Сбор нагрузок на 1 м2 покрытий

№ п.п.	Нагрузка			Норм. Нагрузка кН/м2	γf	Расч. нагрузка кН/м2
	Наименование	Толщина м	Общий вес кг/м3

Нагрузки на 1 м2 фундаментной плиты (подземной парковки 1 уровня)

1 Ж/б монолитная фундаментная плита 1.5 2500 37.5 1.1 41.25 2 Стяжка (цем.-песч. раствор) δ=100мм 0.1 1800 1.8 1.3 2.34

ИТОГО

39.3   43.59 3 Полезная нагрузка для автопарковок              - полная (3.5 кПа - норматив.нагр.)      - 1.2 4.20    - пониженная     1.23    

ИТОГО

40.53   47.79

Нагрузки на 1 м2 плиты перекрытия (подземной парковки 2 уровня)

4 Ж/б монолитная плита перекрытия 0.3 2500 7.5 1.1 8.25 5 Стяжка (цем.-песч. раствор) δ=100мм 0.1 1800 1.8 1.3 2.34

ИТОГО

9.30   10.59 6 Полезная нагрузка для автопарковок              - полная (3.5 кПа - норматив.нагр.)      - 1.2 4.20    - пониженная     1.23    

ИТОГО

10.53   14.79

Нагрузки на 1 м2 плиты перекрытия 1-го этажа (офисные помещения)

7 Ж/б монолитная плита перекрытия 0.3 2500 7.5 1.1 8.25 8 Утеплитель - минераловатные плиты 0.05 200 0.1 1.3 0.13 9 Цементная стяжка с армированной сеткой 0.03 2200 0.66 1.3 0.86 10 Полы (керамогранитная плитка на клеевой основе) 0.004 2400 0.096 1.2 0.12

ИТОГО

8.36   9.35 11 Перегородки (кирпич толщ. 120 мм) 0.12 1800 2.16 1.3 2.81 12 Полезная нагрузка (для офисных помещений)              - полная (2 кПа - норматив.нагр.)      - 1.3 2.60    - пониженная     0.70    

ИТОГО

11.22   14.76

Нагрузки на 1 м2 плиты перекрытия жилых этажей

13 Ж/б монолитная плита перекрытия 0.25 2500 6.25 1.1 6.88 14 Цементно-песчаная стяжка 0.03 1800 0.54 1.3 0.70 15 Полы (керамогранитная плитка на клеевой основе) 0.004 2400 0.096 1.2 0.12

ИТОГО

6.89   7.69 16 Перегородки (кирпич толщ. 120 мм) 0.12 1800 2.16 1.3 2.81 17 Полезная нагрузка (для квартир жилых зданий)              - полная (1.5 кПа - норматив.нагр.)      - 1.3 1.95    - пониженная     0.53    

ИТОГО

9.57   12.45

Нагрузки на 1 м2 плиты перекрытия технического этажа

18 Ж/б монолитная плита перекрытия 0.25 2500 6.25 1.1 6.88 19 Цементная стяжка с армированием 0.03 2200 0.66 1.3 0.86 20 Полы (керамогранитная плитка на клеевой основе) 0.004 2400 0.096 1.2 0.12

ИТОГО

7.01   7.85 21 Перегородки (кирпич толщ. 120 мм) 0.12 1800 2.16 1.3 2.81 22 Полезная нагрузка (для технических этажей)              - полная (2 кПа - норматив.нагр.)      - 1.3 2.60    - пониженная     0.70    

ИТОГО

9.87   13.26

Нагрузки на 1 м2 плиты покрытия

23 Ж/б монолитная плита перекрытия 0.25 2500 6.25 1.1 6.88 24 Пароизоляция (Техноэласт толщ. 10 мм) 0.01 1238 0.1238 1.2 0.15 25 Утеплитель - пенополистирол 0.13 35 0.0455 1.3 0.06 26 Уклонообразующая стяжка (керамзитобетон) 0.02 900 0.18 1.3 0.23 27 Цементно-песчаная стяжка 0.02 1800 0.36 1.3 0.47 28 Гидроизоляция 0.02 1238 0.2476 1.3 0.32

ИТОГО

7.21   8.11 29 Снеговая S0 = ce*ct*µ*Sg = =0,58*1,0*1,0*1,8=1.53              - полная      - 1.4 1.62    - пониженная     0.58    

ИТОГО

7.79   9.73     114,72

 

 

Таблица 2.2

Нагрузки от собственного веса конструкций

№ п.п.	Наименование нагрузки	Ед. изм.	Кол-во	Вес на ед. изм. кН	γf	Расч. нагрузка кН
1	Наружная стена (Кирпичная кладка 120 мм + блок стеновой D500 300 мм) Н=2,75 м (коэф. проемности 0,85)	м. пог.		8.56	1.1	9.41
2	Ограждение балконов (кирпичная кладка 120 мм) Н=1,2 м	м. пог.		2.59	1.1	2.85
3	Ограждение парапетов (Кирпичная кладка 250 мм) Н=1.2 м	м. пог.		5.40	1.1	5.94
4	Диафрагмы жесткости 300 мм Н=2.75 м	м. пог.		20.63	1.1	22.69
5	Диафрагмы жесткости 300 мм Н=2.1 м (подвал)	м. пог.		15.75	1.1	17.33
6	Колонны монолитные ж/б 600х600 мм среднего ряда Н=2.75 м	шт	9	24.75	1.1	27.23
7	Колонны монолитные ж/б 1200х600 мм крайнего ряда Н=2.75 м	шт	19	49.5	1.1	54.45
8	Колонны монолитные ж/б 600х600 мм среднего ряда Н=2.1 м (подвал)	шт	9	18.9	1.1	20.79
9	Колонны монолитные ж/б 1200х600 мм крайнего ряда Н=2.1 м (подвал)	шт	19	37.8	1.1	41.58
10	Монолитная ж/б фундаментная плита Н=1500 мм	м2		3750	1.1	4125.0
11	Монолитные ж/б стены 500 мм Н=2.1 м (стены подвала)	м. пог.		26.25	1.1	28.9

 

Таблица 2.3

Сбор нагрузок по этажам

№ п.п.	Наименование нагрузки	Ед. изм.	Кол-во	Расчетный вес на ед. изм. кН	Расч. нагрузка кН

Цокольный этаж (подземная парковка 1 уровня)

1 Монолитные ж/б стены 500 мм Н=2.1 м м.пог 115.4 28.9 3335.1 2 Диафрагмы жесткости 300 мм Н=2.1 м м.пог 50.1 17.33 868.2 3 Цем. стяжка + врем.нагрузки м2 667.2 6.54 4363.5 4 Колонны монолитные ж/б 600х600 мм Н=2,1 м среднего ряда шт 9 20.79 187.1 5 Колонны монолитные ж/б 1200х600 мм Н=2,1 м крайнего ряда шт 19 41.58 790.0

ИТОГО

9543.91

Цокольный этаж (подземная парковка 2 уровня)

6 Перекрытие подземной парковки 300 мм + врем. Нагрузки м2 667.2 14.79 9867.9 7 Монолитные ж/б стены 500 мм Н=2.1 м м.пог 115.4 28.9 3335.1 8 Диафрагмы жесткости 300 мм Н=2.1 м м.пог 50.1 17.33 868.2 9 Колонны монолитные ж/б 600х600 мм Н=2,1 м среднего ряда шт 9 20.79 187.1 10 Колонны монолитные ж/б 1200х600 мм Н=2,1 м крайнего ряда шт 19 41.58 790.0

ИТОГО

15048.31

Первый этаж (офисные помещения)

11 Междуэтажное перекрытие 300 мм + врем. нагрузки м2 667.2 14.76 9847.9 12 Наружная стена (Кирпичная кладка 120 мм + блок стеновой D500 300 мм) Н=2,75 м (коэф. проемности 0,85) м.пог 115.4 9.41 1085.9 13 Колонны монолитные ж/б 600х600 мм Н=2,7 м среднего ряда шт 9 27.23 245.1 14 Колонны монолитные ж/б 1200х600 мм Н=2,7 м крайнего ряда шт 19 54.45 1034.6 15 Диафрагмы жесткости 300 мм Н=2.75 м м.пог 50.1 22.69 1136.8

ИТОГО

13350.2

Типовой этаж (жилые помещения)

16 Междуэтажное перекрытие 250 мм + врем. нагрузки м2 667.2 12.45 8306.6 17 Наружная стена (Кирпичная кладка 120 мм + блок стеновой D500 300 мм) Н=2,75 м (коэф. проемности 0,85) м.пог 115.4 9.41 1085.9 18 Колонны монолитные ж/б 600х600 мм Н=2,7 м среднего ряда шт 9 27.23 245.1 19 Колонны монолитные ж/б 1200х600 мм Н=2,7 м крайнего ряда шт 19 54.45 1034.6 20 Диафрагмы жесткости 300 мм Н=2.75 м м.пог 50.1 22.69 1136.8 21 Ограждение балконов (кирпичная кладка 120 мм) Н=1,2 м м.пог 49.9 2.85 142.2

ИТОГО

11951.2

Технический этаж

22 Междуэтажное перекрытие 250 мм + врем. нагрузки м2 667.2 13.26 8847.1 23 Наружная стена (Кирпичная кладка 120 мм + блок стеновой D500 300 мм) Н=2,75 м (коэф. проемности 0,85) м.пог 115.4 9.41 1085.9 24 Колонны монолитные ж/б 600х600 мм Н=2,7 м среднего ряда шт 9 27.23 245.1 25 Колонны монолитные ж/б 1200х600 мм Н=2,7 м крайнего ряда шт 19 54.45 1034.6 26 Диафрагмы жесткости 300 мм Н=2.75 м м.пог 50.1 22.69 1136.8

ИТОГО

12349.4

Кровля

27 Кровельное покрытие м2 667.2 8.11 5411.0 28 Ограждение парапетов (Кирпичная кладка 250 мм) Н=1.2 м м.пог 115.4 5.94 685.5 29 Снеговая нагрузка м2 667.2 1.62 1080.9

ИТОГО

7177.3

ВСЕГО

69420,02

Ветровая нагрузка

Ветровое давление является существенной динамической нагрузкой, т.к. при ее действии, в общем случае, может меняться величина нагрузки, место ее приложения и направление. При колебаниях в элементах сооружения возникают значительные силы инерции, которые влияют на НДС сооружения.

Согласно СП 20 «Нагрузки и воздействия» нормативное значение основной ветровой нагрузки во всех случаях определяется как сумма средней и пульсационной составляющих:

w = w_m + w_p

Для определения средней составляющей нагрузки в какой-либо точке достаточно знать форму сооружения, тип местности, в которой оно расположено и высоту точки над поверхностью планировки:

w_m = w ₀ k (z_e) c

w ₀ – нормативное значение ветрового давления, принимается в зависимости от ветрового района по табл. 11.1 СП 20 (ветровой район – III, w ₀ =0,38);

k (z_e) – к-т, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z_e;

с – аэродинамический коэффициент.

Для определения изменения ветрового давления по высоте сооружения k (z_e) используется степенной закон изменения нормативной скорости ветра с изменением высоты в нижнем слое атмосферы. Показатель степени в этом законе зависит от шероховатости подстилающей поверхности и от самой скорости ветра.

В зависимости от шероховатости подстилающей поверхности земли различают местности типа А, Б и С.

А – открытые побережья морей, озер, водохранилищ, сельские местности, в том числе с постройками высотой менее 10 м, пустыни, степи, лесостепи, тундра;

В – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;

С – городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м.

Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h – при высоте сооружения < 60 м и на расстоянии 2 км – при h > 60 м.

(Типы местности могут быть различными для разных расчетных направлений ветра).

К-т k (z_e) для высот z_e ≤ 300 м определяется по табл. 11.2 или формуле 11.4 СП 20, в зависимости от типа местности.

Для промежуточных высот - интерполяцией.

Значения коэффициентов k (z_e) определяют с наветренной и подветренной сторон, разбивая здание по высоте на отдельные зоны высотой не более 10 м.

Рис. 1.1 – Схема к определению ветровой нагрузки,

нормальной к поверхности здания

Нормативное и расчетное значение ветровой нагрузки, нормальной по высоте здания, с наветренной стороны:

 - к-т надежности по назначению, для ЗиС пов. отв. – 1,1;

с – аэродинамический к-т, зависящий от конфигурации здания. Значения к-в принимаются для отдельных поверхностей или точек здания как к-ты давления, которые следует учитывать при определении ветровой нагрузки, нормальной к рассматриваемой поверхности и относящейся к единице площади этой поверхности. Положительным значениям к-та давления соответствует направление давления к поверхности сооружения, а отрицательным – направление от поверхности. Для наветренных вертикальных поверхностей с = + 0,8, для подветренных с = - 0,6.

Нормативное и расчетное значение ветровой нагрузки, нормальной по высоте здания, с наветренной стороны:

w_II (5) = 1,1·5·0,38·0,8·0,5=0,84 кН/м

w_II (10) = 1,1·10·0,38·0,8·0,65=2,17 кН/м

w_II (20) = 1,1·10·0,38·0,8·0,85=2,84 кН/м

w_II (30) = 1,1·10·0,38·0,8·0,98=3,28 кН/м

w_II (40) = 1,1·10·0,38·0,8·1,1=3,68 кН/м

w_II (50) = 1,1·10·0,38·0,8·1,2=4,01 кН/м

w_II (60) = 1,1·10·0,38·0,8·1,3=4,35 кН/м

w_II (70) = 1,1·10·0,38·0,8·1,38=4,61 кН/м

w_II (80) = 1,1·10·0,38·0,8·1,45=4,85 кН/м

w_II (90) = 1,1·10·0,38·0,8·1,53=5,12 кН/м

w_II (100) = 1,1·10·0,38·0,8·1,6=5,35 кН/м

w_II (110) = 1,1·10·0,38·0,8·1,66=5,55 кН/м

w_II (116,4) = 1,1·6,4·0,38·0,8·1,7=3,64 кН/м

 

w_I (5) = 1,4·0,84=1,18 кН/м

w_I (10) = 1,4·2,17=3,04 кН/м

w_I (20) = 1,4·2,84=3,98 кН/м

w_I (30) = 1,4·3,28=4.59 кН/м

w_I (40) = 1,4·3,68=5,15 кН/м

w_I (50) = 1,4·4,01=5,61кН/м

w_I (60) = 1,4·4,35=6,09 кН/м

w_I (70) = 1,4·4,6=6,44 кН/м

w_I (80) = 1,4·4,85=6,79 кН/м

w_I (90) = 1,4·5,12=7,17 кН/м

w_I (100) = 1,4·5,35=7,49 кН/м

w_I (110) = 1,4·5,55=7,77 кН/м

w_I (116,4) = 1,4·3,64=5,1 кН/м

 

Нормативное и расчетное значение ветровой нагрузки, нормальной по высоте здания, с подветренной стороны:

w_II (5) = 1,1·5·0,38·0,6·0,5=0,63 кН/м

w_II (10) = 1,1·10·0,38·0,6·0,65=1,63 кН/м

w_II (20) = 1,1·10·0,38·0,6·0,85=2,13 кН/м

w_II (30) = 1,1·10·0,38·0,6·0,98=2,46 кН/м

w_II (40) = 1,1·10·0,38·0,6·1,1=2,76 кН/м

w_II (50) = 1,1·10·0,38·0,6·1,2=3,01 кН/м

w_II (60) = 1,1·10·0,38·0,6·1,3=3,26 кН/м

w_II (70) = 1,1·10·0,38·0,6·1,38=3,46 кН/м

w_II (80) = 1,1·10·0,38·0,6·1,45=3,63 кН/м

w_II (90) = 1,1·10·0,38·0,6·1,53=3,84 кН/м

w_II (100) = 1,1·10·0,38·0,6·1,6=4,01 кН/м

w_II (110) = 1,1·10·0,38·0,6·1,66=4.16кН/м

w_II (116,4) = 1,1·6,4·0,38·0,6·1,7=2.73 кН/м

 

w_I (5) = 1,4·0,63=0,88 кН/м

w_I (10) = 1,4·1,63=2,28 кН/м

w_I (20) = 1,4·2,13=2,98 кН/м

w_I (30) = 1,4·2,46=3,44 кН/м

w_I (40) = 1,4·2,76=3,86 кН/м

w_I (50) = 1,4·3,01=4,21 кН/м

w_I (60) = 1,4·3,26=4,56 кН/м

w_I (70) = 1,4·3,46=4,84 кН/м

w_I (80) = 1,4·3,63=5,08 кН/м

w_I (90) = 1,4·3,84=5,38 кН/м

w_I (100) = 1,4·4,01=5,61 кН/м

w_I (110) = 1,4·4,16=3,53 кН/м

w_I (116,4) = 1,4·2,73=2,31 кН/м

 

Нормативное и расчетное значение момента в уровне подошвы фундаментной плиты от ветровой нагрузки с наветренной и подветренной сторон при длине здания 41,7 м и глубине заложения 6 м (отметка поверхности земли -0,3 м, отметка пола цокольного этажа – подземной парковки 1-го уровня -4,8 м + толщина фундаментной плиты 1,5 м):

 

Нормативное значение момента в уровне подошвы фундамента от ветровой нагрузки:

Расчетное значение момента в уровне подошвы фундамента от ветровой нагрузки:

Расчет пульсационной составляющей ветровой нагрузки состоит из двух этапов:

- определение частот собственных колебаний сооружения;

- расчет пульсационной составляющей в зависимости от положения частот собственных форм колебаний здания в полученном спектре.

 

4. Реализация расчета нагрузок в ПК

Расчет здания производился в программном комплексе Лира-САПР 2013.

Создаем расчетную пространственную плитно-стержневую модель здания. Перекрытия моделируем пластинчатыми, колонны – стержневыми конечными элементами (КЭ). Назначаем граничные условия. Задаем жесткостные характеристики.

Далее задаем нагрузки в виде загружений:

1- собственный вес элементов конструкции;

2- равномерно распределенная нагрузки от конструкции пола и наружных стен;

3- полезная и снеговая нагрузка;

4- статическая ветровая нагрузка по оси Х;

5- статическая ветровая нагрузка по оси Y;

6- пульсационная ветровая нагрузка по оси X;

7- пульсационная ветровая нагрузка по оси Y.

К зданию прикладывалась сумма давлений наветренной и подветренной сторон. Ветровая нагрузка на сооружения прикладывалась в виде погонной нагрузки на стержневые элементы по контуру дисков перекрытий и покрытия.

Пульсационная составляющая определялась средствами программного комплекса Лира-САПР 2013 на основании статического расчета и расчета на собственные колебания.

Во вкладке расчет формируем таблицу динамических загружений (рис.2). В «Параметры» указываем ветровой район (II), размеры здания вдоль оси Х и У (41,1х16,0 м), тип местности (тип В) и тип здания. После формируем динамические загружения из статических (рис.3).

Так же формируем таблица по РСУ и РСН.

 

Рис.2 Динамические загружения	Рис.3. Формирование динамических загружения Д
Далее выполняем расчет каркаса здания
Рис. 4 Ветровая нагрузка по оси Х	Рис. 5 Ветровая нагрузка по оси У