BŪVKONSTRUKCIJAS.LV

Portālrāmja aprēķins ar spiesti - stieptu elementu modeļiem

10.06.2013

07.06.2013. RTU telpās notika LBPA organizēts diskusiju seminārs par dzelzsbetona aprēķinu ar spiesti - stieptu elementu modeļiem. Šeit zemāk ievietoti 3. lekcijas materiāli - portālrāmja aprēķins. Vēlreiz atvainojamies par slikto attēla kvalitāti semināra laikā, šeit, zemāk doti visi attēli ar konspektīviem autora komentāriem.
Zem raksta komentāros iespējams atstāt savus jautājumus un komentārus, ātrāk vai vēlāk uz tiem visiem centīsimies atbildēt.

Tiek apskatīts daudzstāvu ēkas rāmis, kam 1. stāvā paredzēta portālrāmja konstrukcija; vidējās kolonnas uz kā balstīti 3 stāvi un jumts paredzēts pārbalstīt uz tās. Betons C30/37, stiegrojums B500B.

 

system/application/uploads/file/Portalramis/01.png

 

Šajā aprēķina apskatā tiek dotas pārbaudes konstrukcijai asīs Y2-Y3.

 

system/application/uploads/file/Portalramis/02.png

 

Spiesti stieptu elementu modeli ir jāveido tā, lai spiestie stieņi atbilst principiālajiem spiedes spriegumiem un stieptie stieņi atbilst iecerētajām stiegrojuma asīm; - !!! tas ir svarīgi !!! Lai noteiktu spiedes virzienus un novērtētu elementu spriegumstāvokli racionāli ir ģenerēt GEM aprēķinu, kāds tas dots 3. attēla augšpusē, apakšpusē pieņemtais modelis.

 

system/application/uploads/file/Portalramis/03.png

 

Uzreiz tiek pieņemts, ka nepieciešamais stieptais stiegrojums būs tik apjomīgs, ka to vienā kārtā izvietot nebūs iespējams, stieptā stiegrojuma asis paredzētas 150mm no šķautnēm.
Tuvināts pieņēmums, ka pa asi Y2 un Y3 uz portāla kāju atnāks pa 450 tonnām; tuvināti pieņemam, ka slīpajā spraislī pienāks ~630t, no tā arī pieņemam - cik tālu no slīpās skaldnes novietot spraisli - šeit pieņēmums ~70cm - tas ļauj spraislī pielaist 140x60x90kg/cm2 ~ 750 tonnas - pietiekami un ar nelielu rezervi.
Ja elementu asu izvietojumu mums nebūs izdevies uzminēt un aprēķins rādīs, ka tie nav pietiekami, tad jākoriģē modelis tā lai būtu iespējams nodrošināt elementu nestspēju. Ja mēs pārspīlēsim ar šiem attālumiem, arī tad jānovērtē - vai nevajag atkoriģēt modeli - ja spraišļi būs izvietoti vairāk uz malām, tad piepūles stieņos būs mazākas, pārbaudes izpildīsies ar mazākiem stiegrojuma daudzumiem vai arī mēs atradīsim, ka stiegrās ir mazāki spriegumi - varēsim precīzāk prognozēt konstrukcijas nestspējas rezerves.
Neliela atkāpe - teorētiski spiesti - stieptu elementu aprēķina metode ir droša metode - arī neveiksmīgi izvēlētas aprēķina shēmas gadījumā konstrukcija var sanākt pārstiegrota; var izrādīties, ka lai tā sāktu strādāt tai ir jāplaisā. Bet izpildot visas būvnormatīvos uzdotās prasības konstrukcija atbilst nestspējas robežstāvokļa prasībām - tā nesabruks.
Spiesti stieptu elementu modeli modeli jārēķina ar stieņiem, kam katrā galā ir šarnīri. Tomēr arī šādā aprēķinā, ja ir statiski nenoteicama sistēma (un šeit apskatītā ir 2x nenoteicama sistēma), tad stieņu ģeometriskie parametri ietekmē piepūļu sadalījumu. Mūsu pieredze rāda - pēc reālu stingumu atkoriģēšanas stieņiem izmaiņas šādās sistēmās mainās ļoti nedaudz. Nav pamata baidīties no statiski nenoteicamām shēmām, ja vien statiskās nenoteicamības pakāpe nav pārāk augsta. Statiskās nenoteicamības ietekmi uz rezultātu inženierim jānovērtē pašam, šaubu gadījumā pēc dimensionēšanas jāveic atkārtotu modeļa pārrēķinu ar precizētiem šķērsgriezumiem.

 

system/application/uploads/file/Portalramis/04.png

 

system/application/uploads/file/Portalramis/05.png

 

Redzams, ka „nulles" stiens sijas laidumā izvēlēts pārāk tālu uz sijas vidu - vienā slīpā atgāznī stiepe, bet tā ir tik niecīga. Tiek novērtēts, ka neatbilstība ir niecīga, tā neietekmē konkrēto rezultātu, pārrēķins netiek veikts.

 

system/application/uploads/file/Portalramis/06.png

 

Pārsvarā visi spiestie elementi ir ar šķērsvirziena stiepi, tādēļ šādam gadījumam tos jādimensionē uz pieļaujamajiem spriegumiem 89,76kg/cm2.
Praktiski to var veikt šādi - aprēķins veikts ar GEM programmu (sistēma tomēr ir statiski nenoteicama) - ienesam piepūļu vērtības excel darba lapā, tās dalam ar pieļaujamo spriegumu vērtību un platumu - 60cm - iegūstam nepieciešamo gabarītu izklājumā. AutoCAD failā spraišļu polilīnijām piešķiram atbilstošus biezumus konstrukcijas izklājumā (tādēļ tas attēls izskatās tāds kāds tas ir te redzams).
Redzam, ka visbīstamākajos iecirkņos rezervju nav, arī spiesto spraisli gar slīpo skaldni nekur tālāk aizbīdīt nav kur,
augšējie spraišļi izbrauc no gabarītiem, par to tālāk.
Kopumā nav nepieciešams precizēt pieņemto shēmu.

Augšējais spiestais spraislis pie konstrukcijas platuma 600mm ir nepieciešams augstāks par pieņemtajiem 300mm, tomēr nav nepieciešams pārstrādāt shēmu, jo 300mm biezumā pie rāmja pienāk 300mm bieza pārseguma plātne, ko iekļausim spiestajā spraislī.

 

system/application/uploads/file/Portalramis/07.png

 

Vispirms izvēršam spiesto spraisli nepieciešamajā platumā klātpienākošajā pārseguma plātnē - attēlā krustots iesvītrojums.
Attiecīgi pēc EC2 6,25 attēla spiedes piepūli sadalām divās komponentēs un nosakām - kādas papildus šķērsvirziena stiepes piepūles radīsies perpendikulāri spiedei veidojot šo „pudeli".
Aprēķins šajā gadījumā ir diezgan formāls - maksimālā piepūle - 1310kg/m, jeb papildus katrai stiegrai - ja tās izvietotas ar soli 200mm un divos līmeņos - 131kg; formāli tas ir jāņem vērā veicot plātnes stiegrojuma dimensionēšanu.

 

system/application/uploads/file/Portalramis/08.png

 

Koncentrētas slodzes balstmezgls - spiedes nestspēju spraišļos nosaka ņemot vērā divu virzienu stiepi, koeficients K3=0,75.
Tiek paredzēts, ka slodze pienāk no 1m platas kolonnas, šādā gadījumā mezgls ir līdzsvarā - pārbaudes izpildās.

Stieptā stiegrojuma daudzuma dimensionēšana.

 

system/application/uploads/file/Portalramis/09.png

 

Nepieciešamajam stieptajam stiegrojumam ULS aprēķins pieļauj spriegumus līdz 435Mpa, bet veicot tuvinātus aprēķinus tiek pieņemts lēmums ierobežot spriegumus līdz 80% - lai nodrošinātu plaisu ierobežošanu.

 

 system/application/uploads/file/Portalramis/10.png

 

system/application/uploads/file/Portalramis/11.png

 

Iecerēts sekojošs stiegrojums, kur stiegru diametri tiek precizēti pēc iepriekš noteiktajiem minimālajiem nepieciešamajiem stiegrojuma šķērsgriezumu laukumiem.


Normunds Tirāns

 

© buvkonstrukcijas.lv 2011