Строим дом Мечты сбываются

Расчет монолитной железобетонной лестницы в Лире. Пример расчета. Видео.

Сегодня я хочу с вами поделиться алгоритмом расчета монолитной лестницы в программном комплексе Лира 9.6. В конце статьи вас ждет видео, но сначала немного теории и пояснений.

Имеется у нас лестница, один ее марш с площадками изображен на рисунке, а рассчитывать мы будем один этаж лестницы с двумя маршами.

Ступени (выделено красным) мы учитываем как нагрузку. Работе конструкции они не помогают, а лишь нагружают лестничный марш. А вот элементы, включенные в расчет, - это лестничные площадки и марши (выделено синим).

Итак, давайте начнем расчет.

Видеоурок вы найдете внизу статьи ↓

Сбор нагрузки.

1. Нагрузка от собственного веса марша и площадки определится автоматически.

2. Нагрузка от веса ступеней.

Нагрузка от веса ступени вертикальная, она не перпендикулярна маршу. Мы ее будем задавать в виде неравномерно распределенной нагрузки на каждую ступень (подробнее в видео). Изменяется она от нуля до максимального значения, равного высоте ступени 0,15 м, умноженной на вес железобетона 2,5 т/м³ и на коэффициент надежности по нагрузке 1,1:

0,15∙2,5∙1,1 = 0,41 т/м².

Выглядеть в итоге эта нагрузка будет так:

3. Временная нагрузка от веса людей 0,3 т/м² (согласно ДБН "Нагрузки и воздействия) с коэффициентом 1,2:

1,2∙0,3 = 0,36 т/м².

4. Нагрузка для проверки на зыбкость (согласно ДСТУ Б В.1.2-3:2006 "Прогибы и перемещения") – 0,1 т.

Построение расчетной схемы.

Расчетная схема лестницы состоит из трех площадок и двух маршей между ними. Результаты расчета для площадки можно смотреть только по средней площадке, так как к нижней и верхней приложена нагрузка лишь от одного марша.

Опирание площадок в данной задаче – по одной стороне. Вместе с маршем площадки образуют устойчивую конструкцию, по сути ломаная по высоте плита, опирающаяся по двум сторонам. С таким же успехом можно смоделировать и площадки, опирающиеся по трем сторонам, и даже марши, заведенные наружным краем на стену – нужно просто зафиксировать нужные узлы.

Важный нюанс в построении схемы: количество элементов вдоль марша должно быть равно количеству ступеней, так проще будет задавать нагрузку от собственного веса ступеней.

Задание жесткости.

Толщина и площадок, и марша одинакова. Жесткости в расчете мы задаем две: одну с обычным значением модуля упругости бетона, вторую – с пониженным (для расчета по второму предельному состоянию). Сначала мы назначим пониженный модуль упругости, сделаем расчет и проверим перемещения, а затем вернемся в исходные данные, сменим модуль упругости на обычное для железобетона значение и пересчитаем, чтобы уже посмотреть эпюры усилий и выполнить расчет арматуры.

Задание нагрузки.

Три загружения соответствуют трем типам нагрузки:

  1. Собственный вес и вес ступеней – постоянная нагрузка с коэффициентом надежности по нагрузке 1,1. Кстати, для расчета по второму предельному состоянию коэффициент равен 1,0, это в расчете не учтено, а желательно бы поиграться. Но у нас и с повышающими коэффициентами все прошло с запасом.

Нагрузка от веса ступеней выглядит так:

На каждой ступеньке она меняется от нуля до максимального значения.

Вместе с собственным весом получается так:

2. Временная нагрузка.

3. Нагрузка для проверки на зыбкость – сто кило в середине марша.

Для проверки нагружаем только один марш, так как марши одинаковые.

Напоминаю. Проверка на зыбкость диктует следующее условие: при нагружении лестничного марша в центре пролета нагрузкой 100 кг марш должен прогнуться (вертикальное перемещение) менее, чем на 0,7 мм.

Почему важна проверка на зыбкость? Если конструкция не проходит по расчету граничное условие, лестница будет играть под ногами. Это не будет угрожать целостности конструкции (до определенных пор), но дискомфорта людям принесет немало. Просто страшно ходит по лестнице, которая трясется от каждого шага.

Кстати, после задания всех нагрузок нужно бы сгенерировать таблицу РСУ (расчетные сочетания усилий), о чем я благополучно забыла во время записи видеоурока. Прощаю себе потому, что рассматриваю результаты (усилия и армирование) по РСН (расчетному сочетанию нагрузок). Но лучше об РСУ не забывать, особенно в более сложных расчетах.

Выполнение расчета для проверки деформаций лестницы.

После того, как была построена расчетная схема, заданы связи, нагрузки, жесткости, можно запускать задачу на расчет и смотреть результаты.

В результатах в первую очередь генерируем РСН (расчетное сочетание нагрузок). У нас три загружения, из них два первых сочетаются между собой. Мы, конечно, можем посмотреть результаты по каждому загружению и просуммировать их, но зачем, если программа позволяет нам воспользоваться ее возможностями? Поэтому генерируем РСН (расчет на зыбкость в сочетания не включаем, он идет отдельным сочетанием) и ищем наихудший результат.

В деформациях нам интересны только перемещения по оси Z, вот их и проверяем. У нас деформация лестничного марша максимум 8 мм. При пролете 5400 мм. Согласно ДСТУ "Прогибы и перемещения" максимальный прогиб не должен превышать L/200. Проверим:

5400/200 = 27 мм > 8 мм.

Условие выполняется, наш прогиб меньше максимально допустимого.

Также нужно проверить условие расчета на зыбкость. Прогиб от нагрузки размером в 0,1 т, приложенной в центре пролета, составляет 0,05 мм – значительно меньше 0,7 мм, значит все в порядке.

Выполнение расчета для определения усилий в лестнице.

Раз с перемещениями все в пределах нормы, можно вернуться в исходные данные, заменить жесткость на обычную (Е=3е006) и пересчитать задачу.

В результате расчета мы получаем результаты, готовые для экспорта в ЛирАРМ. Посмотрим на эпюры моментов и поперечных сил – они не вызывают вопросов и выглядят вполне логично. Кстати, если бы местные оси пластин не совпадали с глобальными осями (я об этом говорю при построении расчетной схемы), с эпюрами усилий была бы путаница – все было бы не то и не так. Этот вопрос я вынесла в отдельную статью (там же есть наглядное видео), можете изучить (статья в разработке).

Переход в ЛирАРМ и расчет армирования лестницы.

Последний этап – расчет армирования лестницы. Здесь никаких особенностей нет. Импортируем в ЛирАРМ, задаем материалы, выполняем расчет по РСН или РСУ (последнее нужно было сформировать в предыдущем окне) и читаем результаты.

Нижняя рабочая арматура:

Верхняя рабочая арматура:

Все готово для конструирования. Им мы тоже займемся в одной из следующих статей.

Спасибо вам за внимание, а вот и видеоурок.

 

 

Вопросы по расчету можно задать в комментариях.

Добавить комментарий


Последняя статья на сайте

Об анкеровке разными способами – что работает, а что – не очень

Очень часто при строительстве и при реконструкции нужно присоединить одну конструкцию к другой. Причем присоединить надежно, чтобы не было разрушения. Все узлы сопряжения очень важны, их целостность обеспечивает проектное положение конструкции, а значит – ее целостность. Мне в свое время хорошо запомнилась яркая аналогия главного конструктора Владимира Борисовича, который ввел меня в мир проектирования. Мне кажется, я ее уже приводила, но повторить будет не лишним. Он говорил мне: "Я представляю себе любую конструкцию так, будто она – это я. И анализирую, надежные ли опоры выбраны для каждой части. И когда я так делаю, то иногда вижу, что инженер вместо того, чтобы опереться на руку, на плечо или на туловище, прицепился к уху или к носу – повесил на них то, что они явно не выдержат". Вот иногда при помощи таких ушей, носов и даже ресничек мы пытаемся связать массивные, тяжелые конструкции, требующие под собой надежную опору. Особенно часто это случается при применении всевозможных анкеров, которые связывают одно с другим в единое целое.

Давайте рассмотрим ситуации с анкеровкой на живых ситуациях.

Прочитать статью

Популярные статьи

Последние комментарии

  • Олег 22.07.2018 18:00
    Благодарю за статью )

    Подробнее...

     
  • Иринa 18.07.2018 17:00
    В проектировании допускается армировать по расчету.

    Подробнее...

     
  • Галина 18.07.2018 16:52
    Правда в сечении монолитный пояс 400х220 (bхh) а перемычка 250 х220 (bхh)

    Подробнее...

     
  • Галина 18.07.2018 16:50
    А если к примеру я подберу перемычку над проемом, посмотрю армирование перемычки в серии. И добавлю ...

    Подробнее...

     
  • Марго 18.07.2018 16:47
    Спасибо!

    Подробнее...

     
  • Иринa 18.07.2018 16:42
    Если пояс над проемом, его армируют по расчету. Считаете как защемленную балку, расчетная длина равна ...

    Подробнее...

     
  • Иринa 18.07.2018 16:39
    Мария, точно не скажу. Должны быть типовые узлы, поищите в сериях.

    Подробнее...