РАСЧЕТЫ МЕХАНИКИ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ


Прочностной расчет трехэтажного одноподъездного жилого дома г. Новомосковск, Тульская область (технология ЭКОПАН)

В июне 2010 года специалистами нашей компании по заказу ООО «Крангормаш» был выполнен проверочный прочностной расчет трехэтажного одноподъездного жилого дома в городе Новомосковск Тульской области на основное сочетание нагрузок по чертежам, предоставленным заказчиком.

 

Основная часть здания (стены и перекрытия) представляет собой каркас из сэндвич панелей с обшивкой брусом из сосны. Внешние стены облицованы кирпичом. Лестничные клетки выполнены из кирпичной кладки в 3 этажа, фундамент и техническое подполье – из железобетонных свай и ФБС, монолитного пояса и кирпичной кладки.

Расчет проводился с помощью программного продукта «CAD/CAE Система автоматизированного расчета и проектирования конструкций для промышленного и гражданского строительства APM Civil Engineering 2010».

 

Моделирование конструкции

Конструкция здания моделировалась с помощью стержневых и оболочечных конечных элементов с учетом упругости основания в соответствии с инженерно-геологическими изысканиями.

 

Изображение конструкции в системе APM Structure3D (расчетная модель)

Общий вид крыши здания

Типовое междуэтажное перекрытие здания

Чердачное перекрытие здания

Общий вид типового этажа здания

Моделирование деревянного каркаса здания стержневыми конечными элементами в соответствии с раскладкой стеновых панелей и панелей перекрытия

 

Моделирование оболочечными конечными элементами стеновых панелей и плит перекрытий из OSB3

Общий вид фундамента здания

 

Нагрузки, воздействия и их комбинации

Значения нагрузок задавались в соответствии с Техническим заданием. Загружение конструкции осуществлялось несколькими типами нагрузок: постоянными (собственный вес конструкции, вес покрытий, нагрузка от веса лестничного марша); полезными (распределенная нормативная нагрузка на плиты перекрытий и лестничный марш, чердачное перекрытие); снеговой и ветровой в соответствии с районом строительства.

После задания всех оговоренных в техническом задании нагрузок по отдельным загружениям, были созданы линейные комбинации загружений, в которые каждое из загружений вошло с соответствующими коэффициентами.

Изображение полезной нагрузки, действующей на перекрытия

Изображение снеговой нагрузки, действующей на покрытие крыши

Изображение ветровой нагрузки, действующей на стены здания

Изображение всех нагрузок на расчетной модели для одной из Комбинаций загружений

 

Расчет металлоконструкции крыши

 

Карта распределения эквивалентных напряжений по Мизесу

Карты распределения эквивалентных напряжений по Мизесу в сечениях верхнего пояса подпорных ферм

Карта суммарных перемещений

 

Из анализа результатов напряженного состояния каркаса здания и крыши следует, что наибольшие значения эквивалентных напряжений не превышают критических значений.

Максимальные значения суммарных перемещений в металлических стропилах крыши удовлетворяют условию жесткости.

Условие устойчивости металлоконструкции крыши также удовлетворяется.

 

Расчет деревянного каркаса конструкции

 

Карта суммарных перемещений деревянного каркаса конструкции на жестких опорах

Карта суммарных перемещений деревянного каркаса конструкции на упругих опорах

Результаты расчета одного из конструктивных элементов каркаса 1 этажа

 

Максимальные суммарные перемещения конструкции на упругих опорах не превышают 18 мм.

Коэффициенты использования для стержневых элементов стеновых панелей по приведенным выше критериям прочности и устойчивости не превышают 1, следовательно, условия несущей способности для них выполняются.

 

Уточненный расчет перекрытий

Карта эквивалентных напряжений по Мизесу для элементов междуэтажного перекрытия

Карта суммарных перемещений элементов междуэтажного перекрытия

Карта эквивалентных напряжений по Мизесу для элементов чердачного перекрытия

Карта суммарных перемещений элементов чердачного перекрытия

 

Для моделей перекрытий максимальные эквивалентные напряжения по Мизесу не превышают 9,5 МПа, что удовлетворяет условию прочности.

Максимальные суммарные перемещения для междуэтажных перекрытий не превышают 18 мм., а для чердачного - 28 мм., что удовлетворяет условию жесткости.

 

Расчет кирпичной кладки лестничной клетки

 

Результаты расчета одного из конструктивных элементов кирпичной кладки

 

Условие прочности кирпичных стен выполнено, т.к. для всех конструктивных элементов коэффициенты использования по соответствующим критериям первой группы предельных состояний меньше 1.

 

Расчет железобетонного ростверка

Результаты расчета одного из конструктивных элементов железобетонного ростверка

Элементы ростверка не прошедшие расчет по критерям трещиностойкости

Карта перемещений по оси Zэлементов фундамента

 

Выводы

В результате проведенной работы была построена расчетная модель трехэтажного одноподъездного жилого дома. В соответствии с Техническим заданием и нормативными документами к данной конструкции были приложены все необходимые виды нагрузок. Результаты расчета показали, что надежность предложенной заказчиком конструкции здания по первой и второй группам предельных состояний обеспечена, с учетом конструктивных изменений ростверка фундамента, которые были предложены специалистами НТЦ «АПМ».

© ООО НТЦ "АПМ" 2018. Все права защищены
Создание сайтов
Студия дизайна «Веб-Арена»