В расчетно-конструктивном разделе в первую очередь выделяют несущую систему здания. Выявляют наличие или отсутствие требуемых действующими нормами […] конструктивных элементов, обеспечивающих общую надежность сооружения, для зданий данной конструктивной схемы. Решают вопрос о необходимости дополнительных конструктивных мероприятий, обеспечивающих сейсмостойкость здания в соответствии с нормами.
После чего приступают к анализу остаточной несущей способности «старых» несущих элементов здания, сохраненных после реконструкции (фундаменты, несущие стены или колонны, элементы перекрытия или покрытия). Для этого после анализа конструктивной схемы выбирают элемент, на который передаются наибольшие нагрузки. Формируют расчетную схему элемента, определяют размеры «грузовой» площади и выполняют сбор нагрузок. Величины постоянных и переменных нагрузок определяют в соответствии с геометрическими параметрами и материалами, из которых изготовлены конструкции, а также конструкций пола, перегородок и покрытия, величины эпизодических нагрузок принимают на основании норм […]. Для типовых сборных конструкций без дефектов и повреждений производят сравнение нагрузок, действующих на конструкцию, с ее несущей способностью, приведенной в технической документации. Если сборная конструкция имеет дефекты или повреждения (задается преподавателем в задании) или конструкция индивидуального изготовления, то в соответствии с принятой расчетной схемой и приложенными нагрузками производят статический расчет и определяют расчетные усилия, возникающие в сечениях конструкции, согласно действующей нормативной документации [6, 7, 13-16, 21, 31-33, 40-43]. Сравнивают расчетные усилия с несущей способностью сечений. При определении несущей способности сечений необходимо принимать геометрические параметры сечений и расчетные физико-механические характеристики материалов с учетом дефектов и повреждений конструкций (задаются преподавателем в задании на проект). В таблице 4.1 приведены источники литературы с примерами проверочных расчетов строительных конструкций.
Таблица 4.1
Источники литературы с примерами проверки несущей способности строительных конструкций
№ п/п | Наименование конструкции | Ссылка на источник литературы |
Каменные конструкции
Железобетонные конструкции
Деревянные конструкции
Металлические конструкции
Если несущая способность конструкции достаточна, то ее оставляют в эксплуатацию без изменения, если не достаточна ― конструкцию необходимо усилить. Выбирают метод и способ усиления. В соответствии с выбранным конструктивным решением выполняют усиления. Литературные источники с примерами расчета усилений приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2
Источники литературы с примерами расчета усиления конструкций
№ п/п | Наименование конструкции | Метод усиления | Ссылка на источник литературы |
Каменные конструкции | |||
1 | Кирпичный простенок | Стальная обойма, железобетонная обойма, армированная штукатурная обойма | 255 л. [27], 152 с. [23], 138 с. [3] |
2 | Кирпичная стена | Железобетонная обойма | 258 л. [27] |
3 | Кирпичный столб | Продольные стержни | 257 л. [27], 93 с. [29] |
Железобетонные конструкции | |||
1 | Ленточный фундамент | Дополнительные фундаментные полосы | 150 с. [23] |
Увеличение ширины фундамента | 18 с. [25] | ||
2 | Столбчатый фундамент | Увеличение подошвы фундамента | 15 с. [25] |
3 | Балка | Наращивание бетоном | 185 с. [48], 216 л. [27], 26 с. [34] |
Наращивание бетоном при отсутствии сцепления между старым и новым бетоном | 218 л. [27] | ||
Подращивание бетоном | 219, 236 л. [27], 25 с. [34] | ||
Железобетонная рубашка | 107 с. [25], 217 л. [27], 25 с. [34], 23 с. [48], 163 с. [38] | ||
Предварительно-напряженная разгружающая металлическая балка | 124 с. [25] | ||
Дополнительные жесткие опоры | 127 с. [25], 75-80 с. [3] | ||
Двустороннее наращивание | 138 с. [36], 167 с. [40] | ||
Усиление предварительно напряженной арматурой без сцепления с бетоном | 115 с. [25], 143 с. [36], 83 с. [3] | ||
Установка листовой арматуры в растянутой зоне | 221 л. [27] | ||
Установка дополнительных поперечных хомутов | 224 л. [27], 146 с. [34] | ||
Дополнительная арматура в растянутой зоне | 220 л. [27] | ||
4 | Консольная балка | Двухсторонние распорки | 210 с. [48] |
5 | Многопустотная плита | Установка в пустоты металлических балок | 225 л. [27] |
Установка доп. арматуры | 200 с. [48] | ||
6 | Ребристая плита | 89 с. [25] | |
7 | Монолитная плита | Наращивание бетоном | 102 с. [25], 70 с. [3] |
Подращивание бетоном | 72 с. [3] | ||
8 | Колонна | Двухсторонние распорки | 252 л. [27], 169-171 с. [34] |
Наращивание бетоном | 21,183 с. [48], 249- 251 с. [27], 22,140,141 с. [34], 189 с. [38] | ||
Двустороннее наращивание | 145 с. [36] | ||
8 | Железобетонная обойма | 148 с. [36], 89 с. [3], 248 л. [27], 21,140 с. [34], 20 с. [48] | |
9 | Консоль колонны | Установка дополнительной поперечной арматуры | 190 с. [48], 147 с. [34] |
Деревянные конструкции | |||
1 | Балка | Прибивка досок с двух сторон | 116 с. [28] |
Металлические конструкции | |||
1 | Колонна | Увеличение сечения | 230 с. [38], 269 с. [35] |
2 | Балка | Одностороннее увеличение сечения | 233 с. [38], 255 с. [35] |
Двухстороннее увеличение сечения | 261 с. [35] |
Следует обратить внимание, что расчет конструкций усиления необходимо выполнять с учетом начального деформированного состояния усиливаемых конструкций. При выполнении усиления любой конструкции практически невозможно ее полностью разгрузить, т.е. удалить ранее возникшие в конструкции усилия и, следовательно, деформации. После выполнения усиления и включения его в работу конструкции восприятию действующей нагрузки часть материала расчетного сечения будет уже иметь начальные напряжения. В дальнейшем при увеличении нагрузки материалы усиливаемой конструкции и конструкции усиления будут деформироваться совместно. Этот эффект необходимо учитывать при назначении сечений элементов усиления.
Аналогично производят расчет и конструирование вновь возводимых элементов здания. После определения усилий, в соответствии с требованиями норм [6, 7, 13-16, 21, 31-33, 40-43], для принятых материалов назначают геометрические параметры сечений вновь возводимых не типовых конструкций, а типовые конструкции подбирают по соответствующим каталогам […] в зависимости от генеральных параметров и прикладываемых нагрузок. Примеры расчета можно найти в литературе, приведенной в таблице 4.1 или уточнить у преподавателя.
Данный раздел сопровождается расчетными схемами конструкций со схемой приложения нагрузок, эпюрами внутренних усилий в сечениях конструкции, конструктивными схемами сечений конструкций, конструктивными схемами узлов сопряжения различных конструкций между собой, схемами усиления конструкций, схемами, поясняющими метод «включения» элементов усиления в работу усиливаемой конструкции и т.п.
Провести анализ напряженно-деформированного состояния несущей системы здания и определить усилия и напряжения в сечениях «старых» и вновь возведенных конструкциях, получить информацию для конструирования сечений элементов можно при помощи различных вычислительных комплексов. Наиболее подходящим, с нашей точки зрения, для этой задачи является программный комплекс «ЛИРА». Изучаемый в учебном курсе «САПР» программный комплекс «МОНОМАХ» не позволяет достаточно эффективно решать указанную задачу. Дело в том, что вычислительный комплекс «МОНОМАХ» является относительно узкоспециалированым, разработан и предназначен для проектирования определенных типов новых зданий. Заложенные в нем возможности часто не позволяют проанализировать поведение конструкций под нагрузкой в условиях реконструкции или упрощенные не всегда корректные результаты, т.к. при реконструкции практически всегда используют индивидуальные конструктивные решения. Программный комплекс «ЛИРА» более универсален, с его помощью можно эффективно решать не только инженерные, но и научные задачи. Комплекс «ЛИРА» позволяет учесть более ранее возведение и загружение одних конструктивных элементов здания по сравнению с другими (учесть эффект наличия начальных напряжений в «старых» конструкциях). Для этого необходимо воспользоваться модулем «МОНТАЖ» комплекса. Кроме указанных комплексов на любом этапе анализа напряженно-деформированного состояния несущей системы здания, проверки несущей способности сохраняемых конструкций, расчета элементов усиления, расчета и конструирования вновь возводимых конструкций можно и рекомендуем применять типовые расчетные программы семейства SCAD или другие аналогичные.
При применении программных комплексов или расчетных программ в пояснительной записке должны присутствовать следующие подразделы:
· описание расчетной модели с характеристиками принятых конечных элементов, узлов сопряжения элементов моделирующих различные конструкции между собой, условиям закрепления различных конструкций (на рисунке должна быть приведена конечноэлементная модель);
· описание и сбор нагрузок на модель, последовательность и способ их приложения, принципы формирования расчетных сочетаний нагрузок и определения расчетных сочетаний усилий;
· результаты моделирования и их анализ.
Результаты расчета (изополя перемещений, напряжений, усилий, армирования) представляют в графической, а не в табличной форме. Такая форма представления более наглядна и удобна для последующего анализа.
По результатам определения напряжений в грунте под подошвой фундаментов и их сопоставлении с несущей способностью грунтового основания можно сделать вывод о достаточности площади подошвы фундаментов и насколько ее необходимо увеличить. Анализ напряжений и усилий позволит выявить конструктивные элементы, требующие усиления, а использования модулей «ЛИРА-АРМ» и «ЛИРА-СТК» даст информацию для конструирования вновь возводимых элементов здания.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 318.