Опыт использования SCAD Office при расчете зданий и сооружений (расчет здания на просадочных грунтах)

1. Скорук Л.Н. Опыт использования SCAD Office при расчете зданий и сооружений (расчет здания на просадочных грунтах)

Научно-практический семинар «Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
г. Москва, 21 апреля 2020 г.
Скорук Л.Н.
Опыт использования SCAD Office при расчете зданий и сооружений
(расчет здания на просадочных грунтах)

2. 2

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Исходные данные для расчета здания винодельни:
1. Рассчитать каркас 1-2х этажного здания размерами в плане 25х84 м на просадочных грунтах.
2. Выбрать оптимальный тип каркаса.
3. Выбрать оптимальный тип фундамента.
2

3. 3

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Поэтажные планы здания винодельни:
цокольный этаж
1- й этаж
бочки по 6-10 т
2- й этаж
3

4. 4

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Исходные данные для проектирования:
деформационный
шов
4

5. 5

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Исходные данные для проектирования:
1. Нормативная сейсмичность площадки строительства по сейсмичности района - 5 баллов;
2. Категория грунта по сейсмическим свойствам – II;
3. Нормативная сейсмичность площадки строительства в зависимости от категории грунта по сейсмическим
свойствам - 5 баллов;
4. Тип грунтовых условий по проседанию - II (мощность просадочной толщи 20,5 м).
5. Возможная величина просадки грунтов от собственного веса при замачивании (до глубины 20,5 м) - 31,8 см.
20,5 м
просадочные
грунты
(супеси,
суглинки)
5

6. 6

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
6
Схема вариантов возможного выбора глубины заложения фундаментов в лёссовых
(просадочных) грунтах
1. Если фундамент мелкого заложения получает Sпр + S > Su, то увеличивают глубину заложения фундамента.
2. Фундамент с большей глубиной заложения (меньшей просадочной толщей под подошвой).
3. Фундамент глубокого заложения (опора подошвы на непросадочный грунт).
4. Прорезка просадочного грунта сваями (необходимо учитывать отрицательное трение).
5. Сжимаемую зону под фундаментом искусственно делаем непросадочной.
6. Другие мероприятия, сюда относиться (согласно СНиП):
дренаж вокруг сооружения (повышенные требования);
прокладка инженерных коммуникаций по схеме труба в трубе (снижение риска замачивания лёссового
грунта в случае возможной протечки);
повышенные требования к планировке застраиваемой территории (расположение сооружений с
повышенным риском утечки воды – водонапорных башен в пониженных местах) (см. схему);
различные мероприятия, уменьшающие возможность замачивания грунта под фундаментами
(уширенная отмостка вокруг здания, повышенный уклон от здания самотечных инженерных
трубопроводов и т.д.).

7. 7

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Исходные данные для проектирования:
Модуль деформации грунта в замоченном состоянии в просадочных грунтах
почти в 2 раза меньше чем в сухом состоянии.
7

8. 8

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Влияние от неравномерных деформаций основания:
Схемы вертикальных
и горизонтальных
перемещений
земной поверхности
при просадке грунтов
от собственного веса
Схемы вертикальных
перемещений
основания здания
(сооружения) при
просадке грунтов от
внешней нагрузки
r - расчётная длина
участка оседания
земной поверхности
при просадке грунтов
от собственного веса
Схемы возможного замачивания основания с локальных источников на его поверхности
8

9. 9

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
9
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Влияние от неравномерных деформаций основания:
Согласно
влияние
норм
на
было
учтено
возможное
напряженно-деформированное
состояние
сооружения
деформаций
основания
неравномерных
в
результате
возможного замачивания грунтов.
В
расчетной
схеме
рассматривалось
3
возможных варианта расположения источника
замачивания:
- слева,
- посередине
- справа
в каждой из обособленных частей здания.
Влияние
на
конструкцию
здания
от
неравномерных осадок при просадке ее почвы в
результате замачивания принимался в виде
снижения контактной жесткости основания на
замоченных
участках
в
результате
возникновения деформаций проседания.

10. 10

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Общий вид расчетной схемы
10

11. 11

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Общий вид расчетной схемы
консоль 6,4 м
11

12. 12

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
12
Расчёт коэффициентов постели в программе КРОСС
После расчета файла (*.spr) с
заданными коэффициентами
постели, можно уточнить С1 с
помощью передачи значений Rz
из SCAD в КРОСС.
Количество итераций определяет
пользователь.
Площадку с ИГЭ можно
выбрать из заранее созданных в
программе КРОСС или задать
новую.

13. 13

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Модернизация исходных файлов для режима Вариация моделей
После расчета всех файлов (задача 1 ... Задача 7) их результаты расчета были объединены в файл
вариации моделей, где была проведена обработка и выбор всех неблагоприятных сочетаний усилий по
семи рассматриваемых схем для каждого элемента схемы и на основании этого был проведен подбор
арматуры в железобетонных элементах и проверенны сечения металлопроката.
13

14. 14

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Модернизация исходных файлов для режима Вариация моделей
Задача №1 – Сухой грунт
Задача №5 – Сухой грунт-С1=const-вариант №1
Задача №2 – Сухой грунт-С1=const
Задача №6 – Сухой грунт-С1=const-вариант №2
Задача №3 – Мокрый грунт
Задача №7 – Сухой грунт-С1=const-вариант №3
Задача №4 – Мокрый грунт-С1=const
Файлы отличались между собой только значениями
коэффициентов постели под фундаментной плитой.
Количество узлов и элементов в задачах было одинаковое.
Упаковку данных в файлах, входящих в пакет Вариации
моделей делать нельзя!!!
14

15. 15

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Создание файла Вариации моделей (*.vpr)
Файлы (*.spr), входящие в пакет Вариации моделей должны
находится в одной папке и быть посчитанными.
Нумерация узлов и элементов во всех файлах должна быть
одинаковая (упаковку данных делать нельзя), чтобы при анализе
РСУ анализировались усилия в одних и тех же элементах во всех
задачах.
15

16. 16

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Создание файла Вариации моделей (*.vpr)
16

17. 17

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Создание файла Вариации моделей (*.vpr)
Выбор активной задачи в Дереве
проекта определяет данные для
групп армирования (толщина, тип КЭ
и т.д.) и групп стальных элементов
(номер профиля)
Импорт данных о
заданном армировании,
группах железобетонных
и стальных элементов
облегчает задание этих
групп и их анализ в
файле вариации
17

18. 18

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Расчетное сопротивление грунта под фундаментом, Rz
Сухой грунт
под всем зданием
(задача №1)
Замоченный грунт
под всем зданием
(задача №3)
18

19. 19

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Вертикальные перемещения фундаментной плиты, по Z
Сухой грунт
под всем зданием
(задача №1)
Замоченный грунт
под всем зданием
(задача №3)
19

20. 20

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Вертикальные перемещения всей схемы, по Z
Сухой грунт
под всем зданием
(задача №1)
Z = -34,74 мм
Замоченный грунт
под всем зданием
(задача №3)
Z = -50,79 мм
20

21. 21

апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Результаты подбора арматуры в фундаментной плите
AS1, см2/м
AS2, см2/м
AS3, см2/м
AS4, см2/м
21

22. 22

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Результаты подбора арматуры в наружных стенах
AS1, см2/м
AS2, см2/м
AS3, см2/м
AS4, см2/м
22

23. 23

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Результаты подбора арматуры в несущих стенах при входной консоли
AS1, см2/м
AS2, см2/м
AS3, см2/м
AS4, см2/м
23

24. 24

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Группы конструктивных элементов для сечений металлопроката
Верхний пояс фермы Ф2
Решетка фермы Ф1
Жесткости
120x80x5
80x5
12
24

25. 25

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Проверка сечений металлопроката
Жесткости
120x80x5
80x5
12
Жесткости
120x80x5
80x5
12
Прочность сечений обеспечена
К < 1,0
25

26.

21 апреля 2020, г. Москва
Научно-практический семинар
«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21»
Контактная информация:
Скорук Леонид Николаевич
к.т.н., старший научный сотрудник НП ООО "СКАД Софт"
E-mail: [email protected]
Тел.: +38 (044) 249-71-91
Моб.: +38 (044) 587-71-45
26