Моделирование элементов и конструктивных решений несущих конструкций покрытия здания плавательного бассейна с размерами чаши 50x26x3,2 м с применением 2 расчетных программ
Введение
1. Архитектурно -планировочный раздел
1.1 Архитектурные и конструктивные решения
1.2. Общий вид здания плавательного бассейна
1.3 Фасады в осях 1-16, 16-1, Е-А, А-Е
1.4 Разрезы 1-1, 2-2
1.5 План 1 этажа
1.6 План 2 этажа
1.7 План технического этажа
2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.
3. Сбор нагрузок.
3.1 Общая характеристика
3.2 Сбор нагрузок
4. Конструктивная схема здания.
4.1 Краткое описание
4.2 Расчетная схема
5. Расчет несущих конструкций с применением программного комплекса « MicroFe» 2014.
5.1. Исходные данные для здания плавательного бассейна.
5.2. Сводная таблица материалов
5.3. Геометрическая схема
5.4. Схемы нагружений
5.5. Расчет каркаса здания.
5.6. Результаты расчета конструктивной схемы.
5.7. Определение усилий в колоннах
5.8. Определение усилий в плитах.
5.9. Подбор и проверка армирования железобетонных элементов.
6. Расчет несущих конструкций с применением программного комплекса «SCAD ».
6.1. Исходные данные для здания плавательного бассейна.
6.2 Геометрическая схема
6.3. Схемы нагружений.
6.4. Жесткости элементов
6.5. Расчет каркаса здания.
6.6. Результаты расчета конструктивной схемы.
6.7. Подбор и проверка армирования железобетонных элементов.
Приложение
Заключение
Список литературы
В настоящее время с помощью расчетных комплексов стало возможно не только моделировать, но и рассчитывать здания и сооружения на основе расчетной схемы при этом получая эффективный результат максимально экономив время. В строительной отрасли используется множество таких программных комплексов, рассчитывающие строительные конструкции с необходимой точностью. В основе расчета большинства из них лежит метод конечных элементов, а также они учитывают существующие требования и положения по проектированию строительных конструкций, рекомендованных СниП.
Многие локальные расчеты по-разному реализованы в различных программных комплексах, поэтому для сравнения и получения объективных результатов выполнять расчет необходимо в разных программах.
Список нормативных документов, которыми руководствуется инженер проектировщик в расчетах зданий и сооружений:
• Федеральный закон РФ от 30 декабря 2009 г. № 384 - Ф3, Технический регламент о безопасности зданий и сооружений
• Постановление от 26 декабря 2014 года № 1521;
• ГОСТ 54257 - 2010 «Надежность строительных
конструкций и оснований. Основные положения и требования».
• Градостроительный кодекс РФ.
Согласно ФЗ №384 безопасность проектируемых конструкций здания в проектной документации требуется обеспечивать посредством расчетов или других методов. Инженер, используя два расчетных комплекса, сможет качественней проанализировать расчетную схему, выявить неточности и ошибки на ранней стадии и повысить качество выдаваемого результата При расчете зданий и сооружений необходимо пользоваться актуальными версиями современных расчетных комплексов. На практике применяются программы как российской разработки (ПК STARKON, ЛИРА 10), так и зарубежной (Scad Office, ЛИРА - САПР и др.).
Актуальность темы.
Органы экспертизы в необходимых случаях могут требовать выполнение расчета сооружения по двум независимым сертифицированным расчетным комплексам независимо от сложности здания, ссылаясь на следующие нормативные документы:
• ГОСТ 54257 - 2010 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования» п.11.4
• ГЛАВГОСЭКСПЕРТИЗА РОССИИ ПИСЬМО от 28 июня 2004 года № 24 - 10 - 3/1281 «О повышении качества расчетных обоснований проектных решений строительных конструкций»
Это позволяет сделать вывод, что при расчете зданий и сооружений инженер, пользуясь двумя расчетными программами, обезопасит себя от непреднамеренных ошибок, сможет исправить их на ранней стадии, детальней проанализирует расчетную схему и принятые конструктивные решения, быстрее получит положительное заключение органов экспертизы.
Поэтому тема магистерской диссертации, связанная с исследованием работы конструктивных элементов здания с использованием 2 различных расчетных программ, представляется актуальной.
Цель работы:
Целью расчета ставилось определение фактического напряженно - деформированного состояния несущих элементов здания, подбор арматуры внутренних и наружных несущих стен и плит перекрытий, сечения элементов ферм. На основании полученных данных произвести подбор сечений
элементов:
- по безопасности;
- по эксплуатационной пригодности;
- по долговечности
Для реализации поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Выполнить теплотехнический расчет ограждающих конструкций.
2. Выполнить сбор нагрузок на конструкции.
3. Произвести расчет конструктивных элементов здания, в 2 расчетных комплексах («MicroFe» 2014» и «SCAD»)
4. Подобрать сечения для элементов конструкций, выполнить проверку на прочность и устойчивость.
Объект исследования - конструктивные элементы (плита, колонны) здания.
Предмет исследования - исследование работы конструктивных элементов здания в 2 расчетных программах.
Объем и структура диссертационной работы: Работа состоит из введения, глав, выводов, списка литературы, содержит страниц теста.
Используемые расчетные комплексы: «MicroFe» и «SCAD ».
1. Разработан архитектурно-планировочный раздел. К данному разделу
прилагается набор чертежей: общий вид здания плавательного бассейна; фасады в осях 1-16, 16-1, Е-А, А-Е; разрезы 1-1, 2-2; планы 1, 2 и технического этажей.
2. Был выполнен теплотехнический расчет ограждающих конструкций.
В ходе расчета выявлено, что стена выполненная из стеновых сэндвич панелей с базальтовым утеплителем толщиной 200мм удовлетворяет требованиям СП 50.13330.2012«Тепловая защита здания».
3. Произведен сбор нагрузок. Собраны нагрузки от покрытия кровли. Выполнен расчет нагрузок: на стропильную ферму, технологической нагрузки, нагрузки от покрытия и временной снеговой нагрузки.
4. В качестве конструктивной схемы был принят каркас:
- в осях 1-5/А-Е - смешанный (колонно-стеновой). Каркас — монолитный железобетонный, состоящий из колонн, стен и объединяющих их плит перекрытия и покрытия.
- в осях 6-16/А-Е - рамный каркас. Каркас - смешанный (сборные железобетонные колонны и металлические несущие конструкции покрытия).
5. Выполнен расчет с помощью программного обеспечения « MicroFe» 2014, в ходе которого были:
- составлены таблицы материалов с геометрическими и физическими характеристиками конструкций;
- построена геометрическая схема здания;
-произведены схемы нагружений каркаса здания равномерно- распределенной нагрузкой
- составлены и подсчитаны комбинации равномерно -распределенной нагрузки для плит от кровли, полов, перегородок, полезной нагрузки, снега, воды бассейна;
- получено напряженно-деформированное состояние несущих элементов каркаса, определены все внутренние силовые факторы во всех стержневых и пластинчатых элементах.
-по внутренним усилиям в пластинах и стержнях была подобрана площадь арматуры в монолитных плитах, колонах (см2/м).
6. Выполнен расчет с помощью программного обеспечения « SCAD», в ходе которого были:
- построена геометрическая схема здания
-составлены и подсчитаны комбинации равномерно -распределенной нагрузки для плит от кровли, полов, перегородок, полезной нагрузки, снега, воды бассейна;
- подобраны сечения для каждого элемента конструкций;
- получено напряженно-деформированное состояние несущих элементов каркаса и требуемое армирование.
7. Все сечения рассчитанные в программных комплексах Microfe и SCAD подобраны верно и проходят проверки по всем группам предельных состояний строительных конструкций.
8. По результатам расчета в Microfe и SCAD выявлено, что результаты расчетов по разным программным комплексам разнятся. Причина в том, что в них используются принципиально разные типы конечных элементов (В SCAD стандартные конечные элементы, а в MicroFE - гибридные конечные элементы), различная математическая реализация принципов расчета и многие другие отличия.
В MicroFE в элементе усилия и перемещения варьируются по квадратичному закону, следовательно, усилия в узлах определяются корректнее при более крупной сетке. В SCAD нужно разделять узлы и задавать объединение перемещений.
Таким образом наилучшую сходимость результатов показывает ПК MicroFe, а SCAD следует использовать при большом количестве разбиений.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
