Железобетон

Сборный железобетонный унифицированный каркас

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

6. СТРОГИЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ СТАТИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ

В связи с высокой степенью статической неопределимости рас-

четных моделей относительно строгое решение статической задачи

возможно только с использованием ЭВМ. При этом для средний

ЭВМ в целях уменьшения числа элементов в расчетную моделщ

также вводятся определенные упрощения.

В частности, диски перекрытий считаются недеформируемыми что в ряде задач не снижает точности расчета; надземная часть и фундаменты здания рассчитываются по независимым программам, т. е. без учета их взаимодействия.

Одним из путей, снижающих число взаимосвязанных неизвестных, является использование расчетной модели здания, состоящей относительно небольшого числа крупных конечных элементов (суперэлементов), каждый из которых статически неопределим.

Перед решением задачи находят матрицы жесткостей, связывающие перемещения узлов элементов с возникающими в них усилиями.

Задача решается путем итерации в физически нелинейной постановке с корректировкой матриц перед каждым новым циклом расчета. Матрицы жесткостей диафрагм, фундамента и перекрытий позволяют свести решение основной статической задачи к системе линейных уравнений, содержащих число неизвестных, равное числу перекрытий в расчетной модели здания. В качестве неизвестных принимаются перемещения перекрытий в горизонтальной плоскости — два поступательных и поворот вокруг вертикальной оси. Решением задачи являются перемещения расчетной модели и усилия в ее элементах.

Из программ для ЭВМ, на основе которых выполнены практические расчеты множества зданий на основе унифицированного каркаса, могут быть указаны программы СУПЕР и ЛИРА. В зависимости от соотношения между объемом, вычисленным по принятой расчетной модели, и предельными параметрами используемого вычислительного комплекса определяется последовательность хода решения задачи.

Обычно статический расчет выполняют в несколько этапов. Каждому этапу соответствуют определенные упрощающие предпосылки. На первом этапе расчетная модель охватывает, по возможности, здание в целом, совместно с фундаментом и основанием. В этом случае упрощающие предпосылки обусловливают размеры и жесткости применяемых конечных элементов. Так, вертикальные конечные элементы принимаются высотой в один или несколько этажей; горизонтальные конечные элементы ставятся по нысоте здания через один или несколько этажей; в последнем случае один конечный элемент заменяет несколько дисков перекрытий.

Конечные элементы выбираются так, что рассчитывается только мембранная группа внутренних усилий (ах, оу, хху). Если поаиоляет объем задачи, в элементах, моделирующих диски перекрытий, учитываются кроме мембранных усилий и изгибная группа усилий.

В узлах расчетной модели рассматриваются только линейные неизвестные, а угловые исключаются; габаритные размеры здания сохраняются без изменения, а местные отверстия, подрезки и т. д. не учитываются.

В результате первого этапа статического расчета получают общие линейные деформации узлов расчетной модели, распределение внутренних усилий между диафрагмами здания и усилия в дисках перекрытий.

На   втором  этапе  за   расчетную модель принимают фрагмент

расчетной модели первого этапа, но с учетом проемов, перемычек,

подрезок и т. д. Нагрузками для расчетной модели второго этапа

являются усилия   (узловые реакции)   или перемещения, полученные из статического расчета модели первого этапа.

Упрощающие предпосылки при этом сводятся к минимуму: вертикальные конечные элементы по высоте принимаются не более высоты этажа; горизонтальные конечные элементы включают й: себя не более одного перекрытия; горизонтальные и вертикальные стыковые соединения моделируются самостоятельными конечным элементами

На третьем этапе расчетная модель должна выявлять конце! трации внутренних усилий, для чего размеры конечных элементов принимаются достаточно малыми, но не менее толщины элементе»

В   качестве   нагрузки   принимаются усилия или перемещение полученные из расчета на втором этапе