Исходные данные и техническое задание

1 2 3 4 5

Отчет

по дисциплине «Геотехническое проектирование»

Численное моделирование подземного сооружения в программном комплексе Scad

Выполнил

студент гр.3130801/70401 < подпись > Лебедев А.Е.

Руководитель

К.т.н, доцент < подпись > Конюшков В.В.

«___» __________ 2020 г.

Санкт-Петербург

2020 г.

Содержание

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ. 3

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ. 5

3. РЕЗУЛЬТАТЫ АРМИРОВАНИЯ. 17

4. ПОВЕРОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СООРУЖЕНИЯ. 21

ВЫВОДЫ: 30

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Подземное сооружение представляет собой смешанный каркас с несущими колоннами внутри здания и стенами по периметру сооружения. Количество назначается следующим образом:

- число пролетов по оси X соответствует количеству букв в фамилии студента;

- число пролетов по оси Y соответствует количеству букв в имени студента.

Студент Лебедев Антон: по оси X - 7 пролетов, по оси Y - 5 пролетов.

Шаг колонн по оси X и оси Y назначается в произвольном порядке от 6 до 9 м.

Принятые характеристики пролетов:

· по оси Х – 7 пролетов по 7 м

· по оси У – 5 пролетов по 8 м

Все конструктивные элементы сооружения выполняются из монолитного железобетона со следующими характеристиками:

Колонны из бетона класса В20, сечением 30*30 см. Расположены в осях 2-7/Б-Д с шагом в осях 2-7 – 7 м, в осях Б-Д – 9 м.

Второстепенные балки из бетона класса В20, высотой 40 шириной 15 см. Выполняются вдоль осей Б-Д, с шагом 4 м.

Главные балки из бетона класса В20, высотой 75 шириной 30 см. Выполняются вдоль осей 2-7, с шагом 9 м.

Фундаментная плита выполняется толщиной 0,3 м из бетона класса В20 под всем сооружением.

Наружные несущие стены выполняются толщиной 0,3 м из бетона класса В20 по периметру сооружения по осям 1-8/А, 1/А-Е, 8/А-Е, 1-8/Е.

Плита покрытия выполняется толщиной 0,15 м из монолитного железобетона класса В20

Техническое задание к отчету включает в себя следующие расчеты:

1. Задать конструктивную схему здания с сечениями и жесткостными параметрами элементов.

2. Задать постоянные и временные нагрузки на конструктивные элементы сооружения.

3. Определить коэффициент упругого основания под фундаментной плитой сооружения.

4. Рассчитать осадку фундаментной плиты и сравнить ее с предельно допустимым значением по СП 22.13330.2016.

5. Выполнить поверочный расчет фундаментной плиты на продавливание по требованиям СП 63.13330.2018.

6. Подобрать армирование продольной и поперечной верхней и нижней арматуры фундаментной плиты в программе Scad и выполнить поверочный расчет по требованиям СП 63.13330.2018.

7. Определить внутренние усилия в конструктивных элементах сооружения в программе Scad (продольные, поперечные и моментные усилия колоннах, балках и напряжения в фундаментной плите, стенах и плите покрытия).

8. Определить внутренние усилия в наружных стенах сооружения в программе Scad и выполнить поверочный расчет на внецентренное сжатие по требованиям СП 63.13330.2018

9. Подобрать армирование для колонн сооружения в программе Scad и выполнить поверочный расчет на внецентренное сжатие по требованиям СП 63.13330.2018.

10. Подобрать верхнюю и нижнюю продольную арматуру второстепенных и главных балок на действие изгибающего момента и поперечной силы в программе Scad и выполнить поверочный расчет по требованиям СП 63.13330.2018.

11. Подобрать армирование продольной и поперечной верхней и нижней арматуры плиты покрытия в программе Scad и выполнить поверочный расчет по требованиям СП 63.13330.2018.

12. Сформировать отчет с пояснительной запиской, графическими результатами расчетов, выводами и рекомендациями.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Рис 1. Расчетная схема сооружения в осях 1-8/А-Е (отображены: фундаментная плита толщиной 0,3 м, наружные стены толщиной 0,2 м и плита покрытия толщиной 0,15 м)

Рис 2. Расчетная схема сооружения в осях 1-8/А-Е (отображена сетка колонн с шагом в осях 2-7/Б-Д с шагом в осях 2-7 – 7 м, в осях Б-Д – 9 м, сечением 30х30 см, второстепенные балки с шагом 4 м, в осях Б-Д сечением 15х40 см и главные балки с шагом 7 м, в осях 2-7, сечением 30х75 см)

Рис. 3. Фрагмент расчетной схемы в осях 1-3/А-Е с отображением нагрузок от собственного веса элементов на 1 погонный метр длины элемента (вес фундаментной плиты – 7,5 кН/м, вес наружной стены – 5 кН/м, вес колонны – 2,25 кН/м, вес второстепенной балки – 3 кН/м, вес главной балки – 11,24 кН/м, вес плиты покрытия – 3,75 кН/м)

Рис. 4. Фрагмент расчетной схемы в осях 1-3/А-Е с отображением нагрузки от грунтовой засыпки на плите покрытия, 20,7 кН/м²

Рис. 5. Фрагмент расчетной схемы в осях 1-3/А-Е с отображением снеговой нагрузки на плите покрытия, 1,8 кН/м²

Рис. 6. Фрагмент расчетной схемы в осях 1-3/А-Е с отображением нагрузки от активного давления грунта на наружные стены сооружения, от 19 до 63 кН/м²

Рис. 7. Фрагмент расчетной схемы в осях 1-3/А-Е с отображением нагрузки от гидростатического давления воды на фундаментную плиту и наружные стены сооружения, от 0 до 19,2 кН/м²

Рис. 8. Фрагмент расчетной схемы в осях 1-3/А-Е с отображением временной (полезной или эксплуатационной нагрузки) на фундаментную плиту сооружения, 38,4 кН/м²

Рис. 9. Коэффициент упругого основания под фундаментной плитой, моделирующий реакцию грунтового основания, кН/м³

Расчетные сочетания нагрузок были заданы по требованиям СП 20.13330.2018 с учетом воздействия постоянных и временных нагрузок:

1) От собственного веса сооружения

2) От веса грунта засыпки

3) От снеговой нагрузки

4) От бокового давления грунта

5) От давления грунтовых вод

6) От полезной нагрузки (воды в резервуаре)

В расчетах были учтены следующие основные комбинации загружений:

1) С понижающими коэффициентами

2) Полное сочетание нагрузок

3) Не учитывается нагрузка от давления жидкости в резервуаре

4) Не учитывается боковое давление грунта

Рис. Деформированная схема сооружения

Максимальные деформации наблюдаются при комбинации 4. Схема изображена в полном виде и с удалением стен и перекрытий для лучшего отображения деформаций колонн и балок.

Расчет нагрузки от веса здания по Z:

Выписываем значения суммарных нагрузок от 1, 2 и 6 загружений. Находим их сумму (нагрузку по Z во 2 и 6 загружениях необходимо разделить на коэффициент надежности 1,1).

Распределенное значение нагрузки действующей на грунт

Для этого суммарную нагрузку Z разделим на площадь ФП

Изополе осадок (вертикальных перемещений основания). Отчет сформирован программой Кросс (64-бит).

Схема площадки

Список грунтов

Наименование	Удельный вес, Т/м³	Модуль деформации, Т/м²	Модуль упругости, Т/м²	Коэффициент Пуассона	Коэффициент переуплотнения	Давление переуплотнения, Т/м²
Пески	1,8	3200	26666,667	0,3	1	0
Супеси	1,9	2600	21666,667	0,35	1	2,5
Глины	1,95	2000	16666,667	0,42	1	5

Список скважин

Наименование	Координаты, м		Описание скважин
1) 1	27,346	17,447	Грунт	Отметка верхней границы, м	Скачок эффект. напряж, Т/м²
			Пески	0	0
			Супеси	-1,2	0
			Глины	-2,2	0