Ответы для ПГС ЗФ 2012 года - файл n8.doc

приобрести
Ответы для ПГС ЗФ 2012 года
скачать (3407.5 kb.)
Доступные файлы (17):
n1.jpg10kb.02.03.2012 17:02скачать
2.1.JPG7kb.15.03.2012 12:03скачать
n3.jpg12kb.02.03.2012 17:02скачать
n4.jpg18kb.02.03.2012 17:01скачать
n5.jpg14kb.02.03.2012 17:01скачать
n6.db
n7.jpg76kb.02.03.2012 17:08скачать
n8.doc1138kb.07.03.2012 14:39скачать
n9.doc305kb.14.03.2012 11:03скачать
n10.doc722kb.15.03.2012 12:36скачать
n11.doc825kb.15.03.2012 13:43скачать
n12.doc389kb.12.03.2012 18:21скачать
n13.doc455kb.11.03.2012 11:35скачать
n14.doc747kb.12.03.2012 17:30скачать
n15.jpg233kb.15.03.2012 11:58скачать
n16.jpg113kb.15.03.2012 12:00скачать
n17.doc200kb.14.03.2012 12:46скачать

n8.doc

  1   2   3   4

02.03.2012




03.03.2012




04.03.2012




05.03.2012




06.03.2012

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

07.03.2012

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


ЖБК

  1. Назначение и виды арматуры в ж/б конструкциях, факторы обеспечивающие совместную работу арматуры и бетона.

Арматура в железобетонных конструкциях устанавливается преимущественно для восприятия растягивающих усилий и усиления бетона сжатых зон конструкций. Необходимое количество арматуры определяют расчетом элементов конструкций на нагрузки и воздействия.
Арматура, устанавливаемая по расчету, носит название рабочей арматуры; устанавливаемая по конструктивным и технологическим соображениям, носит название монтажной арматуры. Монтажная арматура обеспечивает проектное положение рабочей арматуры в конструкции и более равномерно распределяет усилия между отдельными стержнями рабочей арматуры. Кроме того, монтажная арматура может воспринимать обычно не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, изменения температуры конструкции и т. п.
Рабочую и монтажную арматуру объединяют в арматурные изделия — сварные и вязаные сетки и каркасы, которые размещают в железобетонных элементах в соответствии с характером их работы под нагрузкой. Арматуру разделяют по четырем признакам.
1. В зависимости от технологии изготовления стальная арматура железобетонных конструкций подразделяется на горячекатаную стержневую и холоднотянутую проволочную. Под стержневой в данной классификации подразумевается арматура любого диаметра и независимо от того, как она поставляется промышленностью — в прутках (d>12 мм, длиной до 13 м) или в мотках, бунтах (d>10 мм, массой до 1300 кг).
2. В зависимости от способа последующего упрочнения горячекатаная арматура может быть термически упрочненной — подвергнутой термической обработке, или упрочненной в холодном состоянии — вытяжкой, волочением.
3. По форме поверхности арматура может быть периодического профиля и гладкой. Выступы в виде ребер на поверхности стержневой арматуры периодического профиля, рифы или вмятины на поверхности проволочной арматуры значительно улучшают сцепление с бетоном.
4. По способу применения при армировании железобетонных элементов различают напрягаемую арматуру, подвергаемую предварительному натяжению, и ненапрягаемую.
Жесткая арматура в виде прокатных двутавров, швеллеров, уголков до отвердения бетона работает как металлическая конструкция на нагрузку от собственного веса, веса подвешиваемой к ней опалубки и свежеуложенной бетонной смеси. Она может быть целесообразной для монолитных большепролетных перекрытий, сильно загруженных колонн нижних этажей многоэтажных зданий и др.

Основные физико-механические факторы, обеспечивающие совместную работу бетона и стальной арматуры в железобетоне:

1) значительное сцепление между поверхностью стальной арматуры и бетоном;

2) близкие по величине коэффициенты линейного расширения бетона и стали (для бетона ай=1-10"-1,5-10; для стали ад=1,2-10", что исключает появление внутренних усилий при перепадах температуры, которые могли бы нарушить сцепление бетона со сталью;

3) защищенность стали, заключенной в плотный бетон, от коррозии и непосредственного действия огня.

2. Какие пространственные конструкции вы знаете? Укажите их достоинства и недостатки.

Железобетонные тонкостенные пространственные конструкции покрытий и перекрытий (рис. 4.1) различаются:



а - призматические складки; б - оболочки нулевой гауссовой кривизны; в - оболочки положительной гауссовой кривизны; г - то же, отрицательной; д - оболочки с вертикальной осью вращения; е - оболочки с горизонтальной осью вращения; ж - тороидальные оболочки разнозначной гауссовой кривизны; з - многогранники; и - то же, шатрового типа; к - составные оболочки; л - то же, из гиперболических треугольных сводов; м - панели-оболочки размером на пролет покрытия (КЖС) и вспарушенные оболочки размером на ячейку здания; н - неразрезные оболочки; 1 - балочная складка с треугольным поперечным сечением; 2 - то же, с трапециевидным; 3 - то же, со сводчатым (призматические выпуклые складки); 4 - свод-оболочка; 5 - длинные цилиндрические оболочки, 6 - то же, короткие; 7 - коническая оболочка; 8 - купол; 9 - тороидальная оболочка; 10 - бочарные своды; 11 - гиперболические оболочки; 12 - покрытие с треугольным планом из оболочек положительной и отрицательной гауссовой кривизны; 13 - то же, с полигональным планом; 14 - покрытие из составных гипаров; 15 - панели-оболочки КЖС; 16 - вспарушенные плиты-оболочки; 17 - многоволновые оболочки; 18 - многопролетные оболочки

Рисунок 4.1 - Схемы тонкостенных пространственных конструкций покрытий и перекрытий

по очертанию срединной поверхности

а) складки с различной формой поперечного сечения, в том числе складчатые своды и оболочки (рис. 4.1, а);

б) оболочки и своды нулевой гауссовой кривизны - цилиндрические и конические оболочки и цилиндрические своды (рис. 4.1, б);

в) оболочки и волнистые своды положительной гауссовой кривизны - сферические оболочки и купола, очерченные по поверхностям вращения с вертикальной осью (рис. 4.1, д); оболочки, очерченные по поверхности переноса в виде эллиптического параболоида, круговой поверхности (рис. 4.1, в) и бочарные своды (рис. 4.1, е, 10);

г) оболочки и волнистые своды отрицательной гауссовой кривизны - оболочки, очерченные по линейчатым поверхностям гиперболического параболоида (гипары) (рис. 4.1, г); и по поверхностям вращения с горизонтальной осью (рис. 4.1, е, 11);

д) оболочки разнозначной гауссовой кривизны - тороидальные оболочки (рис. 4.1, ж); поверхности которых имеют на некоторых участках положительную, а на других - отрицательную кривизну (между точками А и В на рис. 4.1, ж), коноиды (поверхность которых имеет в большей части нулевую гауссову кривизну) и параболические оболочки на плоском контуре (в основном положительной кривизны), угловые участки которых имеют отрицательную гауссову кривизну и др.;

е) многогранники, в том числе вписанные в поверхности оболочек, предусмотренные подпунктами б, в, г, д (рис. 4.1, з); а также шатровые складки (рис. 4.1, и);

ж) составные оболочки, имеющие сложную поверхность, образуемые из оболочек, предусмотренных подпунктами б, в, г, д, е (рис. 4.1, к, л);

з) вспарушенные плиты, в том числе ступенчато-вспарушенные шатровые и рамно-шатровые панели (рис. 4.1, м, 16);

по форме перекрываемой площади (при опирании на стены, фундаменты или отдельные опоры) и конструктивным особенностям

а) на круглом плане;

б) на овальном (эллиптическом) плане;

в) на квадратном плане;

г) на прямоугольном плане;

д) на треугольном плане;

е) на полигональном плане;

ж) кольцевые тороидальные и составные оболочки;

з) неразрезные многоволновые оболочки, многогранники и складки;

и) неразрезные многопролетные оболочки, многогранники и складки;

к) висячие оболочки;

л) шедовые конструкции;

м) то же, что и в подпунктах а - л, но гладкие или ребристые;

н) консольные оболочки, складки и многогранники;

по способу изготовления и возведения

а) монолитные;

б) сборно-монолитные (когда сборные элементы служат несущей опалубкой или, например, бортовые элементы сборные, а плита-оболочка - монолитная);

в) сборные из плоских, цилиндрических и других элементов;

г) панели-оболочки и панели-складки, изготовляемые и монтируемые в готовом виде (как правило, не требующие расчетного замоноличивания швов между ними) и имеющие размеры, соответствующие пролету между опорами и габаритам, установленным для данных условий изготовления, перевозки и монтажа;

по материалам, из которых возводятся:

а) железобетонные (в том числе с применением легких и других бетонов);

б) комбинированные, состоящие из железобетонной плиты и металлических диафрагм или бортовых элементов;

в) комплексные, состоящие из железобетонной пространственной конструкции и эффективных теплоизоляционных, гидроизоляционных и других материалов;

г) армоцементные и сталефибробетонные ( СНиП 2.03.03 и СП 52-104 ).

4.1.2 Железобетонные пространственные конструкции должны быть обеспечены с требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний расчетом, выбором показателей качества материалов, назначением размеров и конструированием согласно указаниям настоящего Свода правил. При этом должны быть выполнены технологические требования при изготовлении конструкций и соблюдены требования по эксплуатации зданий и сооружений, а также требования по экологии, устанавливаемые соответствующими нормативными документами.

4.1.3 Применение железобетонных пространственных конструкций в средах с агрессивным воздействием допускается при выполнении требований, установленных СНиП 2.03.11 и настоящим СП.

4.1.4 При проектировании пространственных конструкций в особых условиях (в районах с расчетной сейсмичностью 7 баллов и более, в районах Крайнего Севера, на просадочных грунтах и подрабатываемых территориях) надлежит учитывать специальные рекомендации документов, приведенных в приложении В. ( СНиП 2.02.01 и СНиП II-7 ).

4.1.5 Выбор конструктивных решений, типа и очертания поверхности пространственных конструкций покрытий и перекрытий зданий и сооружений следует производить исходя из технико-экономической целесообразности применения таких конструкций в конкретных условиях строительства с учетом архитектурно-технологических и производственных требований, максимального снижения их материало-, трудо-, энергоемкости и стоимости.

В необходимых случаях покрытия и перекрытия с применением тонкостенных пространственных конструкций должны удовлетворять акустическим и светотехническим требованиям, условиям отопления и вентиляции, а также допускать возможность подвески кранового оборудования, технологических коммуникаций, потолка или площадок и т.п.

4.1.6 Элементы сборных и сборно-монолитных пространственных конструкций рекомендуется проектировать с учетом условий механизации их изготовления на заводах или полигонах, а железобетонные монолитные пространственные конструкции - с учетом механизированного выполнения опалубочных, арматурных и бетонных работ ( СНиП 12-01).

4.1.7 Сборные и сборно-монолитные пространственные конструкции рекомендуется проектировать с учетом эффективных способов их изготовления и монтажа - из унифицированных плоских, цилиндрических или иных, как правило, ребристых панелей, монтируемых с применением укрупнительной сборки или из крупноразмерных элементов, изготовленных вблизи места возведения конструкции.

Размеры укрупненных тонкостенных элементов покрытий и перекрытий: длина более 24 м, ширина (высота) более 3,2 м, а также масса более 15 т (учитывая условия перевозки, изготовления и монтажа) - должны быть специально обоснованы.

Панели-оболочки и панели-складки проектируют с учетом особенностей их транспортирования и хранения в штабелях.

4.1.8 Железобетонные покрытия пространственного типа следует проектировать с учетом комплекса требований по гидро- и теплоизоляции, водоотводу, устройству различных проходок через покрытие, фонарных и других проемов и отверстий.

Панели сборных пространственных конструкций рекомендуется проектировать так, чтобы завод или полигон изготовлял их по возможности повышенной готовности - утепленными, с гидроизоляцией и т.п.

Опыт применения пространственных конструкций по сравнению с плоскостными показал, что при рациональных формах этих конструкций достигается существенное снижение расхода бетона, а в ряде случаев и экономия стали. Кроме того, пространственные конструкции позволяют решать покрытия зданий с крупной сеткой колонн.
Однако наиболее экономичные в этом отношении оболочки двоякой кривизны с квадратным планом при принятом конструктивном решении оказались весьма трудоемкими в монтаже. Относительный объем применения оболочек в промышленном строительстве пока все еще весьма незначителен.
В большинстве стран находят применение оболочки из монолитного железобетона, однако удельный вес их в промышленном строительстве также невелик. В Англии, ФРГ, Скандинавских странах, Бельгии, Голландии применяются цилиндрические оболочки и шеды с различными типами поверхностей; в США, странах Латинской Америки, в Англии — оболочки в виде гиперболических параболоидов; в Англии, ФРГ, Австралии, Венгрии — складчатые конструкции. В последнее время за рубежом стали применяться сборные оболочки, как правило, из крупноразмерных элементов площадью до 90 м2 и длиной до 23 м. Благодаря этому монтаж во многих случаях осуществляется без лесов и подмостей и подъем производится с помощью домкратов.
Все многообразие форм наиболее часто применяемых пространственных конструкций можно подразделить на следующие основные геометрические системы.
Цилиндрические оболочки и их производные. Цилиндрические своды-оболочки опираются не на продольные края, как простые своды, а на торцовые диафрагмы. Пролет свода (длина волны) меньше, чем расстояние между торцовыми диафрагмами (пролет оболочки).
Длинные оболочки применяются для покрытий с пролетами в 20—40 м при длине волны 8—12 м. В случае применения напряженного армирования возможно перекрывать и большие пролеты. Длинные цилиндрические оболочки с успехом используют и в шедовых покрытиях.
Короткие оболочки состоят из тонкого овода, защемленного в поперечных диафрагмах — арках, фермах или рамах. Расстояние между диафрагмами в этом случае меньше пролета свода и равно 10—15 м.
Крестовые оболочки образуются в результате пересечения двух цилиндрических оболочек под прямым углом. Оболочки этого типа имеют в плане квадрат. Они обладают большой жесткостью и поэтому могут быть применены для перекрытия зданий ячейкового типа. Воспринимают усилия от подвесного транспорта.
Оболочки двоякой кривизны. Сферические оболочки могут применяться для пролетов до 100—150 м. Кроме купольных оболочек, основанных на круглом плане, сферические оболочки могут базироваться на треугольных, квадратных и многоугольных основаниях. Подобные формы покрытий получаются в результате срезки сферической поверхности вертикальными плоскостями, на месте которых размещаются жесткие (обычно решетчатые) диафрагмы.
Изготовление оболочек двоякой кривизны с прямыми образующими много проще, чем оболочек с кривыми образующими. Кроме того они дают разнообразные архитектурные возможности.
Коноиды образуются прямой образующей, которая перемещается параллельно вертикальной плоскости по прямой и кривой направляющим. Коноиды различаются полные и неполные. Полный коноид ограничен прямой направляющей, неполный отсекается вертикальной плоскостью, параллельной направляющим.
Коноидные оболочки могут быть многоволновыми, образуя шедовое покрытие. Сегментные проемы между криволинейной направляющей одного коноида и горизонтальной направляющей другого коноида обеспечивают хорошее верхнее естественное освещение. Гиперболические параболоиды образуются прямой образующей, которая перемещается параллельно вертикальной плоскости по двум прямым направляющим, не лежащим в одной плоскости. Поверхность гиперболического параболоида имеет в одном направлении кривизну выпуклостью вверх, а в противоположном направлении выпуклостью вниз. Наиболее простой формой гиперболического параболоида является оболочка, основанная на квадратном плане, борта которой представляют собой пространственный четырехугольник.
Складчатые покрытия. Складки представляют собой гофрированную тонкую плиту, каждая панель которой работает в своей плоскости как балка. Складки имеют много общего с длинными оболочками. Большим достоинством складчатого покрытия является простота его изготовления по сравнению с цилиндрическими оболочками. Однако от нагрузки в складках возникает местный изгиб отдельных плоскостей, что ограничивает их ширину, а следовательно, и величину перекрываемого пролета. Висячие системы покрытий. Подвесные покрытия могут иметь самую различную форму, не зависящую от системы несущих тросов. Наиболее простым является покрытие, подвешенное к вантам, закрепленным к мачтам по обеим сторонам здания. Мачты снабжены оттяжками, заанкеренными в мощных фундаментах. Такие системы могут перекрывать пролеты порядка 200 м и более.
Другим видом являются различные консольные покрытия с оттяжками, проходящими над крышей примыкающих пристроек. Усилия от консоли погашаются в жесткой конструкции пристройки. В этих случаях наиболее целесообразны двухконсольные решения, создающие взаимно уравновешенные системы с симметричной нагрузкой. Вылет консолей в таких системах может достигать 100—150 м.
Растянутые оболочки. В этих системах покрытие совмещается с несущими элементами и имеет форму, соответствующую распределению сил в конструкции. Растянутые оболочки по своей форме могут быть разбиты на три группы: с одинарной кривизной, с двоякой кривизной (одного знака), с двоякой кривизной двух знаков (выпукло-вогнутые).
Висячие системы одинарной кривизны наиболее просты в изготовлении. Покрытие делается путем обетонирования протянутых между опорами тросов сплошной тонкой плитой или прикреплением к тросам металлических (сталь, алюминий) листов. Возможно осуществление покрытия без тросов из листового металла, сваренного в виде сплошного полотнища. Висячие системы одинарной кривизны имеют существенный недостаток — они неустойчивы (форма их изменяется от несимметричных и невертикальных нагрузок).
Покрытие двоякой кривизны одного знака значительно более устойчиво, но отвод атмосферной воды с крыши решается сложно. Такие покрытия наиболее выгодны при круглом плане, где круговая обвязка работает на сжатие. При квадратном плане обвязки работают на изгиб, что при больших пролетах требует устройства мощных ферм со значительной затратой материалов.
Покрытия двоякой кривизны двух знаков (выпукло-вогнутые) обеспечивают необходимую устойчивость и легко решают задачу отвода воды с крыши. Эти покрытия могут быть предварительно натянуты, что гарантирует устойчивость их при температурном удлинении рабочих тросов (последнее особенно существенно при больших пролетах). Наиболее простой системой выпукло-вогнутого покрытия является шатровое покрытие со средней опорой.
Наиболее совершенными системами висячих покрытий являются седловидные оболочки. Седловидная натянутая оболочка образуется рабочими тросами, повешенными с некоторым провесом между двух арок, расположенных наклонно, пятами друг к другу.
Второстепенные тросы проходят поверх рабочих тросов и перпендикулярно им. Напряжением второстепенных тросов придается устойчивость и предварительное натяжение рабочим тросам. Все усилия от тросов направляются к пятам арок. В осуществленных сооружениях пролет седловидного покрытия достигал 95 м, однако в некоторых проектах пролет доведен до 200 м.
Большое разнообразие пространственных конструкций покрытий, их возможность и целесообразность применения в промышленном строительстве являются вопросом, требующим специального рассмотрения.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О КУПОЛАХ И ПРИНЦИПЫ ИХ РАСЧЁТА

Куполом называется выпуклая пологая или подъёмистая оболочка на круглом, эллиптическом или полигональном плане.

Элементами купола являются осесимметричная оболочка вращения и опорное кольцо. Ось вращения купола занимает в пространстве вертикальное положение. Видом плоской кривой, вращением которой вокруг вертикальной оси образуется купол, обусловлено его название.

Образующая купола называется меридианом. Оболочка купола может быть также построена из волнистых и складчатых элементов.

В практике строительства покрытий находят применение железобетонные многогранные купола. Если оболочка купола в вершине имеет фонарный проём, то она считается незамкнутой.

Опорное кольцо купола является его контурным элементом. Оно может покоиться на сплошном основании в виде стены или на отдельных колоннах. При наличии фонарного проёма устраивается также фонарное кольцо.

Стрелу подъёма купола не рекомендуется принимать меньше 1/10 диаметра опорного контура. Верхний предел стрелы подъёма купола, а также диаметр опорного кольца теоретическине ограничивается и зависит от технико-экономической целесообразности, функциональных особенностей здания или сооружения и практических возможностей строительной техники.

По конструктивным особенностям различают купола гладкие (купола-оболочки), ребристые и ребристо-кольцевые.

Оболочка купола под действием распределённой поверхностной нагрузки в условиях безмоментного напряжённого состояния работает главным образом на сжатие. Зона действия изгибающих моментов ограничивается областью вблизи опорного кольца. Опорное кольцо при вертикальной нагрузке работает на растяжение, а фонарное кольцо – на сжатие.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АРМОЦЕМЕНТЕ И

ОБЛАСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ

Армоцемент, представляя собою разновидность железобетона, характерен наличием мелкозернистого бетона и стальных тканых или тонких сварных сеток. Сочетание мелкозернистого бетона и арматуры из тонких сеток позволяет изготовлять элементы малой толщины (10 – 30 мм), что выгодно используется в тонкостенных покрытиях (оболочках). Последние, в основном, работают на сжатие, и для них нетребуется большого насыщения сечения сетками.

Для изготовления армоцементных конструкций применяется мелкозернистый (песчаный) бетон классов В25 … В50. По армированию армоцементные конструкции разделяются на два основных типа – собственно армоцемент с дисперсным, многослойным армированием только ткаными сетками и конструкции с комбинированной арматурой из тканых или тонких сварных сеток и обычной арматуры.

2.2. ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ АРОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ

Арочные покрытия выгодны тем, что у них нет вспомогательных элементов в виде настила, выполняющего ограждающую функцию.

Отдельные арки складчатого или волнистого поперечного сечения устанавливают вплотную друг к другу и соединяют сваркой арматурных выпусков или закладных деталей с последующим замоноличиванием швов. По конструктивному признаку арки бывают сплошными и составными (из двух или более элементов).

Для арочных покрытий стрелу подъёма принимают (1/6 … 1/10 пролёта; наиболее целесообразна стрела, равная 1/8 пролета.

Увеличение или уменьшение стрелы соответственно сказывается на нормальных усилиях и распоре в арке, а также на объёме сооружения.

Исследования показывают, что наиболее рациональны арочные покрытия шириной 3 м. Возможную переменную или постоянную высоту поперечного сечения покрытия назначают, исходя из условия жёсткости, и принимают (1/30 … 1/40) пролёта или (1/4 … 1/5) его ширины.

Если арки пологие, то горизонтальные усилия от распора передаются на затяжки, установленные в каждой арке или через несколько арок. Во втором случае применяют горизонтальный бортовой элемент, служащий опорой для отдельных арок.

Арочные конструкции могут иметь большую стрелу подъёма.

В этом случае горизонтальные усилия, возникающие от распора, могут воспринимать фундаменты, устои или затяжки (последнее менееэффективно).

В статическом отношении конструкции арочного типа лучше балочных, так как сечения их работают, в основном, на внецентренное сжатие.

При этом растягивающие усилия, вызванные изгибающими моментами, незначительны, в то время как у балочных конструкций изгибающие моменты вызывают существенное растяжение. Недостаток арочных систем – более значительная, чем у балочных конструкций, строительная высота, из-за чего увеличивается объём здания и площадь поверхности покрытия. Они приемлемы для одноэтажных промышленных зданий,

складских помещений, крытых рынков и других сооружений.

Усилия в арочных системах определяются по формулам строительной механики.

3. ВАНТОВЫЕ ПОКРЫТИЯ

3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВАНТОВЫХ ПОКРЫТИЯХ

Вантовые покрытия составляют одну из основных групп пространственных покрытий, к которым относятся также висячие оболочки, мембраны, тентовые конструкции и др. Для вантовых покрытий характерно наличие в качестве основных несущих элементов провисающих вант, работающих в основном, на растягивающие усилия. Ванты могут быть как гибкими, так и достаточно жёсткими, способными воспринимать не только растягивающие усилия, но также изгибающие моменты.

В любом вантовом покрытии можно выделить три части: несущую конструкцию, элементами которой служат растянутые ванты, плиты ограждения и опорный контур, воспринимающий усилия от пролётной конструкции. Характерными усилиями, передающимися на опорный контур, являются горизонтально направленные усилия распора, достигающие при малых стрелках провиса вант значительных величин. Поэтому одной из важных задач проектирования вантовых покрытий является определение оптимальной формы и конструктивного решения опорного контура.

Накопленный опыт свидетельствует о рациональности применения вантовых покрытий не только в уникальных большепролётных зданиях, но и в покрытиях зданий массового применения с пролётами от 24 м и более.

К недостаткам вантовых покрытий следует отнести необходимость принятия специальных мер, ограничивающих деформативность.

Кроме того, наличие распорных усилий ограничивает использование вантовых покрытий в прямоугольных в плане зданиях, где эти усилия

могут быть восприняты ценой существенных затрат на устройство опорного контура.

3.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Ванты. Ванты крепятся к опорному контуру при помощи концевиков, состоящих из анкера, удлинителя, центрирующих шайб, резьбовых наконечников и других деталей, обеспечивающих возможность регулировки длины и равнопрочного соединения. Для вант, изготавливаемых из спиральных канатов, на практике применяются анкеры заливного и гильзо-клинового типа. В заливных анкерах концы проволок расплетаются и заливаются специальным сплавом на цинковой основе.

В узлах примыкания вант к опорному контуру обычно предусматривается возможностьосуществления их регулировки. Регулировка длины ванты осуществляется с помощью регулировочных вилкообразных шайб различной толщины. Для подтяжки вант до заданной длины в анкерах предусмотрена винтовая нарезка для навинчивания захватных приспособлений домкратов или лебёдок.

Опорный контур. Внешний опорный контур следует проектировать с учётом создания в нём преимущественно сжимающих усилий, не допуская появления в нём кручения и значительных изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для этого стремятся выполнить контур замкнутым криволинейным, соответствующим по своему очертанию в плане кривой давления от усилия распора вантовой системы. Конструкция опорного контура должна обеспечивать удобство заводки концевиков вант, их крепления, регулировки и натяжения.

Обеспечение этих условий наиболее часто выполняется путём образования в опорном контуре каналов, в которые пропускаются и крепятся концевики вант.

В рациональных системах в центре устраиваются внутренние контурные элементы (кольца), которые от распорных усилий крепящихся к ним вант испытывают растяжение (часто растяжение с изгибом в горизонтальной плоскости). Конструкция внутренних колец также должна предусматривать центровку сходящихся вант на центр тяжести контура. Так как угол подхода вант к кольцам может в процессе загружения покрытия меняться, в конструкциях закрепления предусматриваются сферические шайбы или цилиндрические шарниры, что позволяет концевикам вант следовать за поворотом контура. Сечения внутренних колец также целесообразно развивать в горизонтальной плоскости.

В вантовых покрытиях с разомкнутым контуром распор вант воспринимается колоннами, защемлёнными в фундаментах либо оттяжками, заанкерными в грунте.

Кровельные панели. Кровельные панели вантовых покрытий, в зависимости от типа вантовой системы, выполняют две функции:

1) ограждения внутреннего пространства перекрываемого здания;

2) несущей конструкции (в висячих железобетонных оболочках).

В первом случае панели делаются из лёгких материалов – гнутых металлических листов, дерева, армоцемента и др. Их прочность должна быть достаточной для работы на пролёт между вантами. Во втором случае железобетонныепанели рассчитываются на усилия, получаемые из расчёта всей висячей оболочки.

Лёгкие кровельные панели выполняют в виде щитов требуемого размера. Для их изготовления широко используют профилированные алюминиевые и стальные листы и эффективный утеплитель. Крепление панелей к вантам производят с учётом обеспечения необходимой податливости при деформации вантовых покрытий (например, с помощью болтов и прижимных шайб, допускающих некоторое проскальзывание по опорным столикам). Железобетонные плиты навешивают на ванты при помощи выпусков арматуры. Швы между плитами замоноличивают.

3. Объясните назначение поперечной арматуры (хомутов) в изгибаемых и сжатых железобетонных элементах.

Главной задачей при проектировании железобетонной конструкции является расчёт армирования. Армирование конструкций выполняется стальными стержнями. Диаметр стержней и характер их расположения определяется расчётами. При этом соблюдается следующий принцип — арматура устанавливается в растянутые зоны бетона либо в преднапряжённые сжатые зоны.

В России железобетонные элементы принято рассчитывать: по 1-ой и 2-ой группе предельных состояний.

— по несущей способности (прочность, устойчивость, усталостное разрушение);

— по пригодности к нормальной эксплуатации (трещиностойкость, чрезмерные прогибы и перемещения).

По характеру работы выделяют изгибаемые элементы (балки, плиты), центрально и внецентренно сжатые элементы (колонны, фундаменты).

[править] Изгибаемые элементы (балки, плиты)


При изгибе любого элемента в нём возникает сжатая и растянутая зоны (см. рисунок), изгибающий момент и поперечная сила. В железобетонной конструкции выделяется две формы разрушения:

В типичном случае армирование балки выполняется продольной и поперечной арматурой (см. рисунок).





Изгиб и армирование железобетонной балки

Элементы конструкции:

  1.  Верхняя (сжатая) арматура

  2.  Нижняя (растянутая) арматура

  3.  Поперечная арматура

  4.  Распределительная арматура

Верхняя арматура может быть растянутой, а нижняя сжатой, если внешняя сила будет действовать в противоположенном направлении.

Основные параметры конструкции:

Арматура (2), устанавливаемая в растянутую зону, служит для упрочнения бетона, который в силу своих свойств быстро разрушается при растяжении. Арматура (1) в сжатую зону устанавливается обычно без расчёта (из необходимости приварить к ней поперечную арматуру), в редких случаях верхняя арматура упрочняет сжатую зону бетона. Растянутая арматура и сжатая зона бетона (и иногда сжатая арматура) обеспечивают прочность элемента по нормальным сечениям (см. рисунок).





Разрушение ж/б элемента по нормальным сечениям

Поперечная арматура (3) служит для обеспечения прочности наклонных сечений (см. рисунок).





Разрушение ж/б элемента по наклонных сечениям (схема)

Распределительная арматура (4) имеет конструктивное назначение. При бетонировании она связывает арматуру в каркас.

Разрушение элемента в обоих случаях наступает вследствие разрушения бетона растягивающими напряжениями. Арматура устанавливается в направлении действия растягивающих напряжений для упрочнения элемента.

Небольшие по высоте балки и плиты (до 150 мм) допускается проектировать без установки верхней и поперечной арматуры.

Плиты армируются по такому же принципу как и балки, только ширина B в случае плиты значительно превышает высоту H, продольных стержней (1 и 2) больше, они равномерно распределены по всей ширине сечения.

Кроме расчёта на прочность для балок и плит выполняется расчёт на жёсткость (нормируется прогиб в середине пролета при действии нагрузки) и трещиностойкость (нормируется ширина раскрытия трещин в растянутой зоне).

[править] Сжатые элементы (колонны)


При сжатии длинного элемента для него характерна потеря устойчивости (см. рисунок). При этом характер работы сжатого элемента нескольно напоминает работу изгибаемого элемента, однако в большинстве случаев растянутой зоны в элементе не возникает.

Если изгиб сжатого элемента значителен, то он рассчитывается как внецентренно сжатый. Конструкция внецентренно сжатой колонны сходна с центрально сжатой, но в сущности эти элементы работают (и рассчитываются) по-разному. Также элемент будет внецентренно сжат, если кроме вертикальной силы на него будет действовать значительная горизонтальная сила (например ветер, давление грунта на подпорную стенку).

Типичное армирование колонны представлено на рисунке.





Работа и армирование сжатой колонны

на рисунке:

1 — продольная арматура
2 — поперечная арматура

В сжатом элементе вся продольная арматура (1) сжата, она воспринимает сжатие наряду с бетоном. Поперечная арматура (2) обеспечивает устойчивость арматурных стержней, предотвращает их выпучивание.

Центрально сжатые колонны проектируются квадратного сечения.

Массивными считаются колонны, минимальная сторона сечения которых более или равна 400 мм. Массивные сечения обладают способностью к наращиванию прочности бетона длительное время, т.е. с учетом возможного увеличения нагрузок в дальнейшем (и даже возникновения угрозы прогрессирующего разрушения - террористические атаки, взрывы и т.д.) - они имеют преимущество перед колоннами немассивными. Т. о. сиюминутная экономия сегодня не имеет смысла в дальнейшем, и, кроме этого, малые сечения нетехнологичны при изготовлении. Необходим баланс между экономией, массой конструкции и т. н. жизнеутверждающим строительством (Sustainable construction)

4. Какая форма поперечного сечения для изгибаемых жб элементов наиболее целесообразна? Объясните почему?

Наиболее рациональная форма поперечного сечения изгибаемых предварительно напряженных элементов — двутавровая, а при толстой стенке — тавровая. Сжатая полка сечения развивается по условию восприятия сжимающей равнодействующей внутренней пары сил изгибающего момента, возникающего в элементе под нагрузкой, а уширение растянутой ЗОНУ —по условию размещения в нем арматуры, а также по условию обеспечения прочности этой частн сечения при обжатш элемента (для предварительно напряженных элементов),

Двутавровая в меньшей степени подвержена деформации и изгибам благодаря своей оптимальной форме. Это изделие в поперечном сечении напоминает букву «Н» и характеризуется повышенной прочностью. Двутавровые балки имеют большое количество преимуществ перед прямоугольными аналогами. И это не только компактная форма, удобная для транспортировки. Во-первых, прочность двутавровой балки в 7 раз выше, чем у традиционного материала с квадратным сечением. Во-вторых, жёсткость выше в 30 раз, что позволяет значительно расширить сферу использования продукта.

Балка представляет собой наклонный или горизонтальный брус, рассчитанный, прежде всего, на такую деформацию, как изгиб. Балка в первую очередь должна противостоять вертикальной весовой нагрузке. Прочность балки зависит от длины, материала, способа закрепления, и, конечно же, от площади и формы поперечного сечения. Наиболее распространены двутавровые стальные балки, поперечное сечение которых напоминает букву «Н». Такая форма балки обеспечивает в 30 раз большую жесткость и в 7 раз – прочность, чем балки квадратного профиля с такой же площадью сечения.

Балка двутавровая (ГОСТ 8239-89) может иметь длину от 4 м до 12м. Вес балки двутавровой зависит от длины, размеров граней, толщины стали. При покупке двутавра необходимо ОБЯЗАТЕЛЬНО произвести расчет двутавровой балки на прочность и на изгиб (для конкретного применения). Эти вычисления, а также расчет несущей способности двутавровой балки может быть произведен специалистами при заказе такого вида металлопроката, как стальная двутавровая балка, в нашей компании. ТД Черметком осуществляют продажу широкого сортамента двутавровых балок, изготовление балки по чертежам заказчика, расчет, резку и доставку балок на объект.

Балка двутавровая может иметь параллельные грани, либо грани с уклоном. Первые делятся на двутавры стальные нормальные (Б), широкополочные (Ш) и колонные (К). Если же грани имеют уклон, то такие балки подразделяют на специальные (С), мостовые (М) и обычные (Б). Номер двутавра – это его высота в см. По способу изготовления стальные двутавровые балки делятся на горячекатаные и сварные. Изготовление двутавровых балок в наше время практически полностью автоматизировано и ультразвуковой контроль качества готовых изделий производится без нарушения целостности металла.

Сварные балки помогают снизить вес конструкции до 10% по сравнению с двутаврами стальными горячекатаными. Балка двутавровая сварная позволяет комбинировать разные марки стали. Кроме того, этот вид двутавра позволяет производить нестандартные балки (с несимметричным сечением). Производство двутавровой балки состоит из следующих процессов: термическая резка стального листа; сборка и сварка балки; окончательная правка и распил; чистка; нанесение краски.

Раскрой листа стали на полосы производится на аппарате для термической резки с ЧПУ. Устройство термической резки имеет высокую производительность и точность позиционирования, а также характеризуется простотой в управлении. Сборка балки на сборочном стане – автоматизированный процесс, который позволяет собирать двутавровые равнополочные и неравнополочные симметричные, а также балки переменного сечения и тавровые балки. В процессе сборки полосы укладываются на конвейер сборочного стана, позиционируются и фиксируются. После этого сборочный стан производит центрирование и гидравлическое обжатие полос. Сварка производится под флюсом, причем балка расположена на стапелях. В результате сварки возникает «грибовидная» деформация, которую исправляют на специальном стане для правки полок. Затем следуют такие операции, как сверление отверстий, дробеструйная очистка и покраска балки.

Применяются двутавровые балки в строительстве мостов, подвесных конструкций, усиления стволов шахт и т.д. Благодаря своей форме балки перекрытия позволяют прокладывать различные коммуникации. Наиболее распространенное применение – при возведении длиннопролетных зданий и сооружений. С этой целью применяются двутавровые балки перекрытия, которые обеспечивают статичность и легкость конструкции, обладая большой несущей способностью. Стыковка двутавровых балок в процессе монтажа не допускает превышения горизонтальных и вертикальных уступов в плоскости нижней полки более чем на 2 мм.

Ещё один вид – тавровая балка.

У этого вида изделия профиль в виде т.

Тавр используют для работ сварных, так как можно заменить сдвоенный уголок. Тавр применяется для строительства лёгких конструкций.
  1   2   3   4


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации