Контрольная работа: Определение сейсмических нагрузок действующих на железобетонный каркас одноэтажного здания

Исходные данные

Размер здания – 72×72 м;

3-х пролетная арка покрытия – 36м;

Высота колонн – 6,150 м;

Сечение основных колонн – 350×350 мм;

Материал колонн – В 30; Е_б =26000 МПа;

Сечение фахверк колонн – 250×250 мм;

Материал колонн – В 15; Е_б =19500 МПа;

Стена кирпичные, толщина – 0,51 мм

Категория грунта строительной площадки –I.

Сейсмичность района строительства – г.Кызыл – 9 баллов.

Введение

Землетрясение представляет собой одно из наиболее частных природных явлений, и по сведениям сейсмологов ежедневно на земле регистрируются несколько тысяч или десять тысяч землетрясений в год. Сооружения, возводимые в сейсмических районах должны удовлетворять требованиям сейсмичности.

Сейсмостойкость – способность здания противостоять сейсмическим воздействиям и не разрушится при этом. Таким образом, сложность проблемы определяется тем, что сейсмические воздействия относятся к категории динамических существенным непостоянством их характеристик во время землетрясения.

Наука, занимающая изучением землетрясений и внутреннего строения земли называется сейсмологией и на часть сейсмологии, в задачу которой входит изучение сейсмических явлений применительно к запросом сейсмического строительства называется инженерной сейсмологией.

Инженерная сейсмология указывает сейсмические опасные территории и дает прогноз характеристик движений поверхности грунта служащего основанием сооружений. Таким образом антисейсмические мероприятия состоят из двух частей:

1. Разработка методов прогнозирования места расположения ожидаемого землетрясения и оценка его интенсивности.

2. Разработка сейсмостойких сооружений, способных воспринять землетрясения ожидаемых интенсивности с минимальными ущербами.

Антисейсмические мероприятия при конструировании зданий и сооружений сейсмических районах

Конструктивные схемы зданий и сооружений и их объемно-планировочные решения должны исходить из требований противодействие сейсмическим силам. Пространственная устойчивость и прочность здания, следовательно, сейсмостойкость должна обеспечиваться продольными и поперечными вертикальными несущими элементами (стенами) в объединенными в единую систему жесткими и прочными дисками перекрытий. Вид несущих вертикальных элементов воспринимающих вертикальные и горизонтальные нагрузки определяют конструктивную систему здания. В зависимости от вида конструктивной системы здания подразделяют на:

• Здания с жесткой конструктивной схемой (кирпичные, крупноблочные, панельные, объемно-блочные и монолитные);

• Здания с гибкой конструктивной схемой (каркасные);

• С комбинированной конструктивной схемой (рамно-связевые и связевые);

Жесткие конструктивные схемы характеризуется малыми периодами первого тона колебаний, обычно Т1≤0,4с, гибкие сооружения большинстве случаев имеет период более 1с, Т1≥1с, здания смешанного типа занимают промежуточное положение между жесткими зданиями 1с≤Т≥0,4с.

Здания с жесткой конструктивной схемой (кирпичные)

Наиболее уязвимыми места в кирпичных зданиях является растворные швы глухих стен и простенках. Поэтому нормами предусматривается, что несущие кирпичные стены должны возводиться из кирпича изготовляемых в заводских условиях с применением вибрации, либо из кирпич на растворах со специальными добавками повышающими сцепления раствора с кирпичом. При расчетном сейсмостойкости 7б допускается возведение несущих стен на растворах без применения специальных добавок. Кладка стен может быть выполнено из следующих материалов: кирпич полнотелый или пустотелый марки выше 75, бетонные камни, сплошные или пустотелые блоки марки 50 и выше. Кладка выполняется на цементных растворах марки не ниже 25—в летних условиях, не ниже 50—в зимних условиях. В зависимости от сопротивляемости сейсмостойким возведениям кладки подразделяют на категории. Категория устанавливается в зависимости от временного сопротивления, осевому растяжению по не перевязанным швам (1 кат.— когда Rp=180 кПа, 11 кат.— когда Rp=120 кПа).

1. Расчет каркаса в поперечном направлении здания

1. 1 Определяем перемещение колонн от действия единичных горизонтальных сил приложенных в уровнях верха колонн

Жесткость железобетонной колонн:

– по осям А – Г

– по осям Б – В

– фахверковой колонн

Перемещение колонн по осям А – Г определяется с учетом жесткости прилегающих к ним участков самонесущей стены. Для этого определяем модуль деформации по формуле:

1.2 Определяем перемещение на уровни верха колонн

– для колонн по осям 1А ,13А, 1Г , 13Г, с учетом жесткости продольной стены длиной

– для колонн по осям 2А -12А, 2Г-12Г.

– для колонн по осям Б и В

– для фахверка колонн

2.Определяем жесткость каркаса в поперечном направлении

3.Определяем расчетные вертикальные нагрузки

4.Находим период собственных колебании каркаса в поперечном направлении

5.коэффициент динамичности

– для грунтов III категории при Т_i ≤ 0,1с β_i =1+15 Т_i =1+15*0,02=1,3

6.Находим сейсмическую нагрузку, которая действует на каркас здания

2. Расчет каркаса в продольном направлении

а)Жесткость железобетонной колонн

– по осям А – Г

– по осям Б – В

– фахверковой колонн

б) Определяем перемещение на уровни верха колонн.

– для колонн по осям 1А, 1Г,13А,13Г:

– для колонн по осям 1Б, 13Б, 1В, 13В:

–для колонн по осям 2—12 А, Б, В, Г:

– для фахверковых колон

2.Определяем жесткость каркаса в продольном направлении

3. Определяем расчетные вертикальные нагрузки

4.Находим период собственных колебании каркаса в продольном направлении

5.коэффициент динамичности

– для грунтов III категории при 0,8с≤ Т_i

6.Находим сейсмическую нагрузку, которая действует на каркас здания

Литература

1. Байков В.Н. Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов. – 5 изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1991. – 767 с.: ил.;

2. СНиП II-7-81^* «Строительство в сейсмических районах» М.1982;

3. СНиП 2. 01.07-85^* «Нагрузки и воздействия » Госстрой М.,1985;