Материал: 1567
11 1/91740 0,11 10 4 кН/м.
2. Определяем период свободных колебаний каркаса по формуле
Тn 2 
m 11зд ,
где m – масса, сосредоточенная в уровне покрытия, m = Q /g; g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.
Tn 2 3,14
12237,4 0,11 10 4 0,736с.
9,81 3. Определяем коэффициент динамичности для каркаса при
грунтах II категории по сейсмическим свойствам:
|
|
0,4 0,5 |
|
|
|
0,4 0,5 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||
|
|
2,5 |
|
|
|
2,5 |
|
|
|
1,84. |
||
|
|
|
Т |
|
|
0,736 |
|
|||||
|
4. Устанавливаем значения К1 |
, А,К |
и , входящие в расчетную |
|||||||||
формулу сейсмической нагрузки: |
Д |
0,2 для расчетной |
||||||||||
К1= |
0,35;А= |
|||||||||||
сейсмичности здания, равной 8 баллам;К |
= 1,3; = 1 для системы с |
|||||||||||
одной степенью свободы. |
А |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
5. Определяем расчетную величину сейсмической нагрузки, |
|||||||||||
действующей на каркас в уровне покрытия: |
|
|||||||||||
|
|
и |
Sn K QA K ; |
|
||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Sn 0,35 12237,4 0,4 1,84 1,3 1 4098,1кН. |
||||||||||
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Распределяем сейсмбческую нагрузку между поперечными |
|||||||||||
рамами: |
|
|
|
n |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
/np , |
|
|||||
|
|
|
|
|
Sp |
|
|
|||||
где np – количество поперечных рам; Spn |
– нагрузка на поперечную |
|||||||||||
раму, |
|
Spn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4098,1/11 372,6кН. |
||||||||||
7. Статистический расчет поперечной рамы (рис. 2.3). Поперечная сила от сейсмической нагрузки, действующая на
крайнюю стойку:
Sкр |
Snp Cкр |
|
372,6 16,7 102 |
74,61кН. |
2Скр Сср |
|
|||
2 16,7 102 50 102 |
||||
|
|
|
11 |
|
То же на определенную стойку:
Sкр |
Snp Cкр |
|
|
372,6 50 103 |
223,38кН. |
2Скр Сср |
2 16,7 102 50 103 |
||||
Проверяем распределение поперечных сил:
Snp 372,6кН 2Sкр Sср 2 74,61 223,38 372,6кН.
Изгибающий момент в крайней и средней стойках:
Мкр Sкрh 74,61 6,6 492,43кН;
Мср Sкрh 223,38 6,6 1474,31кН.
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
б |
|
|
|
Рис. 2.3. Эпюра изги ающих моментов и перерезывающих сил |
|||||
|
в поперечной раме от сейсмической силы |
||||
С |
|
|
|
|
|
Определение сейсм ческ х нагрузок, действующих в продоль- |
|||||
ном направлении: |
и |
|
|
зд |
|
1. Определяем податливости каркаса |
11 в продольном направ- |
||||
лении, выполняя действия, аналогичные действиям при расчете в поперечном направлении:
11зд 1 ;
Сзд
Сзд nкСк nсрСср,
где Ск , Сср – жесткости крайней и средней колонн в продольном направлении, определяются аналогично вышеизложенному (см. расчет здания в поперечном направлении) по формуле
12
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
1 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Определяем 11: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Jк |
0,0052м4; |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Jср |
|
|
0,8 0,53 |
0,0083м2; |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
кр |
|
|
h3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,63 |
|
|
|
|
0,06 10 |
2 |
м/кН; |
||||||||||||
11 |
3EJкр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
3 0,3 108 0,0052 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
м/кН ; |
|||||||||
|
|
11 |
|
|
3 0,3 108 |
|
0,0083 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Скр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16,7И10 м/кН; |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,06 10 2 |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
11кр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
С |
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 102 м/кН; |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
11ср |
|
|
|
|
0,04 10 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Сзд |
22 16,7 102 |
|
11 25 102 |
64240кН/м; |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
и1 |
|
|
0,15 10 4м/кН |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
зд |
|
|
64240 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
2. Определяем период свободных колебаний каркаса: |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12237,4 0,15 10 4 |
|
|
|
|
||||||||
Т 2 |
т 11 |
2 3,14 |
|
|
0,875 с. |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
9,81 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3.Определяем коэффициент динамичности:
0,4 0,5
В2,5 1,69.
0,875
13
4. Определяем расчетную величину сейсмической нагрузки, действующей на каркасе; при этом величины коэффициентов К1, А, Кψ и η выбираем из расчета в поперечном направлении:
Sn 0,35 12237,4 0,4 1,69 1,3 1 3764 кН.
5. Распределяем сейсмическую нагрузку между продольными рамами пропорционально их жесткости:
а) сейсмическая нагрузка, приложенная к крайней раме:
Sк |
|
Sn 11 Сср |
|
3764 11 16,7 102 |
1076,35кН; |
|||||||
|
Сзд |
|
|
64240 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
б) сейсмическая нагрузка, приложенная к средней раме: |
||||||||||||
|
Sср |
Sn 11 Сср |
|
3764 11 25 10 |
2 |
1611,3кН. |
||||||
|
Сзд |
|
|
|
|
И |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
64240 |
|
|
|
|
Проверка распределения: |
|
|
|
Д |
|
|
||||||
Sn 2Sk Sср |
|
|
|
|
|
|||||||
2 1076,35 |
1611,3 3764кН. |
|||||||||||
6. Статистический расчет продольных рам:
а) поперечная сила на изгибающий момент в колоннах крайней рамы:
Q |
|
Sk |
|
|
|
1076,35 |
97,85кН; |
|||
|
|
|
||||||||
и |
А11 |
|||||||||
k |
|
11k |
||||||||
Mk Qk бh 97,85 6,6 645,81кНм; |
||||||||||
б) то же для средней рамы: |
|
|
|
|
||||||
СQср |
Sср |
|
1611,3 |
146,48 кН; |
||||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
11 |
11 |
|
|||
Mср |
Qср h 146,48 6,6 966,77 кНм. |
|||||||||
Эпюры изгибающих продольных рам показаны на рис. 2.4.
14
а
б
Рис. 2.4. Эпюры изгибающих моментовДИв продольных крайней (а) и средней (б) рамах
3. РАСЧЕТ ДВУХЭТАЖНОГОАКАРКАСНОГО ЗДАНИЯ
НА ДЕЙСТВИЕ СЕЙСМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ
Определяется расчетнаябсейсмическая нагрузка на двухэтажное каркасное общественноеиздан е, проектируемое для района сейсмичностью 8 баллов, на грунтах II категории по сейсмическим свойствам.
В поперечномСнаправлен и здание двухпролетное, с пролетами, равными 6 м, в продольном направлении здание имеет длину 60 м при шаге колонн 6 м. Высота этажа равна 3,3 м (рис. 3.1).
Размеры поперечных сечений элементов каркаса равны: колонн 40×40 см, поперечных ригелей 40×40 см, продольных ригелей 10×22(h) см. Модуль упругости бетона элементов рам принят равным
Ев =0,27×108 кH/м2.
Расчетная нагрузка от несущих, ограждающих и других конструктивных элементов здания (перегородки, полы и т.д.), приведенная к единице плана здания, равна в уровне одного этажа 10 кН/м2 .
15