До конца XX в. в России для возведения жилых, общественных,
производственных зданий и многих инженерных сооружений активно
внедрялись сборные железобетонные конструкции индустриального
изготовления. Монолитный железобетон применялся для строительства
гидротехнических сооружений, градирен, башен, куполов, элеваторов,
фундаментов под промышленное оборудование и при возведении ряда
уникальных сооружений. Долгое время монолитное домостроение у нас в стране
почти не развивалось. Строительство монолитных железобетонных зданий было
значительно более медленным, дорогим и трудоемким, нежели собирание домов
из панелей, несмотря на то, что принцип монолитного строительства в России
применяли с начала XX в.
В настоящее время в США, Англии, Франции, Турции объем строительства
зданий из монолитного бетона составляет 60–80% общего объема строительства,
так как сборные конструкции здесь до́роги и поэтому строительные фирмы их
применяют редко, отдавая предпочтение возведению зданий из монолита.
Россия значительно отстает по этому показателю. По разным оценкам,
монолитное домостроение в России пока составляет 15–20%, но наряду со
сборным домостроением начал активно внедряться метод монолитного
домостроения, который позволяет изготавливать стены, перекрытия, колонны,
лестничные марши и другие строительные конструкции непосредственно на
строительной площадке.
Методики расчета таких зданий интенсивно развиваются. Благодаря возросшим вычислительным мощностям ЭВМ часть современных
программных комплексов уже позволяет учесть специфику последовательности
возведения здания, физическую и геометрическую нелинейности, включая
геологические свойства материалов и грунтов.
В большинстве случаев расчеты строительных конструкций выполняют с
помощью специальных программных комплексов, являющихся важнейшим
звеном технологии автоматизированного проектирования. ПК Lira — многофункциональный программный комплекс для
проектирования и расчета строительных и машиностроительных конструкций
различного назначения. В семейство ПК Lira так же входит ПК Мономах.
Реализованный метод расчета — метод конечных элементов (МКЭ).
Выполняется расчет на статические (силовые и деформационные) и
динамические воздействия. Производится подбор или проверка сечений
стальных конструкций и (или) армирование сечений железобетонных
конструкций. Выдаются эскизы рабочих чертежей КМ, а также чертежи
железобетонных элементов. Множественные специализированные системы,
позволяют моделировать работу массивов грунта, рассчитывать мостовые
сооружения, моделировать работу сооружения в процессе монтажа, исследовать
поведение конструкции под динамическими воздействиями во времени и многое
другое.
В результате пространственного расчета на ЭВМ будут получены усилия и
перемещения во всех конечных элементах. Анализ производится в двух
направлениях:
- получение усилий в элементах каркаса и расчет их по полученным
усилиям.
- анализ перемещений каркаса: в горизонтальном направлении от действия
ветровой нагрузки.
Результатом статического расчета пространственного каркаса
железобетонного здания от расчетных сочетаний нагрузок являются изополя
силовых факторов (изгибающий моменты, перерезывающие силы, продольные
усилия) в плитах перекрытия и стенах, а так же эпюры усилий (продольный
усилия, изгибающие моменты и перерезывающие силы) в стержневых элементах
(балках и колоннах).
Цели исследования:
Цель работы произвести расчет конструкций монолитного железобетонного
здания в программном комплексе Lira, то есть определить фактическое
напряженно-деформированное состояние несущей системы каркаса здания,
назначить армирование стен, плит перекрытий и колонн.
В данной работе был произведен расчет конструкций монолитного
железобетонного здания в программном комплексе Lira, то есть было
определено фактическое напряженно-деформированное состояние несущей
системы каркаса здания, были назначены армирование стен, плит перекрытий и
колонн. Результатом статического расчета пространственного каркаса
железобетонного здания от расчетных сочетаний нагрузок являются изополя
силовых факторов (изгибающий моменты, перерезывающие силы, продольные
усилия) в плитах перекрытия и стенах, а так же эпюры усилий (продольный
усилия, изгибающие моменты и перерезывающие силы) в стержневых элементах
(балках и колоннах). По результатам расчетов горизонтальные перемещения
здания вдоль осей x и y находятся в пределах допустимых значений,
следовательно, жесткость несущей системы здания в целом обеспечена.
Применение программного комплекса Lira для автоматизированного
расчета конструкций зданий повышает качество работ, снижает материальные
затраты, сокращает сроки проектирования, увеличивает производительность
труда инженерно-технических работников. Системы автоматизированного
проектирования дают возможность на основе новейших достижений
фундаментальных наук совершенствовать методологию этого процесса,
стимулировать развитие математической теории проектирования сложных
систем и объектов.
Лебедев В.В. Влияние начальных горизонтальных отклонений колонн
и диафрагм на напряженно-деформированное состояние н несущую
способность монолитных железобетонных каркасных зданий:
Автореф.дис.канд. техн. наук.-Красноярск, 2011.-27с.;
2. Боголюбов А.Н., Красильникова А.В., Минаев Д.В., Свешников А.Г.
Метод конечных разностей для решения задач синтеза волноведущих
систем. // Математическое моделирование. - М.: РАН, 2000. - Т. 12, № 1
- С. 13 - 24.;
3. Трощиев В.Е., Шагалиев P.M. Проблема совмещения конечноразностных и конечно-элементных схем в задачах газовой динамики с
теплопроводностью. // Математическое моделирование. - М.: РАН,
2000. - Т. 12, № 1 - С. 4 - 11.;
4. Васидзу К. Вариационные принципы в теории упругости и
пластичности. - М.: Мир, 1987. - 542 с.;
5. Михлин С. Г. Вариационные методы в математической физике. - М.:
Наука, 1970. - 512 с.;
6. Бреббия К., Теллес Ж., Вроубел Л. Методы граничных элементов: пер.
с англ. - М.: Мир, 1987. - 524 с.;
7. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике: Пер. с англ. - М.:
Мир, 1976. - 545 с.;
8. Безволев С. Г. Программные средства для проектирования
фундаментных плит и перекрестных лент. // Промышленное и
гражданское строительство. - 2003. - № 1. - С. 39 - 41;
9. Письмо главгосэкспертизы России ГУП ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко
от 24.06.2004 № 13-103;Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Лист
К(П)ФУ 3161345-09. 24. ВКР ПЗ
10. А.С. Городецкий. Ю.П. Назаров. Ю.Н. Жук, В.Н. Симбиркин.
Повышение качества расчетов строительных конструкций на основе
совместного использования программных комплексов STARK ES н
ЛИРА // Информационный вестник Мособлгосэкспертизы. - 2005. - №
1(8). - С. 42-51;
11. Новацкий В. Теория упругости. - М.: Мир, 1975. - 874 с;
12. Алейников С. М, Бахтин А. А. Генерация пространственных граничноэлементных сеток для осесимметричных фундаментных конструкций.
// Тез. докл. науч.-тех. конф. Новосибирск: НГАСУ, 2004. - Вып. 61. -
С. 91 – 93;
13. Бахтин А. А. Автоматизация построения гранично-элементных сеток
для решения статических задач теории упругости. // Мат. междун.
науч. конф. образование, наука, производство и управление в XXI веке.
С. Оскол: СОТИ, 2004.-Т. I.-C. 274-279;
14. Бахтин А. А. Алгоритмы автоматического моделирования
многогранников. // Межвузовский сб. науч. тр. Математическое
обеспечение ЭВМ. Воронеж: ВГУ, 2002. - Вып. 4. - С. 27 – 33;
15. Ильин В.П., Карпов В.В., Маслен¬ников А.М. Численные методы
решения задач строительной механики: Справ. пособие / Под общ. ред.
В. П. Ильина,— Мн.: Выш. шк., 1990.— 347 с.: ил.;
16. Михлин С. Г. Проблема минимума квадратичного функционала. М.:
Гостехиздат, 1952;
17. Белухина И. Г. Разностные схемы для решения некоторых статических
задач теории упругости // ЖВМ и МФ. 1968. Т. 8, № 4. С. 808-825;
Городецкий А.С. и др. Расчет и проектирование конструкций высотных
зданий из монолитного железобетона (проблемы, опыт, возможные
решения и рекомендации, компьютерные модели, информационные
технологии). — К.: издательство «Факт», 2004. - 113 с.: ил;
20. Программный комплекс для расчета строительных конструкций на
прочность устойчивость и колебания STARK ES. Версия 4.2 (2006).
Руководство пользователя. - М. ЕВРОСОФТ, 2006. - 353 с;
21. А.С. Городецкий. Ю.П. Назаров. Ю.Н. Жук. В.Н. Симбиркин.
Повышение качества расчетов строительных конструкций на основе
совместного использования программных комплексов STARK ES и
ЛИРА // Информационный вестник Мособлгосэкспертизы. - 2005. - №
1(8). - С. 42-47;
22. Гвоздев А.А. О развитии теории расчета железобетонных конструкции
в СССР // Труды IV Всесоюзной конференции по бетону и
железобетонным конструкциям. Часть II-М.: Стройиздат, 1949, -с.3-18;
23. Келдыш В.М., Гольденблат И.И. Некоторые вопросы метода
предельного состояния // Материалы к теории расчета конструкций по
предельному состоянию. Выпуск II-М.: Стройиздат, 1949, -с.6-17;
24. Ржаницин А.Р. Статистическое обоснование расчетных коэффициентов
// Материалы к теории расчета конструкций по предельному
состоянию. Выпуск II-М.: Стройиздат, 1949, -с.18-52;
25. Применение анализа риска к исследованию хрупкого разрушения и
усталости стальных конструкций // Механика разрушения. Разрушение
конструкций. «Мир».:М.:1980,-с.7-35;
26. Синицин А.П. Расчет конструкций на основе теории риска.-
М.:Стройиздат, 1985.-307с.;Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Лист
К(П)ФУ 3161345-09. 24. ВКР ПЗ
27. Ю.И. Кудишин, Д.Ю. Дробот. Методика расчета строительных
конструкций на единичную живучесть. М.: 2009.;
28. Рабинович И.М. Основы динамического расчета сооружений на
действие мгновенных или кратковременных сил. - М.-Л.: Стройиздат
наркомстроя, 1945. - 87 с.;
29. Попов Н.Н., Расторгуев Б.С. Расчет конструкций специальных
сооружений. М.: Стройиздат 1990. с. 207;
30. Попов Н.Н., Расторгуев Б.С. Вопросы расчета и конструирования
специальных сооружений. М.: Стройиздат 1980. с. 199;
31. СНиП П-1 1-77*. Защитные сооружения гражданской обороны.
/Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 60 с.;
32. Попов Н.Н., Расторгуев Б.С. Забегаев А.Б. Расчет конструкции на
динамические специальные нагрузки. - М.: Высшая школа, 1992. - 319
с.;
33. Гвоздев А.А. К расчету конструкций на действие взрывной волны //
Строительная промышленность, 1943, Ля 1-2. - С.18-23;
34. Тихий М., Ракосник И. Расчет рамных железобетонных конструкций в
пластической стадии. Москава : Стройиздат 1976. с. 195;
35. Кодекс - образец ЕКБ-ФИП для норм по железобетонным
конструкциям. М: НИИЖБ , 1984. 282с.;
36. Гончаров А.А. Внецентренко сжатые железобетонные элементы с
косвенным армированием при кратковременном динамическом
нагружении: Автореф. дисс. канд.техн.наук. - М., 1988. - 16 с.;
37. Трекин Н.Н. Несущая способность колонн, армированных
высокопрочной сталью, при динамическом воздействии: Дисс.
канд.техн.наук. - М., 1987. - 156 с.;Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Лист
К(П)ФУ 3161345-09. 24. ВКР ПЗ
38. Баженов Ю. М. Бетон при динамическом нагружении. - М. Стройиздат,
1970.-278 с.;
39. Котляревский В.А. Влияние скоростных эффектов на поведение
импульсивно нагруженных конструкций // Бетон и железобетон, 1978,
№10.- с. 31-37;
40. Попов Г.И. Железобетонные конструкции, подверженные действию
импульсных нагрузок. - М.: Стройиздат, 1986. - 128 с.;
41. Попов Г.И. Механические свойства арматурных сталей при
динамическом нагружении: научное сообщение на конгрессе
федерации преднапряженого железобетона (ФИП) - Москва-Лондон
,1979. 30 с.;
42. Щербин В.И. Прочность железобетонных изгибаемых элементов при
импульсивных нагрузках. // Бетон и железобетон, 1968, No 2, с.38-41;
43. Пугачев В.И. Расчет внецентренно сжатых гибких железобетонных
элементов на действие кратковременных динамических нагрузок:
Автореф. дисс. канд. техн. наук. - М., 1987. - 21 с.;
44. Дмитриев А.В. Динамический расчет изгибаемых железобетонных
элементов с учетом скорости деформирования. Дисс. канд. техн. наук. -
МИСИ, М., 1983, 168 с.;
45. Горев Ю.Г. О динамическом расчете железобетонных конструкций
методом конечных элементов. // Известия Вузов. Сер. Строительство и
Архитектура. М.: 1983,№ 7 , с. 7-11;
46. Расторгуев Б.С. Прочность железобетонных конструкций зданий
взрывоопасных производств и специальных сооружений,
подверженных кратковременным динамическим воздействиям: Дисс.
докт. техн. наук. - М, 1987. - 360 с. 84.