В результате расчета на печать выдаются в табличной форме перемещения, усилия, расчетные сочетания, формы и периоды собственных колебаний, данные по армированию сечений.

Программное обеспечение пакета разработано на основе операционной системы ЕС ЭВМ (ОС ЕС). Модули составления и решения систем канонических уравнений и другие модули написаны на языке АССЕМБЛЕР. Разделы пакета по организации сервиса, а также модули библиотек конечных элементов, расчетных сочетаний усилий, подбора арматуры, определения динамических сил написаны на языке ПЛ/1.

Минимальное техническое обеспечение пакета — комплект ЕС ЗВМ-1022, имеющий два дисковода по 7,25 мб и оперативную память 256 кб.

Отдельные части ППП в процессе функционирования привлекаются в такой последовательности: ввод и обработка исходных данных; - составление и настройка внутренних форматов; составление канонических уравнений; обращение матрицы канонических уравнений; определение форм, периодов собственных колебаний и динамических нагрузок; определение перемещений узлов системы; определение расчетных сочетаний усилий; унификация сечений по расчетным сочетаниям усилий; подбор арматуры в сечениях элементов.

Расчет железобетонных конструкций

с применением пакета прикладных программ для ЭВМ ЕС

Расчет конструкций сейсмостойких зданий различных систем с применением ЭВМ ЕС ориентируется в настоящее время на использование существующих пакетов прикладных программ, основанных на методе конечных элементов, таких, как ППП АПЖБК, МАРСС ЕС-6, СПРИНТ, «КОНТУР» и др. Некоторые пакеты прикладных программ имеют блоки армирования.

Широкое применение в практике расчетов в проектных институтах получил «Пакет прикладных программ для автоматизированного проектирования железобетонных конструкций надземных и подземных сооружений в промышленном и гражданском строительстве (ППП АПЖБК)», известный также под названием «Лира». ППП разработан в Киевском научно-исследовательском институте автоматизированных систем планирования и управления в строительстве (НИИАСС). Разработчики: Ковачевский А. И., Городецкий А. С, Каза-чевский А. М., Здоровенко В. С, Павловский В. Э.

ППП предназначен для статических (силовые и деформационные воздействия) и динамических (сейсмические воздействия, ветровые нагрузки с учетом пульсации ветрового потока, гармонические колебания) расчетов.

Расчет и конструирование предварительно напряженной многопустотной плиты междуэтажного перекрытия

Исходные данные: 1) нормативные временные нагрузки: а) длительно действующая 2,2 кН/м2; б) кратковременная 1,8 кН/м2; 2) вес пола и перегородок 2,5 кН/м2; 3) бетон тяжелый класса ВЗО; 4) арматура: а) напрягаемая продольная — из стали класса А- IV; б) поперечная — из стали класса А-1; б) способ напряжения арматуры — электротермический

В процессе расчета на экране дисплея (в диалоговом режиме) появится «Введите класс бетона от . . .»—необходимо ввести цифровой класс бетона и (ПС). На экране дисплея появится «ДО . . .»— нужно снова ввести цифровой класс бетона и (ПС). Печатающее устройство выдаст на печать исходные данные. На экране дисплея появится «Введите класс продольной арматуры от … » — следует цифрой ввести класс продольной арматуры и (ПС). На экране дисплея появится «ДО …»— нужно снова ввести цифрой класс продольной арматуры и (ПС). Машина продолжит расчет и по ходу расчета будет выдавать на печать результаты.

а) при обычной плоской расчетной схеме (моделирование .здания одной плоской рамой) используется одномерная динамическая модель в виде консоли с сосредоточенными массами и расчет производится по соответствующему разделу -программных средств без изменения;

б) при пространственной расчетной схеме и отсутствии необходимости учета крутильных форм колебаний расчет производится также программными средствами без изменения, хотя динамическая модель может быть двухмерной;

в) при использовании двухмерной динамической модели в виде плоской перекрестной системы стержней, несущей в узлах сосредоточенные массы, расчет производится с учетом крутильных форм колебаний.

Расчетную схему здания до 9 этажей, длиной до 30 м в каркасе, серии 1.020.1-2с представляют в поперечном и продольном направлениях в виде плоских рам с жесткими узлами и жестким защемлением колонн в основании. Расчет этих зданий на сейсмические воздействия производится с учетом крутильных форм колебаний, при этом принимается пространственная расчетная схема, в которой междуэтажное перекрытие считается абсолютно жестким в своей плоскости, массы на уровне междуэтажного перекрытия сосредоточиваются в отдельных точках.

При расчете многоэтажных каркасных зданий в настоящее время ориентируются на использование пакетов прикладных программ для расчета комбинированных систем, основанных на методе конечных элементов (ППП АГЩБК, МАРСС ЕС-6, СПРИНТ, Контур и др.). Предполагается, что имеется доступ к техническим и программным средствам либо непосредственно, либо через другие институты.

В зависимости от этажности здания, нагрузки на перекрытия, района строительства по скоростному напору ветра и сейсмичности можно применять следующие конструктивные схемы;

— рамные, пространственная неизменяемость которых, обеспечивается жестким соединением колонн и ригелей;

— рамно-связевые, в которых несущими конструкциями,, воспринимающими горизонтальные нагрузки, являются рамы и рамодиафрагмы;

— комбинации этих двух схем.

Диафрагмы жесткости представляют собой сборные железобетонные панели внутренних стен, объединяемые между собой и с примыкающими колоннами каркаса связями (закладными изданиями, анкерами, шпонками), которые обеспечивают совместную работу их элементов. С помощью этих связей происходит перераспределение расчетных усилий между колоннами и стенкой диафрагмы.

— этажность зданий от 1 до 16;

— высота этажей 2,8; 3,0; 3,3; 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6,0 и 7,2 м, а также сочетания высот 4,2 + 3,3; 4,8 + 3,6; 6,0 + 4,8; 7,2 + 6,0 м, где первый размер соответствует высоте первого этажа;

— здания с полами по грунту, с техподпольем 2,0 м и с подвалами высотой 3,2; 3,4; 3,7; 4,0 и 4,6 м;

— пролеты рам в поперечном направлении 3,0; 6,0; 7,2; 9,0 м;

— пролеты рам в продольном направлении 3,0; 6,0; 7,2; 9,0 м;

— расчетная нагрузка на перекрытие (без учета собственного веса плит) 4; 5; 6; 8; 10; 12,5; 16; 21 кН/м2.

Конструкции серии 1.020.1-2с применяются в неагрессивных, слабо- и средне-агрессивных газовых средах, в рамных и в рамно-связевых схемах зданий различного назначения. Номенклатура каркаса содержит следующие изделия: —колонны сечением 400 X 400 мм для всех типов зданий любой этажности;

— ригели высотой 450 мм для зданий с высотами этажей 2,8; 3,0; 3,3 м и высотой 600 мм — для всех остальных высот;

— диафрагмы жесткости.

В составе номенклатуры используются изделия других серий: фундаменты для колонн сечением 400 X 400 мм; стены наружные из однослойных, панелей; плиты перекрытий — многопустотные и ребристые; элементы лестниц; вентиляционные блоки.

Диафрагмы жесткости проектируются в виде плоских панелей. Расположенные в плоскости несущих рам диафрагмы на верхнем обрезе имеют полки для опирания панелей перекрытия, продольные диафрагмы — плоские. Диафрагмы проектируются как сплошные (глухие), так и с дверным проемом.

С 1 января 1986 г. введены в действие типовые конструкции серии 1.020.1-2с «Конструкции каркаса межвидового применения многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий для строительства в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов». Конструкции каркаса предназначены для использования при нагрузках от собственного веса несущих и ограждающих конструкций, эксплуатационной полезной нагрузке, нагрузке от давления грунта на стены подвалов и техподполий, для зданий, возводимых в I — V районах СССР по скоростному напору ветра и в районах сейсмичностью , 7, 8 и 9 баллов.

В каркасах рамно-связевой системы горизонтальные нагрузки воспринимаются как рамами, так и связями, т. е. диафрагмами жесткости. Степень их участия в работе определяется соотношением жесткостей.

В расчетных схемах рамно-связевых систем рамы и диафрагмы жесткости изображаются стоящими рядом в одной плоскости и соединенными стержнями- связями, так как горизонтальные перемещения их в каждом уровне равны. Стержнями- связями между многоэтажной рамой и вертикальной диафрагмой служат междуэтажные перекрытия, которые считаются несжимаемыми и нерастяжимыми. Поскольку усилия в элементах рамно-связевой системы распределяются по высоте здания равномернее, чем в рамном каркасе, легче унифицировать элементы.

Размещение вертикальных диафрагм в многоэтажных зданиях должно обеспечивать необходимую жесткость здания в обоих направлениях, препятствовать кручению в плане и не создавать больших температурных усилий или неравномерных осевых деформаций ее вертикальных элементов. Неизменяемость каркаса в вертикальной плоскости обеспечивается постановкой вертикальных диафрагм жесткости в обоих направлениях и жесткостью рамных узлов в сопряжениях ригелей с колоннами.

Общая устойчивость балок и покрытия обеспечивается жесткостью диска, образуемого плитами, а также связями. Опирание балок — на железобетонные колонны. Крепление балок на опорах производится с помощью анкерных болтов.

Усилия в элементах балки определяются как для статически неопределимой стержневой системы.

Объемно-планировочные и конструктивные решения многоэтажных каркасных и гражданских здании для сейсмических районов.

Каркасная система многоэтажных гражданских зданий используется в основном для зданий административного и общественного назначения, реже — для жилых домов. По статической схеме работы применяемые в сейсмостойком строительстве каркасные системы можно подразделить на две разновидности: рамные и рамносвязевые. В каркасах рамной системы все вертикальные и горизонтальные нагрузки (ветровые и сейсмические) воспринимаются рамами.

Исходные данные: 1) пролет 24 м, шаг ферм б м, ширина плит покрытия 3 м; 2) бетон тяжелый класса В 35; 3) арматура: а) напрягаемая продольная в нижнем поясе—из стали класса A-V; б) ненапрягаемая в виде сварных каркасов продольная — из стали класса А-III, поперечная — из стали класса A-I и Bp-1; 4) способ натяжения арматуры — механический с помощью гидродомкратов на упоры стенда; 5) технология изготовления — стендовая с одновременным бетонированием поясов и решетки.

Верхний пояс фермы имеет ломаное очертание с прямо линейными участками между узлами (рис. 30 а). Опорные узлы ее принимаются высотой 800 мм (рис. 306). Ферма проектируется с учетом опирания ее на железобетонные колонны. Крепление фермы к колонне в период монтажа осуществляется с помощью анкерных болтов, выступающих из колонны. По окончании монтажа фермы приваривают к стальным листам оголовков колонн. Крепление-к ферме плит покрытия производится приваркой их к закладным элементам верхнего пояса фермы.

Общая устойчивость ферм и покрытия в процессе эксплуатации здания обеспечивается жестким диском покрытия, а также связями.

При ширине плит покрытия 3 м статический расчет ферм на узловую нагрузку производится как для статически определимой стержневой системы с шарнирным соединением элементов в узлах.

При узловой нагрузке верхний пояс фермы рассчитывается на центральное сжатие.

Расчет фермы выполняют на особое сочетание нагрузок с учетом вертикальной сейсмической нагрузки.