Расчет пятиэтажного кирпичного здания в APM Civil Engineering
Пятиэтажное кирпичное здание
Расчет проводился по заказу ООО «ЧерноморСтройПроект».
Строительство здания запланировано в п. Новомихайловский Туапсинского района.
Здание состоит из двух частей: крыши из металлоконструкции и кирпичного здания с железобетонными включениями.Фундамент - монолитный ж/б ростверк по буронабивным сваям. Стены техподполья - монолитные ж/б 500, 400, 300 мм из бетона класса В10. Стены здания выполняются кладкой из глиняного обожженного кирпича. Перекрытия этажей - монолитные ж/б толщиной 160 мм из бетона класса В20. Перегородки внутри здания кирпичные толщиной 120 и 65 мм. Крыша здания двускатная со стропилами из досок (сосна), положенных на стальной каркас.
Расчет проводился в соответствии с действующими нормативными документами:
- СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия;
- СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах;
- СНКК 20-303-2002 Нагрузки и воздействия ветровая и снеговая нагрузки (ТСН 20-302-2002 Красно-дарского Края);
- СП 31-114-2004 Правила проектирования жилых и общественных зданий для строительства в сейсмических районах;
- СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции;
- Справочное пособие к СНиП 2.09.03-85* Проектирование подпорных стен и стен подвалов;
- СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов;
- СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры.
Расчет проводился в программном продукте APM CivilEngineering.
Исходные данные
Модель конструкции здания создана в соответствии с чертежами заказчика.
Задание нагрузок проводилось в соответствии с СНиП 2.01.07-85* и СНКК 20-303-2002.
Были выделены сделующие типы нагрузок:
Постоянные нагрузки
- Собственный вес;
- Вес перегородок санузлов.
Вес покрытий пола, теплоизоляции, фасонок, сварных швов и т.д. зададим введением множителя собственного веса. Наибольшая доля (см. таблицу 1) приходится на покрытие пола керамической плиткой.
Постоянные нагрузки от давления грунта на стены техподполья
На стены техподполья действует давление грунта засыпки. Давление грунта на стену изменяется по линейному закону в зависимости от глубины от 0 до рассчитанного максимального значения.
Кратковременные нагрузки
Данный тип нагрузки определялся согласно СНиП 2.01.07-85* в зависимости от элемента:
- Чердачные помещения;
- Балконы;
- На плиты перекрытия жилых комнат;
- Служебные помещения: бытовые помещения (кухни, душевые, уборные);
- Коридоры, вестибюли, лестницы.
Снеговые нагрузки
Снеговые нагрузки определялись по СНиП 2.01.07-85* для I снегового района.
Ветровые нагрузки
Ветровые нагрузки определялись по СНиП 2.01.07-85* для III ветрового района. Направление ветра принималось вдоль наибольшей поверхности здания, что также соответствует наименьшей жесткости здания и является наихудшим случаем.
Сейсмические нагрузки
Учитывая, что жесткость отдельных элементов конструкции (элементы конструкции кровли, консольные балконные плиты и т.д.) значительно меньше несущих стен конструкции расчет собственных частот и форм колебаний проводился для плоских рам. Т.к. жесткость рам здания по цифровым осям значительно меньше жесткости по буквенным, выполним расчет по характерным осям.
Расчетная модель
Вес покрытий пола, теплоизоляции, фасонок, сварных швов и т.д. заданы введением множителя собственного веса > 1. Для определения множителя собственного веса определялась доля неучтенного веса в построенной модели конструкции. Наибольшая доля приходится на покрытие пола керамической плиткой.
Для моделирования металлочерепицы применялась стальная пластина эквивалентной толщины.
Для моделирования оконных и балконных проемов использовались пластины без жесткости эквивалентной толщиной (материал стекло), которые передают на несущие конструкции ветровые нагрузки и собственный вес.
Стропильная система и металлоконструкция представляют собой единую конструкцию и воспринимают нагрузку совместно, что позволяет обеспечить равномерное распределение усилий между элементами конструкций.
Для анализа собственных частот использовалась комплексная конструкция, состоящая из ЖБ каркаса с кирпичным заполнением.
Результаты расчета
Максимальные напряжения вызваны комбинацией загружений с сейсмической нагрузкой.
Коэффициенты использования арматуры меньше 1. Можно сделать вывод о том, что применяемое армирование обеспечивает прочность по первой и второй группам предельных состояний.
Расчет каменных конструктивных элементов проводился в соответствии с СНиП II-22-81*. Для всех конструктивных элементов коэффициенты использования меньше 1. Следовательно, условие прочности кирпичных стен выполнено. Расчетное армирование каменных конструктивных элементов не требуется.
Даже в предположении, что вся нагрузка, воспринимается основанием сваи, несущая способность выше максимальной действующей на сваю.
.
Итоги выполненного проекта
Применяемое армирование обеспечивает прочность по первой и второй группам предельных состояний.
Для всех конструктивных элементов коэффициенты использования меньше единицы. Следовательно, условие прочности кирпичных стен выполнено.
В соответствии с СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов» был проведен расчет свай, результаты которого показали, что обеспечивается несущая способность сваи-стойки по грунту и по материалу, а также проходит расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента и действие поперечной силы.
Проведенная работа показала применимость программного комплекса APM Civil Engineering для решения сложных задач прочностного анализа железобетонных конструкций.
