Динамический расчет (расчет собственных значений). 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Динамический расчет (расчет собственных значений).

 

1. Общая часть

  1.1 Настоящий расчет выполнен с применением автоматизированного программного комплекса «ProFet & Stark_ES (версия 2.14).

       1.2 Расчетная модель подробно описывает конструктив здания, в том числе с учетом грунтовых условий. Целью расчета является получение данных для конструирования всех основных несущих конструкций здания.

       1.3 В данном расчете рассматривается блок-секция в осях 5-7.

1.4 Исходные данные.

1.4.1 Местные условия:

- Район по весу снегового покрова – I ;

- Район по ветровому давлению – IV;

- Сейсмичность района строительства – 7 баллов;

- Сейсмичность площадки строительства – 7 баллов;

- Категория грунта (СНиП II-7-81) – II.

1.4.2 Геометрия.

 

 

 


 

 

 

 


 

 

 


1.4.3 Фундамент.

Фундамент – монолитная плита толщиной 700 мм. Грунтовые условия площадки строительства приняты по данным технического отчета об инженерно – геологических изысканиях, выполненных ООО «Изыскатель» в 2001 г. по заказу 01-1041.

В расчетной схеме грунтовое основание моделируется заданием коэффициента упругого равномерного сжатия Cz. Для вычисления средневзвешенного Cz необходимо определить границу сжимаемой толщи. Определение H производим по формулам 8 и 9 прилож.2 [6]:

H = Hs + Hcl / 3

Hs = (Ho + yB)kp = (6+0,1x18)x0,95= 7,41 м. – для песков.

H=(9+0,15x18)x0,95=11,12 м – для глинистых грунтов.

Hcl=(0,9+1,8+3,3+1,1)=7,1 м, таким образом,

H = 7,41 + 7,1 / 3 = 9,8 м.

       Czср = (29000x0,9+33700x1,8+65800x3,3+22900x0,8+27400x1,1+34000x1,9) / (0,9+1,8+3,3+0,8+1,1+1,9) = 42546 кН/м3.

 

2.4 Нагрузки.

       В расчетной схеме заданы следующие расчетные нагрузки :

Постоянные :

–  на перекрытие – 4 кН/м2 (в том числе, вес полов – 2 кН/м2, вес перегородок – 2 кН/м2);

– вес наружных стен – 15,0 кН/м;

– вес вентиляционных блоков – 10,2 кН (нагружение №1);

– вес балконного ограждения – 3,3 кН/м ;

– вес кровли – 2 кН/м2.

Временные:

–  на перекрытие – 1,95 кН/м2;

– на чердачное перекрытие – 0,9 кН/м2;

– лестничные клетки – 3,6 кН/м2;

– снеговая – 0,7 кН/м2;

Постоянные нагрузки содержатся в нагружении №1, временные – №2, нагрузки от собственного веса конструкций программой учитываются автоматически.

 

 

РИС.6 Расчетная модель здания с разбивкой по материалам

 

 


3. Расчет

3.1 Входные данные.

Расчетная модель здания подготовлена в программа «ProFEt», в виде позиций, и там же, преобразована в конечно–элементную порядок (FE–модель).  

Порядок системы:

– количество элементов – 22059

– количество узлов –20735

– количество уравнений – 124176.

 

 


 

 

 


           

 

 

       Для расчета и анализа системы задано исследование 10 собственных значений, результаты представлены в таблице и на рисунках, протокол расчета см. приложение А.

 

Собственные частоты

Собственные частоты

 

 N формы

  

   W

рад/с

   f

  Гц

   T

   с

  1

5.00

0.80

1.26

  2

5.37

0.86

1.17

  3

7.36

1.17

0.85

  4

24.30

3.87

0.26

  5

28.58

4.55

0.22

  6

31.04

4.94

0.20

  7

38.01

6.05

0.17

  8

43.35

6.90

0.14

  9

45.31

7.21

0.14

10

47.00

7.48

0.13

 

 


 

 

 


 

                                                              

 

 

 


                                                              

 

 

                                                              

 

 

 

 

 


                                                              

 

 

 

                                                              

 

 

 


                                                              

 

 

 

 

                                                              

 

 

 


 

 

 


 

 


 

 

 

 


 

 

 


                                                              

 

                                                              

 

 

 

 

3.3 Ветровое воздействие.

Ветровая нагрузка приложена к зданию в виде узловых сил в двух направлениях, вдоль оси Y и вдоль оси X.

3.4 Сейсмическое воздействие.

Расчет на сейсмическую нагрузку проводился по пункту 2.2а [3]. Расчетная сейсмичность – 7 баллов. Принимались следующие значения коэффициентов: А=0,1, К1=0,25, Кψ=1,3.

Амплитудные коэффициенты ускорений приняты по рекомендациям [10], по формулам:

– для поступательных перемещений

I(B) = g * A * K1 * Кψ * Χ1(B),

 

Χ1(B) = eα(B-25) = 1, так В< 25 м – наименьший размер сооружения в плане.

 

I(B) = 10 * 0,1 * 0,25 * 1,3 * 1 = 0,325

 

– для вращательных перемещений

W(B) = g * A * K1 * Кψ *  w* Χ2(B),

 

Χ1(B) = eβ(B-25) = 1, так В< 25 м – наименьший размер сооружения в плане.

 

w = 6 * 10-2 (по [10] для грунтов 2 категории)

 

W(B) = 10 * 0,1 * 0,25 * 1,3 * 6*10-2 * 1 = 0,02

 

При расчете на сейсмику задано три расчетных воздействия – два поступательных и одно вращательное, которые представлены на рисунке. Направления воздействий выбраны по направляющим косинусам первых трех форм колебаний. Для каждого воздействия созданы по 10 (на каждую форму) статических нагружений. Факторы участия каждой формы в воздействии см. приложение Б.

 

 

 


 

 

           

 

 

 

 


 

 

 


3.5 Статический расчет.

       В статическом расчете участвуют следующие нагружения:

– НГ1 – постоянная нагрузка;

– НГ2 – временная нагрузка на перекрытие;

– НГ3 – ветровое воздействие вдоль оси Y;

– НГ4 – ветровое воздействие вдоль оси X;

– НГ5–НГ13 – сейсмическое воздействие S1;

– НГ14–НГ21 – сейсмическое воздействие S2;

– НГ22–НГ29 – сейсмическое воздействие S3.

 

Для анализа усилий заданы следующие комбинации:

– К1 – (НГ1 + НГ2 );

– К2 – (НГ3);

– К3 – (НГ4);

– К4 – (НГ5 +…+ НГ13);

– К5 – (НГ14 +…+ НГ21);

– К6 – (НГ22 +…+ НГ29).

Протокол статического расчета см. приложение В.

     

 

3.5.1 Усилия в плоскостных элементах.

 

 


               

 

 

                              

 

                                              

 

 


 

                                           

 

                                           

 

 

 


 


               

 

 

                                           

                              

 

 

 


                                              

 

 


                                           

 

 

                                           

 

 

 


                                           

 

 

 

 


                                              

 

 

                                           

 

 

 


                                           

 

                              

 

 

                                           

               

 

 

 

 


 

 

                                              

 


                                              

 

 

 


                                              

 

 

 


 

                                              

 

                           

 

 

 


                                              

 


                                           

 

 

 

 

 


 

 

                                           

 

 


                                           

 

 

                                           

 

 


                              

 

 

                                           

 

                                           

 

 

 

                                              

 

 

 


3.5.2 Расчетные сочетания усилий (РСУ) в стержневых элементах.

 

 

 


                                           

 

 

Рис.31 Колонны техподполья

 

 


 

Рис.32 Колонны 1 этажа

 

 

 


                                           

 

 

 

 


 

 

 


 

 

Расчетные сочетания усилий определены для всех стержневых элементов, далее приводятся данные для расчета РСУ и результаты для одного элемента (№ 21991). Выше приводится нумерация колонн техподполья, 1, 2, 3 этажей и чердака.

 

 

Определение расчетных сочетаний усилий по СНиП 2.01.07-85

Проект                               ur_rest5

 

Типы комбинаций нагружений : основные и особые комбинации

Число элементов для которых определяется РСУ: 1

Тип элемента: 3D-балка

Выбор по: наихудшим сочетаниям,

           по расчетным и нормативным значениям усилий,

           по полным и длительным значениям усилий,

           по группе усилий Nr, Mt, Ms

Знак сейсмического нагружения:

         по знаку формы, дающей максимальный вклад

Число нагружений: 7

Нагружение 1 (Nfea 1): постоянное, Kн = 1.10, Kд = 1.00

Нагружение 2 (Nfea 2): кратковременное, Kн = 1.30, Kд = 0.20

Нагружение 3 (Nfea 3): кратковременное, знакопеременное,

                          Kн = 1.40, Kд = 0.00

Нагружение 4 (Nfea 4): кратковременное, знакопеременное,

                          Kн = 1.40, Kд = 0.00

Нагружение 5 (Nfea 5 - 13): особое, сейсмическое, знакопеременное,

                          Kн = 1.00, Kд = 0.00, 9 форм

Нагружение 6 (Nfea 14 - 21): особое, сейсмическое, знакопеременное,

                          Kн = 1.00, Kд = 0.00, 8 форм

Нагружение 7 (Nfea 22 - 29): особое, сейсмическое, знакопеременное,

                          Kн = 1.00, Kд = 0.00, 8 форм

     Несочетаемые нагружения:

Группа 1: 3, 4

Группа 2: 3, 4, 5, 6

Группа 3: 5, 6

Группа 4: 3, 4, 7

     Сопутствующие нагружения:

Группа 1:

   Основное нагружение: 5

   Сопутствующие нагружения: 7

Группа 2:

   Основное нагружение: 6

   Сопутствующие нагружения: 7

Примечание. Порядок следования типов сочетаний:

             1) расчетные полные,

             2) расчетные длительные,

             3) нормативные полные,

             4) нормативные длительные.

 

Элемент N      21991

Длина элемента = 1.375 м

Количество сечений: 2

Количество допустимых комбинаций нагружений: 18

 

Сечение N      1

Координата сечения 0 м

Число РСУ по основным комбинациям 10

            Расчетные сочетания усилий                      

N Усилие Усилие Момент Усилие Момент Момент  

 соч. Nr, кН Qs, кН Mt, кНм Qt, кН Ms, кНм Mr, кНм 

1                                                        

Номера нагружений:      1 3                       

Коэффициенты сочетаний: 1.00 1.00                       

  -2101.00 5.60 8.99 1.80 -1.25 -0.07

  -2124.13 -2.60 2.90 1.69 -1.26 -0.07

2                                                            

Номера нагружений:      1 4                       

Коэффициенты сочетаний: 1.00 1.00                   

  -2125.86 -2.70 2.79 2.89 -0.65 -0.04

  -2124.13 -2.60 2.90 1.69 -1.26 -0.07

3                                                            

Номера нагружений:      1 3                       

Коэффициенты сочетаний: 1.00 -1.00                       

  -2147.27 -10.80 -3.20 1.57 -1.27 -0.07

  -2124.13 -2.60 2.90 1.69 -1.26 -0.07

4                                                            

Номера нагружений:      1 4                       

Коэффициенты сочетаний: 1.00 -1.00                       

  -2122.41 -2.50 3.00      0.48 -1.86 -0.10

  -2124.13 -2.60 2.90 1.69 -1.26 -0.07

5                                                            

Номера нагружений:      1 2                       

Коэффициенты сочетаний: 1.00 1.00                       

  -2370.71 -4.01 2.94 1.94 -1.43 -0.08

  -2173.45 -2.88 2.90 1.74 -1.29 -0.07

6                                                        

Номера нагружений:      1 2 3                 

Коэффициенты сочетаний: 1.00 0.90 0.90                 

  -2325.23 3.51 8.42 2.02 -1.41 -0.08

  -2170.98 -2.87 2.90 1.74 -1.29 -0.07

7                                                            

Номера нагружений:      1 2 4                 

Коэффициенты сочетаний: 1.00 0.90 0.90                 

  -2347.60 -3.96 2.84 3.00 -0.87 -0.05

  -2170.98 -2.87 2.90 1.74 -1.29 -0.07

8                                                        

Номера нагружений:      1 2 4                 

Коэффициенты сочетаний: 1.00 0.90 -0.90                 

  -2344.50 -3.78 3.02 0.83 -1.96 -0.11

  -2170.98 -2.87 2.90      1.74 -1.29 -0.07

9                                                            

Номера нагружений:      1 2 3                 

Коэффициенты сочетаний: 1.00 0.90 -0.90                 

  -2366.87 -11.25 -2.55 1.82 -1.42 -0.08

  -2170.98 -2.87 2.90 1.74 -1.29 -0.07

10                                                            

Номера нагружений:      1                         

Коэффициенты сочетаний: 1.00                             

  -2124.13 -2.60 2.90 1.69 -1.26 -0.07

  -2124.13 -2.60 2.90 1.69 -1.26 -0.07

Число РСУ по особым комбинациям 8

            Расчетные сочетания усилий                      

N Усилие Усилие Момент Усилие Момент Момент  

 соч. Nr, кН Qs, кН Mt, кНм Qt, кН Ms, кНм Mr, кНм 

1                                                            

Номера нагружений:      1 5                       

Коэффициенты сочетаний: 0.90 1.00                       

  -1807.41 33.11 29.10 2.00 -1.11 -0.03

  -1911.72 -2.34 2.61 1.52 -1.13 -0.06

2                                                            

Номера нагружений:      1 6                       

Коэффициенты сочетаний: 0.90 1.00                       

  -1895.43 -0.44 4.17 11.82 4.06 0.74

  -1911.72 -2.34 2.61 1.52 -1.13 -0.06

3                                                        

Номера нагружений:      1 5                       

Коэффициенты сочетаний: 0.90 -1.00                       

  -2016.04 -37.79 -23.89 1.03 -1.16 -0.09

  -1911.72 -2.34 2.61      1.52 -1.13 -0.06

4                                                            

Номера нагружений:      1 6                       

Коэффициенты сочетаний: 0.90 -1.00                       

  -1928.01 -4.23 1.04 -8.78 -6.32 -0.87

  -1911.72 -2.34 2.61 1.52 -1.13 -0.06

5                                                            

Номера нагружений:      1 2 6               

Коэффициенты сочетаний: 0.90 0.50 1.00                 

  -2018.72 -1.15 4.19 11.94 3.97 0.73

  -1951.17 -2.57 2.61 1.56 -1.16 -0.06

6                                                            

Номера нагружений:      1 2 5                 

Коэффициенты сочетаний: 0.90 0.50 1.00                 

  -1930.69 32.40 29.12 2.13 -1.20 -0.04

  -1951.17 -2.57 2.61 1.56 -1.16 -0.06

7                                                            

Номера нагружений:      1 2 6               

Коэффициенты сочетаний: 0.90 0.50 -1.00                 

  -2051.30 -4.94 1.07 -8.65 -6.41 -0.87

  -1951.17 -2.57 2.61 1.56 -1.16 -0.06

8                                                        

Номера нагружений:      1 2 5                 

Коэффициенты сочетаний: 0.90 0.50 -1.00                 

  -2139.32 -38.49 -23.87 1.16 -1.24 -0.10

  -1951.17 -2.57 2.61 1.56 -1.16 -0.06

 

Сечение N      2

Координата сечения 1.375 м

Число РСУ по основным комбинациям 10

            Расчетные сочетания усилий                      

N Усилие   Усилие Момент Усилие Момент Момент  

 соч. Nr, кН Qs, кН Mt, кНм Qt, кН Ms, кНм Mr, кНм 

1                                                            

Номера нагружений:      1 3                       

Коэффициенты сочетаний: 1.00 1.00                       

  -2106.68 5.60 16.69 1.80 1.22 -0.07

  -2129.81 -2.60 -0.68 1.69 1.06 -0.07

2                                                        

Номера нагружений:      1 4                       

Коэффициенты сочетаний: 1.00 1.00                       

  -2131.53 -2.70 -0.91 2.89 3.32 -0.04

  -2129.81 -2.60 -0.68      1.69 1.06 -0.07

3                                                            

Номера нагружений:      1 3                       

Коэффициенты сочетаний: 1.00 -1.00                       

  -2152.94 -10.80 -18.05 1.57 0.90 -0.07

  -2129.81 -2.60 -0.68 1.69 1.06 -0.07

4                                                            

Номера нагружений:      1 4                   

Коэффициенты сочетаний: 1.00 -1.00                       

  -2128.08 -2.50 -0.45 0.48 -1.20 -0.10

  -2129.81 -2.60 -0.68 1.69 1.06 -0.07

5                                                        

Номера нагружений:      1 2                       

Коэффициенты сочетаний: 1.00 1.00                       

  -2376.38 -4.01 -2.58 1.94 1.24 -0.08

  -2179.12 -2.88 -1.06 1.74 1.10 -0.07

6                                                            

Номера нагружений:      1 2 3                 

Коэффициенты сочетаний: 1.00 0.90 0.90               

  -2330.90 3.51 13.24 2.02 1.37 -0.08

  -2176.66 -2.87 -1.04 1.74 1.09 -0.07

7                                                            

Номера нагружений:      1 2 4                 

Коэффициенты сочетаний: 1.00 0.90 0.90                 

  -2353.27 -3.96 -2.60 3.00 3.26 -0.05

  -2176.66 -2.87 -1.04 1.74 1.09 -0.07

8                                                            

Номера нагружений:      1 2 4                 

Коэффициенты сочетаний: 1.00 0.90 -0.90                 

  -2350.17 -3.78 -2.18 0.83 -0.82 -0.11

  -2176.66 -2.87 -1.04 1.74 1.09 -0.07

9                                                            

Номера нагружений:      1 2 3                 

Коэффициенты сочетаний: 1.00 0.90 -0.90                 

  -2372.54 -11.25 -18.02 1.82 1.08 -0.08

  -2176.66 -2.87 -1.04 1.74 1.09 -0.07

10                                                            

Номера нагружений:      1                             

Коэффициенты сочетаний: 1.00                             

  -2129.81 -2.60 -0.68 1.69 1.06 -0.07

  -2129.81 -2.60 -0.68 1.69 1.06 -0.07

Число РСУ по особым комбинациям 8

            Расчетные сочетания усилий                      

N Усилие Усилие Момент Усилие Момент Момент  

 соч. Nr, кН Qs, кН Mt, кНм Qt, кН Ms, кНм Mr, кНм 

1                                                            

Номера нагружений:      1 5                       

Коэффициенты сочетаний: 0.90 1.00                       

  -1812.51 33.11 74.62 2.00 1.64 -0.03

  -1916.83 -2.34 -0.61 1.52 0.95 -0.06

2                                                            

Номера нагружений:      1 6                   

Коэффициенты сочетаний: 0.90 1.00                       

  -1900.54 -0.44 3.55 11.82 20.30 0.74

  -1916.83 -2.34 -0.61 1.52 0.95 -0.06

3                                                            

Номера нагружений:      1 5                       

Коэффициенты сочетаний: 0.90 -1.00                       

  -2021.14 -37.79 -75.84 1.03 0.27 -0.09

  -1916.83 -2.34 -0.61 1.52 0.95 -0.06

4                                                            

Номера нагружений:      1 6                       

Коэффициенты сочетаний: 0.90 -1.00                       

  -1933.12 -4.23 -4.77 -8.78 -18.40 -0.87

  -1916.83 -2.34 -0.61 1.52 0.95 -0.06

5                                                        

Номера нагружений:      1 2 6                 

Коэффициенты сочетаний: 0.90 0.50 1.00                 

  -2023.82 -1.15 2.60 11.94 20.39 0.73

  -1956.28 -2.57 -0.92      1.56 0.98 -0.06

6                                                            

Номера нагружений:      1 2 5                 

Коэффициенты сочетаний: 0.90 0.50 1.00                 

  -1935.80 32.40 73.67 2.13 1.73 -0.04

  -1956.28 -2.57 -0.92 1.56 0.98 -0.06

7                                                            

Номера нагружений:      1 2 6                 

Коэффициенты сочетаний: 0.90 0.50 -1.00                 

  -2056.40 -4.94 -5.72 -8.65 -18.31 -0.87

  -1956.28 -2.57 -0.92 1.56 0.98 -0.06

8                                                            

Номера нагружений:      1 2 5                 

Коэффициенты сочетаний: 0.90 0.50 -1.00                 

  -2144.43 -38.49 -76.79 1.16 0.36 -0.10

  -1956.28 -2.57 -0.92 1.56 0.98 -0.06

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2024-06-17; просмотров: 43; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 216.73.216.146 (0.01 с.)