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:

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

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

Определение податливости закладной детали при кратковременном действии нагрузок

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

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

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

Определение податливости закладной детали при продолжительном действии нагрузок

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

Податливость стержня перпендикулярного сдвигу:

Податливость стержня параллельного сдвигу:

Податливость закладной детали при параллельном расположении связей-стержней:

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:

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

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

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

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

Податливость соединения складывается из податливостей закладных деталей и соединительной пластины.

Податливость соединения вдоль оси X:

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

Податливость соединения вдоль оси Z:

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

Податливость соединения вдоль оси Y:

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

Жесткость – величина обратная податливости:

Жесткость соединения по контактной поверхности в направлении оси Х:

Жесткость соединения по контактной поверхности в направлении оси Z:

Жесткость соединения по контактной поверхности в направлении оси Y:

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

Податливость соединения вдоль оси X:

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

Податливость соединения вдоль оси Z:

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

Податливость соединения вдоль оси Y:

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

Жесткость соединения по контактной поверхности в направлении оси Х:

Жесткость соединения по контактной поверхности в направлении оси Z:

Жесткость соединения по контактной поверхности в направлении оси Y:

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.