Расчет трехэтажного жилого дома в APM Civil Engineering

Дом по технологии «ЭКОПАН»

Дом по технологии «ЭКОПАН»

Компанией НТЦ «АПМ» проведен прочностной расчет 4-х подъездного трехэтажного жилого дома по технологии «ЭКОПАН» на основное сочетание нагрузок.

Основная часть здания (стены и перекрытия) представляет собой каркас из сэндвич панелей с обшивкой брусом из сосны. Лестничные клетки выполнены из кирпичной кладки в 2 этажа, фундамент и техническое подполье – из железобетона.

Место строительства: г. Боровичи Новгородской области.

Расчет проводился в соответствии с действующими нормативными документами:

  • СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.
  • СП 64.13330.2011 Деревянные конструкции.

Расчет проводился в программном продукте APM CivilEngineering.

Расчетная модель

Расчетная модель домаМодель конструкции здания создана в соответствии техническим заданием.

Все связи между элементами конструкции жесткие. Связи в модели конструкции - центральные, т.е. связь осуществляется через центры тяжестей сечений соответствующих элементов.

Связи в основании (опоры) имеют три вращательные степени свободы относительно соответствующих осей глобальной системы координат. Жесткость упругого основания по вертикальной оси Z зависит от коэффициентов постели. Коэффициенты постели определялись для заданной модели грунта в каждом узле основания в зависимости от действующей на конечный элемент нагрузки и площади элемента. Значение коэффициентов постели для каждого узла определялись по результатам статического расчета.

Расчетные значения нагрузок задавались в соответствии с техническим заданием.

Расчетные нагрузкиЗагружение конструкции осуществляется несколькими типами нагрузок:

1. Постоянная (собственный вес конструкции с коэффициентом 1,3 (30% перегрузки), вес покрытий, нагрузка от веса лестничного марша, давление грунта). В связи с тем, что стеновые панели и панели перекрытий и крыши моделировались одинарной, собственный вес учитывался увеличением их плотности.

  • Вес покрытия кровли – равномерно распределенная нагрузка 80 Н/кв.м.
  • Вес покрытия пола – равномерно распределенная нагрузка 250 Н/кв.м.
  • Нагрузка от веса лестничного марша (2,5 т.), приведенная к узлам кирпичной кладки.
  • Давление грунта на стену

2. Полезная

  • Фундамент зданияРаспределенная нормативная нагрузка на плиты перекрытий 1500 Н/кв.м.
  • Распределенная нормативная нагрузка на лестничный марш 3000 Н/кв.м., приведенная к узлам кирпичной кладки – сила 13500 Н, момент 880 Н/м.

3. Снеговая по СНиП 2.01.07-85*.

4. Ветровая по СНиП 2.01.07-85*.

Основные характеристики грунта предоставлены заказчиком.

Фундаменты представляют собой балки прямоугольного сечения, установленные на упругом основании.

 

Проведение расчета

Из анализа результатов напряженного состояния деревянного каркаса здания в результате действия наиболее опасной комбинации загружений видно, что наибольшие эквивалентные напряжения по Мизесу возникают в стержневых элементах крыши и перекрытий. При этом напряжения во всех оболочечных элементах и стержневых элементах стен не превышает допускаемые. Это позволяет сделать вывод о том, что условие прочности каркаса из сэндвич панелей с обшивкой брусом выполняется с коэффициентом запаса 1,5.

Максимальные суммарные перемещения от действия наихудшего сочетания нагрузок возникают в панелях крыши и не превышают допускаемые.

Коэффициент запаса устойчивости конструкции = 2.22.

Коэффициенты использования арматуры меньше 1. Можно сделать вывод о том, что применяемое армирование обеспечивает прочность по первой и второй группам предельных состояний.

 

Карта распределения эквивалентных напряжений по МизесуКарта распределения суммарных перемещенийКарта коэффициентов использования арматуры

 

ИтогиИтоги выполненного проекта

По результатам расчета прочность каркаса здания из сэндвич панелей (конструкций стеновых панелей, перекрытий и крыши) обеспечена.

Максимальные эквивалентные напряжения и перемещения от действия наихудшего сочетания нагрузок составляют не превышают допускаемые.

Коэффициент запаса общей устойчивости каркаса здания из сэндвич панелей равен 2,22.

Коэффициенты использования арматуры в стенах технического подполья и коэффициенты использования для каменной кладки меньше 1. Армирование каменных элементов не требуется.

Проведенная работа показала применимость программного комплекса APM Civil Engineering для решения сложных задач прочностного анализа деревянных конструкций.

Продукты