Расчет жесткости стен основан на второй статье данной серии.
План здания
Жесткость стен из-за различий в значениях оказывает значительное влияние на общую деформацию плана здания. Кроме того, на деформацию здания влияет несимметричное расположение стен.
Обычно данное воздействие учитывается посредством значений жесткости в двухмерной модели.
Пример:
Покажем данное воздействие на простом примере двухэтажного здания. Здание имеет регулярную планировку. Более подробную информацию о критериях минимального усиления жесткости можно найти в [1].
Конструкция:
- План здания = 5 м ⋅ 10 м
- Упрощенный расчет, окна не включаются в высоту этажа.
- С каждого края стены размещается анкерная стяжка.
- Конструкция стены и значения жесткости описаны во второй статье данной серии.
- Шаг сетки КЭ = 1,5 м
Нагружение:
- Собственный вес и конструкция = 2 кН/м²
- Ветровая нагрузка в глобальном направлении y
- ВЗ2
- Отметка = 100 м над уровнем моря
- we + d = 0,46 + 0,74 = 1,2 кН/м²
- We,d = 1,2 кН/м² ⋅ 3 м = 3,6 кН/м
Сочетание:
- CO1 = 1,0 LC1 + 1,5 LC2
Жесткость стен:
В результате мы получим четыре различных значения длины стены. Для упрощения жесткости стен рассчитываются для эквивалентных стержней. Определение жесткости производится аналогично предыдущей статье.
| Стена | Длина [м] | Модуль упругости [кН/см²] | D66/D77 [кН/см] | Модуль G [кН/см²] | D88 [кН/см] | Жесткость опоры [кНсм/рад] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0,5 | 792 | 9 504 | 0,47 | 6,5 | 64 499 |
| 2 | 1,0 | 396 | 4 752 | 0,80 | 11,0 | 257 995 |
| 3 | 1,5 | 264 | 3 168 | 1,04 | 14,3 | 580 489 |
| 4 | 2,5 | 158 | 1 901 | 1,36 | 18,8 | 1 612 469 |
Жесткости стен рассчитываются для каждого из четырех значений длины стены. Для этого каждая стена нагружается единичной нагрузкой, равной 1 кН. Поскольку невозможно изготовить стену длиной более 2,5 м при высоте 2,75 м, то средняя стена разделена в середине.
В прилагаемом к статье файле 1 модели в RFEM деформации для всех значений длины стен рассчитываются как результаты по поверхностям и по стержням. В верхней части модели деформация рассчитывается без стенного анкера, а в нижней части - со стенным анкером. Сравнение деформаций показано также на рисунке 04.
На основе полученных деформаций отдельных стен для каждой стены рассчитывается жесткость.
Например, для стены 1 длиной 50 см получим следующее значение жесткости:
C = F/u = 1 кН/22,5 мм = 0,044 кН/мм
c = F/l ⋅ C = 1 кН/0,5 м ⋅ 0,044 кН/мм = 0,088 Н/мм²
Для всех стен:
1-я стена | l = 0,5 м | c = 0,088 Н/мм²
2-я стена | l = 1,0 м | c = 0,164 Н/мм²
3-я стена | l = 1,5 м | c = 0,230 Н/мм²
4-я стена | l = 2,5 м | c = 0,333 Н/мм²
Данные значения жесткости присваиваются соответствующей линейной опоре на плане здания (см. рисунок 05). План здания вы найдете в прикрепленном файле 2 модели в RFEM.
Благодаря симметричности здания вращение конструкции отсутствует. Эта техническая статья объясняет данный аспект более подробно. В прилагаемом видео показано, как в асимметричном плане здания возникают горизонтальные силы относительно направления нагрузки.
Резюме
В нашей статье приведен расчет по этажам здания из деревянных панелей. Значения жесткости можно определить с помощью поверхностных или стержневых элементов. Также учтена гибкость, возникающая из-за анкеровки.
Воспользуйтесь приложенным файлом Excel для того, чтобы воспроизвести расчет примеров.
В последующей заключительной статье данной серии будет пояснен расчет сил, определяемых на основе реакций линейных опор (см. рисунок 05).
.png?mw=350&hash=117ad3f33c60ab58cde72c606f62ba73be0be9f3)
.png?mw=512&hash=4e74affa9ad0c7b703151c5085ac9b8e59171c23)
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
