Определение сейсмических нагрузок, действующих на здание

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Для зданий простой геометрической формы расчетные сейсмические нагрузки следует принимать действующими горизонтально в направлении продольных и поперечных осей здания. Действие сейсмических нагрузок в указанных направлениях следует учитывать раздельно. Разберем определение сейсмических нагрузок только по направлению оси Y. Определение сейсмической силы по направлению оси X проводится аналогично.

Рис.2. Схема действия сейсмических нагрузок на здание

Для определения сейсмической силы, действующей в направлении оси Y, предварительно выберем динамическую расчетную схему здания. Она представляется в виде консольного стержня с грузом сосредоточенным на уровне верха колонн. Сейсмическая сила считается условно статической и прикладывается в центре массы m (рис. 3).

Рисунок 3 – Расчетная схема здания

Здесь масса m = Q/ g,

где g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения; Q – вес сооружения включающий в себя:

а) собственный вес покрытия;

б) ¼ собственного веса колонн (при шарнирном сопряжении стропильной конструкции с колонной);

в) собственный вес стенового ограждения и остекления, расположенных   выше ¾H (заштрихованная часть на рис. 3);

г) снеговую нагрузку, действующую на покрытие.

Значения расчетных нагрузок следует умножать на коэффициенты особого  сочетания нагрузок n_c, принимаемые по таблице 1.1.

Сбор нагрузок и вычисление груза Q представлено в таблице 2.

Жёсткость консольного стержня определяется как сумма жесткостей всех колонн здания, воспринимающих сейсмическую силу в заданном направлении:

здесь  - жесткость i-ой колонны;

 n – количество колонн, воспринимающих нагрузку в заданном направлении.

Определим жесткость колонн.

Сечение крайней колонны  

Момент инерции сечения крайней колонны:

Жесткость крайней колонны:

Сечение средней колонны

Момент инерции сечения средней колонны:

Жесткость средней колонны:

Жесткость консольного стержня:

Таблица 1 – Расчетные вертикальные нагрузки

 Период собственных колебаний одномассовой системы определяется по формуле:

здесь  масса сооружения; Q – вес сооружения (таблица 1); 

g = 9.81 м/^с2 – ускорение свободного падения;

 – перемещение точки с массой по направлению ее степени свободы от единичной силы, действующей в том же направлении, определяется по формуле Мора с использованием единичной эпюры :

Тогда период собственных колебаний:

Сейсмическая сила, действующая на здание в поперечном направлении, определяется по формуле:

,

Коэффициент K₀ принимаем равным 1.

Коэффициент К₁ принимается равным 0,35 - для зданий с железобетонным каркасом без вертикальных диафрагм и связей, в которых допускаются остаточные деформации и повреждения, затрудняющие нормальную эксплуатацию, но обеспечивается безопасность людей и оборудования.

Вес здания, сосредоточенный на уровне верха колонн Q = 4928,37 кН (таблица 1).

Масса m=Q/g=849,18 кНс²/м.

Коэффициент сейсмичности А = 1 – при сейсмичности площадки строительства 7 баллов.

Для грунтов II категории по сейсмическим свойствам и при периоде собственных колебаний системы T = 1,18 с ˃ 0,4 с

Поскольку здание в поперечном направление не имеет никаких диафрагм и связей, коэффициент Кψ  принимается равным 1,3.

Коэффициент формы колебаний для одномассовой системы ƞ=1.

Подставив полученные значения в формулу определим величину сейсмической силы, действующей в поперечном направлении здания.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии