Popis programu kachlí. Teórie ohybu nosníkov a dosiek na pružnom základe a podmienky ich použiteľnosti pri výpočte pružných základov Výpočet základovej dosky na pružnom základe

02.08.2023

Moderné domy postavený na rôzne základy. Výber priamo závisí od zaťaženia, topografie vybranej oblasti, štruktúry a zloženia samotnej pôdy a samozrejme od klimatických podmienok. Tento článok odhaľuje úplné informácie o základovej doske a jasne odpovedá na otázku, ako správne vykonať úplný výpočet, ktorý pomôže vybudovať požadovaný základ.

Zvláštnosti

Kachľový typ základov pozostáva zo základne budovy, ktorou je plochá alebo železobetónová doska s výstuhami. Dizajn tohto základu sa dodáva v niekoľkých typoch: prefabrikovaný alebo monolitický.

Prefabrikovaný základ je prefabrikovaná doska vyrobená v továrni. Dosky sa ukladajú pomocou stavebného zariadenia na vopred pripravený, to znamená vyrovnaný a zhutnený podklad. Tu je možné použiť letiskové dosky (PAG) alebo cestné dosky (PDN, PD). Táto technológia má veľkú nevýhodu. Je spojená s nedostatkom integrity a v dôsledku toho so zodpovedajúcou nemožnosťou odolávať aj tým najmenším pohybom pôdy. Práve z tohto dôvodu je prefabrikovaný typ základ dosky Používajú sa najmä len na povrchy kamenistej pôdy alebo na nezdvíhajúce sa hrubé pôdy na výstavbu malých drevostavieb v oblastiach, kde je minimálna hĺbka mrazu.

Ale monolitický doskový základ je jedna celá tuhá železobetónová konštrukcia, ktorá je postavená pod oblasťou samotnej budovy.

Podľa geometrického tvaru sa tento typ základov dodáva v niekoľkých typoch.

Jednoduché. Keď je spodná strana základovej dosky rovná a rovná.
Vystužené. Keď má spodná strana výstuhy, ktoré sú umiestnené v poradí vypočítanom špeciálnymi výpočtami.
USHP. Toto je názov pre izolovaný typ švédskych dosiek, čo je typ vystužených základových dosiek. Používa sa počas výstavby unikátna technológia: betónová zmes sa naleje do samostatne vyvinutého výrobného typu strateného debnenia, ktorý umožňuje následné vytvorenie siete vystužených a malorozmerných výstužných rebier na elastickom podklade, resp. v jeho spodnej časti a na povrchu. USHP má tiež vykurovací systém.

Tento článok hovorí o najjednoduchšom základe monolitickej dosky.

Výhody a nevýhody, kritériá výberu

Prvou výhodou je takmer dokonalá všestrannosť. Občas nájdete na internete články, ktoré hovoria, že základové dosky sa dajú postaviť kdekoľvek.

Aj keď sa stavebné práce vykonávajú v bažinatej oblasti, s dlaždicami sa nestane nič zlé: v obdobiach silného chladu sa zdvihnú a počas horúcich období sa naopak, takpovediac, vznášajú.

Ukázalo sa, že ide o akúsi „betónovú loď“ s nadstavbou z celého domu na vrchu.

A predsa, nasledujúca poznámka tu bude spravodlivá: jediný základ, ktorý umožňuje pomerne spoľahlivú výstavbu na výsadbách a vysoko zdvíhajúcich pôdach, vrátane močaristej pôdy, je pilótový základ. Tento typ základov sa používa vtedy, keď pilóty majú dostatočnú vlastnú dĺžku, aby boli zaistené v najnižších nosných vrstvách pôdy.

Typ mrazu, vrátane poklesu, pri rozmŕzaní alebo poklesnutí základu v dôsledku zvlhčovania povrchu zeme (napríklad pri stúpaní podzemnej vody) sa nemôže vyskytnúť rovnako pod povrchom celej dlaždice. V každom prípade sa viac pohne len jedna zo strán. Jednoduchý príklad môže dôjsť k jarnému rozmrazovaniu povrchu zeme. Proces rozmrazovania bude prebiehať oveľa rýchlejšie a s väčšou intenzitou na južnej strane domu ako na severnej. Medzitým bude dlaždica vystavená obrovskému zaťaženiu, ktoré, mimochodom, nemôže vždy vydržať. To všetko ovplyvní štruktúru: dom sa môže jednoducho nakloniť. Ak je budova drevená, nebude to také strašidelné. A ak bol postavený z tehál alebo blokov, na stenách sa môžu objaviť trhliny.

Doskový základ umožňuje stavať domy aj na tých najťažších pôdach, medzi ktoré patrí stredne ťažká pôda, ktorá má najnižšiu únosnosť ako napríklad pásová pôda. Netreba však túto príležitosť preceňovať.

Používajú sa základové dosky pri výstavbe veľkých budov? Niektorí tvrdia, že na monolitickú dosku možno postaviť len tie najľahšie a zároveň nie dostatočne odolné konštrukcie. Toto tvrdenie nie je úplne správne, pretože ak sa zvolia priaznivé podmienky a vykoná sa správne navrhnutý základ s kompetentnými stavebnými prácami, doskový základ vydrží aj centrálny obchodný dom hlavného mesta. Mimochodom, táto budova bola postavená na doske.

Cena je príliš vysoká. Z nejakého dôvodu je tento názor rozšírený. Takmer každý si je istý, že doskový typ základov je veľmi drahý, drahší existujúce druhy dôvodov. Väčšina sa tiež z nejakého dôvodu domnieva, že náklady budú predstavovať približne polovicu existujúcich nákladov na všetky následné stavebné práce.

Nikto však nikdy nevykonal žiadnu porovnávaciu analýzu. Tiež z nejakého dôvodu veľa ľudí nepočíta s tým, že pri stavbe domu napríklad nebudú musieť robiť podlahy. Samozrejme, hovoríme tu o drsnom povrchu podlahy.

Náročnosť samotnej práce. Často zaznieva toto tvrdenie: „Na stavbu základovej dosky budete potrebovať skúsenosti kvalifikovaných pracovníkov.“ A napriek tomu, ak o tom premýšľate, je zrejmé, že takíto „majstri“ výrazne zvyšujú ceny za svoju prácu. V skutočnosti iba neznalosť technológie zvyčajne vedie k chybám, ale s akýmkoľvek iným základom môžete urobiť nejaké triky.

S akými ťažkosťami sa teda môžete stretnúť pri práci s doskovým základom? Pri vyrovnávaní stránky? Nie, všetko je tu rovnaké a nie komplikovanejšie ako pri vyrovnávaní zasypaného pásového základu. Možno je problém s hydroizoláciou alebo izoláciou? Tu je skôr lepšie vykonávať tieto operácie na rovnom vodorovnom povrchu ako na zvislých rovinách.

Možno je to otázka pletenia výstužnej klietky? Opäť musíte porovnať a pochopiť, že je to jednoduchšie, napríklad môžete vziať výstuž položenú na rovnom mieste alebo vyliezť rukami do samotného základu pásu s jeho debnením. Možno je to otázka nalievania samotnej betónovej zmesi? Pri tejto možnosti všetko nezávisí od zvoleného základu, ale skôr od charakteristík jednotlivého miesta, od toho, či sa miešačka môže dostať až na stavenisko, alebo či sa betón bude musieť miešať ručne.

V skutočnosti je výstavba základových dosiek fyzicky náročná úloha. Vzhľadom na pomerne veľkú stavebnú plochu táto práca možno nazvať únavným, ale nehovorí, že bude potrebná pomoc kvalifikovaných staviteľov. Preto sa s touto záležitosťou budú môcť vyrovnať obyčajní „ozbrojení“ muži. Okrem toho, ak budete správne dodržiavať stavebnú technológiu a SNiP stĺpových, doskových a iných základov, všetko bude určite fungovať.

Výpočty

Každý nulový cyklus bude vyžadovať výpočet, ktorý pozostáva predovšetkým z určenia hrúbky samotnej dosky. Túto voľbu nemožno urobiť približne, pretože takéto neprofesionálne riešenie problému povedie k slabej základni, ktorá môže v chladnom počasí prasknúť. Nerobia príliš masívne hlboké základy, aby nemíňali neoprávnene peniaze navyše.

Ak chcete postaviť domy sami, môžete použiť výpočet uvedený nižšie. A aj keď tieto výpočty nemožno porovnávať s tými inžinierskymi, ktoré sa vykonávajú v projekčných organizáciách, tieto výpočty stále pomôžu pri realizácii vysokokvalitného položenia základov.

Študujte pôdu

Mala by sa preskúmať pôda nachádzajúca sa na vybranom stavenisku.

Ak chcete vykonať ďalšie výpočty, budete musieť vybrať určitú hrúbku základovej dosky s príslušnou hmotnosťou. To pomôže dosiahnuť najlepší špecifický tlak na existujúci typ pôdy. Pri prekročení zaťaženia sa konštrukcia zvyčajne začne „klesať“ a keď je zaťaženie minimálne, mierne mrazivé nadvihnutie povrchu zeme spôsobí naklonenie základov. To všetko spôsobí zodpovedajúce nie veľmi príjemné následky.

Optimálny špecifický tlak pre povrch zeme, na ktorom sa zvyčajne začína výstavba:

jemný piesok alebo prachový piesok s vysokou hustotou – 0,35 kg/cm³;
jemný piesok s priemernou hustotou 0,25 kg/cm³;
piesčitá hlina v pevnej a plastickej forme – 0,5 kg/cm³;
plastové a tvrdé hliny – 0,35 kg/cm³;
plastický typ hliny – 0,25 kg/cm³;
tvrdá hlina – 0,5 kg/cm³.

Celková hmotnosť/hmotnosť domu

Na základe vypracovaného projektu budúcej stavby je možné určiť, aká bude celková hmotnosť/hmotnosť domu.

Približná hodnota špecifickej hmotnosti každého konštrukčného prvku:

tehlová stena s hrúbkou 120 mm, to znamená polovica tehly, - do 250 kg / m²;
stena z pórobetónu alebo 300 mm penobetónových tvárnic triedy D600 - 180 kg/m²;
zrubová stena (priemer 240 mm) – 135 kg/m²;
150 mm stena z dreva - 120 kg/m²;
150 mm rámová stena(vyžaduje sa izolácia) – 50 kg/m²;
podkrovie z drevených trámov s povinnou izoláciou, hustota dosahujúca 200 kg/m³, - 150 kg/m²;
dutá betónová doska – 350 kg/m²;
medzipodlaha alebo suterén z drevených trámov, izolovaný, hustota dosahuje 200 kg/m³ – 100 kg/m²;

monolitická železobetónová podlaha – 500 kg/m²;
prevádzkové zaťaženie medzipodlažných a suterénnych dosiek – 210 kg/m²;
so strechou z oceľového plechu, vlnitého plechu alebo kovových dlaždíc - 30 kg/m²;
prevádzkové zaťaženie podkrovia – 105 kg/m²;
s dvojvrstvovým strešným materiálom - 40 kg/m²;
s keramickou krytinou – 80 kg/m²;
s bridlicou – 50 kg/m²;
typ zaťaženia snehom aplikovaný na strednú zónu ruského územia - 100 kg/m²;
typ zaťaženia snehom pre severné regióny – 190 kg/m²;
typ zaťaženia snehom pre južnú časť - 50 kg/m².

Článok sa zaoberá niektorými otázkami týkajúcimi sa výroby rôznych druhov ocele v Rusku a ich použitia na stavbu kovové konštrukcie. Každý rok sa v našej krajine spotrebujú na výstavbu desiatky miliónov ton ocele ročne. Dôležité údaje pre stavebné ocele sú uvedené na chemické zloženie a fyzikálne a mechanické vlastnosti. Zvažujú sa niektoré vlastnosti, ktoré je potrebné vziať do úvahy pri používaní európskych konštrukčných ocelí.

Článok pojednáva o problémoch výpočtu budov a konštrukcií pre zemetrasenia. Študuje sa vynútené kmitanie lineárnych a nelineárnych systémov s jedným stupňom voľnosti pri nestacionárnych vplyvoch. Prezentované sú výsledky výpočtu viacpodlažnej monolitickej budovy v nelineárnej dynamickej formulácii pre seizmický vplyv. Analyzujú sa ustanovenia projektových noriem pre budovy a konštrukcie na výstavbu v seizmických oblastiach.

Riešenie vnútorných a vonkajších úloh Lamb sa uskutočňuje metódou konečných prvkov. Skúmajú sa rovinné a priestorové modely. Expanzný stred, dvojitá sila bez krútiaceho momentu, krútiaci moment a čistý šmyk sa považujú za zdroje porúch vo vnútornom probléme s jahňacím. Časové závislosti zdrojov rušenia sú brané vo forme Heaviside funkcie. Analyzujú sa posuny na voľnej hranici polpriestoru alebo polroviny. Skúma sa vplyv Poissonovho pomeru. Riešenie sa vykonáva pomocou explicitnej diferenčnej schémy presnosti druhého rádu.

Uvádzajú sa vzorce na výpočet vnútorných síl v membránovom paneli, získané na základe viacrozmerných výpočtov vykonaných s prihliadnutím na geometrickú nelinearitu systému a súlad nosného obrysu so stredovým a excentrickým upevnením membrány na nosný obrys.

Článok poskytuje teoretické zdôvodnenie možnosti použitia Ritzovej metódy na výpočet nosníkov a dosiek na elastickom základe, kde je myšlienka A.I. Tseitlin za výber súradnicových funkcií, čo v niektorých prípadoch umožňuje získať presné riešenie vo forme nekonečného radu. Pri riešení integrálnych rovníc sa využívajú spektrálne vzťahy metódy ortogonálnych polynómov. Uvažujú sa modely elastického základu Winkler. Všetky výpočty boli vykonané v tradičnej formulácii, t.j. bez zohľadnenia vplyvu tangenciálnych napätí pri styku konštrukcie s pružným základom a elastickej práce materiálov konštrukcie a základu. Príklady výpočtov sú uvedené pre tyč a prstencovú dosku na báze Winkler.

Druhá časť práce poskytuje teoretické zdôvodnenie možnosti použitia Ritzovej metódy na výpočet nosníkov a dosiek na pružnom základe s distribučnými vlastnosťami. Pri riešení integrálnych rovníc sa využívajú spektrálne vzťahy metódy ortogonálnych polynómov. Všetky výpočty boli vykonané v tradičnej formulácii, t.j. bez zohľadnenia vplyvu tangenciálnych napätí pri styku konštrukcie s pružným základom a elastickej práce materiálov konštrukcie a základu. Príklady výpočtov sú uvedené pre nosník na pružnej polrovine a kruhovú osovo symetricky zaťaženú dosku na pružnom polpriestore.

Táto práca demonštruje využitie inerciálneho mechanického dynamického modelu pôdneho prostredia s jeho praktickou implementáciou pri výpočte konštrukcie. V záujme zjednotenia zariadenia sa výpočet spektier odozvy poschodia pri seizmických vplyvoch vykonáva s čo najširším rozsahom variácií v základových pôdach konštrukcie.

TVORBA NÁVRHOVÝCH PARAMETROV MODELOV ZALOŽOVANIA PILOTY ZOHĽADŇOVANÁ GEOMETRICKEJ FORMY PRIECHOVÝCH REZOV A VPLYVOV ICH INTERAKCIE S PÔDNYM PROSTREDÍM Strany 63-71 MDT

Bol vyvinutý výpočtový model systému konštrukcia-základ zohľadňujúci najvýznamnejšie faktory, ktoré určujú napäťovo-deformačný stav tak konštrukčných prvkov pilótových základov, ako aj konštrukcie. Získané výsledky výpočtov demonštrujú dobrú konvergenciu pri určovaní sadania konštrukcie vykonanej dvoma rôznymi metódami.

Faktom je, že dnes neexistuje ideálny model elastického základu. Jedným z najbežnejších je model Fuss-Winkler, podľa ktorého je podporná reakcia elastického podkladu, inými slovami, rozložené zaťaženie q, pôsobiace na lúč, nie je rovnomerne rozložené, ale úmerné vychýleniu lúča f v predmetnom bode:

q = - kf (393.1)

k = k o b (393.2)

k o- koeficient lôžka, konštantný pre príslušnú základňu a charakterizujúci jej tuhosť, meraný v kgf/cm3.

b- šírka lúča.

Obrázok 393.1 a) model nosníka na pevnom elastickom základe, b) reakcia podložky q na pôsobiace sústredené zaťaženie.

Z toho môžeme vyvodiť minimálne dva závery, ktoré sú sklamaním pre človeka, ktorý sa snaží rýchlo vypočítať základy malého domu a ktorý má navyše problém pochopiť základy teoretickej mechaniky a teórie pevnosti materiálov:

1. Výpočet nosníka na pružnom základe je staticky neurčitý problém, pretože statické rovnice umožňujú určiť len celkovú hodnotu zaťaženia q (základná reakcia). Rozloženie zaťaženia po dĺžke nosníka bude opísané pomerne zložitou rovnicou:

q/EI = d4f/dx4 + kf/EI (393.3)

ktoré tu nevyriešime.

2. Pri výpočte takýchto nosníkov je okrem iného potrebné poznať nielen súčiniteľ lôžka podkladu, ale aj tuhosť nosníka EI, t.j. všetky parametre nosníka - materiál, šírka a výška sekcie - musia byť známe vopred, zatiaľ čo pri výpočte konvenčných nosníkov je hlavnou úlohou určenie parametrov.

A čo by mal v tomto prípade robiť bežný človek, nezaťažený hlbokými znalosťami pevnosti materiálov, teóriami pružnosti a inými vedami?

Odpoveď je jednoduchá: objednať inžiniersko-geologické prieskumy a návrh základu u príslušných organizácií. Áno, chápem, že náklady na dom sa môžu zvýšiť o niekoľko tisíc dolárov, ale stále je to v tomto prípade optimálne riešenie.

Ak by ste akokoľvek chceli ušetriť na geologickom prieskume a výpočtoch, t.j. Ak urobíte výpočet sami, potom buďte pripravení minúť viac peňazí na nadáciu. V takom prípade môžem ponúknuť nasledujúce predpoklady výpočtu:

1. Pevná základová doska sa spravidla akceptuje ako základ v prípadoch, keď je únosnosť základu veľmi nízka. Inými slovami, pôda je piesok alebo hlina, nie skala. Pre piesok, íl a dokonca aj štrk je koeficient lôžka stanovený experimentálne v závislosti od rôznych faktorov (vlhkosť, zrnitosť atď.) k o = 0,5-5 kgf/cm 3 . Pre horniny k o = 100-1500 kg/cm3. Pre betón a železobetón k o = 800-1500 kgf/cm3. Ako je zrejmé zo vzorca 393.1, čím nižšia je hodnota koeficientu lôžka, tým väčší bude priehyb nosníka pri rovnakom zaťažení a parametroch nosníka. Pre zjednodušenie ďalších výpočtov teda môžeme predpokladať, že slabé zeminy neovplyvňujú priehyb nosníka, presnejšie povedané, tento menší vplyv možno zanedbať. Inými slovami, ohybové momenty, šmykové sily, uhly natočenia prierezov a priehyby budú rovnaké ako pre nosník zaťažený rozloženým zaťažením. Výsledkom tohto predpokladu bude zvýšená miera bezpečnosti a čím väčšie sú pevnostné charakteristiky pôdy, tým väčšia bude miera bezpečnosti.

2. Ak sú sústredené zaťaženia na nosníku symetrické, potom na zjednodušenie výpočtov možno predpokladať, že reakcia pružného základu je rovnomerne rozložená. Základom tohto predpokladu sú tieto faktory:

2.1. Spravidla základ, uvažovaný ako nosník na elastickom základe, v nízkopodlažná konštrukcia má relatívne krátku dĺžku - 10-12 m. Navyše zaťaženie zo stien, považované za koncentrované, je v skutočnosti rovnomerne rozložené na ploche rovnajúcej sa šírke stien. Okrem toho má nosník určitú výšku, ktorá sa v prvej fáze výpočtu neberie do úvahy, a napriek tomu sa aj sústredené zaťaženie aplikované na hornú časť nosníka rozloží v telese nosníka, a tým väčšia výška lúča, tým väčšia je distribučná plocha. Napríklad pre základovú dosku s výškou 0,3 m a dĺžkou 12 m, ktorá sa považuje za trám, na ktorom spočívajú tri steny - dve vonkajšie a jedna vnútorná, všetky s hrúbkou 0,4 m, je správnejšie považovať zaťaženie zo stien za nie tak koncentrované. , ale ako rovnomerne rozložené na 3 úsekoch s dĺžkou 0,4 + 0,3 2 = 1 m. T.j. zaťaženie od stien bude rozložené na 25% dĺžky nosníka, a to nie je málo.

2.2. Ak má nosník ležiaci na pevnom elastickom základe relatívne krátku dĺžku a pôsobí naň niekoľko sústredených zaťažení, potom sa reakcia podkladu nezmení z 0 na začiatku dĺžky nosníka na určitú maximálnu hodnotu v stred lúča a opäť na 0 na konci dĺžky lúča (pre možnosť znázornenú na obr. 393.1), ale od určitej minimálnej hodnoty po maximum. A čím koncentrovanejšie zaťaženia sú aplikované na nosník relatívne krátkej dĺžky, tým menší bude rozdiel medzi minimálnou a maximálnou hodnotou reakcie podpory pružného základu.

Výsledkom prijatého predpokladu bude opäť určitá miera bezpečnosti. V tomto prípade však možná bezpečnostná rezerva nepresiahne niekoľko percent. Napríklad aj pre jednopoľový nosník vystavený rozloženému zaťaženiu, ktoré sa rovnomerne mení z 1,5 q na začiatku nosníka na 0,5 q v strede nosníka a opäť na 1,5 q na konci nosníka (pozri článku "Zníženie rozloženého zaťaženia na ekvivalentné rovnomerne rozložené zaťaženie"), celkové zaťaženie bude ql, ako pre nosník, na ktorý pôsobí rovnomerne rozložené zaťaženie. Medzitým bude maximálny ohybový moment pre takýto lúč

M = ql2/(82) + ql2/24 = 10ql2/96 = ql2/9,6

To je o 20 % menej ako v prípade nosníka vystaveného rovnomerne rozloženému zaťaženiu. Pre nosník, ktorého zmena reakcie podpory je opísaná pomerne zložitou rovnicou, najmä ak existuje veľa sústredených zaťažení, bude rozdiel ešte menší. No, nezabudnite na odsek 2.1.

Výsledkom je, že pri použití týchto predpokladov sa problém výpočtu nosníka na pevnom elastickom základe čo najviac zjednoduší, najmä ak sú aplikované zaťaženia symetrické; asymetrické zaťaženia povedú k nakloneniu základu a tomu je potrebné sa vyhnúť pri akomkoľvek prípad. Okrem toho výpočet prakticky nie je ovplyvnený počtom aplikovaných sústredených zaťažení. Ak pre nosník na sklopných podperách, bez ohľadu na ich počet, musí byť splnená podmienka nulového priehybu na všetkých podperách, čo zvyšuje statickú neurčitosť nosníka počtom medziľahlých podpier, potom pri výpočte nosníka na elastickom základe, stačí uvažovať priehyb ako nulový v miestach pôsobenia extrémneho sústredeného zaťaženia - vonkajších stenách. V tomto prípade sa priehyb pri sústredenom zaťažení - vnútorné steny - určuje podľa všeobecných rovníc. Pomocou existujúcich regulačných dokumentov na výpočet základov a základov môžete určiť vyrovnanie základu v bodoch, kde sa predpokladá, že priehyb je nulový.

Môžete tiež jednoducho zvoliť dĺžku nosníkových konzol tak, aby priehyb pod vnútornými stenami bol nulový. Je opísaný príklad, ako možno použiť tieto predpoklady výpočtu

Kniha pojednáva o približných metódach výpočtu nosníkov a dosiek umiestnených na elastickom základe, za hranicou pružnosti. Stručne sú načrtnuté základné princípy teórie medznej rovnováhy a uvažuje sa o probléme stanovenia maximálnej únosnosti nosníka na pružnom základe pri rôznych zaťaženiach. Je znázornené určenie maximálneho zaťaženia pre rámy a mriežky s prihliadnutím na vplyv elastickej základne. Uvádza sa riešenie problémov pre predpätý nosník. Uvažuje sa o vplyve dvojvrstvového podkladu. Problémy súvisiace s doskami umiestnenými na pružnom podklade so sústredeným zaťažením v strede, na okraji a v rohu dosky boli vyriešené. Výpočet bol urobený pre predpätú a trojvrstvovú dosku. V závere práce sú uvedené experimentálne údaje týkajúce sa nosníkov a dosiek a je vykonané porovnanie s teoretickými výsledkami. Kniha je určená pre konštruktérov a môže byť užitočná pre starších študentov stavebných univerzít.

Predslov k prvému vydaniu
Predslov k druhému vydaniu
Úvod

Kapitola 1. Všeobecné zásady kalkulácia
1.1. Podmienky prechodu nosníkov na elastickom základe za hranicu pružnosti
1.2. Limitná rovnováha pre ohybové prvky
1.3. Všeobecný prípad
1.4. Vytváranie plastových plôch na základni
1.5. Podmienky na vytvorenie základov s najmenšou hmotnosťou

Kapitola 2. Nosník na elastickom polovičnom priestore
2.1. Najväčšie zaťaženie je v elastickom štádiu
2.2. Distribúcia reakcií za hranicou pružnosti
2.3. Maximálna hodnota zaťaženia
2.4. Dve sústredené sily
2.5. Tri sústredené sily
2.6. Rovnomerne rozložené zaťaženie
2.7. Nosník variabilného prierezu
2.8. Mriežka z dvoch priečnych trámov
2.9. Trojvrstvový nosník
2.10. Koncentrovaná sila aplikovaná asymetricky
2.11. Koncentrovaná sila na okraji lúča
2.12. Predpätý nosník
2.13. Predpätý prstencový nosník
2.14. Nekonečne dlhý lúč
2.15. Jednoduchý rám
2.16. Komplexný rám

Kapitola 3. Trám na dvojvrstvovom podklade
3.1. Najväčšie zaťaženie je v elastickom štádiu
3.2. Stanovenie medzného zaťaženia
3.3. Aplikácia skupinových diagramov
3.4. Predpätý nosník na vrstve konečnej hrúbky
3.5. Rošty na elastickej vrstve

Kapitola 4. Nosník na vrstve s premenlivou tuhosťou
4.1. Zostavovanie diferenciálnych rovníc
4.2. Berúc do úvahy vplyv vlastnej hmotnosti
4.3. Výber schémy návrhu medzného stavu
4.4. Príklad určenia konečnej sily
4.5. Výpočet vrstveného podlahového krovu
4.6. Výpočet vrstveného rámu
4.7. Nosníky na nelineárnom základe
4.8. Príklad výpočtu nosníka na nelineárnom základe
4.9. Regulácia reakcií báz
4.10. Určenie optimálnej tuhosti nosníka

Kapitola 5. Výpočet dosiek
5.1. Približné riešenie pre nekonečnú dosku
5.2. Nekonečne tuhá štvorcová doska
5.3. Zaťaženie v rohu dosky
5.4. Štvorcová doska na dvojvrstvovom podklade
5.5. Predpätá doska
5.6. Vplyv lokálnych a všeobecných deformácií dosky za hranicou pružnosti
5.7. Trojvrstvová doska
5.8. Zaťaženie na okraji dosky
5.9. Prefabrikované dosky

Kapitola 6. Aplikácia počítačov na určenie medzného stavu základu
6.1. Metóda konečných prvkov
6.2. Konečné zaťaženie vysokého základového nosníka
6.3. Vymedzenie plastových oblastí na základni
6.4. Vysoký základový nosník na elasticko-plastovom podklade
6.5. Medzné zaťaženie nosníka, určené zo stavu vytvorenia plastických oblastí v podklade
6.6. Použitie lúča konečných prvkov
6.7. Výpočet medzných posunov a zaťažení

Kapitola 7. Obmedzte sadanie rámových viacpodlažných budov
7.1. Základné konštrukčné ustanovenia
7.2. Metóda riešenia úlohy a zostavovania všeobecných rovníc
7.3. Výpočtové vlastnosti v závislosti od konštrukcie základu (pevné dosky, pásové základy, samostatné stĺpy)
7.4. Príklady výpočtov

Kapitola 8. Výsledky testov
8.1. Rámy, mriežky a dosky
8.2. Porovnanie teoretických a experimentálnych údajov
8.3. Modul deformácie základne
Bibliografia

Úvod

Nosníky a dosky na elastickom základe sa používajú najmä ako dizajnové modely základov, ktoré sú hlavnými prvkami, ktoré zabezpečujú celkovú pevnosť a spoľahlivosť konštrukcie.

Výpočet základu spravidla podlieha zvýšeným požiadavkám na jeho stav počas prevádzky konštrukcií. Malé odchýlky od stanovených hodnôt v oblasti deformácií alebo napätí, ktoré sa často vyskytujú v iných konštrukčných prvkoch, sú pre nadáciu úplne neprijateľné.

Táto v podstate správna poloha niekedy vedie k tomu, že základy sú navrhnuté s nadmernou mierou bezpečnosti a ukazujú sa ako nehospodárne.

Na posúdenie hodnoty únosnosti základu je potrebné študovať rozloženie síl v takýchto konštrukciách za medzou pružnosti; len potom bude možné správne stanoviť tie najracionálnejšie rozmery, ktoré zabezpečia potrebnú spoľahlivosť konštrukcie. za svoje minimálne náklady.

Obtiažnosť problému výpočtu nosníkov na pružnom základe za hranicou pružnosti spočíva v tom, že nie je možné priamo, bez špeciálnych techník, aplikovať všeobecná metóda výpočet konštrukcií na základe medznej rovnováhy.

Metóda limitnej rovnováhy, vytvorená ako výsledok práce našich domácich vedcov profesorov V.M. Keldysha, N.S. Streletsky, A.A. Gvozdeva, V.V. Sokolovský, N.I. Bezukhova, A.A. Chirasa, A.R. Ržanicyn, A. M. Ovečkin a mnohí ďalší, získali všeobecné uznanie a v praxi sa široko používajú. V zahraničnej literatúre sa tento spôsob používa a vyzdvihuje aj v prácach B.G. Nila, F.G. Hodža, R. Hill, M. R. Horn, F. Bleich, V. Prager, I. Guyon a ďalší; Niektoré z týchto diel boli preložené do ruštiny.

Cieľom je zoznámiť sa s metodikou tvorby návrhových diagramov plošných konštrukcií v softvérovom balíku SCAD vygenerovaním diagramu pomocou parametrických prototypov dosiek na elastickom základe.

2. Teoretické východiská

Pri výpočte štruktúr na elastickom základe vznikajú problémy s prihliadnutím na distribučné vlastnosti základu, ktoré sa v najjednoduchšom prípade Winklerovho základu (klávesnicový model) ignorujú. Väčšina skutočných zemín má distribučnú kapacitu, keď na rozdiel od schémy Winklerovej konštrukcie nie sú do práce zapojené len priamo zaťažené časti základu. Následne, aby sa zohľadnila distribučná kapacita základu, je potrebné po prvé použiť základy odlišné od Winklerovho modelu a po druhé zaviesť do výpočtovej schémy tie časti základu, ktoré sa nachádzajú mimo základovej konštrukcie.

Účtovanie časti základne umiestnenej za oblasťou W, ktorú zaberá samotná konštrukcia v SCAD možno vykonať pomocou „nekonečných“ konečných prvkov, ako je klin alebo pás. Tieto prvky umožňujú modelovať celé prostredie oblasti W, ak je konvexné a polygonálne (obrázok 6.1).

Polygonalita plochy je takmer vždy zabezpečená s rôznou mierou presnosti. Ak je oblasť W nekonvexná alebo nie je jednoducho spojená, potom musí byť doplnená o konvexnú oblasť s konečnými prvkami obmedzených veľkostí. V tomto prípade sa v doplnených častiach predpokladá hrúbka dosky nulová.

Obrázok 6.1 – Umiestnenie obrysových konečných prvkov, ako sú klin a pás: 1 – doska; 2 – pridanie oblasti W ku konvexnej; 3 – pásový prvok; 4 – klinový prvok

Výpočtový systém SCAD poskytuje používateľom postupy na výpočet budov a konštrukcií v kontakte so základmi. Tieto postupy pozostávajú z výpočtu zovšeobecnených charakteristík prírodných alebo umelých základov. Typicky majú dizajnéri určité ťažkosti pri priraďovaní týchto charakteristík, najmä pre heterogénne vrstvené základy, pretože získanie vhodných experimentálnych údajov si vyžaduje špeciálne testy v plnom rozsahu a nahromadené tabuľkové údaje nie vždy zodpovedajú skutočným konštrukčným podmienkam.

3. Vybavenie a materiály

Počítačová trieda pre 25 miest. SCAD softvérový balík. Regulačná a technická dokumentácia v stavebníctve.

4. Bezpečnostné pokyny

Laboratórne práce môžu vykonávať len žiaci, ktorí prešli bezpečnostnými pokynmi.

Vzdialenosť od pracoviska k monitoru musí byť aspoň 1 m Nedotýkajte sa obrazovky monitora rukami a nepremiestňujte systémovú jednotku v prevádzkovom stave.

5. Metodika a poradie práce

Vytvorte Nový projekt.

Vyberte si Typ schémy.

Formulár Schéma - pravouhlú mriežku s premenlivým (obrázky 6.3 – 6.4) alebo konštantným rozstupom (obrázok 6.5), umiestnenú v rovine XoY alebo XoZ. Parametre siete sa priraďujú v dialógovom okne znázornenom na obrázku 6.2.

Obrázok 6.2 – Dialógové okno

Typ diagramu a jeho poloha v priestore sa priraďujú pomocou tlačidiel umiestnených v hornej časti okna. o urobiť správnu voľbu typ obvodu, koncovým prvkom bude automaticky priradený typ a pri práci s obvodom sa nebudú musieť meniť. Dosky majú štandardne priradený typ 11.

Obrázok 6.3 – Schéma dosky s rôznymi rozstupmi mriežky pozdĺž osi X a Y

Obrázok 6.4 – Schéma dosky s premenlivým sklonom mriežky pozdĺž osi X a Y

Obrázok 6.5 – Obdĺžniková doska s konštantným rozstupom siete konečných prvkov

Pri priraďovaní rôznych rozstupov ôk treba pamätať na to, že najkvalitnejšie riešenie sa získa, keď sa pomer strán štvoruzlových konečných prvkov blíži k 1. Neodporúča sa priraďovať pomer väčší ako 1/5. Ideálom v tomto zmysle je štvorec.

Zadajte zaťaženia.

Zadanie typu, smeru a hodnoty zaťaženia sa vykonáva v dialógovom okne (obrázok 6.6), ktoré sa otvorí po kliknutí na tlačidlo Zaťaženie platní na paneli nástrojov K stiahnutiu. V okne by ste mali nastaviť súradnicový systém, v ktorom je zaťaženie špecifikované (všeobecné alebo lokálne), typ zaťaženia (sústredené, rozložené, lichobežníkové), zadať hodnotu zaťaženia a jeho viazanie (pre rozložené a trapézové zaťaženie, väzba nie je špecifikovaná). V dialógovom okne sa zobrazí ikona znázorňujúca kladný smer zaťaženia.

Obrázok 6.6 – Dialógové okno Určenie zaťaženia na doskové prvky

Po stlačení tlačidla OK v dialógovom okne môžete začať priraďovať zaťaženia k prvkom obvodu. Skôr ako začnete zadávať zaťaženia, je vhodné povoliť príslušný filter zobrazenia.

Keď zadáte sústredené zaťaženia, program riadi viazanie zaťaženia v rámci hraníc prvku. Ak zaťaženie neklesne na prvok, zobrazí sa hlásenie a na diagrame sa označia prvky, v ktorých sa vyskytla chyba väzby.

Zaťaženie doskových prvkov môže byť špecifikované a rozdelené pozdĺž čiary spájajúcej dva užívateľom zadané uzly prvku. Ak chcete nastaviť toto zaťaženie, musíte:

– v dialógovom okne priraďte typ zaťaženia (rovnomerne rozložené alebo lichobežníkové) a aktivujte príslušné tlačidlo Pozdĺž čiary;

– nastavte smer a zadajte hodnotu zaťaženia;

- stlač tlačidlo OK v dialógovom okne;

– vyberte prvky na diagrame, ku ktorým je zaťaženie pripojené;

- stlač tlačidlo OK V kapitole K stiahnutiu;

– v dialógovom okne (obrázok 6.7) priraďte uzly, ku ktorým je zaťaženie pripojené (uzly sú v diagrame zakrúžkované zelenými a žltými krúžkami pre prvý a druhý kotevný uzol);

– stlačte tlačidlo alebo .

Obrázok 6.7 – Dialógové okno Priradenie uzlov viazania záťaže pozdĺž línie

Pri použití tlačidla Priradiť len k vybranej položke zaťaženie bude priradené k jednému prvku (jeho číslo je uvedené v okne). Po priradení značka výberu pre tento prvok zhasne a riadenie prejde na ďalší prvok v poradí.

Ak bolo stlačené tlačidlo Opakujte pre všetky vybrané položky, bude tónová záťaž automaticky priradená všetkým vybraným prvkom. Prirodzene, v tomto prípade je potrebné si byť istý, že poloha uzlov, medzi ktorými je zaťaženie špecifikované vo všetkých vybraných prvkoch, zodpovedá zámeru zaťaženia.

Vykonajte výpočet.

Získajte rôzne formy prezentácie výsledkov výpočtov.

Vytlačte výsledky.

Štruktúra prehľadu:

– metodika a postup vykonávania práce;

- výsledky;

- závery.

Výsledky sú prezentované vo forme tabuliek a grafických materiálov v súlade so získanými údajmi.

7. Testové otázky a obhajoba práce

Aká je zvláštnosť výpočtu štruktúr na elastickom základe?

Ako vygenerovať obdĺžnikovú sieť s premenlivým rozstupom pre doskový prvok v PC SCAD?

Ako vygenerovať obdĺžnikovú sieť s konštantnými rozstupmi pre doskový prvok v PC SCAD?