Что такое расчёт сборного здания?

Сборные железобетонные здания возводятся путём монтажа на площадке заводских колонн, балок, прогонов и панелей. В одноэтажных промышленных зданиях с большими пролётами балки покрытия чаще всего шарнирно (на штифтах) опираются на колонны, применяются ферменные балки с изменяющейся по длине высотой, а кровельное покрытие может не работать как жёсткий диск перекрытия.

Раздел 8 TBDY 2018 определяет проектирование соединений в таких зданиях, Прил. 8B — моделирование плоскости покрытия эквивалентными диагоналями, а 4.3.6 — разные коэффициенты несущей системы для верхней и нижней частей зданий с промежуточным этажом. В зданиях с мостовыми кранами частью проектирования являются также нагрузки от кранов, сейсмические силы для навесных панелей по разделу 6 и сдвиг по фундаменту.

StatiCAD встраивает эти требования в общий процесс анализа специальными инструментами для сборных зданий: соединения проектируются по усилиям из анализа, а каждый расчёт формирует запись, попадающую в отчёт.

Что StatiCAD делает для сборных конструкций

Весь процесс для сборного промышленного здания, от моделирования до проектирования соединений.

Сечения переменные и сборные

  • Балки переменного сечения (nonprismatic): сечение, изменяющееся по длине, в одном стержне, с реальным изменением жёсткости
  • Линейное, параболическое и кубическое изменение жёсткости; двускатная балка покрытия
  • Параметрические шаблоны сечений: Precast I, Precast T, Precast U, коробчатое и трапециевидное
  • Передача в SAP2000 с определениями сборных сечений

Шарнирные соединения и диафрагма покрытия

  • Превращение концов выбранных балок в шарниры одной командой (M2 + M3)
  • Прил. 8B TBDY: моделирование покрытия из профилированного листа или сэндвич-панелей парами эквивалентных диагоналей
  • Эквивалентная осевая жёсткость, несущая способность диагоналей по усилию и условия применимости
  • Варианты жёсткой или полужёсткой диафрагмы; точное решение с жёсткой диафрагмой для покрытий с тысячами узлов

Мостовой кран и дополнительные массы

  • Расчётные усилия подкрановой балки по реакциям колёс
  • Автоматическая запись в колонны вертикальной силы, горизонтальной силы и момента от эксцентриситета
  • Автоматическое определение четырёх загружений краном (X+, X−, Y+, Y−)
  • Ввод масс навесных панелей и моста крана только как сейсмической массы

Разные R и D (TBDY 4.3.6)

  • Разные коэффициенты поведения и коэффициенты запаса прочности для нижней части в зданиях с промежуточным этажом
  • Автоматический расчёт коэффициента ν по весам этажей или ввод вручную
  • Внутренние усилия нижней части, расчёты несущей способности на срез и относительные межэтажные смещения с поправками, предусмотренными нормами

Проектирование соединений (TBDY, раздел 8)

  • Шарнирное штифтовое соединение: опрокидывание, выпуски арматуры и срез штифта
  • Момент-передающее соединение с мокрым стыком сверху и сварным снизу: неразрезная арматура, сварка и несущая способность по моменту
  • Соединения прогонов и желобов: срез–трение штифта, угловой шов и потеря устойчивости прогона
  • Требования берутся из результатов анализа выбранной балки одним нажатием

Навесная панель, сдвиг по фундаменту и армирование балок

  • Эквивалентная сейсмическая нагрузка на навесную панель (TBDY, раздел 6)
  • Проверка сдвига по фундаменту (TBDY 16.8.4)
  • Автоматический расчёт арматуры железобетонных балок полигонального, сборного сечения и переменного сечения
  • На чертежах поперечных сечений балок — реальный контур сечения, защитный слой и расположение арматуры

Как это работает?

  1. Определите сечения: прямоугольные колонны, сборные шаблоны и балки покрытия переменного сечения.
  2. Начертите колонны и балки; балки покрытия, прогоны и желоба сделайте шарнирными одной командой.
  3. Задайте диафрагму покрытия; для покрытия из профилированного листа или сэндвич-панелей сгенерируйте эквивалентные диагонали по Прил. 8B.
  4. Введите нагрузки от мостового крана, массы навесных панелей и крана; для здания с промежуточным этажом задайте разные R и D.
  5. Запустите анализ; спроектируйте соединения по усилиям из анализа и получите отчёт.

Отчёты

Расчёты сборных конструкций добавляются в общий расчётный отчёт:

  • Страница «Проектирование соединений сборных конструкций (TBDY, раздел 8)»: требование, несущая способность, отношение и результат по каждому соединению
  • Сводка входных данных и промежуточных результатов по каждой записи, источники требований и несущей способности
  • Определения сечений переменного сечения — в отчётах по сечениям
  • Армирование балок полигонального и переменного сечения — на чертежах развёртки и в ведомости объёмов
  • Отчёт на турецком или английском языке

Верификация

Функции для сборных конструкций разработаны и сопоставлены на примере здания из книги Турецкой ассоциации сборного железобетона «Анализ и проектирование образцового промышленного здания из сборного железобетона по TBDY-2018» (40×75 м, с промежуточным этажом, мостовой кран 200 кН).

Расчёты по Прил. 8B, мостовому крану, разным R и D, соединениям, навесной панели и сдвигу по фундаменту сопоставлены с численными примерами из книги; результаты совпадают полностью, кроме мест, где программа применяет нормы в сторону запаса. Когда та же конечно-элементная модель независимо построена в SAP2000 v27, периоды получаются одинаковыми с точностью до 1 %.

Подробности верификационных исследований (База знаний)

Нормативы

TBDY 2018, раздел 8 TBDY 2018, Прил. 8B TBDY 2018, 4.3.6 TBDY 2018, раздел 6 TBDY 2018, 16.8.4 TS 500
В какой версии? Инструменты для сборных конструкций (проектирование соединений, диагонали по Прил. 8B, нагрузки от мостовых кранов, разные R и D, шаблоны сборных сечений) входят в StatiCAD Ultimate. Определение сечения переменной высоты есть во всех версиях.

Часто задаваемые вопросы

Как моделируется балка покрытия переменного сечения?

Балка задаётся одним стержнем с сечением, изменяющимся по длине: вводятся начальное и конечное сечения, длины участков и характер изменения жёсткости (линейный, параболический, кубический). Двускатная балка покрытия задаётся двумя участками. Анализ, передача в SAP2000 и расчёт арматуры автоматически используют сечение переменной высоты.

Следует ли принимать диафрагму покрытия жёсткой?

По умолчанию принимается жёсткая диафрагма. Для покрытий из профилированного листа или сэндвич-панелей по Прил. 8B TBDY сдвиговую жёсткость плоскости покрытия можно моделировать парами эквивалентных диагоналей. В этом случае для сравнения рекомендуется выполнить и решение с жёсткой диафрагмой.

Как задаются нагрузки от мостового крана?

Вводятся реакции колёс из таблицы производителя, база колёс, динамический коэффициент и пролёт подкрановой балки. Программа рассчитывает расчётные усилия подкрановой балки, определяет четыре загружения краном и записывает вертикальные, горизонтальные нагрузки и нагрузки от эксцентриситета на выбранные колонны. Сочетания нагрузок с краном задаются пользователем.

Нужно ли вводить усилия для расчёта соединения вручную?

Нет. После анализа выберите одну балку и кнопкой «Взять из выбранной балки» перенесите в окно соединения усилия на соответствующем конце балки. Каждый расчёт создаёт запись о соединении и попадает в отчёт.

В какой версии StatiCAD это доступно?

Инструменты для сборных конструкций входят в StatiCAD Ultimate; определение сечения переменной высоты есть во всех версиях. Данные по сборным конструкциям проекта, подготовленного в Ultimate, сохраняются в файле.

Похожие страницы

Рассчитайте Ваш сборный проект в StatiCAD

Скачайте демо-версию и бесплатно опробуйте процесс для сборного промышленного здания — или давайте вместе подберём версию под Ваши задачи.