Кельнер А.Г. Железобетонные купольные покрытия - файл n1.doc

приобрести
Кельнер А.Г. Железобетонные купольные покрытия
скачать (2233 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc2233kb.18.09.2012 17:04скачать

n1.doc

1   2

Значения изгибающих моментов по длине меридиана оболочки (влияние краевого эффекта)


Исходные данные

?

?1

?2

М0?1

SH0sin?0

(M0+SH0sin?0)?2

M? (5)+(7)

1

2

3

4

5

6

7

8

M0 = 57.69 Н·м

0

1

0

57.69

-242.05

0

57.69

H0 = -333.40 Н

0.1

0.9004

0.0903

51.95

-242.05

-16.65

35.30

S = 1.0025

0.2

0.8024

0.1627

46.29

-242.05

-30.00

16.30

?0 = 46°24ґ

0.3

0.7078

0.2189

40.83

-242.05

-40.36

0.48

sin?0 = 0.7242

0.4

0.6174

0.261

35.62

-242.05

-48.12

-12.5

 

0.5

0.5323

0.2908

30.71

-242.05

-53.61

-22.90




0.6

0.453

0.3099

26.13

-242.05

-57.13

-31

Окончание табл. 5

1

2

3

4

5

6

7

8

 

0.7

0.3798

0.3199

21.91

-242.05

-58.98

-37.07

 

0.8

0.313

0.3223

18.06

-242.05

-59.42

-41.36

 

0.9

0.2528

0.3185

14.58

-242.05

-58.72

-44.13

 

1

0.1988

0.3096

11.47

-242.05

-57.08

-45.61

 

1.1

0.151

0.2967

8.71

-242.05

-54.70

-45.99

 

1.2

0.1092

0.2807

6.30

-242.05

-51.75

-45.45

 

1.3

0.0729

0.2626

4.21

-242.05

-48.41

-44.21

 

1.4

0.0419

0.243

2.42

-242.05

-44.80

-42.38

 

1.5

0.0158

0.2226

0.91

-242.05

-41.04

-40.13

 

1.6

-0.0059

0.2018

-0.34

-242.05

-37.20

-37.54

 

1.7

-0.0236

0.1812

-1.36

-242.05

-33.41

-34.77

 

1.8

-0.0376

0.161

-2.17

-242.05

-29.68

-31.85

 

1.9

-0.0484

0.1415

-2.79

-242.05

-26.09

-28.88

 

2

-0.0564

0.1231

-3.25

-242.05

-22.69

-25.95

 

2.1

-0.0618

0.1057

-3.57

-242.05

-19.49

-23.05

 

2.2

-0.0652

0.0896

-3.76

-242.05

-16.52

-20.28

 

2.3

-0.0668

0.0748

-3.85

-242.05

-13.79

-17.64

 

2.4

-0.0669

0.0613

-3.86

-242.05

-11.30

-15.16

 

2.5

-0.0658

0.0491

-3.80

-242.05

-9.05

-12.85

 

2.6

-0.0636

0.0383

-3.67

-242.05

-7.06

-10.73

 

2.7

-0.0608

0.0287

-3.51

-242.05

-5.29

-8.80

 

2.8

-0.0573

0.0204

-3.31

-242.05

-3.76

-7.07

 

2.9

-0.0535

0.0133

-3.09

-242.05

-2.45

-5.54

 

3

-0.0493

0.007

-2.84

-242.05

-1.29

-4.13


7. АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЙ В КУПОЛЕ

ПРИ ДЕЙСТВИИ НАГРУЗОК

В данных методических указаниях рассматривается распределение усилий в куполе с оболочкой сферического очертания при загружениях постоянной и снеговой нагрузками.

Меридиональные усилия от постоянной и снеговой нагрузок сжимающие по всей высоте оболочки, но при этом величина их увеличивается от вершины к опорам (рис. 9).

Кольцевые усилия от этих же нагрузок изменяются от максимальной величины сжатия в вершине оболочки до нуля и затем до максимальной величины растяжения у опорного кольца. Угол, при котором кольцевые усилия равны нулю, для постоянной нагрузки составляет приблизительно 520, для снеговой – 450 (см. рис. 9).
Таблица 6
Горизонтальный распор и соответствующие ему кольцевые усилия в опорном кольце при действии постоянной и снеговой нагрузок увеличиваются пропорционально косинусу центрального угла. Это же правило остаётся в силе для изгибающих моментов, возникающих в зоне контакта оболочки с опорным кольцом.

В опорном кольце действуют осевая растягивающая сила и изгибающий момент. Следовательно, опорное кольцо находится в условиях внецентренного растяжения. Вследствие незначительной величины изгибающего момента его допускается рассчитывать как центральное растянутое. При этом считается, что всё растягивающее усилие воспринимается только арматурой.
8.ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КУПОЛОВ
8.1.Монолитный купол
В верхней части купола в зоне действия сжимающих усилий арматура в меридиональном и кольцевом направлениях устанавливается без расчёта по конструктивным соображениям. Конструктивная арматура выполняется в виде сетки из стержней диаметром 56мм с шагом 150200мм. Сетку рекомендуется располагать посередине сечения оболочки. При проектировании сетки следует иметь в виду, что число стержней, укладываемых в меридиональном направлении, с приближением к вершине уменьшается в соответствии с уменьшением длины окружности купола.

В нижней части купола в зоне примыкания к опорному кольцу ставят дополнительную арматуру в меридиональном и кольцевом направлениях. Меридиональная арматура рассчитывается по изгибающему моменту, а кольцевая – по растягивающему усилию. Дополнительная арматура выполняется в виде сетки из стержней диаметром 610мм и шагом не более 200мм.

Опорное кольцо в целях повышения трещиностойкости делается предварительно-напряжённым. Натяжению подвергается кольцевая рабочая арматура. Натяжение осуществляется на «бетон» механическим или электрическим способом.

В целом армирование купола может быть представлено в виде схемы (рис. 10).
8.2.Сборный купол
Членение сборного купола на монтажные элементы может осуществляться по меридиональному и меридионально-кольцевому направлениям (рис.11). При членении по меридиональному направлению монтажный элемент имеет криволинейное очертание (см. рис.11). Из условия транспортировки длина сборного элемента не должна превышать 18м, а ширина – 3,5м. Данные рекомендации могут быть выполнены при условии, если диаметр опорного кольца не превышает 40м.

Сборные элементы купола усиливаются контурными и промежуточными рёбрами.

Членение купола по меридионально-кольцевым направлениям позволяет получать как криволинейные, так и плоские монтажные элементы (см. рис.11). Плоские панели проще в изготовлении, но ухудшают внешний вид купола и работу оболочки, так как в местах стыков будут переломы, приводящие к возникновению дополнительных изгибающих моментов.
Библиографический список
1. Байков В.Н., Сигалов К.Э. Железобетонные конструкции. – М.: Стройиздат, 1991.

2. Липницкий М.Е. Купольные покрытия для строительства в условиях сурового климата. – Л.: Строийиздат, 1981.

3. Руководство по проектированию железобетонных конструкций покрытий и перекрытий/НИИЖБ Госстроя СССР. – М.: Стройиздат, 1979.


а) б)




Рис. 1. Конструктивные схемы купольных покрытий: а – с полным куполом; б – усеченный купол с фонарным кольцом; 1 – оболочка купола; 2 – опорное кольцо; 3 – фонарное кольцо


hk

bk



Рис. 2. Основные габаритные размеры купола: D – диаметр купола;

f – стрела подъёма; hk , bk – размеры поперечного сечения кольца;

t – толщина оболочки



Касательная


Рис. 3. Основные геометрические характеристики купола: Xc , Yc – координаты центра окружности; Xi , Yi – координаты сечений купола по горизонтали и вертикали; ?i – центральный угол сечения


Рис. 4. Геометрическая схема купола с расчётными сечениями

а)

б)




Рис. 5.Схемы загружения: а – нагрузка от собственного веса;

б – равномерно распределенная нагрузка от снега

а) б)




Рис.6. К расчету оболочки купола: а – схема купола с шарнирно-подвижным опиранием по контуру; б – элемент купола с внутренними усилиями; 1 – меридиональное сечение; 2 – кольцевое сечение; 3 – ось вращения


Рис. 7. Расчетная схема купола для определения усилий краевого эффекта: 1 – оболочка купола; 2 – опорное кольцо


?



а)

б)

в)

М?

?

Угол ?


?

Рис. 8. Эпюры усилий в куполе: а – эпюра изгибающих моментов; б – эпюра кольцевых усилий; в – направление осей координат

а)

б)

N1

N2

N1

N2

Рис. 9. Эпюры усилий N1 и N2 в куполе-оболочке: а – при загружении купола собственным весом; б – при загружении купола снеговой нагрузкой


б

а

Рис. 10. Схемы армирования купола: тип I – арматура оболочки;

тип II – арматура в зоне примыкания оболочки у опорному кольцу: а – арматурные стержни меридионального направления, рассчитываются по изгибающему моменту; б – кольцевая арматура, рассчитывается по растягивающему усилию; тип III – рабочая арматура опорного кольца. А – узел сопряжения оболочки с опорным кольцом; 1 – арматура конструктивной сетки оболочки;

2 – дополнительная арматурная сетка; 3 – предварительно-напряжённая арматура опорного кольца


а)

б)

Рис. 11. Членение купола на сборные элементы: а – разрезка по меридиональному направлению; б меридионально-кольцевая разрезка






Таблица 6


Значения кольцевых усилий по длине меридиана оболочки

(влияние краевого эффекта)





Исходные данные

?

?1

?2

М0?1

М0?2

SH0·sin?0

SH0·sin?0·?1

(3) x (7)

M0?1+SH0sin?0?1

(5) + (8)

М0?2?

(M0?1+SH0sin?0?1)

(6) + (9)

2rc

S2

2rc/S2·[М0?2?

(M0?1+SH0sin?0?1)] (10)x(11)

N2?, кН

(N2)+(12)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

M0 = 57.69 Н·м

0

1

0

57.69

0

-242.05

-242.05

-184.36

-184.36

57.7

-10.64

-147.241

H0 = -333.4026 Н

0.1

0.9

0.0903

51.95

5.21

-242.05

-217.95

-166.00

-160.79

57.7

-9.28

-147.239

S = 1.0025

0.2

0.802

0.1627

46.29

9.39

-242.05

-194.22

-147.93

-138.55

57.7

-8.00

-147.238

N2 = -147.23 кН

0,3

0.708

0.2189

40.83

12.63

-242.05

-171.33

-130.49

-117.86

57.7

-6.80

-147.237

sin?0 = 0.7242

0.4

0.617

0.261

35.62

15.06

-242.05

-149.44

-113.83

-98.77

57.7

-5.70

-147.236

rc = 29 м

0.5

0.532

0.2908

30.71

16.78

-242.05

-128.85

-98.14

-81.36

57.7

-4.70

-147.235

 

0.6

0.453

0.3099

26.13

17.88

-242.05

-109.65

-83.52

-65.64

57.7

-3.79

-147.234

 

0.7

0.38

0.3199

21.91

18.46

-242.05

-91.93

-70.02

-51.57

57.7

-2.98

-147.233

 

0.8

0.313

0.3223

18.06

18.59

-242.05

-75.76

-57.71

-39.11

57.7

-2.26

-147.232

 

0.9

0.253

0.3185

14.58

18.37

-242.05

-61.19

-46.61

-28.23

57.7

-1.63

-147.232
































Окончание табл. 6









1


2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13




1

0.199

0.3096

11.47

17.86

-242.05

-48.12

-36.65

-18.79

57.7

-1.08

-147.231

 

1.1

0.151

0.2967

8.71

17.12

-242.05

-36.55

-27.84

-10.72

57.7

-0.62

-147.231

 

1.2

0.109

0.2807

6.30

16.19

-242.05

-26.43

-20.13

-3.94

57.7

-0.23

-147.230

 

1.3

0.073

0.2626

4.21

15.15

-242.05

-17.65

-13.44

1.71

57.7

0.10

-147.230

 

1.4

0.042

0.243

2.42

14.02

-242.05

-10.14

-7.72

6.29

57.7

0.36

-147.230

 

1.5

0.016

0.2226

0.91

12.84

-242.05

-3.82

-2.91

9.93

57.7

0.57

-147.229

 

1.6

-0.0059

0.2018

-0.34

11.64

-242.05

1.43

1.09

12.73

57.7

0.73

-147.229

 

1.7

-0.0236

0.1812

-1.36

10.45

-242.05

5.71

4.35

14.80

57.7

0.85

-147.229

 

1.8

-0.0376

0.1610

-2.17

9.29

-242.05

9.10

6.93

16.22

57.7

0.94

-147.229




1.9

-0.0484

0.1415

-2.79

8.16

-242.05

11.72

8.92

17.09

57.7

0.99

-147.229




2

-0.0564

0.1231

-3.25

7.10

-242.05

13.65

10.40

17.50

57.7

1.01

-147.229




2.1

-0.0618

0.1057

-3.57

6.10

-242.05

14.96

11.39

17.49

57.7

1.01

-147.229




2.2

-0.0652

0.0896

-3.76

5.17

-242.05

15.78

12.02

17.19

57.7

0.99

-147.229




2.3

-0.0668

0.0748

-3.85

4.32

-242.05

16.17

12.32

16.63

57.7

0.96

-147.229




2.4

-0.0669

0.0613

-3.86

3.54

-242.05

16.19

12.33

15.87

57.7

0.92

-147.229




2.5

-0.0658

0.0491

-3.80

2.83

-242.05

15.93

12.13

14.96

57.7

0.86

-147.229




2.6

-0.0636

0.0383

-3.67

2.21

-242.05

15.39

11.73

13.94

57.7

0.80

-147.229




2.7

-0.0608

0.0287

-3.51

1.66

-242.05

14.72

11.21

12.86

57.7

0.74

-147.229




2.8

-0.0573

0.0204

-3.31

1.18

-242.05

13.87

10.56

11.74

57.7

0.68

-147.229




2.9

-0.0535

0.0133

-3.09

0.77

-242.05

12.95

9.86

10.63

57.7

0.61

-147.229




3

-0.0493

0.0070

-2.84

0.40

-242.05

11.93

9.09

9.49

57.7

0.55

-147.229


Рецензия
на методическое пособие

«Железобетонные купольные покрытия»,

составитель А.Г. Кельнер.


Представленное на рецензию методическое пособие предназначено для студентов специальностей «Промышленное и гражданское строительство» (270102), «Проектирование зданий» (270114) при выполнении дипломного проекта.

Цель указаний оказать методическую помощь студентам дневной и заочной форм обучения при самостоятельном изучении вопросов конструирования и расчета купольных покрытий.

В методическом пособии проектирование купола, рассматривается последовательно, начиная с назначения основных размеров и кончая конструированием. Для каждой стадии проектирования купола приводятся рекомендации по их расчёту с подробными примерами.

Методическое пособие состоит из страниц текста, рисунков,

таблиц.

Оценивая в целом методическое пособие, считаю, что автор А.Г. Кельнер подготовил работу, которая окажет существенную помощь студентам при дипломном проектировании и поэтому рекомендую её издать.

Главный специалист

технического отдела

ОАО «ТПИ Омскгражданпроект» _____________ П.Г. Фролов


« » 2009г.

Рецензия
на методическое пособие

«Железобетонные купольные покрытия»,

составитель А.Г. Кельнер.

Представленное на рецензию методическое пособие предназначено для студентов специальностей «Промышленное и гражданское строительство» (270102), «Проектирование зданий» (270114) при выполнении дипломного проекта.

Купольные покрытия широко применяются в строительстве. Особенно увеличилось использование куполов в последние годы в связи со значительным увеличением строительства храмов и других культовых сооружений. В то же время в учебной литературе последних лет нет не только темы «Купольные покрытия», но и всего раздела «Пространственные покрытия» (В.М. Бондаренко «Железобетонные и каменные конструкции» 2002г.). Поэтому сам факт написания методического пособия по железобетонным купольным покрытиям следует признать положительным.

В методическом пособии последовательно рассматриваются все стадии проектирования купола – назначение геометрических размеров, статический расчёт, конструирование.

Методическое пособие состоит из страниц текста, рисунков,

таблиц.

Считаю, что автор А.Г. Кельнер подготовил методическое пособие, которое окажет существенную помощь студентам при дипломном проектировании и при изучении дисциплины «Железобетонные пространственные покрытия» и поэтому рекомендую её издать.


Доцент, канд. тех. наук

каф. «Строительная механика» _____________ Г.Г. Воробьёв.


« » 2009г.
Учебное издание


ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ

КУПОЛЬНЫЕ ПОКРЫТИЯ


Методические указания для

дипломного проектирования


Составитель Артур Генрихович Кельнер
* * *
Редактор И.Г. Кузнецова


* * *


Подписано к печати 22.09.2009

Формат 60Ч90 1/16. Бумага писчая

Оперативный способ печати.

Гарнитура Times New Roman

Усл. п. л. 2,0, уч.- изд.л. 1,5

Тираж 75 экз. Заказ №

Цена договорная

* * *

Издательство СибАДИ

644099, г. Омск, ул. П.Некрасова, 10

Отпечатано в подразделении ОП издательства СибАДИ

644099, г. Омск, ул. П.Некрасова, 10
1   2


Значения изгибающих моментов по длине меридиана оболочки (влияние краевого эффекта)
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации