pps 2.09 Mb
advertisement
Методики чисельного аналізу несучих систем будинків у сейсмічних районах Національна академія природоохоронного і курортного будівництва Лабораторія САПР Науковий керівник доц. к.т.н. Ю. Лінченко Тел. (80652) 589-165 Проблемы проектирования Проверка прочности каменных конструкций по главным растягивающим напряжениям Учет локальных повреждений и пластических шарниров в упругой модели здания – управление повреждениями Перераспределение усилий и армирования из зонах концентраций Учет податливости основания и его влияние на динамические характеристики верификация расчетных моделей Закрепление расчетной модели в пространстве Y Y X X УЧЕТ ПОДАТЛИВОСТИ ОСНОВАНИЯ Малая жесткость основания Большая жесткость основания ИЗМЕНЕНИЕ ИНЕРЦИОННОЙ СИЛЫ ПРИ ПОВЫШЕНИИ ЖЕСТКОСТИ Сейсмическая (инерционная) сила Soik = Qk AiKwηik Sik= K1 K2 S0ik 2 1 Т2 Т2 < Т1, Т1 Начальное состояние: Т1, 1, S1. Состояние после усиления: Т2, 2, S2. 2 > 1, S2 > S1 – сейсмическая нагрузка при усилении гибких зданий возрастает. ПРОДОЛЬНЫЕ УСИЛИЯ В СТЕРЖНЯХ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ Пути решения Создание интегральных КЭ, моделирующих свойства конструкций и узлов Разработка и исследование локальных моделей конструкций и узлов Создание базы экспериментальных результатов для верификации расчетных моделей Разработка общих алгоритмов – рекомендаций проектирования зданий РАЗРАБОТКИ ЛАБОРАТОРИИ ПО МЕТОДИЕКЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ Закрепление модели в пространстве Моделирование пластических шарниров в упругой модели Моделирование свай двухэлементной интегральной моделью Методика расчета каркасно-каменных зданий с учетом работы стенового заполнения Методика расчета по главным растягивающим напряжениям ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ РАССТАНОВКА ДИАФРАГМ И КОНЦЕНТРАЦИЯ УСИЛИЙ Анализ несущей системы здания с паркингом Пролет 7.2 м Прогиб плиты f = 2.5(f1 - f2) + 10f3, где f1, f2, f3 прогибы от кратковременной и длительной нагрузки в упругой системе Планировочные решения Большие усилия и армирование в простенках и перемычках Развитие диафрагм и стволовой части Закрепление расчетной модели в пространстве По вертикали – упругое основание; По горизонтали: •Сплошные связи; •Связи по срединным линиям плана; • распределенные по узлам упругие связи (КЭ 56) Сейсмика Склон Разнородное основание Определение характеристик КЭ-56 для моделирования упругих связей при горизонтальной нагрузке ЗНАЧЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ, МОДЕЛИРУЮЩИХ ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЗДАНИЯ С ОСНОВАНИЕМ (МЕТОД ЛОКАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ) Наименование грунта суглинки мергели аргиллиты Е, МПа(кН/м²) 15(15000) 30(30000) 50(50000) R, кН/м (статические нагрузки) 2535 5070 8450 R, кН/м (динамические нагрузки) 7605 15210 25350 Получены при исследовании локальной модели на основании из нелинейных элементов «грунт» УЧЕТ ПОДАТЛИВОСТИ ОСНОВАНИЯ допускается при незначительном снижении инерционных сил (МЕТОД ЛОКАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ) S = 1…0.4 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЖЕСТКСТИ ОСНОВАНИЯ Малая жесткость основания – снижение инерционных сил S=1 Большая жесткость основания – увеличение инерционных сил Вывод: допускается учет податливости основания в пределах постоянного значения коэффициента динамичности β МОДЕЛИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ОСНОВАНИЯ (метод интегральных элементов) Расчет перемещений сваи по нормам → Получение характеристик интегрального элемента S Δ Подобрать Е и Z2 условия Z3 = S X3 = Δ МОДЕЛЬ ИДЕНТИФИЦИРОВАНА ПО НОРМАМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОБЛЕМЫ АРМИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ НЕВОЗМОЖНО АРМИРОВАТЬ ПЕРЕМЫЧКИ (Учет нелинейных деформаций и локальных повреждений) ДОПУСКАЕМ АДРЕСНЫЕ ЛОКАЛЬНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ПОСЛЕ СНИЖЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ КРАЙНИХ УЧАСТКОВ ПЕРЕМЫЧКИ АРМИРОВАНЫ АРМИРОВАНИЕ ДИАФРАГМ УВЕЛИЧИВАЕТСЯ НА 5…20 % Вывод: допускается учет повреждения отдельных элементов в заданных зонах с учетом перераспределения НДС и обеспечением устойчивости конструкций против обрушения МЕТОДИКА РАСЧЕТА КАРКАСНО-КАМЕННЫХ ЗДАНИЙ Расчет локальной модели стены РЕЗУЛЬТАТЫ (идентификация моделей) Модели идентифицированы с физическими экспериментами Ю. Измайлова Повреждения появляются при напряжениях превышающих расчетные значения прочности кладки в два раза Жесткость модели при повреждениях снижается в 4 раза МЕТОДИКА РАСЧЕТА Выполнить расчет модели при исходных жесткостях и проверить условие σ1<2R, обеспечить выполнение Выполнить расчет Ж/Б элементов модели при жесткости кладки 0.25Е; Выполнить проверку прочности Ж/Б элементов при вертикальных нагрузках основного сочетания без учета кладки ОБЩИЙ АЛГОРИТМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Предварительная модель, локальные модели 2.Проработка вариантов несущей системы с архитектором. Расчет с учетом аварийного сочетания 3.Контроль динамических характеристик при расчете на упругом основании 4. Детальная модель. Проемы, нагрузки, детали 5. Расчет на основное сочетание. Армирование, трещины, прогибы. 6. Расчет на все сочетания с учетом аварийного. 7. Регулирование жесткостей усилий, концентраций усилий и армирования 8. Формирование документации в удобном для конструктора виде 1.
