- •6.092101 – «Промислове і цивільне будівництво»
- •6.092103 – «Міське будівництво і господарство»
- •Міністерство освіти і науки України
- •6.092101 – «Промислове і цивільне будівництво»
- •6.092103 – «Міське будівництво і господарство»
- •Вступ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
- •Загальні відомості про розрахунки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
- •Складання розрахункової схеми системи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
- •4 Навантаження і впливи. Вибір розрахункових поєднань зусиль. . . . . . . .38
- •1 ЗАгальні відомості про розрахунки
- •1.1 Цілі і задачі дисципліни
- •1.2 Методи розрахунку будівельних конструкцій
- •1.3 Поняття про метод кінцевих елементів
- •2 Загальні відомості про пК «ліра»
- •2.1 Характеристика пк «ліра»
- •2.2 Загальні вимоги до розрахункової схеми та її склад
- •3 Складання розрахункової схеми системи
- •3.1 Шифр і ознака системи
- •3.2 Бібліотека кінцевих елементів програми «ліра»
- •3.3 Місцева система координат
- •3.4 Жорсткісні характеристики елементів
- •3.5 Зв’язки системи
- •4 Навантаження і впливи. Вибір розрахункових поєднань зусиль
- •4.1 Класифікація навантажень
- •4.2 Типи і величини навантажень
- •4.3 Сполучення кінцевих елементів і типів навантажень
- •4.4 Суть розрахункових поєднань зусиль
- •4.5 Порядок завдання розрахункових поєднань зусиль
- •4.6 Особливості логічної залежності між завантаженнями
- •5 Порядок розрахунку системи в пк «ліра»
- •5.1 Основні можливості і функції
- •5.2 Приклад розрахунку системи в пк «ліра»
- •Задані навантаження:
- •6 Підбір і перевірка армування в залізобетонних елементах
- •6.1 Загальні відомості
- •6.2 Армування стержньових елементів
- •6.3 Перевірка заданого армування для стержньових елементів
- •6.4 Армування пластинчастих елементів
- •6.5 Перевірка заданого армування для пластинчатих елементів
- •6.6 Приклад розрахунку в системі «лір-арм»
- •7 Розрахунок і проектування сталевих конструкцій
- •7.1 Призначення і можливості
- •7.2 Перетини, що проектуються
- •7.3 Завдання додаткових даних для розрахунку
- •7.3.1 Додаткові дані для елементів ферм
- •7.3.2 Додаткові дані для елементів, що згинаються
- •7.3.3 Додаткові дані для елементів колон (позацентрово стиснутих)
- •7.3.4 Додаткові дані для канатів
- •7.4 Конструктивні і уніфіковані елементи
- •7.5 Перевірки несучої здатності елементів
- •7.6 Опис алгоритмів.
- •7.6.1 Перевірочний розрахунок
- •7.6.2 Перевірка несучої здатності елементів ферм
- •7.6.3 Перевірка несучої здатності елементів, що згинаються
- •7.6.4 Перевірка несучої здатності колон
- •7.6.5 Перевірка несучої здатності канатів
- •7.6.6 Підбір перетинів
- •7.7 Наскрізний розрахунок
- •7.8 Локальний розрахунок
- •7.9 Представлення результатів розрахунку
- •7.10. Приклад розрахунку в системі «лір-стк»
- •Контрольна робота №1 «розрахунок плоских шарнірно-стержневих систем»
- •8.1 Завдання для самостійного вирішення
- •8.2 Приклад виконання контрольної роботи
- •Контрольна робота №2 «розрахунок плоско-напружених систем (балок-стінок)»
- •9.2 Приклад виконання контрольної роботи
- •Контрольна робота №3 «розрахунок плоских рамних систем»
- •Контрольна робота №4 «розрахунок плоских елементів перекриття і просторових блоків покриття»
- •2) Балочні клітки.
- •3) Просторові блоки покриття.
- •4) Циліндричні оболонки.
- •Контрольна робота №5 «розрахунок залізобетонних рам з підбором арматури»
- •Контрольна робота № 6 «проектування сталевого каркасу одноповерхової будівлі»
- •Постійні навантаження.
- •Навантаження на покрівлю.
- •1.2. Навантаження від стінового огородження.
- •Снігове навантаження.
- •Постійні навантаження.
- •Навантаження на покрівлю.
- •1.2. Навантаження від стінового огородження.
- •Снігове навантаження.
- •Контрольна робота № 7 «проектування сталевих конструкцій балочної клітки»
9.2 Приклад виконання контрольної роботи
До цього типу задач відносяться плоско-напружені системи стінових панелей, ґрунтових масивів сумісно з просідаючими основами, без каркасні будівлі, системи «будівля - основа» та ін.
Такі задачі вирішуються по I признаку системи. Система розташовується в плоскості XOZ, і кожен вузол системи має дві ступені волі: лінійні переміщення уздовж вісей X і Z.
Рисунок 9.5 – До розрахунку плоских систем будівель.
Способи розбивки системи на кінцеві елементи та густота сітки залежать від умов конкретної задачі, тому рекомендації щодо розбивки мають загальний та умовний характер. Занадто рідка сітка може призвести до неприйнятно грубого приближення, у той же час невиправдано густа сітка може призвести до тривалого часу розрахунку чи до поганої обумовленості матриці канонічних рівнянь. На обумовленість матриці впливає також велика відмінність сторін кінцевих елементів, тому слід віддавати перевагу рівностороннім елементам. Якщо дотримання цієї умови неможливе, то розбивку системи на кінцеві елементи слід робити таким чином, щоб відношення сторін елементів не перевищувало 1,5:1.
В задачах такого типу використовуються елементи типу 21 – прямокутний кінцевий елемент плоско-напруженої системи, також може застосовуватись елемент типу 22 – трикутний кінцевий елемент плоско-напруженої системи.
В «Жорсткісних характеристиках» для різних видів елементів системи необхідно задавати три параметра: модуль деформації Е (т/м2); коефіцієнт Пуассона μ, а також товщину елементів δ в м.
Завдання. Побудувати епюри зусиль Nx, Nz та τxz, які виникають в стіновій панелі від дії сил Р1=1,5 т, Р2=1,8 т, Р3=2,6 т. Матеріал панелі – керамзитобетон з Е=9*105 т/м2, товщиною 0,4 м, μ=0,2.
Приклад оформлення звіту по контрольній роботі.
Рисунок 9.6 – Розрахункова схема панелі.
Рисунок 9.7 – Схема завантаження панелі.
Рисунок 9.8 – Мозаїка переміщень вузлів панелі уздовж вісі Х.
Рисунок 9.9 – Мозаїка переміщень вузлів панелі уздовж вісі Z.
Рисунок 9.10 – Ізополя головних стискаючих напружень в елементах панелі.
Рисунок 9.11 – Ізополя головних розтягуючих напружень в елементах панелі.
Контрольна робота №3 «розрахунок плоских рамних систем»
10.1 Завдання для самостійного вирішення
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.1, а) при наступних завантаженнях: перше – Д1=1,8 т, Д2=3,6 т, р2=1,6 т/м; друге – р1=1 т/м, р3=0,9 т/м, р4=0,6 т/м, М1=0,6 тм; третє – Т1=0,7 т, Т2=0,5 т, Т3=4,5 т, М2=5,4 тм; четверте – тп=450. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=25·105 т/м2. Поперечні перетини: балки – В=40 см; колонна крайня: н. частина - ВхН=40х60 см, в. частина – ВхН=40х40 см; середня колонна : н. частина – ВхН=40х90 см, в. частина – ВхН=40х50 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.1, б) при наступних завантаженнях: перше – Д1=4,2 т, Д2=2 т, р1=1,8 т/м, р2=2,3 т/м; друге – М1=1,1 тм, М2=1,5 тм, р3=0,8 т/м, р4=1 т/м; третє – Т1=0,8 т, Т2=0,5 т; четверте – тп=600. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=25·105 т/м2. Поперечні перетини: балок – В=40 см; колонна крайня: н. частина - ВхН=40х50 см, в. частина – ВхН=40х38 см; середня колонна : н. частина – ВхН=40х80 см, в. частина – ВхН=40х60 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.1, в) при наступних завантаженнях: перше – Д1=6 т, Д2=3 т, р1=3 т/м, р2=1,1 т/м; друге – М1=1,6 тм, М2=2,5 тм; третє – Т1=7,2 т; четверте – р3=1,2 т/м, р4=1,6 т/м;. Матеріал конструкцій – сталь. Поперечні перетини: балок – 70Ш1; колонна крайня: н. частина - 40К1, в. частина – 26К1; середня колонна : н. частина – 40К1, в. частина – 30К1.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.1, г) при наступних завантаженнях: перше – М1=6 тм, Д1=1,8 т, Д3=1,6 т, Д4=1,2 т; друге – Д2=2,5 т, р2=3 т/м, М2=2 тм; третє – Т1=6 т, Т2=0,9 т, р1=1 т/м; четверте – тп=550. Матеріал конструкцій – залізобетон (Б1, К1) з Е=25·105 т/м2, сталь (К2, Б2, Б3). Поперечні перетини: К1 - ВхН=40х40 см, К2 - 35К1; Б1 – ВхН=40х(80…130) см, Б2 - 40Ш1, Б3 - 30Б1.
Рисунок 10.1 – Розрахункові схеми багато пролітних рам.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.2, а) при наступних завантаженнях: перше – Д1=1,7 т, р1=2 т/м, р2=3 т/м, р3=1 т/м; друге – М1=1,6 тм; третє – Т1=2,8 т, Т2=6 т; четверте – тп=300. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=26·105 т/м2. Поперечні перетини: Б1 – В=40 см; Б2 – ВхН=35х70 см; К1 - ВхН=40х60 см – н. частина, в. частина – ВхН=40х38 см; К2 – ВхН=40х40 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.2, б) при наступних завантаженнях: перше – р1=3 т/м, Д1=1,6 т, М1=8 тм; друге – Д2=3,5 т; третє – Т1=6 т, Т2=8 т; четверте – р2=3,1 т/м, тп=480. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=23·105 т/м2. Поперечні перетини: балки – В=50 см; крайня колонна: н. частина - ВхН=50х80 см, в. частина – ВхН=50х40 см; середня колонна: н. частина - ВхН=50х120 см, в. частина – ВхН=50х60 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.2, в) при наступних завантаженнях: перше – р1=2,1 т/м, р2=1,8 т/м, р3=2,5 т/м, Д1=1,5 т, Д2=0,9 т, М2=0,9 тм; друге – М1=5 тм; третє – Т1=1,2 т, Т2=2,4 т; четверте – тп=600. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=23,5·105 т/м2. Поперечні перетини: Б1 – В=40 см; Б2 – ВхН=40х80 см; К1 - ВхН=40х60 см – н. частина, в. частина – ВхН=40х40 см; К2 – ВхН=50х50 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.2, г) при наступних завантаженнях: перше – Д1=2,5 т, М1=3,6 тм; друге – р1=1,5 т/м; третє – р2=0,6 т/м, р3=1,1 т/м, Т1=3,2 т; четверте – тп=500. Матеріал конструкцій – залізобетон (Б1, К1) з Е=24·105 т/м2, сталь (К2, Б2). Поперечні перетини: Б1 – В=40 см, Б2 - 40Б1; К1 - ВхН=40х40 см, К2 - 40К1.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.2, д) при наступних завантаженнях: перше – р1=4,2 т/м, р2=5,1 т/м Д1=8,6 т, р3=2,1 т/м; друге – Д2=1,25 т, Д3=0,7 т, М1=1 тм; третє – Т1=1,5 т, Т2=2 т, Т3=3,3 т; четверте – тп=550С;. Матеріал конструкцій – сталь. Поперечні перетини: балок – 100Б1; колонна крайня: н. частина - 60Ш1, в. частина – 30Ш1; середня колонна : н. частина – 60К1, в. частина – 30К1.
Рисунок 10.2 – Розрахункові схеми рам.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.2, е) при наступних завантаженнях: перше – Д1=1,6 т, Д2=8,6 т, М1=6,5 тм; друге – р2=1,5 т/м, р3=2 т/м, М2=6 тм; третє – р1=0,75 т/м, Т1=3 т, Т2=1,4 т; четверте – тп=470. Матеріал конструкцій – деревина з Е=1·106 т/м2. Поперечні перетини: Б1 – В=50 см, Б2 – ВхН=40х80 см, К1 - ВхН=50х100 см, К2 – ВхН=40х60 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.2, ж) при наступних завантаженнях: перше – М1=9,5 тм, Д1=1,7 т, М2=2,5 тм; друге – р1=1,9 т/м, Д2=2 т; третє – р2=2,2 т/м, Т1=0,9 т, Т2=1,7 т; четверте – тп=350. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=26,5·105 т/м2. Поперечні перетини: арки: в. пояс – ВхН=50х80 см, н. пояс – ВхН=50х90 см, стійки – ВхН=15х15 см; стійки – ВхН=50х50 см; ригелі – ВхН=50х80 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.2, з) при наступних завантаженнях: перше – Д1=2,6 т, Д2=1,4 т, М1=8 тм, М2=5,6 тм; друге – р1=2,6 т/м, р2=1,8 т/м; третє – р3=2,7 т/м, Т1=5 т, Т2=4 т; четверте – тп=650. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=26·105 т/м2. Поперечні перетини: Б1 – В=40 см, Б2 – ВхН=40х70 см, К1 - ВхН=40х60 см, К2 – ВхН=40х40 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.3, а) при наступних завантаженнях: перше – М1=1,4 тм, Д1=2,5 т, Д3=3,1 т; друге – Д2=3 т, р1=3 т/м; третє – Т1=4 т; четверте – тп=390С;. Матеріал конструкцій – сталь. Поперечні перетини: колонн - 35К1, балок – 45Б1.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.3, б) при наступних завантаженнях: перше – М2=0,6 тм, Д1=6,5 т, р2=1,6 т/м, р3=2,5 т/м; друге – Д2=1 т, р1=4 т/м, М1=0,8 тм; третє – р4=1,5 т/м, Т1=1,7 т; четверте – тп=460С;. Матеріал конструкцій – сталь. Поперечні перетини: колонн - 50К1, балок – 60Б1.
Малюнок 10.3 – Розрахункові схеми сталевих рам.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.3, в) при наступних завантаженнях: перше – М2=1,1 тм, Д1=2,4 т, М3=1,4 тм, Т2=1,1 т; друге – Т1=1,5 т, р2=2,1 т/м, М1=1,6 тм; третє – р1=3,8 т/м; четверте – тп=450С;. Матеріал конструкцій – сталь. Поперечні перетини: Б1 - 40Ш1, Б2 – 30Ш1; К1 - 35К1, К2 - 30К1.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.3, г) при наступних завантаженнях: перше – М1=0,6 тм, Д1=6,5 т, Д2=1,6 т; друге – р1=5 т/м, р2=4,4 т/м; третє – Т1=1,5 т; четверте – тп=560С;. Матеріал конструкцій – сталь. Поперечні перетини: Б1 - 70Ш1, Б2 – 45Б1; К1 - 30К1, К2 - 26К1.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.3, д) при наступних завантаженнях: перше – М1=3 тм, Д1=6,8 т, Д2=3,3 т; друге – р1=2,3 т/м, М2=2,1 тм; третє – р2=5,6 т/м, Т1=1 т, Т2=8,7 т; четверте – тп=540С;. Матеріал конструкцій – сталь. Поперечні перетини: Б1 - 60Б1, Б2 – 50Б1; К1 - 40К1, К2 - 30К1.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.3, е) при наступних завантаженнях: перше – р1=4,7 т/м, Д1=8,7 т, Т1=1,6 т; друге – р2=3,1 т/м, Д2=5,4 т; третє – Т2=1 т, М1=4,5 тм; четверте – тп=510С;. Матеріал конструкцій – сталь. Поперечні перетини: Б1 - 30Ш1, Б2 – 26Ш1; К1 - 40К1, К2 - 35К1, К3 - 30К1.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.3, ж) при наступних завантаженнях: перше – р2=1,55 т/м, Д1=4,5 т, М1=1,6 тм; друге – р3=4 т/м, Д2=3 т; третє – Т1=1 т, М2=1,3 тм, р1=1,8 т/м; четверте – тп=500С;. Матеріал конструкцій – сталь. Поперечні перетини: балки - 40Ш1, стійки - 50К1.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.3, з) при наступних завантаженнях: перше – р2=2,1 т/м, Д1=5,8 т, М1=1,6 тм; друге – р1=3 т/м, Д2=2,5 т, М2=2,1 тм; третє – Т1=6 т, р3=5 т/м; четверте – тп=450С;. Матеріал конструкцій – сталь. Поперечні перетини: балки - 70Ш1, стійки - 60Ш1.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.3, к) при наступних завантаженнях: перше – р1=2,2 т/м, Д1=2,5 т; друге – Т1=1,5 т, Т2=4 т; третє – Д2=4,5 т, М1=1,7 тм, М2=2 тм, р2=4,8 т/м; четверте – тп=600С;. Матеріал конструкцій – сталь. Поперечні перетини: балки - 30Б1, стійки - 30К1.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.4, а) при наступних завантаженнях: перше – М1=0,92 тм, Д1=0,6 т, Д2=0,9 т; друге – р1=3,5 т/м, р2=4,5 т/м, р3=4 т/м; третє – Т1=0,68 т; четверте – тп=530. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=25,5·105 т/м2. Поперечні перетини: ферма: н. пояс – ВхН=30х30 см, в. пояс – ВхН=30х28 см, стійки – ВхН=20х20 см; колонна: н. частина – ВхН=40х80 см, в. частина – ВхН=40х40 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.4, б) при наступних завантаженнях: перше – М1=2,05 тм, Д1=1,6 т; друге – р1=2,4 т/м, р2=1,8 т/м, Т1=5,6 т; третє – р3=1,3 т/м; четверте – тп=450. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=23,5·105 т/м2. Поперечні перетини: Б1 – В=40 см, Б2 – ВхН=40х80 см; К1 – ВхН=40х60 см; К2 – ВхН=30х30 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.4, в) при наступних завантаженнях: перше – М1=0,5 тм, Д1=6,3 т; друге – р1=1,5 т/м; третє – р2=3,1 т/м, р3=2,6 т/м; четверте – тп=350. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=25·105 т/м2. Поперечні перетини: ферма: н. пояс – ВхН=35х30 см, в. пояс – ВхН=35х28 см, стійки – ВхН=25х25 см; колонна – ВхН=50х50 см.
Рисунок 10.4 – Розрахункові схеми залізобетонних рам.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.4, г) при наступних завантаженнях: перше – М1=0,48 тм, Д1=0,86 т, Д2=2,5 т; друге – р1=3,2 т/м, М2=0,7 тм; третє – р2=4,7 т/м, Т1=3,5 т, Т2=1,4 т; четверте – тп=500. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=23,5·105 т/м2. Поперечні перетини: Б1 – В=40 см, Б2 – ВхН=40х80 см; К1 – ВхН=50х50 см; К2 – ВхН=40х40 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.4, д) при наступних завантаженнях: перше – р1=3,6 т/м, р2=2,1 т/м, Д1=1,02 т, Д2=0,68 т; друге – р3=1,35 т/м; третє – М1=2 тм, Т1=3,2 т; четверте – тп=300. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=24·105 т/м2. Поперечні перетини: ферма: н. пояс – ВхН=28х28 см, в. пояс – ВхН=28х25 см, стійки – ВхН=25х25 см; колонна: н. частина – ВхН=40х50 см, в. частина – ВхН=40х38 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.4, е) при наступних завантаженнях: перше – Д1=1,52 т, р1=2,5 т/м, Т1=5 т; друге – р2=0,9 т/м; третє – М1=1,86 тм; четверте – тп=550. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=26·105 т/м2. Поперечні перетини: Б1 – В=40 см, Б2 – ВхН=40х70 см; К1: н. частина – ВхН=40х50 см, в. частина – ВхН=40х38 см; К2 – ВхН=40х40 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.5, а) при наступних завантаженнях: перше – р1=0,8 т/м, р2=1,3 т/м, Д1=1,3 т, Д2=2,5 т, М1=0,6 тм, М2=1,8 тм; друге – р3=1,6 т/м, Т1=5,6 т; третє – Д3=4,6 т; четверте – тп=470. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=26,5·105 т/м2. Поперечні перетини: ферма: н. пояс – ВхН=30х32 см, в. пояс – ВхН=30х28 см, стійки – ВхН=20х20 см; колонна: н. частина – ВхН=50х70 см, в. частина – ВхН=50х40 см.
Р
исунок
10.5 – Розрахункові схеми
залізобетонних рам.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.5, б) при наступних завантаженнях: перше – р1=3,2 т/м, р2=2,7 т/м, Д1=0,6 т, Д2=1,8 т, М2=0,5 тм; друге – р3=1,5 т/м, Т1=1,6 т; третє – Д3=4,2 т, М1=0,7 тм; четверте – тп=500. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=25·105 т/м2. Поперечні перетини: ферма: в. пояс – ВхН=28х25 см, н. пояс – ВхН=28х28 см, стійки – ВхН=25х25 см; колонна: н. частина – ВхН=40х50 см, в. частина – ВхН=40х38 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.5, в) при наступних завантаженнях: перше – М1=1 тм, Д1=1,2 т, Д2=0,6 т; друге – р1=3 т/м; третє – р2=4,5 т/м, Т1=5 т; четверте – тп=600. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=25·105 т/м2. Поперечні перетини: Б1 – В=50 см, Б2 – ВхН=40х60 см; К1 – ВхН=50х60 см; К2 – ВхН=40х40 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.5, г) при наступних завантаженнях: перше – М1=3 тм, Д1=3 т, Д2=5 т; друге – р1=3 т/м, р2=6 т/м; третє – р3=2 т/м, Т1=1 т; четверте – тп=450. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=23·105 т/м2. Поперечні перетини рами мають ширину В=50 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.5, д) при наступних завантаженнях: перше – р1=2 т/м, р2=3 т/м, р3=0,7 т/м, Д1=2 т, Д2=0,5 т, М1=3 тм, Т2=1,5 т; друге – М2=4,5 т; третє – Т1=1,1 т; четверте – тп=250. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=25·105 т/м2. Поперечні перетини: арки: в. пояс – ВхН=40х100 см, затяжка – ВхН=40х40 см, підвіска – ВхН=15х15 см; колонна: н. частина – ВхН=40х70 см, в. частина – ВхН=40х50 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.5, е) при наступних завантаженнях: перше – Д1=2,5 т, Т2=0,6 т, Д2=1,2 т, М1=0,8 тм; друге – р1=1,5 т/м, р2=2 т/м; третє – р3=1,1 т/м; четверте – тп=320. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=25·105 т/м2. Поперечні перетини: стійки – ВхН=40х40 см, ригелі – ВхН=40х60 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.5, ж) при наступних завантаженнях: перше – Д1=0,9 т, Д2=3 т, М1=1,9 тм; друге – р1=3 т/м, Д3=2,4 т, М2=1,5 тм; третє – Т1=1 т, р2=2,5 т/м; четверте – тп=600. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=26,5·105 т/м2. Поперечні перетини: ферми: в. пояс – ВхН=25х28 см, н. пояс – ВхН=28х28 см, стійки – ВхН=15х15 см; балки – ВхН=40х70 см; К1 – ВхН=50х50 см, К2 – ВхН=40х40 см.
Побудувати епюри згинальних моментів Му для елементів рами (рис. 10.5, з) при наступних завантаженнях: перше – Д1=2,8 т, Д2=3 т, Д3=0,8 т, М1=1 тм, Т1=1,1 т, Т2=0,5 т; друге – р1=4 т/м, р2=2,9 т/м; третє – р3=0,8 т/м; четверте – тп=500. Матеріал конструкцій – залізобетон з Е=24·105 т/м2. Поперечні перетини: стійки – ВхН=40х40 см, ригелі – ВхН=40х70 см.
10.2 Приклад виконання контрольної роботи
Найбільш розповсюдженим видом розрахункової схеми, яка використовується в статичному розрахунку конструкцій є рамна система, яка може бути як одно-, так і багатопролітною, одно- і багатоповерховою.
Такі задачі вирішуються по 2 признаку системи. Система розташовується в плоскості XOZ, і кожен вузол системи має три ступені волі: лінійні переміщення уздовж вісей X і Z та поворот навколо вісі У.
В задачах такого типу використовується кінцевий елемент типу 2 – рамний стержень.
В опорних закріпленнях системи максимально можливе обмеження волі по трьом ступеням:
1 - лінійне переміщення уздовж вісі X;
3 - лінійне переміщення уздовж вісі Z;
5 - поворот навколо вісі У.
Отже, всі можливі обмеження волі в опорах можна описати так:
«жорстке закладання» - 1, 3, 5;
«нерухомий шарнір» - 1, 3;
«рухомий шарнір» - 1 чи 3;
З
авдання.
Побудувати епюри згинальних моментів
Му
для елементів рами при наступних
завантаженнях: перше – р1=3,2
т/м, р2=2,7
т/м, Д1=0,3
т, Д2=1,5
т, М2=0,6
тм; друге – р3=1
т/м, Т1=1,1
т; третє – Д3=1,8
т, М1=0,3
тм. Матеріал конструкцій – залізобетон
з Е=25·105
т/м2.
Поперечні перетини: ферма: в. пояс –
ВхН=28х28 см, н. пояс – ВхН=28х28 см, стійки
– ВхН=25х25 см; колонна: н. частина –
ВхН=40х60 см, в. частина – ВхН=40х40 см.
Приклад оформлення звіту по контрольній роботі.
Рисунок 10.6 – Розрахункова схема поперечної рами.
Рисунок 10.7 – Схема завантаження поперечної рами (завантаження 1).
Рисунок 10.8 – Схема завантаження поперечної рами (завантаження 2).
Рисунок 10.9 – Схема завантаження поперечної рами (завантаження 3).
Рисунок 10.10 – Мозаїка переміщень вузлів рами уздовж вісі Z
(завантаження 1).
Рисунок 10.11 – Мозаїка переміщень вузлів рами уздовж вісі Х
(завантаження 1).
Рисунок 10.12 – Мозаїка згинальних моментів Му в елементах рами (завантаження 1).
Рисунок 10.13 – Мозаїка поперечних сил Qz в елементах рами (завантаження 1).
Рисунок 10.14 – Мозаїка поздовжніх сил N в елементах рами (завантаження 1).
Рисунок 10.15 – Мозаїка переміщень вузлів рами уздовж вісі Z
(завантаження 2).
Рисунок 10.16 – Мозаїка переміщень вузлів рами уздовж вісі Х
(завантаження 2).
Рисунок 10.17 – Мозаїка згинальних моментів Му в елементах рами (завантаження 2).
Рисунок 10.18 – Мозаїка поперечних сил Qz в елементах рами
(завантаження 2).
Рисунок 10.19 – Мозаїка поздовжніх сил N в елементах рами (завантаження 2).
Рисунок 10.20 – Мозаїка переміщень вузлів рами уздовж вісі Z
(завантаження 3).
Рисунок 10.21 – Мозаїка переміщень вузлів рами уздовж вісі Х
(завантаження 3).
Рисунок 10.22 – Мозаїка згинальних моментів Му в елементах рами (завантаження 3).
Рисунок 10.23 – Мозаїка поперечних сил Qz в елементах рами
(завантаження 3).
Рисунок 10.24 – Мозаїка поздовжніх сил N в елементах рами (завантаження 3).
Таблиця 10.1 – Зусилля в елементах рами (завантаження 1)
№ элем |
№ сечен |
Усилия |
Тип элем |
№ загруж |
||
N(тс) |
My(тс*м) |
Qz(тс) |
||||
1 |
1 |
-31.733 |
12.628 |
1.520 |
10 |
1 |
1 |
2 |
-31.733 |
18.783 |
1.520 |
10 |
1 |
2 |
1 |
-31.733 |
-5.689 |
1.520 |
10 |
1 |
2 |
2 |
-31.733 |
10.724 |
1.520 |
10 |
1 |
3 |
1 |
-14.942 |
14.030 |
-1.520 |
10 |
1 |
3 |
2 |
-14.942 |
-2.383 |
-1.520 |
10 |
1 |
4 |
1 |
-14.942 |
-3.279 |
-1.520 |
10 |
1 |
4 |
2 |
-14.942 |
-9.434 |
-1.520 |
10 |
1 |
5 |
1 |
1.520 |
12.628 |
-31.733 |
10 |
1 |
5 |
2 |
1.520 |
10.724 |
-31.733 |
10 |
1 |
6 |
1 |
1.520 |
2.383 |
14.941 |
10 |
1 |
6 |
2 |
1.520 |
3.279 |
14.941 |
10 |
1 |
7 |
1 |
-1.520 |
-18.783 |
31.733 |
10 |
1 |
7 |
2 |
-1.520 |
17.003 |
27.918 |
10 |
1 |
8 |
1 |
77.635 |
8.718 |
-4.099 |
10 |
1 |
8 |
2 |
77.635 |
2.118 |
-4.099 |
10 |
1 |
9 |
1 |
38.925 |
-0.607 |
0.221 |
10 |
1 |
9 |
2 |
38.925 |
0.057 |
0.221 |
10 |
1 |
10 |
1 |
37.708 |
0.568 |
1.713 |
10 |
1 |
10 |
2 |
37.708 |
3.326 |
1.713 |
10 |
1 |
11 |
1 |
-1.520 |
6.696 |
-13.442 |
10 |
1 |
11 |
2 |
-1.520 |
-9.434 |
-13.442 |
10 |
1 |
12 |
1 |
66.523 |
6.161 |
-2.581 |
10 |
1 |
12 |
2 |
66.523 |
-1.582 |
-2.581 |
10 |
1 |
13 |
1 |
59.855 |
4.564 |
-2.126 |
10 |
1 |
13 |
2 |
59.855 |
-1.815 |
-2.126 |
10 |
1 |
14 |
1 |
54.258 |
4.607 |
-2.565 |
10 |
1 |
14 |
2 |
54.258 |
-3.089 |
-2.565 |
10 |
1 |
15 |
1 |
48.957 |
3.713 |
-2.660 |
10 |
1 |
15 |
2 |
48.957 |
-4.268 |
-2.660 |
10 |
1 |
16 |
1 |
43.159 |
2.765 |
-2.355 |
10 |
1 |
16 |
2 |
43.159 |
-4.300 |
-2.355 |
10 |
1 |
17 |
1 |
-85.357 |
8.285 |
-2.199 |
10 |
1 |
17 |
2 |
-83.164 |
-0.016 |
-7.242 |
10 |
1 |
18 |
1 |
-72.456 |
3.720 |
2.200 |
10 |
1 |
18 |
2 |
-69.402 |
-3.892 |
-6.964 |
10 |
1 |
19 |
1 |
-63.102 |
1.898 |
2.560 |
10 |
1 |
19 |
2 |
-61.330 |
-3.900 |
-6.300 |
10 |
1 |
20 |
1 |
-56.108 |
2.550 |
1.636 |
10 |
1 |
20 |
2 |
-55.395 |
-5.479 |
-6.920 |
10 |
1 |
21 |
1 |
-50.486 |
1.236 |
1.999 |
10 |
1 |
21 |
2 |
-51.173 |
-5.244 |
-6.253 |
10 |
1 |
22 |
1 |
-45.926 |
1.660 |
-1.815 |
10 |
1 |
22 |
2 |
-45.926 |
-3.892 |
-1.815 |
10 |
1 |
23 |
1 |
-42.595 |
-0.388 |
0.113 |
10 |
1 |
23 |
2 |
-42.595 |
-0.032 |
0.113 |
10 |
1 |
24 |
1 |
-42.017 |
0.309 |
1.743 |
10 |
1 |
24 |
2 |
-42.017 |
3.370 |
1.743 |
10 |
1 |
25 |
1 |
1.519 |
4.043 |
-11.113 |
10 |
1 |
25 |
2 |
1.519 |
-3.736 |
-11.113 |
10 |
1 |
26 |
1 |
0.455 |
5.546 |
-6.668 |
10 |
1 |
26 |
2 |
0.455 |
-5.790 |
-6.668 |
10 |
1 |
27 |
1 |
-0.439 |
6.422 |
-5.596 |
10 |
1 |
27 |
2 |
-0.439 |
-6.450 |
-5.596 |
10 |
1 |
28 |
1 |
-0.095 |
6.802 |
-5.301 |
10 |
1 |
28 |
2 |
-0.095 |
-6.715 |
-5.301 |
10 |
1 |
29 |
1 |
0.305 |
6.432 |
-5.799 |
10 |
1 |
29 |
2 |
0.305 |
-6.905 |
-5.799 |
10 |
1 |
30 |
1 |
2.576 |
3.693 |
-4.234 |
10 |
1 |
30 |
2 |
2.576 |
-3.503 |
-4.234 |
10 |
1 |
Таблиця 10.2 – Зусилля в елементах рами (завантаження 2)
-
№ элем
№ сечен
Усилия
Тип элем
№ загруж
N(тс)
My(тс*м)
Qz(тс)
1
1
0.061
0.938
-0.693
10
2
1
2
0.061
-1.870
-0.693
10
2
2
1
0.061
8.428
-0.693
10
2
2
2
0.061
0.942
-0.693
10
2
3
1
-0.061
32.115
-9.007
10
2
3
2
-0.061
-6.839
1.793
10
2
4
1
-0.061
-6.842
1.793
10
2
4
2
-0.061
0.420
1.793
10
2
5
1
-0.693
0.938
0.061
10
2
5
2
-0.693
0.942
0.061
10
2
6
1
-1.793
6.839
0.061
10
2
6
2
-1.793
6.842
0.061
10
2
7
1
0.693
1.870
-0.061
10
2
7
2
0.693
1.796
-0.061
10
2
8
1
3.396
0.921
-0.626
10
2
8
2
3.396
-0.087
-0.626
10
2
9
1
1.213
-0.054
0.057
10
2
9
2
1.213
0.117
0.057
10
2
10
1
1.576
-0.009
0.163
10
2
10
2
1.576
0.253
0.163
10
2
11
1
0.693
0.494
-0.061
10
2
11
2
0.693
0.420
-0.061
10
2
12
1
1.831
0.460
-0.224
10
2
12
2
1.831
-0.212
-0.224
10
2
13
1
1.390
0.164
-0.100
10
2
13
2
1.390
-0.136
-0.100
10
2
14
1
1.213
0.067
-0.052
10
2
14
2
1.213
-0.090
-0.052
10
2
15
1
1.140
0.002
-0.012
10
2
15
2
1.140
-0.034
-0.012
10
2
16
1
1.132
-0.024
0.013
10
2
16
2
1.132
0.015
0.013
10
2
17
1
-2.703
0.875
-0.560
10
2
17
2
-2.703
-0.108
-0.560
10
2
18
1
-1.131
0.441
-0.205
10
2
18
2
-1.131
-0.209
-0.205
10
2
19
1
-0.691
0.165
-0.099
10
2
19
2
-0.691
-0.137
-0.099
10
2
20
1
-0.517
0.067
-0.052
10
2
20
2
-0.517
-0.090
-0.052
10
2
21
1
-0.450
0.002
-0.012
10
2
21
2
-0.450
-0.034
-0.012
10
2
22
1
-0.445
-0.024
0.013
10
2
22
2
-0.445
0.016
0.013
10
2
23
1
-0.530
-0.053
0.052
10
2
23
2
-0.530
0.112
0.052
10
2
24
1
-0.899
-0.016
0.146
10
2
24
2
-0.899
0.241
0.146
10
2
25
1
0.402
0.547
-1.565
10
2
25
2
0.402
-0.549
-1.565
10
2
26
1
0.124
0.376
-0.441
10
2
26
2
0.124
-0.374
-0.441
10
2
27
1
0.048
0.204
-0.177
10
2
27
2
0.048
-0.204
-0.177
10
2
28
1
0.040
0.092
-0.072
10
2
28
2
0.040
-0.092
-0.072
10
2
29
1
0.025
0.010
-0.008
10
2
29
2
0.025
-0.009
-0.008
10
2
30
1
0.044
-0.068
0.080
10
2
Таблиця 10.3 – Зусилля в елементах рами (завантаження 3)
№ элем |
№ сечен |
Усилия |
Тип элем |
№ загруж |
||
N(тс) |
My(тс*м) |
Qz(тс) |
||||
1 |
1 |
-0.003 |
0.087 |
-0.014 |
10 |
3 |
1 |
2 |
-0.003 |
0.031 |
-0.014 |
10 |
3 |
2 |
1 |
-1.803 |
-0.065 |
-0.014 |
10 |
3 |
2 |
2 |
-1.803 |
-0.213 |
-0.014 |
10 |
3 |
3 |
1 |
0.003 |
-0.166 |
0.014 |
10 |
3 |
3 |
2 |
0.003 |
-0.018 |
0.014 |
10 |
3 |
4 |
1 |
0.003 |
-0.018 |
0.014 |
10 |
3 |
4 |
2 |
0.003 |
0.038 |
0.014 |
10 |
3 |
5 |
1 |
-0.014 |
-0.213 |
-0.003 |
10 |
3 |
5 |
2 |
-0.014 |
-0.213 |
-0.003 |
10 |
3 |
6 |
1 |
-0.014 |
0.018 |
-0.003 |
10 |
3 |
6 |
2 |
-0.014 |
0.018 |
-0.003 |
10 |
3 |
7 |
1 |
0.014 |
-0.031 |
0.003 |
10 |
3 |
7 |
2 |
0.014 |
-0.028 |
0.003 |
10 |
3 |
8 |
1 |
-0.025 |
-0.014 |
0.010 |
10 |
3 |
8 |
2 |
-0.025 |
0.002 |
0.010 |
10 |
3 |
9 |
1 |
0.031 |
-0.004 |
0.004 |
10 |
3 |
9 |
2 |
0.031 |
0.009 |
0.004 |
10 |
3 |
10 |
1 |
0.061 |
-0.002 |
0.012 |
10 |
3 |
10 |
2 |
0.061 |
0.017 |
0.012 |
10 |
3 |
11 |
1 |
0.014 |
0.034 |
0.003 |
10 |
3 |
11 |
2 |
0.014 |
0.038 |
0.003 |
10 |
3 |
12 |
1 |
0.001 |
-0.007 |
0.004 |
10 |
3 |
12 |
2 |
0.001 |
0.004 |
0.004 |
10 |
3 |
13 |
1 |
0.009 |
-0.003 |
0.002 |
10 |
3 |
13 |
2 |
0.009 |
0.002 |
0.002 |
10 |
3 |
14 |
1 |
0.013 |
-0.002 |
0.001 |
10 |
3 |
14 |
2 |
0.013 |
0.002 |
0.001 |
10 |
3 |
15 |
1 |
0.017 |
-0.002 |
0.002 |
10 |
3 |
15 |
2 |
0.017 |
0.002 |
0.002 |
10 |
3 |
16 |
1 |
0.021 |
-0.003 |
0.002 |
10 |
3 |
16 |
2 |
0.021 |
0.004 |
0.002 |
10 |
3 |
17 |
1 |
0.039 |
-0.014 |
0.009 |
10 |
3 |
17 |
2 |
0.039 |
0.002 |
0.009 |
10 |
3 |
18 |
1 |
0.012 |
-0.007 |
0.003 |
10 |
3 |
18 |
2 |
0.012 |
0.003 |
0.003 |
10 |
3 |
19 |
1 |
0.004 |
-0.003 |
0.002 |
10 |
3 |
19 |
2 |
0.004 |
0.002 |
0.002 |
10 |
3 |
20 |
1 |
0.000 |
-0.002 |
0.001 |
10 |
3 |
20 |
2 |
0.000 |
0.002 |
0.001 |
10 |
3 |
21 |
1 |
-0.003 |
-0.002 |
0.002 |
10 |
3 |
21 |
2 |
-0.003 |
0.002 |
0.002 |
10 |
3 |
22 |
1 |
-0.007 |
-0.003 |
0.002 |
10 |
3 |
22 |
2 |
-0.007 |
0.004 |
0.002 |
10 |
3 |
23 |
1 |
-0.016 |
-0.004 |
0.004 |
10 |
3 |
23 |
2 |
-0.016 |
0.009 |
0.004 |
10 |
3 |
24 |
1 |
-0.047 |
-0.002 |
0.011 |
10 |
3 |
24 |
2 |
-0.047 |
0.017 |
0.011 |
10 |
3 |
25 |
1 |
-0.006 |
-0.009 |
0.027 |
10 |
3 |
25 |
2 |
-0.006 |
0.009 |
0.027 |
10 |
3 |
26 |
1 |
-0.002 |
-0.007 |
0.008 |
10 |
3 |
26 |
2 |
-0.002 |
0.007 |
0.008 |
10 |
3 |
27 |
1 |
0.000 |
-0.005 |
0.004 |
10 |
3 |
27 |
2 |
0.000 |
0.005 |
0.004 |
10 |
3 |
28 |
1 |
0.000 |
-0.004 |
0.003 |
10 |
3 |
28 |
2 |
0.000 |
0.004 |
0.003 |
10 |
3 |
29 |
1 |
0.001 |
-0.005 |
0.005 |
10 |
3 |
29 |
2 |
0.001 |
0.005 |
0.005 |
10 |
3 |
30 |
1 |
0.002 |
-0.008 |
0.009 |
10 |
3 |
30 |
2 |
0.002 |
0.008 |
0.009 |
10 |
3 |
