Проектирование и расчет несущих строительных конструкций здания на прочность в Lira (Лира), Мономах, SCad

Изм Лист № докумен. Подпись Дата
Разраб. Стадия Лист Листов
Проверил П 2 58
Н. контр.
Утвердил
ПодписьидатаИнв.№дубл.Взам.инв.№ПодписьидатаИнв.№подл.
РАСЧЁТНО-
КОНСТРУКТИВНЫЙ
РАЗДЕЛ

Рассчитал
SpaceCad.ru ОБРАЗЕЦ
Лист
Проверил
3Изм Лист № докум. Подп. Дата
1 ОПИСАНИЕ РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА И ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
ДЛЯ РАСЧЕТА
1. За условную отметку ±0,000 принят уровень чистого пола 1-го этажа
Степень огнестойкости здания II
Конструктивная схема здания – каркасно-связевая с поперечными и про-
дольными несущими монолитными ж.б. диафрагмами.
2. Строительные конструкции рассчитаны для следующих условий:
- Нормативная снеговая нагрузка (V)– 0,224т/м2 (224 кг/м2
)
- Нормативный скоростной напор ветра (II)– 0, 3 кПа (30 кг/м2
)
Нормативные нагрузки (СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» )
для расчетов конструкций здания:
- Квартиры жилых зданий, спальные помещения детских дошкольных
учреждений и школ интернатов, жилые помещения домов отдыха и пансиона-
тов, общежитий и гостиниц, палаты больниц и санаториев, террасы 1,5 (150)
кПа (кгс/м2
)
- Вестибюли, фойе, коридоры, лестницы (с относящимися к ним
проходами) примыкающие к помещениям указанным в позициях:
а) 1,2 и 3 (по СП 20.13330.2011) 3,0 ( 300 ) кПа (кгс/м2
)
- Балконы (Лоджии) с учетом нагрузки сплошной равномерной на пло-
щади на площади балкона 2,0 (200) кПа (кгс/м2
)
- Нормативная снеговая нагрузка – 0,224 т/м2 (224 кг/м2
)
- Нормативный скоростной напор ветра – 0,30 кПа (30 кг/м2
)
- Сейсмичность – 6 баллов (СНиП 11-7-81)
Принятые в дипломном проекте конструктивные решения обеспечивают кон-
структивную надежность сооружения, пожаробезопасность в соответствии со:
 СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»;
 СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные
положения»;

Рассчитал
Лист
Проверил
 СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предва-
рительного напряжения арматуры»;
 СП 52-103-2007 «Железобетонные монолитные конструкции зданий»;
 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»;
 СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундамен-
тов зданий и сооружений»;
 СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции;
 СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты.
3. Для расчета применялись следующие расчетные комплексы:
Лира САПР – статический расчет здания , подбор арматуры (ЛИР-АРМ), рас-
чет здания в физически не линейной постановке задачи, расчет на прогресси-
рующее обрушение в физически не линейной постановке задачи, проверка не-
сущих элементов по результатам расчета на прогрессирующее обрушение
(ЛИР-АРМ локальный), а также программный комплекс ПК "Мономах-САПР"

Рассчитал
Лист
Проверил
2. Расчёт конструкции в программном комплексе ПК "Мономах"
Участок, отведенный для строительства 25-ти этажного монолитного дома,
расположен на территории Кировского района города Уфы.
Дом квадратный в плане с размерами в осях 27,6х27,6 м с комплексом
встроенных жилых (3-25 этажи) и нежилых (1-2 этажи) помещений.
Монолитные железобетонные конструкции:
- внутренние несущие стены, толщиной 180 мм. Стены лифтовых шахт
толщиной 140 мм;
- несущие колонны, сечением 300х700 мм;
- плиты перекрытия толщиной 200 мм;
- фундаментная плита, толщиной 800 мм.
Все монолитные железобетонные конструкции (стены, колонны, плиты
перекрытия) выполнены из бетона класса В30, с расчетным сопротивлением
при сжатии ,МПа17b
R при растяжении ,МПа2,1bt
R с начальным модулем
упругости бетона естественного твердения при сжатии и растяжении
.МПа32500b
E Фундаментная плита выполнена из бетона класса В20, с рас-
четным сопротивлением при сжатии ,МПа5,11b
R при растяжении
,МПа9,0bt
R с начальным модулем упругости .МПа27000b
E
Продольная рабочая арматура всех монолитных железобетонных конст-
рукций (стен, колонн, плит перекрытия, фундаментной плиты) класса А400С,
с расчетным сопротивлением при растяжении, сжатии ;МПа365s
R попереч-
ная арматура (стен и колонн) класса А240С, с расчетным сопротивлением
.МПа175sw
R
Пространственная жесткость здания обеспечивается по связевой схеме
совместной работой стен, колонн и дисков перекрытий.

Рассчитал
Лист
Проверил
Грунты основания от поверхности земли состоят из:
- почвенно-растительного слоя: суглинков твердых, мощностью слоя
;м2,01
h
- суглинков тугопластичных ;м3,32
h
Грунты залегающие под подошвой фундамента:
- пески средней крупности средней плотности ,м/кН1,16 3
 мощно-
стью слоя ,м75,63
h модуль деформации равен ,МПа43E коэффициент
Пуассона ;3,0
- суглинки твердые ,м/кН8,19 3
 ,м6,114
h ,МПа17E ;35,0
- пески крупной средней плотности ,м/кН4,16 3
 ,м205
h ,МПа38E
.3,0

Рассчитал
Лист
Проверил
Рис.1 Общий вид здания

Рассчитал
Лист
Проверил
Рис.2 Конечно-элементная модель
Шаг разбиения на конечные элементы принят равным 0,5 м.

Рассчитал
Лист
Проверил
Рис.3 Схема расположения несущих элементов каркаса
3.1. Исходные данные для расчета
Характеристики здания
Отметка планировки 0 м
Отметка верха подколонника -5.52 м
Отметка подошвы фундамента -6.32 м
Схема распределения горизонтальных нагрузок при
расчете всего здания
Рамносвязевая
Характеристики грунта
Объемный вес 1.61 т/м3
Угол внутреннего трения 22 °
Сцепление 2 тс/м2
Модуль деформации 4300 тс/м2
Коэффициент Пуассона 0.3
Дополнительные параметры расчета жесткости упругого основания грунта
Lyambda 0.5

Рассчитал
Лист
Проверил
Материалы
Название Тип Модуль
упругости,
тс/м2
Коэф.
Пуасс-
сона
Объемный
вес, т/м3
Детали
1. Железобетон В20 Железобетон 3e+006 0.2 2.5 B20, A400,
A400
2. Железобетон В30 Железобетон 3e+006 0.2 2.5 B30, A400,
A400
Коэффициенты нагрузок
Нагруз-
ки/Коэффицие
нты
Постоянная Длительная Кратко- вре-
менная
Ветровая Сейсмиче-
ская
Надежности 1.1 1.2 1.2 1.4 1
1-е основное
сочетание
1 1 1 1 0
2-е основное
сочетание
1 0.95 0.9 0.9 0
3-е особое со-
четание
0.9 0.8 0.5 0 1
Надежности
по ответст-
венности
1
Ветер
Направление Коэффициент
Ветер 1 0° 1
Ветер 2 90° 1
Ветровой район II
Тип местности C
Аэродинамический коэф. 1.4
Суммарные вертикальные нагрузки
Постоянная, тс Длительная, тс Кр. времен., тс
Нагрузки на отметке низа стен и колонн 1-го этажа
19690.066 4103.84 3428.374
Собственный вес фундаментных плит и дополни-
тельные нагрузки на них
1863.72 0 0

Рассчитал
Лист
Проверил
Перекосы этажей
N Высота(м) Загружение Форма/ ком-
бинация
Перекос 1 / Перекос
Этаж №1, H=2.5 м, отм. верха -3.020
1 2.5 Постоянная 0.000278 3.6e+003
Длительная 4.46e-005 2.24e+004
Кр. времен. 3.73e-005 2.68e+004
Ветер 1 0.000899 1.11e+003
Ветер 2 0.000883 1.13e+003
Этаж №2, H=3.02 м, отм. верха 0.000
2 3.02 Постоянная 0.000235 4.26e+003
Кр. времен. 3.39e-005 2.95e+004
Ветер 1 0.00094 1.06e+003
Ветер 2 0.000916 1.09e+003
Этаж №3, H=3.3 м, отм. верха +3.300
3 3.3 Постоянная 0.000231 4.33e+003
Кр. времен. 3.42e-005 2.93e+004
Ветер 1 0.000958 1.04e+003
Ветер 2 0.000929 1.08e+003
Этаж №4, H=3 м, отм. верха +6.300
4 3 Постоянная 0.000227 4.4e+003
Кр. времен. 3.5e-005 2.85e+004
Ветер 1 0.000966 1.03e+003
Ветер 2 0.000938 1.07e+003
5 3 Постоянная 0.000219 4.56e+003
Кр. времен. 3.51e-005 2.85e+004
Ветер 1 0.000973 1.03e+003
Ветер 2 0.000945 1.06e+003
6 3 Постоянная 0.000212 4.73e+003
Кр. времен. 3.61e-005 2.77e+004
Ветер 1 0.000981 1.02e+003
Ветер 2 0.000952 1.05e+003

Рассчитал
Лист
Проверил
бинация
7 3 Постоянная 0.000205 4.88e+003
Кр. времен. 3.73e-005 2.68e+004
Ветер 1 0.000988 1.01e+003
Ветер 2 0.000958 1.04e+003
8 3 Постоянная 0.000199 5.04e+003
Кр. времен. 3.86e-005 2.59e+004
Ветер 1 0.000995 1.01e+003
Ветер 2 0.000963 1.04e+003
9 3 Постоянная 0.000192 5.21e+003
Кр. времен. 4e-005 2.5e+004
Ветер 1 0.001 1e+003
Ветер 2 0.000967 1.03e+003
10 3 Постоянная 0.000186 5.38e+003
Кр. времен. 4.14e-005 2.42e+004
Ветер 1 0.001 996
Ветер 2 0.00097 1.03e+003
11 3 Постоянная 0.00018 5.56e+003
Кр. времен. 4.28e-005 2.34e+004
Ветер 1 0.00101 992
Ветер 2 0.000972 1.03e+003
12 3 Постоянная 0.000174 5.75e+003
Кр. времен. 4.41e-005 2.27e+004
Ветер 1 0.00101 990
Ветер 2 0.000974 1.03e+003
13 3 Постоянная 0.000169 5.93e+003

Рассчитал
Лист
Проверил
бинация
Кр. времен. 4.53e-005 2.21e+004
Ветер 1 0.00101 988
Ветер 2 0.000975 1.03e+003
14 3 Постоянная 0.000163 6.12e+003
Кр. времен. 4.65e-005 2.15e+004
Ветер 1 0.00101 987
Ветер 2 0.000976 1.02e+003
15 3 Постоянная 0.000158 6.31e+003
Кр. времен. 4.76e-005 2.1e+004
Ветер 1 0.00101 986
Ветер 2 0.000976 1.02e+003
16 3 Постоянная 0.000154 6.5e+003
Кр. времен. 4.87e-005 2.05e+004
Ветер 1 0.00101 986
Ветер 2 0.000976 1.02e+003
17 3 Постоянная 0.000149 6.69e+003
Кр. времен. 4.97e-005 2.01e+004
Ветер 1 0.00101 987
Ветер 2 0.000975 1.03e+003
18 3 Постоянная 0.000145 6.88e+003
Кр. времен. 5.06e-005 1.98e+004
Ветер 1 0.00101 988
Ветер 2 0.000974 1.03e+003
19 3 Постоянная 0.000142 7.06e+003
Кр. времен. 5.14e-005 1.94e+004
Ветер 1 0.00101 990

Рассчитал
Лист
Проверил
бинация
Ветер 2 0.000973 1.03e+003
20 3 Постоянная 0.000138 7.23e+003
Кр. времен. 5.22e-005 1.92e+004
Ветер 1 0.00101 992
Ветер 2 0.000971 1.03e+003
21 3 Постоянная 0.000135 7.4e+003
Кр. времен. 5.29e-005 1.89e+004
Ветер 1 0.00101 994
Ветер 2 0.000968 1.03e+003
22 3 Постоянная 0.000132 7.56e+003
Кр. времен. 5.35e-005 1.87e+004
Ветер 1 0.001 997
Ветер 2 0.000966 1.04e+003
23 3 Постоянная 0.00013 7.7e+003
Кр. времен. 5.4e-005 1.85e+004
Ветер 1 0.001 1e+003
Ветер 2 0.000963 1.04e+003
24 3 Постоянная 0.000128 7.84e+003
Кр. времен. 5.45e-005 1.84e+004
Ветер 1 0.000997 1e+003
Ветер 2 0.00096 1.04e+003
25 3 Постоянная 0.000125 7.97e+003
Кр. времен. 5.48e-005 1.82e+004
Ветер 1 0.000994 1.01e+003
Ветер 2 0.000957 1.04e+003

Рассчитал
Лист
Проверил
бинация
26 3 Постоянная 0.000124 8.06e+003
Кр. времен. 5.52e-005 1.81e+004
Ветер 1 0.000991 1.01e+003
Ветер 2 0.000955 1.05e+003
27 3 Постоянная 0.000124 8.09e+003
Кр. времен. 5.57e-005 1.79e+004
Ветер 1 0.000988 1.01e+003
Ветер 2 0.000953 1.05e+003
28 3 Постоянная 0.000135 7.39e+003
Кр. времен. 5.72e-005 1.75e+004
Ветер 1 0.000985 1.02e+003
Ветер 2 0.000952 1.05e+003
29 3 Постоянная 0.000124 8.05e+003
Кр. времен. 5.87e-005 1.7e+004
Ветер 1 0.000988 1.01e+003
Ветер 2 0.000952 1.05e+003
Сочетания загружений
1: 1.1*По+1.2*Дл+1.2*Кр+1.4*Ве1
2: 1.1*По+1.2*Дл+1.2*Кр-1.4*Ве1
3: 1.1*По+1.2*Дл+1.2*Кр+1.4*Ве2
4: 1.1*По+1.2*Дл+1.2*Кр-1.4*Ве2
Модуль упругости элементов принят равным значению начального модуля де-
формаций бетона при продолжительном действии нагрузки, определяемого по
п. 5.1.13 СП 52-101-2003

Рассчитал
Лист
Проверил
Рис. 5 Диаграмма σ−ε для бетона B30 при относительной влажности воздуха окружающей
среды 40-75%
В модели произведен переход к напряжениям вдоль заданного направления
для пластин по следующей схеме: для вертикальных пластин – вдоль оси Z
общей системы координат, для горизонтальных пластин - вдоль оси X общей
системы координат.
3.2. Нагрузки и воздействия
Нагрузки и воздействия на здание определены согласно СП 20.13330.2011
«Нагрузки и воздействия». В расчётном комплексе ПК "Мономах" приклады-
ваются 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.
Примечание: Нагрузка от собственного веса железобетонных конструкций в
программном комплексе ПК"Мономах-САПР" определяется автоматически.
Нагрузка на перекрытие типового этажа
Вид нагрузки
Нормативная Коэффициент Расчетная
нагрузка,
кН/м²
надежности по
нагрузка,
кН/м²
нагрузке, γf
Паркетная доска:
0,105 1,2 0,126δ1=0,015 м;
γ1=7 кН/м³;
Слой ДВП:
0,2 1,2 0,24δ2=0,025 м;
γ2=8 кН/м³;
Цементно-песчанная
0,36 1,3 0,468
стяжка:
δ3=0,020 м;
γ3=18 кН/м³;

Рассчитал
Лист
Проверил
Монолитная плита
5 1,2 6перекрытия:
δ4=0,20 м;
Постоянная нагрузка
g
5,665 - 6,834
Временная нагрузка V,
1,5 1,2 1,8
в том числе:
длительная Vlon 0,3
1,2
0,36
кратковременная Vsh 1,2 1,44
Полная нагрузка
(V+g)
7,165 8,634
Нагрузки на покрытие
нагрузка, кН/м² надежности нагрузка, кН/м²
по нагрузке, γf
Два слоя физола:
0,024 1,2 0,029δ1=0,004 м;
γ1=6 кН/м³;
Армированная цементно-
0,66 1,3 0,858
песчанная стяжка:
δ2=0,03 м;
γ2=22 кН/м³;
Минераловатные плиты:
0,4 1,2 0,48δ3=0,2 м;
γ3=2 кН/м³;
5 1,2 6перекрытия
δ4=0,2 м;
6,084 - 7,367
groof
Снеговая нагрузка S 0,224 - 0,32
Полная нагрузка (V+g) 6,308 - 7,687
Ветровая нагрузка
Нагрузки от ветра определялись самой программой автоматически.
Ветровой район – II. Тип местности - С (городские районы с застройкой зда-
ниями высотой более 25м).
Значения представлены в таблице.

Рассчитал
Лист
Проверил
Ветровая нагрузка на здание
Этаж Ветер 1, Период колебаний = 7.50 с,
Нормативное ускорение = 0.090 м/с2
Ветер 2, Период колебаний = 6.39 с,
Нормативное ускорение = 0.087 м/с2
Стат. сост.,
тс
Пульс. сост.,
тс
Сумма, тс Стат. сост.,
тс
Пульс. сост.,
тс
Сумма, тс
29 1.269 2.751 4.02 1.269 2.668 3.937
28 4.415 8.146 12.561 4.415 7.901 12.315
27 4.415 8.276 12.69 4.415 8.026 12.441
26 4.415 7.969 12.383 4.415 7.728 12.143
25 4.415 7.661 12.076 4.415 7.43 11.845
24 4.415 7.354 11.769 4.415 7.132 11.547
23 4.415 7.047 11.462 4.415 6.834 11.249
22 4.415 6.74 11.155 4.415 6.537 10.951
21 4.415 6.433 10.847 4.415 6.239 10.653
20 4.415 6.125 10.54 4.415 5.941 10.355
19 4.415 5.818 10.233 4.415 5.643 10.057
18 3.403 5.511 8.914 3.403 5.345 8.748
17 3.295 5.204 8.499 3.295 5.047 8.342
16 3.184 4.897 8.081 3.184 4.749 7.933
15 3.069 4.589 7.659 3.069 4.451 7.52
14 2.95 4.282 7.232 2.95 4.153 7.103
13 2.825 3.975 6.8 2.825 3.855 6.681
12 2.714 3.668 6.382 2.714 3.557 6.271
11 2.714 3.361 6.074 2.714 3.259 5.973
10 2.714 3.054 5.767 2.714 2.961 5.675
9 2.714 2.746 5.46 2.714 2.663 5.377
8 2.714 2.439 5.153 2.714 2.366 5.079
7 2.714 2.132 4.846 2.714 2.068 4.781
6 2.714 1.825 4.538 2.714 1.77 4.483
5 2.714 1.518 4.231 2.714 1.472 4.185
4 2.714 1.21 3.924 2.714 1.174 3.888
3 3.929 0.838 4.767 3.929 0.813 4.742
2 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0

Рассчитал
Лист
Проверил
Снеговая нагрузка
Cнеговая нагрузка на горизонтальную
проекцию покрытия по СП 20.13330.2011
(Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*)
1 Снеговой район
по
карте V
-
2
Масса снегового покрова на 1 м2
горизонтальной поверхности земли
Sg
= 320 кг/м2
3
Коэффициент учитывающий снос снега
с покрытий зданий ветром
ce
= 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
S0
= 224 кг/м2
7
Коэффициент надежности
по снеговой нагрузке
γf
= 1.4 -
8
Расчетное значение снеговой нагрузки
на горизонтальную проекцию покрытия
S= 314 кг/м2
3.3. Основные результаты расчета
Расчетом по I группе предельных состояний проверены:
- все конструкции здания для предотвращения разрушения при действии сило-
вых воздействий в процессе строительства и расчетного срока эксплуатации.
Расчетом по II группе предельных состояний проверены:
- пригодность всех конструкций здания к нормальной эксплуатации в процессе
строительства и расчетного срока эксплуатации.

Рассчитал
Лист
Проверил
Характеристики материалов
БЕТОН
Класс бетона: B20
Начальный модуль упругости, т/(м*м): Eb = 2700000.0
Расчетное сопротивление осевому сжатию, т/(м*м): Rb = 1170.0
Расчетное сопротивление осевому растяжению, т/(м*м): Rbt = 91,8.0
Нормативное сопротивление осевому сжатию, т/(м*м): Rbn = 1500.0
Нормативное сопротивление осевому растяжению, т/(м*м): Rbtn= 140.0
Потери предварительного напряжения арматуры от усадки бетона, т/(м*м):
3931.0
Класс бетона: B30
Начальный модуль упругости, т/(м*м): Eb = 3250000.0
Расчетное сопротивление осевому сжатию, т/(м*м): Rb = 1700.0
Расчетное сопротивление осевому растяжению, т/(м*м): Rbt = 115.0
Нормативное сопротивление осевому сжатию, т/(м*м): Rbn = 2200.0
Нормативное сопротивление осевому растяжению, т/(м*м): Rbtn= 175.0
Потери предварительного напряжения арматуры от усадки бетона, т/(м*м):
3931.0
АРМАТУРА
Класс арматуры: A400С
Модуль упругости, т/(м*м): Es = 20000000.0
Расчетное сопротивление растяжению продольной арматуры, т/(м*м): Rs =
37500.0
Расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры, т/(м*м): Rsw=
30000.0
Расчетное сопротивление сжатию, т/(м*м): Rsc= 37500.0
Нормативное сопротивление растяжению, т/(м*м): Rs,ser= 40000.0
Класс арматуры: A240С
Модуль упругости, т/(м*м): Es = 21000000.0
Расчетное сопротивление растяжению продольной арматуры, т/(м*м): Rs =
23000.0
Расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры, т/(м*м): Rsw=
18000.0
Расчетное сопротивление сжатию, т/(м*м): Rsc= 23000.0
Нормативное сопротивление растяжению, т/(м*м): Rs,ser= 24000.0

Рассчитал
Лист
Проверил
Рис. 6 Нагрузки на несущие элементы первого этажа
Рис. 7 Изополя перемещений по оси Z

Рассчитал
Лист
Проверил
Рис. 8 Изополя напряжений по Му
Рис. 9 Изополя напряжений по Мх

Рассчитал
Лист
Проверил
4. Расчет основных несущих конструкций
4.1. Общие данные
В основу расчета положен метод конечных элементов в перемещени-
ях. В качестве основных неизвестных приняты следующие перемещения
узлов:
X линейное по оси X;
Y линейное по оси Y;
Z линейное по оси Z;
UX угловое вокруг оси X;
UY угловое вокруг оси Y;
UZ угловое вокруг оси Z.
Расчет плиты производится в составе всего здания с учетом жесткого
сопряжения колонн с плитой. Расчет выполнен на следующие загруже-
ния:
- загружение 1 – статическое загружение - данное загружение учиты-
вается как постоянная нагрузка (собственный вес плиты, вес пола, вес
стен по контуру здания);
вается как длительная нагрузка (временная нагрузка с пониженным нор-
мативным значением на перекрытие.
вается как кратковременная нагрузка (временная нагрузка с полным нор-
мативным значением на перекрытие.
В ПК "Мономах" собственный вес элементов учитывается автомати-
чески, поэтому в постоянную нагрузку собственный вес плиты не вклю-
чается.

Рассчитал
Лист
Проверил
4.2. Расчет монолитной фундаментной плиты Фмп1 (Низ на отм. -4,290)
Монолитная железобетонная фундаментная плита выполнена из бетона класса
В20 по ГОСТ 7473-94. Марка бетона по водопроницаемости W6, по морозо-
устойчивости F150. Продольная арматура класса А400С, поперечная А400С
по ГОСТ 5781-82. Характеристики материалов плиты приведены в таблице.
Контур Плиты ( Толщина плиты 80.00 см )
Точка X(см) Y(см) Точка X(см) Y(см) Точка X(см) Y(см)
1 150.00 0.00 2 2910.00 0.00 3 3060.00 150.00
4 3060.00 2910.00 5 2910.00 3060.00 6 150.00 3060.00
7 0.00 2910.00 8 0.00 150.00
Класс бетона B20
Вид бетона
Расчетное сопротивление бетона на сжатие 11.5
Модуль упругости бетона 27500
Класс продольной арматуры (вдоль Х) A400
Расчетное сопротивление продольной арматуры
на растяжение
350
Модуль упругости арматуры 200000
Класс продольной арматуры (вдоль Y) A400
350
Класс поперечной арматуры A400
Расчетное сопротивление поперечной арматуры
280
Объемный вес 2.5
Жесткость упругого основания грунта на сжатие: 200
Жесткость упругого основания грунта на сдвиг: 2000
Расстояние до центров тяжести арматуры:
от нижней грани 5
от верхней грани 3
Расчет по II предельному состоянию производил-
ся
Ширина раскрытия трещин:
кратковременных 0.4
длительных 0.3

Рассчитал
Лист
Проверил
Рис.10 Схема расположения фундаментной плиты Фмп1 (Низ на отм. -6,320)
Рис.15 Изополя напряжений по Rz

Рассчитал
Лист
Проверил
Определение коэффициентов постели
Схема
Список грунтов
Наименование Модуль деформации Коэффициент Пуассо-
на
Толщина слоя
Т/м2
м
Пески средней крупно-
сти
4300 0.3 6.75
Суглинки твердые 1700 0.35 11.6
Пески крупные средней
плотности
3800 0.3 20
Коэффициент сжатия C1 - 107.21 Т/м
3
Коэффициент сдвига C2 - 14722.492 Т/м

Рассчитал
Лист
Проверил
Расчет осадки фундаментной плиты Фмп1
Оценка осадки фундаментной плиты выполнена по результатам пространственного расчета
и представлена на рис. ниже.
Рис.16 Изополя перемещений точек фундаментной плиты
Расчет разности осадок
Расчет проводим в соответствии с Приложением Д СП 22.13330-2011
Расчет относительной разности осадок:
∆ = − = − = мм = , м
∆
=
.
,
= .
Относительная разность осадок = 0.000623, что не превышает предельнодо-
пустимую - 0,002.
Жесткость фундаментной плиты удовлетворяет требования норм.

Рассчитал
Лист
Проверил
Результаты расчета фундаментной плиты по прочности и трещиностойко-
сти
Подбор армирования в фундаментной плите выполнен в программе ПК "Мо-
номах-Плита"
Ниже представлены результаты подбора армирования в фундаментной плите
исходя из расчета по прочности нормальных сечений и их трещиностойкости.
Изополя моментов Мх и Му
Рис.17 Изополя напряжений по Мх (тс*м)
, = тс ∗ м
, = − , тс ∗ м

Рассчитал
Лист
Проверил
Рис.18 Изополя напряжений по Мy (тс*м)
, = тс ∗ м
, = − , тс ∗ м

Рассчитал
Лист
Проверил
Подбор верхнего армирования Ах и Ау
Подбор верхнего армирования по Ах

Рассчитал
Лист
Проверил
Подбор верхнего армирования по Аy

Рассчитал
Лист
Проверил
Изополя требуемой площади армирования на 1м.п. по оси Х и Y в верхней
грани
Рис.19 Изополя требуемой площади арматуры на 1м.п. по оси Х в верхней грани (см2
)
Рис.20 Изополя требуемой площади арматуры на 1м.п. по оси Y в верхней грани (см2
)

Рассчитал
Лист
Проверил
Подбор нижнего армирования Ах и Ау
Подбор нижнего армирования по Ах
Принимаем дополнительную арматуру Ø25 А400С шаг 200 (As=24,54 см2
)
Принимаем вторую сетку Ø25 А400С шаг 100 аm
=100мм, (As=49,09 см2
)
As,тр = 68,74 см2 ˂ As = 10,05+24,54+49,09 = 83.68 см2

Рассчитал
Лист
Проверил
Подбор нижнего армирования по Аy
Принимаем дополнительную арматуру Ø25 А400С шаг 200 (As=24,54 см2
)
Принимаем вторую сетку Ø28 А400С шаг 100, аm
=100мм, (As=61,58 см2
)
As,тр = 88,94 см2 ˂As = 10,05+24,54+61,58 = 96,17 см2

Рассчитал
Лист
Проверил
Изополя требуемой площади армирования на 1м.п. по оси Х и Y в нижней
грани
Рис.21 Изополя требуемой площади арматуры на 1м.п. по оси Х в нижней грани (см2
)
Рис.22 Изополя требуемой площади арматуры на 1м.п. по оси Y в нижней грани (см2
)

Рассчитал
Лист
Проверил
4.3. Расчет монолитной плиты перекрытия
Плиты перекрытий и плита покрытия выполнены монолитными из бе-
тона класса В30 по ГОСТ 7473-94. Марка бетона по водопроницаемости
W4, по морозоустойчивости F100. Продольная арматура класса А400,
поперечная А400 по ГОСТ 5781-82. Характеристики материалов плиты
приведены в таблице.
Размеры и армирование плиты перекрытия определены расчетом
Класс бетона B30
Вид бетона
Расчетное сопротивление бетона на сжатие 17
Модуль упругости бетона 32500
Класс продольной арматуры (вдоль Х) A400
355
Класс продольной арматуры (вдоль Y) A400
355
Класс поперечной арматуры A400
Расчетное сопротивление поперечной арматуры
285
Объемный вес 2.5
Жесткость упругого основания грунта на сжатие: 200
Жесткость упругого основания грунта на сдвиг: 2000
Расстояние до центров тяжести арматуры:
от нижней грани 3
от верхней грани 3
В основу расчета положен метод конечных элементов в перемещени-
ях. В качестве основных неизвестных приняты следующие перемещения
узлов:
X линейное по оси X;
Y линейное по оси Y;
Z линейное по оси Z;
UX угловое вокруг оси X;
UY угловое вокруг оси Y;
UZ угловое вокруг оси Z.

Рассчитал
Лист
Проверил
Расчет плиты производится в составе всего здания с учетом жесткого
сопряжения колонн с плитой. Расчет выполнен на следующие загруже-
ния:
- загружение 1 – статическое загружение- данное загружение учитыва-
ется как постоянная нагрузка (собственный вес плиты, вес пола, вес стен
по контуру здания);
ется как длительная нагрузка (временная нагрузка с пониженным норма-
тивным значением на перекрытие.
ется как кратковременная нагрузка (временная нагрузка с полным норма-
тивным значением на перекрытие.
В ПК "Мономах" собственный вес элементов учитывается автомати-
чески, поэтому в постоянную нагрузку собственный вес плиты не вклю-
чается.

Рассчитал
Лист
Проверил
Рис. Схема расположения монолитного перекрытия
нагрузка,
кН/м²
нагрузка,
кН/м²
0,105 1,2 0,126δ1=0,015 м;
γ1=7 кН/м³;
Слой ДВП:
0,2 1,2 0,24δ2=0,025 м;
γ2=8 кН/м³;
0,36 1,3 0,468
стяжка:
δ3=0,020 м;
γ3=18 кН/м³;
δ4=0,20 м;

Рассчитал
Лист
Проверил
g
5,665 - 6,834
1,5 1,2 1,8
1,2
0,36
(V+g)
7,165 8,634
Примечание: Нагрузка от собственного веса железобетонных конструкций в
программном комплексе "Мономах-САПР" определяется автоматически.
Конструктивный расчет
Расчет продольной арматуры в пролете производиться из условия по
нормальным сечениям на действие максимального положительного изги-
бающего момента.
Результаты расчета по прогибам
Оценка прогибов плиты перекрытия выполнена по результатам пространст-
венного расчета и представлена на рис. ниже.
Рис. Изополя перемещений по оси z

Рассчитал
Лист
Проверил
Из расчета видно, что максимальное перемещение точек в плите не превышает
предельно допустимого значения.
= − = мм < [ ] = = ∗ = мм
Жесткость перекрытия удовлетворяет требования норм.
Результаты расчета монолитной плиты перекрытия по прочности и тре-
щиностойкости
Подбор армирования в монолитной плите перекрытия выполнен в программе
ПК "Мономах-Плита"
Ниже представлены результаты подбора армирования в монолитной плите
перекрытия исходя из расчета по прочности нормальных сечений и их тре-
щиностойкости.
Рис. Изополя напряжений Мх, (тс*м)
, = − , тс ∗ м
, = , тс ∗ м

Рассчитал
Лист
Проверил
Рис. 25 Изополя напряжений Му, (тс*м)
, = − , тс ∗ м
, = , тс ∗ м
Плита монолитного перекрытия армируется отдельными стержнями, кото-
рые соединяются внахлест без сварки. Армирование осуществляется в соот-
ветствии с изополями и изгибающих моментов. Пролетные моменты воспри-
нимают стержни, уложенные внизу плиты, а опорные – арматурные допол-
нительные стержни, уложенные в верхней зоне плиты.
Расчет и подбор арматуры произведены с помощью приложения "Плита"
программного комплекса "Мономах". Армирование принято в соответствии с
распределением изополей арматуры.

Рассчитал
Лист
Проверил
Подбор верхнего армирования Ах и Ау
Подбор верхнего армирования по Ах

Рассчитал
Лист
Проверил
Подбор верхнего армирования по Аy

Рассчитал
Лист
Проверил
Изополя требуемой площади армирования на 1м.п. по оси Х и Y в верхней
грани
Рис.7 Изополя требуемой площади арматуры на 1м.п. по оси Х в верхней грани (см2
)
Рис.8 Изополя требуемой площади арматуры на 1м.п. по оси Y в верхней грани (см2
)

Рассчитал
Лист
Проверил
Подбор нижнего армирования Ах и Ау
Подбор нижнего армирования по Ах

Рассчитал
Лист
Проверил
Подбор нижнего армирования по Аy

Рассчитал
Лист
Проверил
Изополя требуемой площади армирования на 1м.п. по оси Х и Y в нижней
грани
Рис.9 Изополя требуемой площади арматуры на 1м.п. по оси Х в нижней грани (см2
)
Рис.10 Изополя требуемой площади арматуры на 1м.п. по оси Y в нижней грани (см2)

Рассчитал
Лист
Проверил
Расчет плиты по раскрытию нормальных трещин
Рассматриваем сечение по оси 11-Н
Расчетное сечение прямоугольное: 200х1000 мм
Бетон класса В30 ( , = 1,8 МПа = 18.0
кгс
см
, , = 22,0 МПа =
220
кгс
см
)
Рабочая арматура класса А400С с площадью сечения:
Верхняя: As1 = 15,71 см2
(Ø12 шаг 200 + Ø16 шаг 200)
Нижняя: As2 = 5,65 см2
(Ø12 шаг 200)
Момент в расчетном сечении от постоянных и длительных нагрузок Ml =
5,02 тс*м
Рис. 30 Моменты в расчетном сечении
От кратковременных нагрузок: Msh = 0,32 тс*м

Рассчитал
Лист
Проверил
Рис. 31 Моменты в расчетном сечении
Определим момент образования трещин Мcrc согласно пп.4.5-4.8
Поскольку = =
,
∗
= 0.007855 > 0.005 - определяем значение W и
ея с учетом арматуры при коэффициенте приведения α
= =
2 ∗ 10
2.4 ∗ 10
= 8.333
=
ℎ
2
=
200
2
= 100 мм
Для прямоугольного сечения с несимметричной арматурой момент инерции
Ired равен:
=
ℎ
12
+ (0.5ℎ − ) + (0.5ℎ − )
=
100 ∗ 20
12
+ 15,71 ∗ 8.333 ∗ (0.5 ∗ 20 − 3) + 5.65 ∗ 8.333
∗ (0.5 ∗ 20 − 3)
= 75388.32 см
Тогда = =
.
= 7538.83 см
Площадь приведенного сечения равна:
= ℎ + + = 20 ∗ 100 + 15,71 ∗ 8.333 + 5.65 ∗ 8.333
= 2177.99 см

Рассчитал
Лист
Проверил
Тогда я = =
.
.
= 3.46 см
Учитываем неупругие деформации растянутого бетона путем умножения W
на коэф. = 1,3 (см.табл. 4.1), т.е. = 7538,83 ∗ 1,3 = 9800.479 см
Определяем момент
= , = 18,0 ∗ 9800.479 = 176408.622 кгс ∗ см = 1,76 тсм
< = + = 5,02 + 0,32 = 5,34 тсм
т.е. трещины при полной нагрузке образуются и расчет по раскрытию тре-
щин необходим.
Проверим условие (4.29) с заменой напряжений соответствующими мо-
ментами
− 0.8
− 0.8
=
5,02 − 0.8 ∗ 0,32
5,34 − 0.8 ∗ 0,32
= 0,937 > 0.68
Следовательно проверяем только продолжительное раскрытие трещин.
Определим напряжение в арматуре по формуле (4.13), принимая =
Рабочая высота сечения ℎ = ℎ − = 200 − 30 = 170 мм
Коэффициент приведения =
,
= = 1,364
Тогда при = =
, ∗ .
∗
= 0.0126 и = 0,0 из графика на чер-
тежу 4.3 находим = 0.92
Плечо внутренней пары равно:
= ℎ = 0.92 ∗ 17 = 15.64 см
= =
5,34 ∗ 10
15.64 ∗ 15,71
= 2173.34 кг/см
Для прямоугольного сечения высота растянутой зоны бетона с учетом неуп-
ругих деформаций равна:
= 0.5ℎ = 0.5 ∗ 20 ∗ 0.9 = 9 см > 2 = 2 ∗ 3 = 6 см
кроме того = 9 см < 0,5ℎ = 0,5 ∗ 20 = 10см
поэтому оставляем y=9 см и тогда = = 100 ∗ 9 = 900 см
Расстояние между трещинами определяем по формуле (4.22)
= 0.5 = 0.5 ∗
,
= 28,64 см, что меньше 40ds = 480 мм и меньше
400мм, поэтому принимаем = 28,64 см
Значение определяем по формуле (4.26), принимая = = 5,02 тсм
= 1 − 0,8 = 1 − 0.8 ∗
0,32
5,02
= 0.949
Определяем по формуле (4.10) ширину продолжительного раскрытия тре-
щин, принимая = 1,4; = 0,5; = 1,0
= = 1.4 ∗ 0.5 ∗ 1.0 ∗ 0.949 ∗
2173,34
2000000
∗ 28,64 = 0,021см
что меньше предельно допустимой ширины раскрытия трещин, равной
, = 0.3мм

Рассчитал
Лист
Проверил
Вывод: следует отметить, что расчет плиты выполнялся по раскрытию
трещин, поэтому продолжительная ширина раскрытия нормальных трещин не
превышает предельно допустимую acrc,ult = 0,3 мм.
Непродолжительная ширина раскрытия нормальных трещин также не превы-
шает предельно допустимую acrc,ult = 0,4 мм.
4.4. Расчет колонны
Для расчета принимаем самую нагруженную колонну среднего ряда Км1_4
по оси (3-4) - Г. Колонна имеет размеры 300х700
Рис.32 Схема расположения рассчитываемой колонны Км1_4
Нагрузки на покрытие
нагрузка, кН/м² надежности нагрузка, кН/м²
по нагрузке, γf
Два слоя физола:
0,024 1,2 0,029δ1=0,004 м;
γ1=6 кН/м³;
Армированная цементно-
0,66 1,3 0,858песчанная стяжка:
δ2=0,03 м;

Рассчитал
Лист
Проверил
γ2=22 кН/м³;
Минераловатные плиты:
0,4 1,2 0,48δ3=0,2 м;
γ3=2 кН/м³;
5 1,2 6перекрытия
δ4=0,2 м;
6,084 - 7,367
groof
Снеговая нагрузка S 0,224 - 0,32
Полная нагрузка (V+g) 6,308 - 7,687
Вид нагрузки Нормативная Коэффициент Расчетная
нагрузка,
кН/м²
нагрузка,
кН/м²
0,105 1,2 0,126δ1=0,015 м;
γ1=7 кН/м³;
Слой ДВП:
0,2 1,2 0,24δ2=0,025 м;
γ2=8 кН/м³;
0,36 1,3 0,468
стяжка:
δ3=0,020 м;
γ3=18 кН/м³;
δ4=0,20 м;
g
5,665 - 6,834
1,5 1,2 1,8
1,2
0,36
(V+g)
7,165 8,634

Рассчитал
Лист
Проверил
Рис.34 Суммарные нагрузки на колонну Км1_4
Суммарные нагрузки на колонну определяются программой Мономах авто-
матически с учетом РСН (Расчетное сочетание нагрузок) в соответствии с рас-
четной пространственной моделью.
Расчет колонны произведен с помощью программы " Колонна" программного
комплекса " Мономах". Расчет производился согласно требований норматив-
ных документов. Также расчет производился как по прочности, так и по рас-
крытию трещин

Рассчитал
Лист
Проверил
Расчет колонны подвального этажа Км1_4
Нормативный документ
СП 63.13330.2012
Бетон
Класс B30
Арматура
Класс продольной A400
Класс поперечной A400
Расчетный диаметр про-
дольной, мм
40
Защитный слой продольной,
мм
20
Привязка продольной, мм 40
Требования
Расчет по раскрытию трещин
Выделять угловые стержни
Вязаный каркас. Модуль уменьшения шага поперечной арматуры 25 мм
Сечение
Размеры, мм:
b 700
h 300
Площадь, см2 2100
Отметки
Высота этажа, мм 2500
Высота перекрытия, мм 200
Отметки, м:
низа колонны -5,520
верха перекрытия -3,020
Расчетная длина
Коэффициенты расчетной длины:
m X 0.7
m Y 0.7
Расчетная длина, мм:
Lo X 1750
Lo Y 1750
Гибкость:
Lo/h X 5.83
Lo/h Y 2.50
Нагрузки
Результаты МКЭ расчета
N, тс Mx, тс*м My, тс*м Qx, тс Qy, тс T, тс*м Сече-
ние
Постоянная 282 -4.81 23.9 12.4 -2.66 0 1_4.1

Рассчитал
Лист
Проверил
ние
280 1.84 -7.07 12.4 -2.66 0 1_4.2
Длительная 66.8 -0.761 3.74 1.9 -0.372 0 1_4.1
66.8 0.169 -1.01 1.9 -0.372 0 1_4.2
Кр. времен-
ная
55.8 -0.64 3.14 1.6 -0.313 0 1_4.1
55.8 0.144 -0.846 1.6 -0.313 0 1_4.2
Ветровая 1 -6.81 1.17 -5.91 -3.15 0.741 0 1_4.1
-6.81 -0.685 1.98 -3.15 0.741 0 1_4.2
Ветровая 2 -11.1 1.96 -8.9 -4.52 1.25 0 1_4.1
-11.1 -1.17 2.41 -4.52 1.25 0 1_4.2
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
Учитывать при автоматическом формировании РСН:
знакопеременность ветровой и сейсмической нагрузки
Расчетные сочетания нагрузок. Сокращенный список
ние
Первая группа пред. состояний. Случай б (все нагрузки)
Группа 1 325 -8.03 38.7 19.9 -4.68 0 1_4.1
310 -5.29 26.2 13.6 -2.93 0 длит.
часть
Sлр, Sнлр | 1.1ПО-1.4В2
460 -9.31 45.1 23.2 -5.27 0 1_4.1
407 -6.4 31.7 16.4 -3.47 0 длит.
часть
Sнс, Sлс, Nс, Tx, Ty, Sнлс | 1.1ПО+1.14ДЛ+1.08КР-1.26В2
Первая группа пред. состояний. Случай а (продолжит.)
Группа 2 446 -6.85 33.9 17.5 -3.69 0 1_4.1
407 -6.4 31.7 16.4 -3.47 0 длит.
часть
Sнс, Sлс, Nс, Tx, Ty, Sнлс | 1.1ПО+1.14ДЛ+1.08КР
310 -5.29 26.2 13.6 -2.93 0 1_4.1
310 -5.29 26.2 13.6 -2.93 0 длит.
часть
Sнлр | 1.1ПО
Вторая группа пред. состояний. Случай б (все нагрузки)
Группа 3 405 -7.87 38.3 19.7 -4.42 0 1_4.1
363 -5.73 28.4 14.7 -3.11 0 длит.

Рассчитал
Лист
Проверил
ние
часть
Sнс, Sлс, Nс, Tx, Ty, Sнлс | ПО+0.95ДЛ+0.9КР-0.9В2
293 -6.76 32.8 16.9 -3.91 0 1_4.1
282 -4.81 23.9 12.4 -2.66 0 длит.
часть
Sнлр | ПО-В2
Вторая группа пред. состояний. Случай а (продолжит.)
Группа 4 395 -6.11 30.2 15.6 -3.3 0 1_4.1
363 -5.73 28.4 14.7 -3.11 0 длит.
часть
Sнс, Sлс, Nс, Tx, Ty, Sнлс | ПО+0.95ДЛ+0.9КР
282 -4.81 23.9 12.4 -2.66 0 1_4.1
282 -4.81 23.9 12.4 -2.66 0 длит.
часть
Sнлр | ПО
Номера колонн, определивших РСН:
1_4
Расчетное армирование
Asu 12.57
As1 6.32
As2 19.69
Продольная арматура, см2:
полная 102.301
по прочности 102.301
% армирования 4.87
Поперечная арматура,
см2/м
3.08036
Ширина раскрытия трещин, мм:
непродолжительного 0
продолжительного 0
Расстановка продольной арматуры
Армирование симметричное. Выпуски в верхнюю колонну
угловые 440
вдоль грани 232
боковые 632
Всего 440 + 832
Площадь арматуры, см2 114.605
% армирования 5.46
Анкеровка продольной арматуры
Диаметр стержня, мм Длина анкеровки,
мм
Длина нахлестки,
мм
40 0 0
32 0 0

Рассчитал
Лист
Проверил
Расстановка поперечной арматуры
Зона анкеровки, мм: 410
шаг 300
привязка 1-го 50
зона раскладки 900
привязка последнего 950
Основная зона, мм: 410
шаг 300
привязка 1-го 1250
зона раскладки 900
привязка последнего 2150
Доборный, мм: 110
шаг 100
привязка 2250
расст. до верха 50
Площадь арматуры, см2/м 5.23599

Рассчитал
Лист
Проверил
Библиографический список
1. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные
положения/Госстрой России- М.: ФГУП ЦПП, 2004.- 24с.
2. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»/Госстрой России. - М.: ГП
ЦПП, 2003.-44с.
3. СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений/Госстрой России-
М.: ГП ЦПП , 1995.
4. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП
2.02.01-83) .- М.: Стройиздат, 1986.

Проектирование и расчет несущих строительных конструкций здания на прочность в Lira (Лира), Мономах, SCad

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (20)

Similaire à Проектирование и расчет несущих строительных конструкций здания на прочность в Lira (Лира), Мономах, SCad

Similaire à Проектирование и расчет несущих строительных конструкций здания на прочность в Lira (Лира), Мономах, SCad (9)

Проектирование и расчет несущих строительных конструкций здания на прочность в Lira (Лира), Мономах, SCad