При проектировании зданий, сооружений, а также отдельных конструкций, следует выполнять проверку устойчивости их положения, путём расчёта на опрокидывание. В рамках данной статьи выполним проверку устойчивости положения плиты перекрытия со свесом. Размеры плиты приведены на иллюстрации. Плита находится в общественном здании в помещении выставочного зала.
Сбор и приложение нагрузок
На плиту будут действовать следующие нагрузки:
1 Собственный вес (прикладывается автоматически, при создании модели в САПФИРе). Величина данной нагрузки будет определяться плотностью материала (железобетон) – 2.5 тс/м2, а также высотой плиты перекрытия – 20 см;
2 Постоянные нагрузки (вес конструкции пола) – принимаем 0.075 тс/м2;
3 Длительные нагрузки (вес перегородок) – принимаем 0.05 тс/м2 по п.8.2.2 СП 20.13330.2016;
4 Кратковременные нагрузки (полезная) – принимаем 0.4 тс/м2 по табл. 8.3 СП 20.13330.2016;
5 Вес ограждения балкона – принимаем 0.014 тс/м;
Если модель плиты создавалась в САПФИРе, выполняем создание расчётной модели и отправляем её в Визор. После экспорта модели в Визор, приступаем к расчёту на опрокидывание.
Суммирование нагрузок в Визоре, определение точки приложения равнодействующей
Просуммируем нагрузки от РСН1, в которое входят все загружения с коэффициентом 1. В окне суммирования нагрузок, включим отображение на схеме равнодействующей силы и векторы нагрузок.
Как видно, равнодействующая находится в пределах основной части плиты, стало быть, при равномерном приложении нагрузки, устойчивость положения будет обеспечена.
Создание невыгодной комбинации нагрузок
Согласно п.7.3 СП 20.13330.2016, при проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчёт, принимая для веса конструкции или её части коэффициент надёжности по нагрузке Yf=0.9.
Для проверки устойчивости плиты, в соответствии с п.7.3, создадим отдельное загружение, где будут учтены все нагрузки, с соответствующими коэффициентами надёжности. Приложение нагрузок будем производить путём копирования загружений. При копировании соблюдаем следующий принцип: на основную часть плиты, нагрузки будут действовать с коэффициентом 0.9, при этом, коэффициент перевода нагрузки будет вычисляться по формуле 0.9/Yf, где Yf – коэффициент надёжности по нагрузке для каждого отдельного загружения. На свес плиты, будут действовать расчётные значения нагрузок. Посчитаем коэффициенты перевода к нагрузкам:
1 Собственный вес. Основная часть плиты 0.9/1.1=0.82, свес плиты 1;
2 Постоянные. Основная часть плиты 0.9/1.3=0.69, свес плиты 1;
3 Длительные. Основная часть плиты 0.9/1.2=0.75, свес плиты 1;
4 Кратковременные. Основная часть плиты 0 – считаем, что в самой невыгодной комбинации, кратковременной нагрузки на основной части плиты нет, свес плиты 1;
5 Вес ограждения. Свес плиты 1;
Пример копирования загружений приведён на иллюстрации:
Чтобы скопировать нагрузки только для отдельных элементов расчётной модели, необходимо отметить их, перед выполнением операции копирования загружений.
Расчёт на опрокидывание при невыгодной комбинации, определение коэффициента запаса устойчивости.
Сформировав невыгодную комбинацию, выполняем проверку устойчивости положения суммированием нагрузок. Сначала проверяем положение равнодействующей силы. Убедившись, что равнодействующая находится в пределах основной части плиты, проверяем значение опрокидывающего и удерживающего моментов. Для этого необходимо поочерёдно провести суммирование нагрузок для основной части плиты и свеса. Также, следует указать координаты точки поворота, относительно которой будут вычисляться значения моментов. Точку можно указать курсором, либо ввести координаты вручную.
Вычислим коэффициент запаса устойчивости как отношение удерживающего момента к опрокидывающему: 15.2084/2.30123=6.608813548– устойчивость положения обеспечена.
