МНИИТЭП
 2004 (ТРУДЫ ИНСТИТУТА)






к вопросу о построении расчетной
модели панельноrо здания


r. И. ШАПИРО, rпавный конструктор МНИИТЭПа
Р. В. ЮРЬЕВ, студент IV курса факуп"тета ФОК MrCy


Бескаркасные сборные здания
составляют сеrодня значительную
часть в общем объеме жилищноrо
строительства. В связи с возросшей
этажностью этих зданий, развитием
вычислительной техники и пакетов
прикладных nporpaMM, созданных
на базе метода конечных элемен

тов, инженеры опираются в своей
работе на расчетные схемы здания в
виде пространственных пластинча

тых систем [1], элементы которых
соединены между собой тем или
иным способом. Однако если сиете

мой оболочных элементов можно
достаточно точно описать работу
отдельной стеновой панели или nли

ты перекрытия, то моделирование
платформенноro или иноro стыка
здания требует более сложных
приемов.
Построим расчетную схему зда

ния следующим образом: несущие

 стены и перекрытия будем модели


 ровать конечными оболочечными
a:i элементами, у которых rеометриче

с:
III ские параметры соответствуют пара--

 метрам натуры, а модуль деформа

Q ции соответствует физическому MO


 дулю материала конструкции.

 Представим фраrмент соедине


 ния здания (рис. 1) как систему KO


 нечных элементов, основной oco

@) бенностью которой является плат



32


$


;::
.- '"





'1


r. И. ШАПИРО





""p





....

;:"


..

 l ь


:1
'



Р. в. юрЬЕВ


форменный стык (рис. 2). В ero
расчетной схеме (рис. 3) плоские
элементы соединены между собой в
узлах упрyrими связями. Так как MO

дель состоит только из плоских эле

ментов, необходимо учесть толщину
плит перекрьпия, а точнее, податли

вость (жесткость) участков плит пе

рекрытия в зоне платформенноrо


{.i
,:
"
'



cТblкa. Значения жесткости связей
по направлениям Х, у. z rлобальной
системы координат определяются
соответственно из поведения реаль

ной конструкции при действии
внешних наrpузок. Таким образом,
жесткость каждой связи будет экви

валентна жесткости соответствую

щеrо участка стыка. Соrласно Посо

бию [2] для платформенноro rори

зонтальноrо стыка, в котором сжи

мающая наrpузка передается через
опорные участки плит перекрытий и
два растворных шва, уложенных Me

жду плитами перекрытий и соеди

няемыми элементами, коэффициент
определяют по формуле
л.с,р/ == (л.:" + л.':r, + hp/ / Е р/) А/ А р /' (1)
rде л.:" и л. ':n
 коэффициенты по

датливости при сжатии COOTBeTCT

венно Bepxнero и нижнеrо paCTВOp

ных швов; hp/
 высота опорной
части плиты перекрытия; Е /
 на--

 Р б
чальныи модуль упруrости етона
опорной части плиты перекрытий; А

 площадь платформенноrо стыка;
Ар/
 площадь платформенных уча

стков стыка, через которые переда

ется сжимающее усилие (при неоди

наковых размерах опорных площа

док вверху и внизу плиты перекры

тия можно принять их среднее зна

чение).
При кратковременном сжатии для
раствора прочноетью 1 МПа и более
при толщине шва 1O
20 мм коэффи

циент податливости растворноrо шва
)..т определяют по формулам (2), по-
лученным на основании эксперимен

тов, npоведенных в МНИИТЭПе [3]:


ПРОМЫШЛЕННОЕ И rРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО 12/2004





МНИИТЭП  2004 (ТРУДЫ ИНСТИТУТА)

1  перекрытие; 2  стеноВая
панель; 3  растВорный шоВ
Рис. 1. Платформенный стык
nанеЛЬНО20 здаНUR
при cr т < 1,15R%3
Л т == 1,5 .103R-:п2/3tт; (2)
при cr т > 1, 15R%3 , но не более 2R%3
л == 5 .103 R2/3t
т т т'
rде а т  среднее значение сжима
ющих напряжений в растворном
шве, МПа; R m  ку6иковая проч
ность раствора, МПа; ( т  толщина
pacTBopHoro шва, мм; А т  коэффи
циент податливости pacTBopHoro
шва при кратковременном сжатии,
мм 3 /Н.
Исходя из этих формул можно
определить коэффициент податли--
вости каждой связи no формуле
hp/
Лj==Лт+. (3)
2Ер/
Таким образом, податливость СВЯ--
зи есть сумма податливостей pac
TBopHoro шва и участка плиты пере
крытия толщиной, равной половине
начальной толщины. Т orда значение
жесткости Z каждой связи, обеО1ечи--
вакхцей neремещение элементов в
вертикальном направлении, будет оп--
ределяться no формуле
A/{hm +hpf /2)
z. == (4)
I Лj ,
rде h m  толщина вepxHero или ниж
Hero paCTBopHOro шва; Ajp/  пло
щадь соответствующеrо опорноrо
участка плиты перекрытия.
Так как в расчетных комплексах
жесткость упруrих связей, соединен
ных последовательно, определяется
Рис. 2. Модельное nредстаВленuе
nлатформеНН020 стыка
no обратной зависимости, то для й
связи значение жесткости вдоль оси
Z можно определить по формуле
Ар/{h:п +h';" +h pf )
Zj == , (5)
Лс,р/п
rде h:п и h';"  толщина COOTBeTCT
венно BepxHero и нижнеrо раствор-
ных швов; п  количество связей;
AC,pf определяется no формуле (1).
Сдвиrоеую жесткость по длине
rориэонтальноro стыка, обеспечи--
вающую перемещения в направле
ниях осей Х, у. примем равной сдви
rовой жесткости раствора. Для каж
дой связи она будет определяться
по формуле
ЭА р /
Х ; == У ; == , (6)
п
rде G  модуль СДВиrа раствора,
определяемый соrласно СНиП, как
для мелкозернистоro бетона клас
са, соответствующеrо прочности
раствора.
Связи между плитами neрекрытий
считаем абсолютно жесткими в ro
риэонтальном направлении, nepneH
дикулярном плоскости стен. Для
зтоro соединяем узлы элементов {1
и Z 3 и 4 но рис.  плит перекрьпий
соответствующими связями или объ
единяем их neремещения no этому
направлению.
Экспериментально установлено,
что плиты перекрытия при nлат
форменном стыке стеновых панелей
MOryт рассматриваться как связи
сдвиrа между стенами. Между вза
12/2004 ПРОМЫШЛЕННОЕ И rРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
Рис. 3. РасчетнаR схема nлат
формеННО20 стыка
имно neрneндикулярными стенами
для такой связи при марке paCTВO
ра в швах не ниже 100 и деформа-
циях сдвиrа не более 0,5 мм коэф
Фициент noдатливости при СДВиrе
А ф . р /== 5.1Об мм/Н.
Жесткость S в этом случае будет
определяться по формуле
h h ' h "
р/+ т+ т
S == (7)
Лр/
Предложенная модель HeOДHO
кратно исnoльэовалась в расчетах
naнельных зданий в лаборатории
перспективных конструкций и их Ha
дежности МНИИТЭПа. Результarы
расчетов подтвердили целесообраз
ность применения данной схемы
платформенноrо стыка.
Полученная модель noзволяет пе
рейти кнелинейной диаrрамме фи
зикомеханических характеристик
материала, noскольку neрвоначаль
ная нелинейность будет реалиэова
на в платформенном стыке.
ЛИТЕРАТУРА
,. ЛJ1шак В. И. Расчет бескаркасных
зданий с nрименением ЭВМ. М.:
Стройиздат, 1977.
2. Пособие no nроектированию жиnых
зданий. BbIn. з. ч. 1. Нонструкции
жиnых зданий (к СНиП 2.08.01---85).
М., 1986.
3. ШапJ1РО r. И., Яrуст В. И. Влияние
некоторых факторов на noдатли
вость rоризoнrальных растворных
стыков стеновых nанелей при кpaт
ковременном и длительном сжатии
/ / Исследования несущих бетOI+
ных и жеnезобетонных конструкций
сборных мноrозтажных зданий. М.:
МНИИТЭП, 1980. .
зз