Міністерство освіти і науки Республіки Казахстан
Міжнародна освітня корпорація
Контрольна робота
з дисципліни: Розрахунок сейсмостійких споруд
на тему: «Визначення зусиль в залізобетонному каркасі одноповерхового виробничого будинку»
Алмати +2014
1. Визначення зусиль в залізобетонному каркасі одноповерхового виробничого будинку
Вихідні дані.
Одноповерхова трипролітних безкранових будівля розмірами в плані 72х54 м і висотою до несучих конструкцій покриття 7,2 м (рис.1). Колони залізобетонні з поперечним перерізом 400х500 мм з бетону класу В20, розташовані з кроком 6 м, жорстко затиснені в стовпчасті стакана фундаменту і на них шарнірно спираються кроквяні балки. Подвійні попередньо напружені залізобетонні кроквяні балки двотаврового перетину прольотом 18 м по серії 1.462.1-16 несуть збірні залізобетонні ребристі плити покриття розмірами 3х6 м по СТ РК 938-92. Покрівля рулонна з утеплювачем з пористого бетону. Зовнішні стіни у вигляді навісних стінових панелей з пористого бетону по СТ РК 957-93. Залізобетонна частина фахверкових стійок має перетин 600х400 мм, а верхня частина виконана у вигляді звареного металевого двотавра полками 200х10 мм і стінкою 240х6 мм.
Сейсмічність майданчика будівництва - 8 балів.
Сніговий район - 2.
Грунти 3 категорії за сейсмічними властивостями.
У табл. 1 наведені значення нормативних і розрахункових вертикальних навантажень.
Таблиця 1
НагрузкіЕд. ізмереніяНорматівная нагрузкаКоеффіціентРасчетная нагрузкаНадежності по нагр.Сочетанія нагр.1.Вес колонникН301.10.929.72.Вес фахверк. стойкікН241.10.923.763.Вес стіновий панелі (1.2х6м) кН121.10.911.884.Вес віконного остеклен.кПа0.51.10.90.4955.Вес воріт, включ. вага рамкПа3.81.10.93.7626.Вес кроквяної. балкікН561.10.955.447.Вес плит покриття з замоноліченими швамікПа1.451.10.91.4368.Вес утеплітелякПа0.61.20.90.6489.Вес кровлікПа0.471.10.90.46510.Вес снегакПа0.71.40.50.49
Рис. 1 - План і розрізи будівлі
Рис. 2 - План будівлі в повороті (1-центр мас, 2-центр жорсткостей)
2. Розрахунок каркаса в поперечному напрямку будівлі
. Визначаємо переміщення колон від дії одиничних горизонтальних сил, прикладених в рівнях верху колон. Момент інерції поперечного перерізу колон каркаса і залізобетонної частини колони торцевого фахверка
к=Jф.б=bh3/12=0.4 * 0.53/12=41,7 * 10-4м4;
те ж, поперечного перерізу металевої частини фахверкової колони
ФМБ=2 (0,1 * 0,23/12) + (0,24 * 0,0063/12)=0,133 * 10-4 м4;
Жорсткість залізобетонних колон:
по осях А і ГEб Jк=2,15 * 1010 * 41,7 * 10-4=89,655 * 106 Па * м4.
по осях Б і В Eб Jк=2,6 * 1010 * 41,7 * 10-4=100,08 * 106 Па * м4.
Жорсткість фахверкової колони:
залізобетонна частина Eб Jф.б=Eб Jк=89,655 * 106 Па * м4
металева частина Eст Jф.м=2,06 * 1011 * 0,133 * 10-4=2,7 * 106 Па * м4
Переміщення колон каркаса по осях А і Г визначаються з урахуванням жорсткості прилеглих до них ділянок самонесущей стіни.
Модуль деформації кладки відповідно до СНиП II - 22-81 (Кам'яні та армокам'яні конструкції)
Е=0,8 Е0=0,8? 1 * 2R=1.6? 1R=1.6 * 1000 * 1.3=2080 МПа,
де? 1=пружна характеристика кладки; R - розрахунковий опір стиску кладки.
Переміщення на рівні верху колон:
для колон по осях 1-А, 1-Г, 13-А, 13-Г з урахуванням жорсткості поздовжньої стіни завдовжки l=0.5+ (5.5/2)=3.25 м
=3,25 * 0,383/12=14,85 * 10-3 м4;=2080 * 106 * 14.85 * 10-3=30.9 * 106 Па * м4; б Jк + EJc=89,655 * 106 + 30.9 * 106=120,55 * 106 Па * м4; б Jк + 0,4 * EJc=89,655 * 106 + 0,4 * 30.9 * 106=102,015 * 106 Па * м4;
для колон по осях 2-А, 2-Г, 12-Г та 12-А з урахуванням жорсткості ділянки поздовжньої стіни завдовжки l=(5,5/2) + 1,5=4,25 м
=4.25 * 0.383/12=19.4 * 10-3 м4;=2080 * 106 * 19.4 * 10-3=40.4 * 106 Па * м4; б Jк + EJc=89,655 * 106 + 40.4 * 106=130, 05 * 106 Па * м4; б Jк + 0,4 * EJc=89,655 * 106 + 0,4 * 40.4 * 106=105,855 * 106 Па * м4;
<...
