Исходные данные
Размер здания – 72×72 м;
3-х пролетная арка покрытия – 36м;
Высота колонн – 6,150 м;
Сечение основных колонн – 350×350 мм;
Материал колонн – В 30; Еб
=26000 МПа;
Сечение фахверк колонн – 250×250 мм;
Материал колонн – В 15; Еб
=19500 МПа;
Стена кирпичные, толщина – 0,51 мм
Категория грунта строительной площадки –I.
Сейсмичность района строительства – г.Кызыл – 9 баллов.
Введение
Землетрясение представляет собой одно из наиболее частных природных явлений, и по сведениям сейсмологов ежедневно на земле регистрируются несколько тысяч или десять тысяч землетрясений в год. Сооружения, возводимые в сейсмических районах должны удовлетворять требованиям сейсмичности.
Сейсмостойкость – способность здания противостоять сейсмическим воздействиям и не разрушится при этом. Таким образом, сложность проблемы определяется тем, что сейсмические воздействия относятся к категории динамических существенным непостоянством их характеристик во время землетрясения.
Наука, занимающая изучением землетрясений и внутреннего строения земли называется сейсмологией и на часть сейсмологии, в задачу которой входит изучение сейсмических явлений применительно к запросом сейсмического строительства называется инженерной сейсмологией.
Инженерная сейсмология указывает сейсмические опасные территории и дает прогноз характеристик движений поверхности грунта служащего основанием сооружений. Таким образом антисейсмические мероприятия состоят из двух частей:
1. Разработка методов прогнозирования места расположения ожидаемого землетрясения и оценка его интенсивности.
2. Разработка сейсмостойких сооружений, способных воспринять землетрясения ожидаемых интенсивности с минимальными ущербами.
Антисейсмические мероприятия при конструировании зданий и сооружений сейсмических районах
Конструктивные схемы зданий и сооружений и их объемно-планировочные решения должны исходить из требований противодействие сейсмическим силам. Пространственная устойчивость и прочность здания, следовательно, сейсмостойкость должна обеспечиваться продольными и поперечными вертикальными несущими элементами (стенами) в объединенными в единую систему жесткими и прочными дисками перекрытий. Вид несущих вертикальных элементов воспринимающих вертикальные и горизонтальные нагрузки определяют конструктивную систему здания. В зависимости от вида конструктивной системы здания подразделяют на:
• Здания с жесткой конструктивной схемой (кирпичные, крупноблочные, панельные, объемно-блочные и монолитные);
• Здания с гибкой конструктивной схемой (каркасные);
• С комбинированной конструктивной схемой (рамно-связевые и связевые);
Жесткие конструктивные схемы характеризуется малыми периодами первого тона колебаний, обычно Т1≤0,4с, гибкие сооружения большинстве случаев имеет период более 1с, Т1≥1с, здания смешанного типа занимают промежуточное положение между жесткими зданиями 1с≤Т≥0,4с.
Здания с жесткой конструктивной схемой (кирпичные)
Наиболее уязвимыми места в кирпичных зданиях является растворные швы глухих стен и простенках. Поэтому нормами предусматривается, что несущие кирпичные стены должны возводиться из кирпича изготовляемых в заводских условиях с применением вибрации, либо из кирпич на растворах со специальными добавками повышающими сцепления раствора с кирпичом. При расчетном сейсмостойкости 7б допускается возведение несущих стен на растворах без применения специальных добавок. Кладка стен может быть выполнено из следующих материалов: кирпич полнотелый или пустотелый марки выше 75, бетонные камни, сплошные или пустотелые блоки марки 50 и выше. Кладка выполняется на цементных растворах марки не ниже 25—в летних условиях, не ниже 50—в зимних условиях. В зависимости от сопротивляемости сейсмостойким возведениям кладки подразделяют на категории. Категория устанавливается в зависимости от временного сопротивления, осевому растяжению по не перевязанным швам (1 кат.— когда Rp=180 кПа, 11 кат.— когда Rp=120 кПа).
1. Расчет каркаса в поперечном направлении здания
1.
1 Определяем перемещение колонн от действия единичных горизонтальных сил приложенных в уровнях верха колонн
Жесткость железобетонной колонн:
– по осям А – Г
– по осям Б – В
– фахверковой колонн
Перемещение колонн по осям А – Г определяется с учетом жесткости прилегающих к ним участков самонесущей стены. Для этого определяем модуль деформации по формуле:
1.2 Определяем перемещение на уровни верха колонн
– для колонн по осям 1А ,13А, 1Г , 13Г, с учетом жесткости продольной стены длиной
– для колонн по осям 2А -12А, 2Г-12Г.
– для колонн по осям Б и В
– для фахверка колонн
2.Определяем жесткость каркаса в поперечном направлении
3.Определяем расчетные вертикальные нагрузки
| Нагрузка |
Норм. нагр. |
Коэфф. |
Расч. нагр. |
вычисление |
pan="2"> Расч. нагр. Q,кН |
|
| перегр |
сочет |
|||||
| 1.От веса снега, кПа; 2.От веса кровли с утепл.кПа; 3. От плиты покрытия, кН; 4.Ж/б балок, кН; 5.Связей 6.Уч/ов стен распол/ых выше ур/ня колонн кПа; |
0,7 1,01 1,6 92 4,2 9,19 |
1,4 1,2 1,1 1,1 1,05 1,1 |
0,5 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 |
0,49 1,1 1,58 91,08 3,97 9,09 |
0,49·72·72 1,1·72·72 1,58·72·72 91,08·39 3,97·18 9,09·72·2·1,5 |
2540,16 5702,4 8190,72 3552,12 71,442 1963,44 |
| Итого: |
Q=22020,3 |
|||||
4.Находим период собственных колебании каркаса в поперечном направлении
5.коэффициент динамичности
– для грунтов III категории при Тi
≤ 0,1с βi
=1+15 Тi
=1+15*0,02=1,3
6.Находим сейсмическую нагрузку, которая действует на каркас здания
|
| |
|
|
|
|
2. Расчет каркаса в продольном направлении
а)Жесткость железобетонной колонн
– по осям А – Г
– по осям Б – В
– фахверковой колонн
б) Определяем перемещение на уровни верха колонн.
– для колонн по осям 1А, 1Г,13А,13Г:
– для колонн по осям 1Б, 13Б, 1В, 13В:
–для колонн по осям 2—12 А, Б, В, Г:
– для фахверковых колон
2.Определяем жесткость каркаса в продольном направлении
3. Определяем расчетные вертикальные нагрузки
| Нагрузка |
Норм. нагр. |
Коэфф. |
Расч. нагр. |
вычисление |
Расч. нагр. Q,кН |
|
| перегр |
сочет |
|||||
| 1.От веса снега, кПа; 2.От веса кровли с утепл.кПа; 3. От плиты покрытия, кН; 4.Ж/б балок, кН; 5.Связей 6.Уч/ов стен распол/ых выше ур/ня колонн кПа; |
0,7 1,01 1,6 92 4,2 9,19 |
1,4 1,2 1,1 1,1 1,05 1,1 |
0,5 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 |
0,49 1,1 1,58 91,08 3,97 9,09 |
0,49·72·72 1,1·72·72 1,58·72·72 91,08·39 3,97·18 9,09·72·2·1,5 |
2540,16 5702,4 8190,72 3552,12 71,442 1963,44 |
| Итого: |
Q=22020,3 |
|||||
4.Находим период собственных колебании каркаса в продольном направлении
5.коэффициент динамичности
– для грунтов III категории при 0,8с≤ Тi
6.Находим сейсмическую нагрузку, которая действует на каркас здания
Литература
1. Байков В.Н. Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов. – 5 изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1991. – 767 с.: ил.;
2. СНиП II-7-81*
«Строительство в сейсмических районах» М.1982;
3. СНиП 2. 01.07-85*
«Нагрузки и воздействия » Госстрой М.,1985;