетная длина, мм:
Гибкость:
Нагрузки
С учетом собственного веса колонны
|
N,
тс
|
Mx,
тс*м
|
My,
тс*м
|
Qx,
тс
|
Qy,
тс
|
T,
тс*м
|
сеч
|
|
Постоянная
|
-59.5
|
0.187
|
-1.17
|
0.543
|
-0.0405
|
0
|
|
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
|
Учитывать при автоматическом формировании РСН:
знакопеременность ветровой и сейсмической
нагрузки
Расчетное армирование
Продольная арматура, см2:
|
полная
|
16.02
|
|
по
прочности
|
16.02
|
|
%
армирования
|
0.57
|
|
Поперечная
арматура, см2/м
|
0
|
Расстановка продольной арматуры
Армирование симметричное
|
угловые
|
4Æ25
|
|
конструкт.
|
2Æ16
|
|
Всего
|
4Æ25
+ 2Æ16
|
|
Площадь
арматуры, см2
|
23.6562
|
|
%
армирования
|
0.84
|
Анкеровка продольной арматуры
|
Диаметр
стержня, мм
|
Длина
анкеровки, мм
|
Длина
нахлестки, мм
|
|
25
|
910
|
1090
|
|
16
|
580
|
700
|
Расстановка поперечной арматуры
|
Зона
анкеровки, мм:
|
6Æ10
|
|
шаг
|
250
|
|
привязка
1-го
|
50
|
|
зона
раскладки
|
1250
|
|
привязка
последнего
|
1300
|
|
Основная
зона, мм:
|
6Æ10
|
|
шаг
|
300
|
|
привязка
1-го
|
1600
|
|
зона
раскладки
|
1500
|
|
привязка
последнего
|
3100
|
|
Доборный,
мм:
|
1Æ10
|
|
шаг
|
200
|
|
привязка
|
3300
|
|
расст.
до верха
|
50
|
|
Площадь
арматуры, см2/м
|
5.23599
|
Режимы установки шпилек:
наклонные шпильки в углах
объединять 2-х узловые в углах в 4-х узловой
хомут
. Расчет железобетонной колонны
Расчет конструкции колонны выполнен в
соответствии с действующими нормами, и произведен с использованием программного
комплекса "Мономах 4.5" и приложения "Колонна".
Нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию
колонны приняты в соответствии с требованиями [5].
В результате расчета были получены данные,
которые экспортируются в конструирующие приложения программного комплекса
"Мономах 4.5". В дальнейшем при помощи приложений рассчитывается
оптимальное армирование конструкций каркаса, с учетом полученных ранее данных.
Элементов монолитного ж/б каркаса, с наибольшими
суммарными напряжениями и усилиями.
Колонна:
|
N
|
Загружение
|
Форма/
комбинация
|
a(м)
|
N(кН)
|
Qx(кН)
|
My(кН*м)
|
Qy(кН)
|
Mx(кН*м)
|
|
Этаж
N1 Колонна N9 Прямоугольник b=0.4 h=0.4м, H=3.75м, 1. Железобетон, m=0.50%
|
|
1_9
|
Постоянная
|
|
0
|
-271.361
|
4.591
|
-7.715
|
1.661
|
2.688
|
|
|
|
3.75
|
-256.65
|
4.591
|
9.501
|
1.661
|
-3.543
|
|
Кр.
времен.
|
|
0
|
-201.393
|
2.609
|
-4.077
|
1.015
|
1.516
|
|
|
|
3.75
|
-201.393
|
2.609
|
5.708
|
1.015
|
-2.288
|
|
Сочетание
1
|
|
0
|
-567.305
|
8.64
|
-14.15
|
3.211
|
5.045
|
|
|
|
3.75
|
-549.652
|
8.64
|
18.251
|
3.211
|
-6.997
|
Сечение
Размеры, мм:
|
b
|
400
|
|
h
|
400
|
|
Площадь,
см2
|
1600
|
Отметки
|
Высота
этажа, мм
|
3750
|
|
Высота
перекрытия, мм
|
250
|
Отметки, м:
|
низа
колонны
|
0,000
|
|
верха
перекрытия
|
+3,750
|
Расчетная длина
Коэффициенты расчетной длины:
Расчетная длина, мм:
Гибкость:
|
Lo/h
X
|
4.69
|
|
Lo/h
Y
|
9.38
С учетом собственного веса колонны
|
N,
тс
|
Mx,
тс*м
|
My,
тс*м
|
Qx,
тс
|
Qy,
тс
|
T,
тс*м
|
сеч
|
|
Постоянная
|
-55.2
|
-0.7
|
1.83
|
0.864
|
0.321
|
0
|
|
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
|
Учитывать при автоматическом формировании РСН:
знакопеременность ветровой и сейсмической
нагрузки
Расчетное армирование
Продольная арматура, см2:
|
полная
|
16.58
|
|
по
прочности
|
16.58
|
|
%
армирования
|
1.04
|
|
Поперечная
арматура, см2/м
|
0
|
Расстановка продольной арматуры
Армирование симметричное
|
угловые
|
4Æ25
|
|
Всего
|
4Æ25
|
|
Площадь
арматуры, см2
|
19.635
|
|
%
армирования
|
1.23
|
Анкеровка продольной арматуры
|
Диаметр
стержня, мм
|
Длина
анкеровки, мм
|
Длина
нахлестки, мм
|
|
25
|
910
|
1090
|
Расстановка поперечной арматуры
|
Зона
анкеровки, мм:
|
6Æ10
|
|
шаг
|
250
|
|
привязка
1-го
|
50
|
|
зона
раскладки
|
1250
|
|
привязка
последнего
|
1300
|
|
Основная
зона, мм:
|
7Æ10
|
|
шаг
|
300
|
|
привязка
1-го
|
1600
|
|
зона
раскладки
|
1800
|
|
привязка
последнего
|
3400
|
|
расст.
до верха
|
100
|
|
Площадь
арматуры, см2/м
|
5.23599
|
Режимы установки шпилек:
наклонные шпильки в углах
объединять 2-х узловые в углах в 4-х узловой
хомут
. Расчет монолитного железобетонного каркаса
Расчет конструкции монолитного железобетонного
каркаса выполнен в соответствии с действующими нормами, и произведен с
использованием программного комплекса "Мономах 4.5".
Функции программы:
предоставляется инструментарий для формирования модели
здания с заданными нагрузками на плиты перекрытия этажей;
выполняется сбор нагрузок на конструктивные
элементы с учетом принятой схемы здания;
определяются требуемые сечения железобетонных
элементов (проверяются подобранные и зафиксированные);
выполняется формирование расчетной схемы и
конечно-элементый расчет. Определяются перемещения узлов, усилия и напряжения в
сечениях элементов;
экспортируются сведения об элементах для работы
в конструирующих программах: плита, колонна;
При подборе или проверке сечений конструктивных
элементов нормативные значения нагрузок автоматически приводятся к расчетным
значениям (для каждого вида нагружения принимаются осредненные коэффициенты
надежности по нагрузке), и, в соответствии со стандартными коэффициентами сочетаний,
формируются расчетные сочетания нагрузок.
Железобетонные элементы, размер сечения которых
зафиксирован, проверяются при расчете. При отсутствии фиксации выполняется
подбор сечений.
Коэффициент надежности по ответственности принят
равным 0,95.
В программе предусмотрено осуществление двух
видов расчетов - предварительного (упрощенного) расчета и МКЭ расчета.
Основной целью предварительного (упрощенного)
расчета является идентификация конструктивной схемы здания, сбор нагрузок,
проверка или подбор сечений железобетонных элементов. В процессе расчета
выполняется диагностика созданной модели.
По результатам расчета всего здания формируются
таблицы нагрузок, таблицы объемов и стоимости, выполняется экспорт данных в
программы конструирования.
Расчет всего здания производится, после того как
успешно произведен расчет всех этажей.
Нормативные и расчетные нагрузки на конструкцию
приняты в соответствии с требованиями [5].
Конструктивная схема здания - с полным каркасом;
стены - газосиликатные блоки, несущими конструкциями являются монолитные
железобетонные стены, колонны и пилоны сечением 400*400, 700*400 мм. Здание 6
этажное общественное. Плиты перекрытия толщиной 180 мм. Условная отметка
чистого пола первого этажа 0.000 м. Высота этажей 3.6, 3.9, 3.75 м. Отметка подошвы
фундамента -8.050 м.
Конструктивное решение принято в соответствие
[14,16,17,18].
Рис. 2.1.1 Общие характеристики здания.
Рис. 2.1.2 Общий вид монолитного каркаса здания.
Характеристики материалов, для расчета плиты
перекрытия, приняты: бетон кл. В20, арматура А500, А400.
Рис. 2.2.3 Характеристики материалов
фундаментной плиты.
Для расчета в программном комплексе
"Мономах 4.5" приняты следующие нагрузки:
. Собственный вес конструкции
. Постоянная нагрузка
. Временная нагрузка
Программный комплекс "Мономах 4.5"
учитывает все заданные нормативные и расчетные нагрузки на конструкции каркаса,
при компоновке расчетной схемы всего здания.
Сбор нагрузок на конструкцию фундаментной плиты
основной части здания.
Табл 2.1.1
|
№
п/п
|
Вид
нагрузки
|
Нормативная
нагрузка qnor, кН/м2
|
Коэфф.
Надежности по нагрузке
|
Расчетная
нагрузка q, кН/м2
|
|
1
|
Бетонное
покрытие кл. В15 ( м)
|
0.03*24=0.72
|
1.1
|
0.792
|
|
2
|
Подготовка
из бетона кл. В7.5 армированный сеткой ( м)
|
0.1*25=2.5
|
1.1
|
2.75
|
|
Итого
|
3.22
|
|
3.542
|
|
6
|
Временная
нагрузка на пол в спортивных центрах и сооружениях
|
4
|
1.2
|
4.8
|
Постоянная нагрузка от веса покрытия на 1 м2
поверхности монолитного перекрытия служебные и общественные помещения)
Табл 2.1.2
|
№
п/п
|
Вид
нагрузки
|
Нормативная
нагрузка qnor, кН/м2
|
Коэфф.
Надежности по нагрузке
|
Расчетная
нагрузка q, кН/м2
|
|
1
|
Керамогранитная
плитка ( м)
|
0.01*24=0.24
|
1.2
|
0.288
|
|
2
|
Цементно-песчаная
стяжка ( м)
|
0.02*18=0.36
|
1.3
|
0.468
|
|
3
|
Тепло-и
звукоизоляция ( м)
|
0.05*1.2=0.06
|
1.2
|
0.072
|
|
4
|
Пароизоляция
(
)
|
0.002*6=1.2
|
1.2
|
0.0144
|
|
Итого
|
0.672
|
|
0.8424
|
|
5
|
Временная
нагрузка на перекрытие спортивных центрах и сооружениях
|
4
|
1.2
|
4.8
|
Постоянная нагрузка от веса покрытия на 1 м2
поверхности монолитного перекрытия (кровля)
Табл 2.1.3
|
№
п/п
|
Вид
нагрузки
|
Нормативная
нагрузка qnor, кН/м2
|
Коэфф.
Надежности по нагрузке
|
Расчетная
нагрузка q, кН/м2
|
|
1
|
Гидроизоляция
(
)
|
0.015*8=0.12
|
1.3
|
0.156
|
|
2
|
Цементно-песчаная
стяжка ( м)
|
0.02*18=0.36
|
1.3
|
0.468
|
|
4
|
Утеплитель
(Минераловатные плиты РУФФ БАТТС В™) (
)
|
0.16*1.9=0.304
|
1.2
|
0.3648
|
|
5
|
Пароизоляция
(
)
|
0.002*6=0.012
|
1.2
|
0.0144
|
|
Итого
|
0.796
|
|
1.002
|
|
6
|
Расчетная
снеговая
|
|
|
2.4
|
|
7
|
Временная
нагрузка на покрытие в общественных зданий
|
4
|
1.2
|
4.8
|
Постоянная нагрузка от стены на 1 м2
поверхности монолитного покрытия
Табл 2.1.4
|
№
п/п
|
Вид
нагрузки
|
Нормативная
нагрузка qnor, кН/м2
|
Коэфф.
Надежности по нагрузке
|
Расчетная
нагрузка q, кН/м2
|
|
1
|
Штукатурка
(
м)
|
0.005*16=0.08
|
1.3
|
0.104
|
|
2
|
Утеплитель
(Минераловатные плиты ФАСАД БАТТС ™) (
)
|
0.16*1.45=0.232
|
1.2
|
2.784
|
|
3
|
Газосиликат
(
)
|
0.3*10=3
|
1.2
|
3.6
|
|
Итого
|
3.312
|
|
3.9824
|
Рис. 2.1.4 Общий вид монолитного каркаса здания
с постоянной загрузкой.
Рис. 2.1.4 Общий вид монолитного каркаса здания
с временной загрузкой.
После компоновки схемы и задания всех нагрузок
произвести расчет всего здания и МКЭ расчет. В результате расчета были получены
данные:
Рис. 2.1.5 Перемещения по оси X.
Рис. 2.1.6 Перемещения по оси Y.
Рис. 2.1.7 Перемещения по оси Z.
Рис. 2.1.8 Перемещения по UZ.
Рис. 2.1.9 Напряжения по Nx.
Рис. 2.1.10 Напряжения по Ny.
Рис. 2.1.11 Напряжения по Mx.
Рис. 2.1.12 Напряжения по My.
Рис. 2.1.13 Напряжения по Qx.
Рис. 2.1.14 Напряжения по Qy.
Результаты МКЭ расчета
Суммарные нагрузки на отметке верха фундаментной
плиты
В результате расчета были получены данные,
которые экспортируются в конструирующие приложения программного комплекса
"Мономах 4.5". В дальнейшем при помощи приложений рассчитывается
оптимальное армирование конструкций каркаса, с учетом полученных ранее данных.
Элементов монолитного ж/б каркаса, с наибольшими
суммарными напряжениями и усилиями.
Табл. 2.1.6. Фундаментная плита:
|
N
|
Загружение
|
Форма/
комбинация
|
N(кН)
|
Mx(кН*м)
|
My(кН*м)
|
Px(кН)
|
Py(кН)
|
|
Этаж
N1 Фундаментная плита N1 b=0.6м, S=1185.14м2, 1. Железобетон,
C1Min=1961.36кН/м3, C1Max=1961.36кН/м3, C1Ave=1961.365кН/м3,
C2Min=19613.6кН/м2, C2Max=19613.6кН/м2, C2Ave=19613.629кН/м2
|
|
1_1
|
Постоянная
|
|
24057.98
|
-22134.941
|
-64255.891
|
2728.952
|
2450.622
|
|
Кр.
времен.
|
|
6333.167
|
-7797.275
|
-12033.294
|
1130.205
|
713.527
|
|
Сочетание
1
|
|
36469.379
|
-35918.66
|
-91547.031
|
4630.989
|
3796.979
|
Табл. 2.1.7. Колонна:
|
N
|
Загружение
|
Форма/
комбинация
|
a(м)
|
N(кН)
|
Qz(кН)
|
My(кН*м)
|
Qy(кН)
|
Mz(кН*м)
|
|
Этаж
N3 Колонна N19 Прямоугольник b=0.7 h=0.4м, H=3.6м, 1. Железобетон, m=0.50%
|
Постоянная
|
|
0
|
-314.878
|
2.172
|
-5.374
|
0.217
|
1.141
|
|
|
|
3.6
|
-290.165
|
2.172
|
2.447
|
0.217
|
0.359
|
|
Кр.
времен.
|
|
0
|
-201.81
|
2.349
|
-4.359
|
-0.555
|
-0.801
|
|
|
|
3.6
|
-201.81
|
2.349
|
4.097
|
-0.555
|
1.198
|
|
Сочетание
1
|
|
0
|
-620.026
|
5.425
|
-11.679
|
-0.405
|
0.408
|
|
|
|
3.6
|
-590.37
|
5.425
|
7.853
|
-0.405
|
1.867
|
Табл. 2.1.8. Стена:
|
N
|
Загружение
|
Форма/
комбинация
|
Ny(кН)
|
Tx(кН)
|
Mz(кН*м)
|
Tz(кН)
|
Mx(кН*м)
|
|
Этаж
N2 Стена N39 b=0.3м, l=17.15м, H=3.6м, 1. Железобетон, m=0.10%
|
|
2_39
|
Постоянная
|
|
597.826
|
179.138
|
-260.929
|
-181.892
|
100.405
|
|
Кр.
времен.
|
|
188.559
|
92.926
|
11.181
|
-30.164
|
11.974
|
|
Сочетание
1
|
|
943.662
|
326.477
|
-299.698
|
-254.467
|
134.855
|
Похожие работы на - Проектирование здания с использованием программного комплекса 'Мономах 4.5' и приложения 'Плита'
|