БАЗА ЗНАНИЙ
Задать вопрос
 

Пример расчета жесткости соединительных элементов в вертикальном стыке стеновых панелей

В статье рассмотрен пример расчета жесткости КЭ-55, которыми моделируется связь стеновых панелей через сварку закладных деталей.

Исходные данные

Геометрические характеристики соединения стеновых панелей в вертикальном стыке представлены на рис. 1:

Схема_вертикального_стыка
Рис. 1 Схема вертикального стыка стеновых панелей

Материалы:

  • стеновые панели – бетон тяжелый класса В25;
  • закладная деталь – пластина толщиной t=6мм, шириной a=60мм, расстояние в свету между сварными швами l=20мм; гладкие арматурные стержни диаметром d=10 мм. У контактной поверхности расположено 2 стержня, перпендикулярных плоскости стеновой панели и 2 параллельные ей;
  • относительная влажность воздуха окружающей среды 80%.

Таблица 1

Деформационные характеристики применяемых материалов

  E, МПа G, МПа φb,crt Источник
Бетон В25 30000 120001 1.8 табл. 6.11 [1]; п. 6.1.15 [1]
Сталь С255 206000 79000 табл. Б.1 [2]

1 – в соответствии с п. 6.1.15 [1] модуль сдвига бетона Gb принят 0.4Eb.;

Определение податливости закладной детали при кратковременном действии нагрузок

Податливость стержня перпендикулярного сдвигу (табл. 8 п. 3 [4] стр.22):

ЖВС_Ф_01.gif

Податливость стержня параллельного сдвигу (табл. 8 п. 4 [4] стр.22):

ЖВС_Ф_02.gif

Податливость закладной детали при параллельном расположении связей-стержней (формула (2) Приложение 4 [3] стр. 276):

ЖВС_Ф_03.gif

Определение податливости закладной детали при продолжительном действии нагрузок

Модуль деформаций бетона стен при продолжительном действии нагрузки в соответствии с п. 6.1.15 [1]:

ЖВС_Ф_04.gif

Податливость стержня перпендикулярного сдвигу:

ЖВС_Ф_05.gif

Податливость стержня параллельного сдвигу:

ЖВС_Ф_06.gif

Податливость закладной детали при параллельном расположении связей-стержней:

ЖВС_Ф_07.gif

Определение податливости соединительной пластины

Податливость соединительной пластины определим раздельно для 3х направлений в привязке к системе координат, обозначенной на рис. 1:

податливость λпл,X – вдоль пластины – исходя из закона Гука при растяжении:

ЖВС_Ф_08.gif

податливость λпл,Z – поперек пластины, в направлении ее ширины – исходя из закона Гука при сдвиге:

ЖВС_Ф_09.gif

податливость λпл,Y – поперек пластины, в направлении ее толщины – исходя из решения задачи о перемещении конца защемленной балки:

ЖВС_Ф_10.gif

При определении податливости пластины в поперечном направлении в общем случае должны быть учтены все члены, характеризующие ее деформативность: деформация сдвига при изгибе пластины и собственно изгиб пластины.

Определение податливости и жесткости соединительных элементов в вертикальном стыке при кратковременном действии нагрузки

Податливость соединения по контактной поверхности определим как для параллельного расположения связей (формула (1) Приложение 4 [3] стр. 276):

ЖВС_Ф_11.gif

Податливость соединения складывается из податливостей закладных деталей и соединительной пластины.

Податливость соединения вдоль оси X:

λX=0.000002+0.00000027+0.000002=0.00000427=мм/Н

Податливость соединения вдоль оси Z:

λZ=0.000002+0.0000021+0.000002=0.0000061=мм/Н

Податливость соединения вдоль оси Y:

λY=0.000002+0.000003+0.000002=0.000007=мм/Н

Жесткость – величина обратная податливости:

ЖВС_Ф_12.gif

Жесткость соединения по контактной поверхности в направлении оси Х:

ЖВС_Ф_13.gif

Жесткость соединения по контактной поверхности в направлении оси Z:

ЖВС_Ф_14.gif

Жесткость соединения по контактной поверхности в направлении оси Z:

ЖВС_Ф_15.gif

Определение податливости и жесткости соединительных элементов в вертикальном стыке при продолжительном действии нагрузки

Податливость соединения вдоль оси X:

λX,t=0.0000056+0.00000027+0.0000056=0.00001147=мм/Н

Податливость соединения вдоль оси Z:

λZ,t=0.0000056+0.0000021+0.0000056=0.0000133=мм/Н

Податливость соединения вдоль оси Y:

λY,t=0.0000056+0.000003+0.0000056=0.0000142=мм/Н

Жесткость соединения по контактной поверхности в направлении оси Х:

ЖВС_Ф_16.gif

Жесткость соединения по контактной поверхности в направлении оси Z:

ЖВС_Ф_17.gif

Жесткость соединения по контактной поверхности в направлении оси Z:

ЖВС_Ф_18.gif

Список используемой литературы:

  1. СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»
  2. СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции»
  3. Пособие по проектированию жилых зданий Вып. 3 Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85). М. 1989 г.
  4. Пособие по расчету крупнопанельных зданий Выпуск 1 Жесткостные характеристики. М. 1974 г.