Карякин А.А. Расчет поперечной рамы одноэтажного промышленного здания с использованием программного комплекса ЛИРА 9.6
Подождите немного. Документ загружается.
51
Рис. 48. Диалоговое окно «Результаты армирования в элементе № 1»
(верхняя ветвь крайней железобетонной колонны)
1. Отметить на расчетной схеме элементы, моделирующие верхние и нижние
ветви железобетонных колонн.
2. Последовательно активизировать пункты меню «Результаты» – «Таблицы
результатов». При этом на экране монитора появится диалоговое окно
«Таблицы результатов» (рис. 49).
3. В открывшемся окне активировать радиокнопки «Арматура в стержнях»
(), «Для выделенных элементов», «Текстовые».
4. Нажать кнопку «Таблицу
на экран», после чего на экране монитора
появится таблица «Результаты подбора арматуры».
После просмотра таблицы при необходимости ее можно сохранить в
отдельный файл.
52
Рис. 49. Диалоговое окно «Таблицы результатов»
1.5.2. Конструирование арматуры колонн
Согласно общим правилам конструирования армирование колонн выполним
отдельными стержнями.
На рис. 48 представлены результаты армирования верхней ветви колонны по
оси А, а на рис. 50 дано фактически принятое армирование, соответствующее
результатам расчета. Требуемая площадь сечения углового стержня по расчету
равна AU1=AU2=AU3=AU4=3.65 см
2
. Используя сортамент арматуры
(приложение 2 данного пособия), примем фактическую площадь сечения
углового стержня А
S
ф
=3.8 см
2
, что соответствует диаметру 22 мм.
Требуемая площадь поперечной арматуры при шаге 100 см равна А
SW
=0.238
см
2
, что соответствует диаметру 4 мм при шаге 400 мм (А
SW
ф
=0.378 см
2
), но в
соответствии с п. 5.25. [3] (диаметр хомутов внецентренно сжатых элементов
должен приниматься не менее 0,25d, где d - наибольший диаметр продольных
стержней), соответственно принимаем d=6 мм (0.25*22=5.5 мм). Кроме того, шаг
хомутов должен назначаться с учетом требований п. 5.22 норм [3] или п.8.3.12 [5].
53
Рис. 50. Конструктивное армирование сечения верхней ветви колонны по оси А
1.6. Расчет стальной колонны
Для начала подготовки данных по расчету стальной колонны необходимо
запустить модуль «ЛИР–СТК», для чего в режиме «Результаты расчета»
необходимо последовательно активизировать пункты меню «Окно» – «ЛИР–
СТК». При этом результаты расчета поперечной рамы импортируются в «ЛИР–
СТК», открывается рабочее окно модуля с расчетной схемой решенной задачи
(рис. 51). Для проверки и подбора сечений элементов стальной колонны
необходимо в «ЛИР–СТК» задать дополнительные характеристики (размеры
сечений, марки стали и др.).
Рис. 51. Рабочее окно «ЛИР–СТК»
380
400
50
As=7.6 см
2 d=22 A-III
50
As=7.6 см
2 d=22 A-III
50
50
d=6 A-I
шаг 300
2
2
54
1.6.1. Проверка и подбор сечения надкрановой части колонны
При проверке и подборе сечения верхней ветви металлической колонны,
необходимо выполнить следующие операции:
1. Вызвать диалоговое окно «Жесткости элементов» из меню «Редактировать»
– «Сечения» (кнопка на панели инструментов постпроцессора «ЛИР–
СТК»).
Так как в нашем примере для конечных элементов стальной колонны
использовали тип
жесткости «КЭ 10 численное», то в открывшемся окне в
строках 11-13 отобразится сообщение – «Брус 0х0», не подлежащее
редактированию и удалению. Поэтому необходимо заново
задать жесткости
металлической колонны (см. п.1.3.4).
2. Назначить тип жесткости надкрановой части (верхняя ветвь) колонны. Для
этого из базы типовых сечений выбрать двутавр, указать сортамент и
профиль 50Ш1 (принимаем предварительно), задать марку стали ВСт3пс6,
которая соответствует классу С245 по ГОСТ 27772–88 (рис. 52).
Важно: Необходимо следить за правильностью ориентации сечения,
т.е. за
совпадением локальных осей Y1 и Z1 стержня на расчетной схеме с направлением
осей в окне «Стальное сечение».
Рис. 52. Окно «Стальное сечение» для задания состава сечения
55
3. В закладке «Дополнительные характеристики» окна «Стальное сечение»
указать соответствующий тип элемента, нажав на радиокнопку «Колонна».
4. В этом же окне поставить флажок «использовать коэффициенты к длине
конструктивного элемента».
5. Задать коэффициенты длины относительно осей Z1 (в плоскости рамы) и
Y1 (из плоскости рамы), вычисленные по прил. П [4], равными 1.61 (рис.
53), а коэффициент
для расчета Фb, рассчитываемый в соответствии с п.
9.4.1 [4], принимаем равным 0.85.
6. Указать коэффициенты условий работы по устойчивости – 1.3 (п. 5.3.1 [4]),
по прочности для колонн ОПЗ с мостовыми кранами – 1.05 и коэффициент
надежности по назначению для здания II класса ответственности – 0.95
(рис. 53).
Рис. 53. Окно «Стальное сечение» для дополнительных характеристик
7. Подтвердить создание жесткостных характеристик щелчком по кнопке
«ОК».
8. Установить четырнадцатый тип жесткости текущим и присвоить его
конечному элементу надкрановой части колонны. Затем закрыть окно
«Жесткости элементов», нажав кнопку «Закрыть».
9. Для выполнения проверки назначенного сечения необходимо отметить его
на расчетной схеме, после чего последовательно вызвать пункты меню
56
«Расчет» – «Выполнить расчет». В открывшемся окне «Расчет» сделать
активными флажки «Проверка» и «Подбор сечений», радиокнопку «По
РСУ» также необходимо сделать активной (рис. 54). При этом
автоматически появляется галочка в строке «только выделения». После
этого необходимо нажать на кнопку «Расчет», по окончании которого на
экране появится основное окно «ЛИР–СТК».
Рис. 54. Диалоговое окно «Расчет»
10. Для просмотра результатов расчета необходимо зайти в меню
«Результаты» и выбрать «Стандартные таблицы» (кнопка на
панели инструментов).
11. В открывшемся окне «Таблицы результатов» (рис. 55) необходимо
выделить строку «Проверка», указать радиокнопку «Текст», выбрав формат
создаваемой таблицы (текстовый), и нажать на кнопку «Применить».
Рис. 55. Диалоговое окно «Таблицы результатов»
57
Анализ результатов проверки сечения.
Для всех рассчитанных сечений элемента выводятся результаты проверок по
прочности и устойчивости (по первому предельному состоянию), гибкости и
прогибу (по второму предельному состоянию) и по местной устойчивости.
Результаты выводятся в виде процентов использования сечения в сравнении с
предельной несущей способностью по той или другой проверке (рис. 56).
Если
сечение элемента мало и не отвечает какому-либо условию (из
перечисленных выше), в таблице появится соответствующее сообщение.
Рис. 56. Таблица проверки сечения надкрановой части колонны
В шапке таблицы указываются:
• ЭЛЕМЕНТ – номер элемента в расчетной схеме;
• НС – номер сечения по длине КЭ;
• ГРУППА – группа унификации элемента (в рассматриваемом примере
отсутствует);
• ШАГ РЕШЕТКИ РЕБЕР – шаг поперечных ребер жесткости или
соединительной решетки.
Далее следуют проценты исчерпания несущей способности по проверкам
СНиП. Расшифровка параметров исчерпания
несущей способности колонны по
сечениям представлена в табл. 3.
Как видно из рис. 56, принятое сечение широкополочного двутавра 50Ш1
удовлетворяет требованиям прочности и устойчивости с большими запасами,
поэтому необходимо сечение верхней ветви колонны уменьшить и провести
подбор сечения.
12. Закрыть таблицу проверки сечения.
13. Необходимо заново сформировать стандартную таблицу с помощью
кнопки
() на панели инструментов, но теперь выделить строку
58
«Подбор» (см. рис. 55) и нажать кнопку «Применить». При этом появится
таблица результатов подбора сечения (рис. 57).
Подобранный профиль 26Ш1 удовлетворяет всем условиям прочности и
устойчивости.
Таблица 3
Пояснения к шапкам таблиц результатов
нор Нормальные напряжения
УY1 Устойчивость относительно оси Y1
УZ1 Устойчивость относительно оси Z1
УYZ Устойчивость колонны, сжатой в 2-х плоскостях
ГY1 Предельная гибкость относительно оси Y1
ГZ1 Предельной гибкости относительно оси Z1
УС Местная устойчивость стенки
УП Местная устойчивость сжатого пояса
1ПС Сводный процент использования сечения по 1
предельному состоянию
2ПС Сводный процент использования сечения по 2
предельному состоянию
М.У Сводный процент использования сечения по местной
устойчивости
ДЛИНА
ЭЛЕМЕНТ
Геометрическая длина конструктивного элемента
Рис. 57. Таблица подбора сечения надкрановой части колонны
59
1.6.2. Проверка и подбор сечения подкрановой части колонны
Первоначально на расчетной схеме снять выделение с КЭ надкрановой части и
выделить КЭ подкрановой части (нижняя ветвь) колонны, т.е. элемент 5.
Принятый тип сечения представлен на рис. 3,а.
Для того чтобы выполнить проверку и подбор сечения нижней ветви
металлической колонны, необходимо выполнить
следующие операции (поступаем
аналогично описанной выше методике):
1. Вызвать диалоговое окно «Жесткости элементов» и добавить сечение
подкрановой части – из базы типовых сечений выбрать швеллер с
двутавром (рис. 58).
2. В составе сечения активизировать верхнюю ветвь и задать профиль –
швеллер №36, а затем нижнюю ветвь – двутавр 35Б1; марку стали для
сечения задать в
этом же окне через линейку прокрутки – ВСт3пс6 (рис.
59).
Рис. 58. Окно «Жесткости элементов» для задания сечения колонны
60
3. В закладке «Дополнительные характеристики» необходимо выбрать тип
элемента, нажав радиокнопку «Колонна» (рис. 60).
4. В этом же окне отметить флажком «использовать коэффициенты к длине
конструктивного элемента». Задать коэффициенты длины относительно
осей Z1 и Y1 – 2.21 (рассчитаны в соответствии с прил. П [4], а
коэффициент для расчета Фb=0, так как сечение сквозное (см. рис. 60).
Здесь же
необходимо задать расчетные длины ветвей для расчета в
плоскости, перпендикулярной плоскости соединительной решетки, т.е.
2.21 м.
Рис. 59. Окно «Стальное сечение» для указания состава сечения
5. Задать коэффициенты условий работы и надежности те же, что и для
расчета верхней ветви колонны (п.5.3.1, [4]).
6. Выбрать тип соединительной решетки и указать ее шаг – 1.0 м.
7. Вернуться в закладку «Состав» и задать для появившейся в сечении
решетки профиль и марку стали – уголок 63х40х6, марка ВСт3пс6.
8.
Создать жесткостные характеристики, щелкнув по кнопке «ОК». Далее
необходимо назначить пятнадцатый тип жесткости элементу