Шпоры- ЖБК 4 курс - файл n1.doc

приобрести
Шпоры- ЖБК 4 курс
скачать (198 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc198kb.12.09.2012 18:14скачать

n1.doc

1)Основы проектирования конст. Зд Унификация и типизация

Конструктивные схемы зданий:

•каркасная;•бескаркасная (панельная);

•многоэтажная;•одноэтажная.

В каркасных зданиях горизонтальные нагрузки (ветровые, крановые, сейсмические и др.) могут восприниматься совместно каркасом и вертикальными связевыми диафрагмами, соединенными перекрытиями в единую пространственную систему или только каркасом как рамной конструкцией при отсутствии вертикальных диаграмм.В многоэтажном панельном здании горизонтальные воздействия воспринимаются совместно продольными и поперечными стенами, соединенными с помощью перекрытий в единую пространственную систему.При различных конструктивных схемах железобетонные конструкции должны быть экономичными и индустриальными с минимальными затратами ручного труда.По способу изготовления здания могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными.Деформационные швы

Т.к. здания представляют собой статически неопределимые системы, изменение температуры, влажности, неравномерная осадка основания, усадка и ползучесть бетона приводят к возникновению дополнительных в конструкциях, что в свою очередь может привести появлению и чрезмерному раскрытию трещин и к разрушению конструкций.

Для уменьшения усилий от температуры и усадки железобетонные конструкции делят по длине и ширине на отдельные части (деформационные блоки) с помощью устройства температурно-усадочных швов.Расстояния между такими швами зависят от расчетной температуры воздуха и вида конструкций, а также от температурного режима помещений.

В неотапливаемых зданиях и открытых сооружениях расстояния между температурными швами меньше.Для железобетонных конструкций одноэтажных зданий допускается увеличение между температурно-усадочными швами на 20% больше, чем в табл.

Расстояния, указанные в табл.1, допустимы при расположении вертикальных связей каркасных зданий в середине деформационного блока. При расположении связей по краям температурного блока, работа здания при температурно-усадочных деформациях приближается по характеру к работе сплошных конструкций.

Температурно-усадочный шов выполняют в надземной части здания - от кровли до верха фундамента. Ширина температурно-усадочных швов составляет обычно 20…30 мм и может уточняться расчетом в зависимости от длины блока и значения перепада температуры. Температурно-усадочные швы устраивают обычно на спаренных колоннах с общим фундаментом.

Осадочные швы устраивают в местах сопряжения разновысоких частей здания, при возведения сооружений на неоднородных и просадочных грунтах, а также в случае пристройки новых зданий к существующим. Осадочные швы устраивают на парных колоннах, но с раздельным фундаментом. Возможно применение осадочного шва в виде вкладного пролета. Осадочный шов служит одновременно температурно-усадочным.Типизация элементов

В условиях применения унифицированных конструктивных схем и широкого использования типизации элементов сборных конструкций необходима взаимная увязка размеров зданий и их элементов. Предусмотрено три категории размеров:

•номинальные – расстояния в плане между разбивочными осями, определяющими членение здания на планировочные элементы или определяющие расположение стен и отдельных опор;

•конструктивные –проектные размеры сборных элементов, отличающихся от номинальных на величину швов или зазоров (30мм и более);

•натурные - фактические размеры сборных элементов, отличающиеся от конструктивных га величину допуска, что составляет 3,,,10мм. Нормированные допуски учитывают при назначении конструктивных размеров элементов вместе с необходимыми зазорами в швах и стыках.Технологичными называют элементы, конструкция которых допускает их массовое изготовление на заводе или полигоне с использованием высокопроизводительных машин и механизмов без трудоемких ручных операций.Технологичность конструкций зависит от технологии изготовления. Пример, членение многоэтажного здания на отдельные элементы (колонны и ригели), если колонны с большими консолями (см. рис). При таком членении здания на элементы при изготовлении колонн на заводе с использованием конвейерной или при поточно-агрегатной технологии они будут не технологичны (рассмотреть почему).С точки зрения действующих в стыке усилий это решение оптимально. При изготовлении их на построечном полигоне и в условиях стендового способа производства колонны с выступающими консолями могут быть вполне технологичны.Членение конструкций на сборные элементы в ряде случаев определяется требованием технологичности монтажа. Колонны многоэтажных зданий соединяют на высоте 800…1000мм от уровня перекрытия исходя из удобства монтажа.

Конструкцию стыков сборных элементов проектируют с учетом обеспечения их прочности и технологичности монтажа. Объем монтажной сварки должен быть относительно небольшим, а работы по замоноличиванию стыков не трудоемкими.В сборных элементах следует предусматривать устройства для их подъема (монтажные петли, специальные строповочные отверстия). Для изготовления монтажных петель следует использовать только горячекатаную арматурную сталь с площадкой текучести, которая лучше сопротивляется динамическим усилиям при подъеме, класса A-II марки 10ГТ и класса A-I марки ВСт3сп2. Прочность сечения петель проверяется расчетом.
2)Расчет сборных Эл-тов на транспортные и монтаж нагрузки

Элементы сборных конструкций при транспортировании, подъеме и монтаже испытывают нагрузку от собственного веса. В этом случае расчетные схемы элементом могут существенно отличаться от их расчетных схем в проектном положении. Сечение, запроектированное на восприятие усилий в проектном положении, может оказаться недостаточным для транспортирования и монтажа. Поэтому, расчетные схемы следует назначать таким образом, чтобы усилия при транспортировании и монтаже были минимальны. Для этого следует соответствующим образом располагать монтажные петли, строповочные отверстия и места опирания, которые показываются на рабочих чертежах.Сборные элементы рассчитываются на нагрузку от собственного веса с учетом коэффициента динамичности: при транспортировании — 1,6, при подъеме и монтаже — 1,4. В этом случае следует учитывать также коэффициент надежности по нагрузке.

Рассмотреть в качестве примера расчетные схемы колонны и рамы при монтаже и транспортировании

Элементы с сечениями большой высоты и относительно малой ширины, например высокие балки, фермы, стеновые панели, транспортируют в рабочем положении — «на ребро». В противном случае их несущая способность мала и другие меры по изменению расчетной схемы не эффективны.

При проектировании сборных конструкций необходимо:

•устанавливать помимо класса бетона отпускную прочность элементов заводского изготовления, т.е. кубиковую прочность бетона при которой допускается осуществлять транспортирование и монтаж элементов;•предусматривать конструктивные меры для обеспечения устойчивости отдельных элементов и всего здания в процессе монтажа;•выполнять ряд мер по охране труда.

3)Контруирование стыков и концевых участков сборных констр-й.Сборные констр.зданий, смонтированные из отдельных элементов,совместно работают под нагрузкой благодаря стыкам и соединениям,обеспечивающим их надежную связь. Стыки и соединения сборных констр. можно классифицировать по функциональномуПризнаку (в зависимости от назначения соединяемых элементов) и по расчетно-конструктивному ( в зав-ти от вида усилий)по функциональному признаку•колоны с колонной;•ригелей с колоннами;•узлы опирания подкрановых балок на колонны;

•узлы опирания балок;•узлы опирания ферм на колонны;•узлы опирания балок покрытия на колонны;

по функциональному признаку

•работающие на сжатие;•работающие на растяжение;•работающие на изгиб.

Усилия от одного элемента к другому передаются через соединяемую сваркой рабочую арматуру, металлические закладные детали, бетон замоноличивания. Стык должен обладать прочностью и жесткостью, геометрической неизменяемостью, технологичностью изготовления на заводе или монтаже.
4)Расчет и конструирование сборных плит перекр

Расчетный пролет плит l0 принимают равным расстоянию между осями ее опор (рис. 11.5); при опирании по верху ригелей l0 = l — b/2 (b — ширина ригеля); при опирании на полки ригелей l0 = l - а - b (a — размер полки). При опирании одним концом на ригель, другим на стенку расчетный пролет равен расстоянию от оси опоры на стене до оси опоры в ригеле.

Высота сечения плиты h должна быть подобрана так, чтобы наряду с условиями прочности были удовлетворены требования жесткости (предельных прогибов). При пролетах 5...7 м высота сечения плиты определяется главным образом требованиями жесткости.

Высоту сечения предварительно напряженных плит можно предварительно назначать разной:

•h = l0 / 20 — для ребристых,

•h = l0 / 30 — для пустотных плит.

При расчете прочности по изгибающему моменту ширина ребра равна суммарной ширине всех ребер плиты; расчетную ширину сжатой полки принимают равной полной ширине панелиТаким образом, расчет прочности плит сводится к расчету таврового сечения с полкой в сжатой зоне. В большинстве случаев нейтральная ось проходит в пределах толщины сжатой полки, поэтому, определив

находят , проверяют условие , затем находят площадь растянутой арматуры

Для случаев, когда и нейтральная ось пересекает ребро, расчет ведут с учетом сжатия в ребре.

Расчетную ширину сечения плиты ребрами вверх принимают равной суммарной ширине ребер и расчет ведут как для прямоугольного сечения.Поперечную арматуру плиты рассчитывают из условия прочности по наклонному сечению по расчетной ширине ребра b,- равной суммарной ширине всех ребер сечения. В многопустотных плитах высотой менее 300 мм допускается поперечную арматуру не устанавливать, если она не требуется по расчету.

По образованию или раскрытию трещин, а также по прогибам плиту рассчитывают в зависимости от категории требований трещиностойкости.При расчете прогибов сечение панелей с пустотами приводят к эквивалентному двутавровому сечению. Для панелей с круглыми пустотами эквивалентное двутавровое сечение находят из условия, что площадь круглого отверстия диаметром d равна площади квадратного отверстия со стороной 0,9d Сечение панелей с овальными пустотами приводят к эквивалентному двутавровому сечению, заменяя овальное сечение прямоугольным с той же площадью и тем же моментом инерции, соблюдая также условие совпадения центра тяжести овала и заменяющего прямоугольника. Обозначив как b1 и h1 ширину и высоту эквивалентного прямоугольника, F и I площадь и момент инерции овала, получают

Отсюда Для пустотных панелей с высотой сечения 150... 250 мм и шириной отверстий до 500 мм такое приведение может быть выполнено упрощенно, согласно рис. 11.6, в, г.

Полка плиты работает на местный изгиб как частично защемленная на опорах пролетом l0, равным расстоянию в свету между ребрами. В ребристых плитах ребрами вниз защемление полки создают заливкой бетоном швов, препятствующей повороту ребра Изгибающий момент .

В ребристой плите с поперечными промежуточными ребрами изгибающие моменты полки могут быть определены как в плите, опертой по контуру и работающей в двух направлениях.Армирование плит. Применяют сварные сетки и каркасы из обыкновенной арматурной проволоки и горячекатаной арматуры периодического профиля. В качестве напрягаемой продольной арматуры применя¬ют стержневую арматуру классов A-IV, A-V, Ат-IVc, Ат-V, высокопрочную проволоку и канаты. Армировать можно без предварительного напряжения арматуры, если пролет панели меньше 6 м.Продольную рабочую арматуру располагают по всей ширине нижней полки сечения пустотных панелей и в ребрах ребристых панелей.

Поперечные стержни объединяют с продольной монтажной или рабочей ненапрягаемой арматурой в плоские сварные каркасы, которые размещают в ребрах плит. Плоские сварные каркасы в круглопустотных плитах размещают только на приопорных участках через одно - два ребра.

К концам продольной ненапрягаемой арматуры ребристых плит приваривают анкеры из уголков или пластин для закрепления стержней на опоре. Сплошные плиты из тяжелого и легкого бетонов армируют продольной напрягаемой арматурой и сварными сетками. По четырем углам плит закладывают монтажные петли. В местах установки петель сплошные панели армируют дополнительными верхними сетками. Пример армирования ребристой панели перекрытия промышленного здания приведен на рис. 11.9. Номинальная ширина такой панели — 1,5 м. Применяют также плиты шириной 3 м.Монтажные соединения плит всех типов выполняют сваркой стальных закладных деталей и заполнением бетоном швов между плитами. В продольных боковых гранях плит предусматривают впадины, предназначенные для образования (после замоноличивания швов) прерывистых шпонок, обеспечивающих совместную работу плит на сдвиг в вертикальном и горизонтальном направлениях. При таком соединении сборных элементов перекрытия представляют собой жесткие горизонтальные диафрагмы.

Если временные нагрузки на перекрытиях v >10 Н/м2, то ребристые плиты при замоноличивании швов целесообразно образовать в неразрезные. С этой целью швы между ребристыми плитами на спорах армируют сварными седловидными каркасами, пересекающими ригель. На нагрузки, действующие после замоноличивания, такие плиты рассчитывают как неразрезные.

Плиты перекрытий опираются на ригели, работая на изгиб, и для уменьшения расхода материалов проектируются облегченными — пустотными или ребристыми. При удалении бетона из растянутой зоны сохраняют лишь ребра шириной, необходимой для размещения сварных каркасов и обеспечения прочности панелей по наклонному сечению. При этом плита в пролете между ригелями работает на изгиб как балка таврового сечения. Верхняя полка плиты также работает на местный изгиб между ребрами. При необходимости устройства гладкого потолка создается нижняя полка, образующая замкнутую полость.По форме поперечного сечения пустотные плиты бывают с овальными, круглыми и вертикальными пустотами, ребристые — с ребрами вверх (с устройством чистого пола по ребрам), с ребрами вниз, сплошные Общий принцип проектирования плит перекрытий любой формы поперечного сечения состоит в удалении возможно большего объема бетона из растянутой зоны с сохранением вертикальных ребер, обеспечивающих прочность элемента по наклонному сечению, в увязке с технологическими возможностями завода-изготовителя.

В плитах с пустотами минимальная толщина полок составляет 25...30 мм, ребер — 30...35 мм; в ребристых плитах ребрами вниз толщина полки (плиты) — 50... 60 мм.

При заданной длине плит разных типов ширину их принимают такой, чтобы получить градации массы, не превышающие грузоподъемность монтажных кранов 3... 5 т (иногда больше). Плиты шириной 3,2 м при пролете 6 м перекрывают целиком жилую комнату; масса таких плит с пустотами — 5...6 т. Пустотные и сплошные плиты, позволяющие создать гладкий потолок, применяют для жилых и гражданских зданий, ребристые панели ребрами вниз — для промышленных зданий с нормативными нагрузками свыше 5 кН/м2.Экономичность плиты оценивают по приведенной толщине бетона, которую получают при делении объема бетона панели на ее площадь, и по расходу стальной арматуры Наиболее экономичны по расходу бетона плиты с овальными пустотами; приведенная толщина бетона в них 92 мм, в то время как в плитах с круглыми пустотами она достигает 120 мм. Однако при изготовлении панелей с овальными пустотами на заводах возникают технологические трудности, вызванные тем, что после извлечения пустотообразователей стенки каналов свежеотформованного изделия иногда обваливаются. Поэтому в качестве типовых приняты сборные плиты с круглыми пустотами. Дальнейшее совершенствование технологии заводского изготовления пустотных панелей позволит перейти к более экономичным по расходу бетона конструкциям. Следует, однако, считаться с условиями звукоизоляции и требованиями в связи с этим о минимальной массе перекрытия.

Плиты ребрами вверх при относительно малой приведенной толщине бетона (80 мм) менее индустриальны, так как при их использовании требуется устройство настила под полы. В результате стоимость перекрытия оказывается более высокой.В ребристых панелях ребрами вниз (П-образных) приведенная толщина бетона — 105 мм, расход стальной арматуры на 1м2 площади — 8,3. ..21, 5 кг в зависимости от временной нагрузки.

Для предварительно напряженных плит применяют бетон класса В15, В25, для плит без предварительного напряжения — бетон класса В15, В20
5)Проектирование сборного ригеля с учетом перераспр. моментов

Ригель многопролетного перекрытия представляет собой элемент рамной конструкции. При свободном опирании концов ригеля на наружные стены и равных пролетах его рассчитывают как неразрезную балку. При этом возможен учет образования пластических шарниров, приводящих к перераспределению и выравниванию изгибающих моментов между отдельными сечениями.Сущность расчета статически неопределимых железобетонных конструкций с учетом перераспределения усилий заключается в следующем. При некотором значении нагрузки напряжения в растянутой арматуре из мягкой стали достигают предела текучести. С развитием в арматуре пластических деформаций (текучести) в железобетонной конструкции возникает участок больших местных деформаций, называемый пластическим шарниром. В статически определимой конструкции, например в свободно лежащей балке, с появлением пластического шарнира под влиянием взаимного поворота частей балки и развивающегося значительного прогиба высота сжатой зоны сокращается, в результате чего достигается напряжение в сжатой зоне , наступает разрушение.Иначе ведет себя статически неопределимая конструкция. В балке, защемленной на опорах, с появлением пластического шарнира повороту частей балки, развитию прогиба системы и увеличению напряжений в сжатой зоне препятствуют лишние связи (защемления на опорах); возникает стадия II-а, при которой , но . Поэтому при дальнейшем увеличении нагрузки разрушение в пластическом шарнире не произойдет до тех пор, пока не появятся новые пластические шарниры и не выключатся лишние связи. В статически неопределимой системе возникновение пластического шарнира равносильно выключению лишней связи и снижению на одну степень статической неопределимости системы. Для рассмотренной балки с двумя защемленными концами возникновение первого пластического шарнира превращает ее в систему, один раз статически неопределимую; потеря геометрической неизменяемости может наступить лишь с образованием трех пластических шарниров — на обеих опорах и в пролете.

В общем случае потеря геометрической неизменяемости системы с n лишними связями наступает с образованием n+1 пластических шарниров.

В статически неопределимой конструкции после появления пластического шарнира при дальнейшем увеличении нагрузки происходит перераспределение изгибающих моментов между отдельными сечениями. При этом деформации в пластическом шарнире нарастают, но значение изгибающего момента остается прежним: .

Плечо внутренней пары сил zb после образования пластического шарнира при дальнейшем росте нагрузки увеличивается незначительно и практически принимается постоянным

Рассмотрим на примере балки, защемленной на двух опорах, последовательность перераспределения изгибающих моментов. С появлением пластического шарнира на одной из опор при нагрузке F0 балка приобретает новую расчетную схему — с одной защемленной и второй шарнирной опорами. При дальнейшем повышении нагрузки балка работает по этой новой расчетной схеме.

С момента появления пластического шарнира на другой опоре при увеличении нагрузки на ?1 F0 балка превращается в свободно опертую Образование пластического шарнира в пролете при дополнительной нагрузке ?2 F0 превращает балку в изменяемую систему, т.е. приводит к разрушению.

Предельные расчетные моменты в расчетных сечениях на опорах и в пролете равны: МА —на опоре A; MB — на опоре В; Мl— в пролете при нагрузкеВ предельном равновесии — непосредственно перед разрушением — изгибающие моменты балки находят статическим или кинематическим способом.

Пролетный момент/Расчет и конструирование статически неопределимых железобетонных конструкций по выравненным моментам дает возможность облегчить армирование сечений, что особенно важно для монтажных стыков на опорах сборных конструкций, а также позволяет стандартизировать и осуществить в необходимых случаях одинаковое армирование сварными сетками и каркасами тех зон, где при расчете по упругой схеме возникают различные по значению изгибающие моменты. При временных нагрузках и разных загружениях расчет по выравненным моментам в сравнении с расчетом по упругой схеме может дать 20...30 % экономии арматурной стали.

Значение перераспределенного момента не оговаривают, но необходимо выполнить расчет по предельным состояниям второй группы. Практически ограничение раскрытия трещин в первых пластических шарнирах достигается ограничением выравненного момента с тем, чтобы он не слишком резко отличался от момента в упругой схеме и приблизительно составлял не менее 70 % его значения.Чтобы обеспечить условия, отвечающие предпосылке метода предельного равновесия, т.е. возможности образования пластических шарниров и развитию достаточных местных деформаций при достижении конструкцией предельного равновесия, необходимо соблюдать следующие конструктивные требования:

•конструкцию следует запроектировать так, чтобы причиной ее разрушения не мог быть срез сжатой зоны или раздавливание бетона под действием главных сжи¬мающих напряжений;

•армирование сечений, в которых намечено образование пластических шарниров, следует ограничивать так, чтобы относительная высота сжатой зоны ?<0,35;•необходимо применять арматурные стали с площадкой текучести или сварные сетки из обыкновенной арматурной проволоки.

На действие динамических нагрузок (сейсмика, ударная взрывная волна и т. п.) железобетонные статически неопределимые конструкции также целесообразно рассчитывать с учетом образования пластических шарниров.

Если конструкция армирована стержневой арматурой без площадки текучести, то после достижения каким-либо моментом условного предельного значения М0,2 при условном пределе текучести ?0,2 рост момента не приостанавливается, а замедляется. Несущая способность конструкции в этом случае определяется предельным удлинением арматуры или предельной прочностью бетона сжатой зоны. Перераспределение усилий в статически неопределимой железобетонной конструкции происходит и на более ранней стадии работы под нагрузкой — под влиянием изменения жесткости опорных и пролетных сечений вследствие образования и раскрытия трещин в растянутых зонах элементов. Хотя это не оказывает заметного действия на перераспределение усилий в состоянии предельного равновесия (перед образованием пластических шарниров), но существенно влияет на работу конструк¬ции в эксплуатационной стадии и поэтому учитывается в расчетах.Для неразрезных балок упрощенный способ учета перераспределения усилий такого рода состоит в следующем. Опорные моменты вычисляют как в упругой системе и умножают на поправочные коэффициенты, оценивающие неодинаковую жесткость опорных и пролетных сечений. Далее по исправленным опорным моментам обычным путем вычисляют пролетные моменты. Более подробные данные приведены в Инструкции по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций с учетом перераспределения усилий.

Расчет неразрезного ригеля как упругой системы служит основой для следующего перераспределения изгибающих моментов. Расчетный пролет ригеля принимают равным расстоянию между осями колонн; в первом пролете при опирании на стену расчетный пролет считается от оси опоры на стене до оси колонны. Нагрузка на ригель от панелей может быть равномерно распределенной (при пустотных или сплошных панелях) или сосредоточенной (при ребристых панелях). Если число сосредоточенных сил, действующих в пролете ригеля, более четырех, то их приводят к эквивалентной равномерно распределенной нагрузке. Для предварительного определения собственного веса ригеля размеры его сечения принимают

h = (1/10...1/15)l; b = (0,3...0,4) h.

Изгибающие моменты и поперечные силы неразрезной балки при равных или отличающихся не более чем на 20% для равномерно распределенной нагрузки

М = ( ? g + ? v ) l2 Q = ( ? g – ? v ) l

для сосредоточенных нагрузок

М = ( ? G + ? V ) l2 Q = ( ? G – ? V ) l

где ?, ? — табличные коэффициенты при определении М от соответствующих загружений постоянной g и временной v нагрузками;

?, ? — табличные коэффициенты при определении Q от соответствующих загружений постоянной и временной нагрузкой.

При расположении временной нагрузки через один пролет получают максимальные моменты в загружаемых пролетах; при расположении временной нагрузки в двух смежных пролетах и далее через один пролет получают максимальные по абсолютному значению моменты на опоре В неразрезном ригеле целесообразно ослабить армирование опорных сечений и упростить монтажные стыки. Поэтому с целью перераспределения мо¬ментов в ригеле к эпюре моментов от постоянных нагрузок и отдельных невыгодно расположенных временных нагрузок прибавляют добавочные треугольные эпюры с произвольными по знаку и значению опорными момен¬тами При этом ординаты выравненной эпюры моментов в расчетных сечениях должны составлять не менее 70 % значений, вычисленных по упругой схеме.
6)Ребристые монолит перекрытия с балочн плит. Ребристое перекрытие с балочными плитами состоит из плиты, работающей по короткому направлению, второстепенных и главных балок. Все элементы перекрытия монолитно связаны и выполняются из бетона класса В15. Сущность конструкции монолитного ребри¬стого перекрытия в том, что бетон в целях экономии удален из растянутой зоны сечений, где сохранены лишь ребра, в которых сконцентрирована растянутая арматура, Полка ребер — плита — с пролетом, равным расстоянию между второстепенными балками, работает на местный изгиб.Второстепенные балки опираются на монолитно связанные с ними главные балки, а те, в свою очередь, — на колонны и наружные стены.Главные балки располагают в продольном или поперечном направлении здания с пролетом 6...8 м. Второстепенные балки размещают так, чтобы ось одной из балок совпала с осью колонны. Пролет второстепенных балок составляет 5...7 м, плиты — 1,7...2,7 м.Толщину плиты по экономическим соображениям принимают возможно меньшей. Минимальные ее значения составляют: для междуэтажных перекрытий промышленных зданий — 60 мм, жилых и гражданских зданий — 50мм. При значительных временных нагрузках может потребоваться увеличение толщины плиты. Так, при временной нагрузке 10...15кН/м2 и пролете 2,2...2,7 м толщину плит принимают 80...100мм (по условиям экономичного армирования). Высота сечения второстепенных балок обычно составляет (1/12...1/20) ℓ, главных балок — (1/8...1/15) ℓ. Ширина сечения балок b=0,4...0,5h.

Расчетный пролет плиты принимают равным расстоянию в свету между второстепенными балками ℓ0 (до места изменения размера высоты сечения) и при опирании па наружные стены — расстоянию от оси опоры на стене до грани ребра; для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяется полоса шириной 1 м Расчетный пролет второстепенных балок ℓ0 также принимают равным расстоянию в свету между главными балками, а при опирании на наружные стены — расстоянию от оси опоры на стене до грани главной балки.

Изгибающие моменты в неразрезных балочных плитах и второстепенных балках с пролетами разной или отличающейся не более чем на 20 % длиной, определяют с учетом перераспределения моментов и при этом создают равномоментную систему. В многопролетной балке опорные моменты Msup на средних опорах при равномерно распределенной нагрузке g равны между собой. Используя уравнение равновесия для сечения в середине пролета, находят

Mi + -у MSUP + -~ MSUP = (g + v) /VS. (11.24)

Отсюда

М = Мℓ = MSUP =(g + v) ℓ2/16.

Если принять значение изгибающего момента на первой промежуточной опоре

MB=(g + v)ℓ2/l4,

то изгибающий момент в первом пролете

Mℓ=(g + v)ℓ2/l1

Если же принять равномоментную схему M=Mℓ=MB, то округляя знаменатель (с погрешностью менее 5 % в сторону увеличения изгибающего момента), получают на первой промежуточной опоре и в первом пролете изги¬бающий момент

M=(g + v)ℓ2/l1.В плитах, окаймленных по всему контуру монолитно связанными с ними балками, изгибающие моменты под влиянием распоров в предельном равновесии уменьшаются. Поэтому в расчетах в сечениях средних пролетов и на средних опорах они уменьшаются на 20 % при условии, что h/ℓ ? 1/30.

Для второстепенных балок огибающая эпюра моментов строится для двух схем загружения (рис. 11.22):

полная нагрузка g + v в нечетных пролетах и условная нагрузка g+1/4 v в четных пролетах;полная нагрузка g + v в четных пролетах и условная постоянная нагрузка g+1/4 v в нечетных пролетах.

Условную нагрузку вводят в расчет для того, чтобы определить действительные отрицательные моменты в пролете второстепенной балки. Главная балка создает дополнительные закрепления, препятствующие свободному повороту опор второстепенных балок, и этим уменьшает влияние временной нагрузки в загруженных пролетах на незагруженные.Поперечные силы второстепенной балки принимают от нагрузки q = g+v:

на крайней свободной опоре Q = 0,4 q ℓ;

на первой промежуточной опоре слева Q = 0,6 q ℓ;

на первой промежуточной опоре справа и на всех др. опорах Q = 0,5 q ℓ;

При подборе сечений в первую очередь уточняют размер поперечного сечения второстепенной балки по опорному моменту на первой промежуточной опоре. Посколь¬ку расчет ведут по выравненным моментам, принимают ? = 0,35. На опоре действует отрицательный момент, пли¬та оказывается в растянутой зоне и расчет выполняют как для прямоугольного сечения, полагая рабочую высоту

Установив окончательно унифицированные размеры сечения b и h, подбирают рабочую арматуру в четырех расчетных нормальных сечениях: •в первом и среднем пролетах — как для таврового сечения, •на первой промежуточной и средней опорах — как для прямоугольного сечения.

На действие отрицательною момента в среднем пролете расчет выполняют как для прямоугольного сечения.

Поперечные стержни рассчитывают для трех наклонных сечений: у первой промежуточной опоры слева и справа и у крайней свободной опоры.

Все изложенные положения расчета ригеля сборного балочного перекрытия полностью относятся и к расчету главной балки монолитного ребристого перекрытия.

На главную балку передается сосредоточенная нагрузка от опорного давления второстепенных. Кроме того, учитывают собственный вес главной балки. В местах пересечения второстепенной и главной балок над колонной в верхней зоне пересекаются верхняя арматура трех элементов: плиты, второстепенной балки и главной балки. Поэтому на опоре главной балки в зависимости от числа рядов арматуры принимают а = 60...90 мм, при этом ho =h— (60.. .90) мм.

Особенностью подбора сечений главной балки по изгибающим моментам является то, что на действие положительного момента в пролете она работает как тавровая с шириной полки b/f = ℓ/3, а на действие отрицательного момента на опоре — как прямоугольная с шириной ребра b.
7)Ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами. Работающими в двух направлениях.

Плиты, опертые по контуру, армируют плоскими сварными сетками с рабочей арматурой в обоих направлениях. Поскольку изгибающие моменты в пролете, приближаясь к опоре, уменьшаются, число стержней в приопорных полосах уменьшают. С этой целью в пролете по низу плиты укладывают две сетки разных размеров, обычно с одинаковой площадью сечения арматуры. Меньшую сетку не доводят до опоры).. Пролетную арматуру плит конструируют также и из унифицированных сеток с продольной рабочей арматурой, Сетки укладывают в два слоя во взаимно перпендикулярном направлении Надопорную арматуру неразрезных многопролетных плит, оперных по контуру, при плоских сетках в пролете конструируют аналогично надопорной арматуре балочных плит Плиту в предельном равновесии рассматривают как систему плоских звеньев, соединенных друг с другом по линиям излома пластическими шарнирами, возникающими в пролете приблизительно по биссектрисам углов и на опорах вдоль балок. Изгибающие моменты плиты М зависят от площади арматуры Аs, пересеченной пластическим шарниром, и определяются на 1 м ширины плиты: M = Rs As zb.

К расчету плит, опертых по контуру, по методу предельного равновесия

1 — пластический шарнир на опоре; то же в пролете.Панель плиты в общем случае испытывает действие пролетных и опорных моментов. В предельном равновесии плита под нагрузкой провисает, и ее плоская поверхность превращается в поверхность пирамиды, гранями которой служат треугольные и трапециевидные звенья.

Пользуясь рекомендуемыми соотношениями между расчетными моментами, задачу сводят к одному неизвестному/Расчетные пролеты ℓ1 и ℓ2 принимают равными расстоянию в свету между балками или расстоянию от оси опоры на стене до грани балки (при свободном опирании).

В плитах, окаймленных по всему контуру монолитно связанными с ними балками, в предельном равновесии возникают распоры, повышающие их несущую способность. Поэтому при подборе сечений арматуры плит изгибающие моменты, определенные расчетом, следует уменьшить: в сечениях средних пролетов и у средних опор — на 20 %.Сечение арматуры плит подбирают как для прямо¬угольных сечений. Рабочую арматуру в направлении меньшего пролета располагают ниже арматуры, идущей в направлении большего пролета. В соответствии с та-ким расположением арматуры рабочая высота сечения плиты для каждого направления различна и будет отли¬чаться на размер диаметра арматуры.
8)Безбалочные монолит и сбор. Перекрытия Конструкция сборного безбалочного перекрытия состоит из трех основных элементов: капители, надколонной панели и пролетной панели. Капитель опирается на уширения колонны и воспринимает нагрузку от надколонных панелей, идущих в двух взаимно перпендикулярных направлениях и работающих как балки. В целях создания неразрезности надколонные панели закрепляют поверху сваркой закладных деталей. Пролетная панель опирается по четырем сторонам на надколонныепанели, имеющие полки, и работает на изгиб в двух направлениях как плита, опертая по контуру. После сварки закладных деталей панели в сопряжениях замоноличивают.Безбалочное сборное перекрытие работает подобно ребристому перекрытию с плитами, опертыми по контуру, в котором надколонные панели выполняют роль широких балок. Панели перекрытий выполняют ребристыми или пустотными, а капители — полными или сплошными. Колонны имеют поэтажную разрезку.

Экспериментальные исследования безбалочных пере¬крытий показали, что надколонные панели в поперечном направлении обладают небольшой деформативностью, и продольная рабочая арматура может в них располагаться по всему поперечному сечению равномерно.Пролетный момент квадратной панели определяют с учетом ее частичного закрепления в контурных ребрах и с учетом податливости опорного контура. Опорные и пролетные моменты надколонных панелей определяют как для неразрезной балки с учетом перераспределения моментов.Расчетный пролет надколонных панелей принимают равным расстоянию в свету между краями капители, умноженному на 1,05.Капители рассчитывают в обоих направлениях на нагрузку от опоры давлений и моментов надколонных плит. Расчетную арматуру укладывают по верху капители, стенки капителей армируют конструктивно. Кроме того, капители рассчитывают на монтажную нагрузку как консоли.

Колонны каркаса рассчитывают на действие продольной сжимающей силы N от -нагрузки на вышележащих этажах и на действие изгибающего момента М от односторонней временной нагрузки на перекрытии

Безбалочное монолитное перекрытие представляет собой сплошную плиту, опертую непосредственно на колонны с капителями . Устройство капителей вызывается конструктивными соображениями, с тем чтобы создать достаточную жесткость в месте сопряжения монолитной плиты с колонной, обеспечить прочность плиты на продавливание по периметру капители, уменьшить расчетный пролет безбалочной плиты и более равномерно распределить моменты по ее ширине.Безбалочные перекрытия проектируют с квадратной или прямоугольной сеткой колонн. Отношение большего пролета к меньшему при прямоугольной сетке ограничивается отношением ℓ2/ℓ1?l,5. Рациональная квадратная сетка колонн — 6Ч6 м. По контуру здания безбалочная плита может опираться на несущие стены, контурные обвязки или консольно выступать за капители крайних колонн Для опирания безбалочной плиты на колонны в производственных зданиях применяют капители трех типов •тип I — при легких нагрузках, •типы II и III — при тяжелых нагрузках. В капителях всех трех типов размер между пересечениями напряжений скосов с нижней поверхностью плиты принят исходя из распределения опорного давления в бетоне под углом 45°. Этот размер принимают с=0,2...0,3ℓ. Размеры и очертание капителей должны быть подобраны так, чтобы исключить продавливание безбалочной плиты по периметру капители. Толщину монолитной безбалочной плиты находят из условия достаточной ее жесткости h = ( 1/32...1/35)ℓ2, где ℓ2 — размер большого пролета при прямоугольной сетке колонн.Безбалочное перекрытие рассчитывают по методу предельного равновесия. Экспериментально установлено, что для безбалочной плиты опасными (расчетными) загружениями являются: полосовая нагрузка через пролет и сплошная по всей площади. При этих загружениях возможны две схемы расположения линейных пластических шарниров плиты.При полосовой нагрузке в предельном равновесии образуются три линейных пластических шарнира, соединяющих звенья в местах излома (рис. 11.39, а). В пролете пластический шарнир образуется по оси загруженных панелей и трещины раскрываются внизу. У опор пластические шарниры отстоят от осей колонн на расстоянии гь зависящем от формы и размеров капителей, трещины раскрываются вверху. В крайних панелях при свободном опирании на стену по наружному краю образуются всего два линейных шарнира — один в пролете и один у опоры вблизи первого промежуточного ряда колонн.

При сплошном загружении безбалочного перекрытия в средних панелях возникают взаимно перпендикулярные и параллельные рядам колонн линейные пластические шарниры с раскрытием трещин внизу; при этом каждая панель делится пластическими шарнирами на четыре звена, вращающихся вокруг опорных линейных пластических шарниров, оси которых расположены в зоне капителей обычно под углом 45° к рядам колонн Монолитную безбалочную плиту армируют рулонными или плоскими сварными сетками. Пролетные моменты воспринимаются сетками, уложенными внизу, а опорные моменты — сетками, уложенными вверху. Применяемые для армирования безбалочной плиты узкие сетки с продольной рабочей арматурой на участках, где растягивающие усилия возникают в двух направлениях, укладывают в два слоя по двум взаимно перпендикулярным направлениям Вблизи колонн верхние сетки раздвигают либо устраивают в них отверстия с установкой дополнительных стержней, компенсирующих прерванную арматуру.Капители колонн армируют по конструктивным соображениям, главным образом для восприятия усадочных и температурных усилий
9)Балочные и безбалочные сборно-монолит перекрытия.

В безбалочных сборно-монолитных перекрытиях остовом для монолитного бетона служат сборные элементы-надколонные и пролетные

панели.Одно из возможных решений в том,что капители на монтаже временно крепят к колоннам съемными хомутами. Связь

между колонной и капителью сохдается после замоноличивания перекрытия и образования бетонных шпонок на поверхности колонны. На капителях колонн в двух взаимно перпендик.направлениях направлениях уложены надколонные плиты толщиной 5-6 см. в центре -пролетная плита такой же толщины, опертая по контуру. Общий расход бетона и арматуры сборно-монолитных перекрытий превышает

соответствующий расход для сборных безбалочных перекрытий , выполненных из ребристых или пустотных панелей.

10)Констр-и 1эт пром зд-й. Конструктив. и технологич. особ-ти 1эт пром зд явл-ся обородуван их транспор-ми средствами – мостовыми и подвесными кранами. К эл-м констр одноэт пром зд с балочн покрытием относят: кол (стойки), заделанные в фунд, ригели покрытия, опирающиеся на кол (балки, фермы, арки), плиты покрытия, уложенные по ригелям, подкрановые балки, световые и аэрационные фонари. Осн конструкция каркаса - поперечн рама, образован кол и ригелями. Пространственная жесткость и устойчив-ть достиг защимлением колонн в фунд (жесткое).Мостовые краны. Перемещен груза поперек пролета осущ-ся движен по мосту тележки с крюком на гибкой / жесткой подвеске. Мостовые краны различают по режиму работы (по интенсивн эксплуатац и грузоподъемн): -легкий (1К-3К); - средн (4К-6К); – тяж (7К-8К). Грузопод м.б. 10,20,30,50 и >. Мост кран сообщает каркасу здан вертик и горизонт нагр. Верт нагр складыв из веса моста, тележки, принимаем груза и передаются ч/з колеса крана на подкранов пути. Колонны 1эт зд м.б. классифицир-ы в зав-ти от х-ра измен-я попер-го сечения по длине, характера конст, видa соед-й заводских элементов и констр схемы. Колон б-ют с пост-ым сеч-я с переменным — ступенчатые. Колон с пост сечен прим в зд-ях без мост кр, в зд с кр грузоп до 10 т. В остальных случаях прим ступенч колонны. По хар-ру констр различ колонны сплошные, имеющие сплошную стенку м/у поясами, и сквозные, в кот пояса ветвей соед-ны друг с другом решеткой или планками. Сплошные - при кр Q до 30 т и отн небольшой выс зд-я (до 12 м); сквозные - при Q>30 т и выс зд-я >12 м.Сквозные - более эконом по затрате металла, но трудоемки в изготовлении. Широкое прим им колонны смешанного типа, в которых верхние (надкрановые) участки, вследствие ограниченных габаритов, выпол сплош, а ниж — сквоз (большинство ступенчатых колонн 1эт пром зд-й).Ригели поперечных рам м.б. сплошн или сквозн, а соедин их со стойками жесткое или шарнирн. Жестк соедин-ие приводит к уменьшен изгибающ момент, но при этом не достигается независимая типизация ригелей и колонн рамы, т.к. нагр, прилож к колон, вызыв-ет изгиб момен и в ригеле, а нагр, прилож к ригел-ю, вызыв изг момен в колонне. При шарнирн соед возможн типизац ригелей и колонн, т.к. в этом случае нагр, прилож к одному из эл-ов не вызыв изг мом-ов в др эл-те. Констр соед ригел с кол выполн монтажн сварк стальн опорн листа с закл деталью в конце колонны. При пролете до 18 м в кач-ве ригел прим предвар напр балки, при пролете 24, 30 м – фермы.Фонари сост из поперечн фонарн ферм и стоек, несущ плиты покрыт и опирающ на ригели поперечн рам. В плоскости стоек фонаря размещ бортовые плиты, ширину фонаря и высоту переплетов устанавл в завис-ти от треб освещ цеха, она обеспеч-ся при ширине фонар = 0,3-0,4l. Прим-т фонар ширин 6 м при пролете до 18 м и ширин 12 м при 24 и 30 м. Сопряжен несущ эл-ов фонар с ригелями поперечн рам выпол-ют на монтажн болтах с последующ сваркой стальн закл детал.

Конструктивные схемы зданий: каркасная; бескаркасная (панельная); многоэтажная; одноэтажная.По способу изготовления здания могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными.Компоновка здания Сетка колонн обуславливается технологией производственного процесса: 618; 624; 630; 1218; 1224; 1230м.Шаг 12м — предпочтительнее, если при этом длина стеновых панелей принимается , то устраиваются промежуточные (фахверковые) колонны.

Если при шаге колонн 12м, а шаг ригелей , то устраивают подстропильные фермы.Привязка осей: «250» — для наружных колонн.

При шаге колонн и грузоподъем. крана до 30т принимают нулевую привязку. В торце здания колонны смещают с поперечной разбивочной оси на 500мм.При большой протяженности в поперечном и продольном направлении зд делят темпер-ыми швами на отдельные блоки. Продольный темпер-ый шов выполняют на спаренных колоннах со вставкой. Поперечный темпер-ный шов выполняют на спаренных колоннах.

Особенностью 1 эт пром зд является оборудование их мостовыми или подвесными кранами. Мостовые краны перемещаются по путям, распол-ным на подкрановых балках, которые опираются на колонны. Подвесные краны перемещаются по путям, подвешенным к Эл-ам покрытия.

Покрытие таких зд может быть балочным из линейных Эл-ов или пространственным в виде оболочек.

11)Пространственная работа каркаса зд. Системы связей одноэтаж. произв зд


В каркасных зданиях горизонтальные нагрузки (ветровые, крановые, сейсмические и др.) могут восприниматься совместно каркасом и вертикальными связевыми диафрагмами, соединенными перекрытиями в единую пространственную систему или только каркасом как рамной конструкцией при отсутствии вертикальных диаграмм.

В многоэтажном панельном здании горизонтальные воздействия воспринимаются совместно продольными и поперечными стенами, соединенными с помощью перекрытий в единую пространственную систему.

Система связей Назначение связей (вертикальных и горизонтальных):

*Обеспечение жесткости покрытия в целом;*Восприятие тормозных усилий от мостовых кранов;*Восприятие усилий от ветровой нагрузки; *Повышение устойчивости сжатых поясов ригеле;*Повышение пространственной жесткости здания.

*Связи работают совместно с основными элементами каркаса.

Вертикальные связиГоризонтальные нагрузки в продольном направлении воспринимаются продольной рамой. Ригелем продольной рамы является покрытие. Соединение между плитами покрытия и колоннами осуществляется через фермы или балки, которые обладают малой жесткостью из своей плоскости. При отсутствии связей горизонтальная сила, приложенная к покрытию, может привести к значительным деформациям ригелей из плоскости, а горизонтальная сила, приложенная к одной из колонн — вызвать ее существенную деформацию без передачи нагрузки на другие колонны. Система вертикальных связей по линии колонны здания создает жесткое, геометрически неизменяемое в продольном направлении покрытие

Вертикальные связевые фермы из стальных уголков устанавливают в крайних пролетах температурного блока между колоннами и связывают железобетонными распорками или распорками из стальных уголков. Решетка связевых ферм — крестовая.

При небольшой высоте ригеля (до 800мм) и наличии опорного ребра, способного воспринимать продольную силу, продольные связи выполняют в виде распорок.Горизонтальные связи по нижнему поясу ригелейВетровые нагрузки на торец здания вызывают изгиб колонн торцевой стены.Для уменьшения расчетного пролета этих колонн покрытие используют как горизонтальную опору.Горизонтальной опорой для торцевой стены является и горизонтальная связевая ферма в уровне нижнего пояса ригеля.Подобная дополнительная работа может устраиваться в уровне верха подкрановых балок.Горизонтальные связи по верхнему поясу ригелей

Устойчивость сжатого пояса ригелей поперечной рамы из плоскости обеспечивается плитами покрытия, которые приварены закладными деталями к ригелям.Для уменьшения расчетного пролета сжатого пояса ригеля, по оси фонаря устанавливают распорки, которые в крайних пролетах температурного блока прикрепляют к горизонтальным фермам из стальных уголков.Если фонарь не доходит до торца температурного блока, то горизонтальную связевую ферму по верхнему поясу ригелей не делают, т.к. железобетонные панели покрытия за пределами фонаря образуют жесткую диафрагму.Связи по фонарям: Вертикальные — в плоскости остекления. Горизонтальные — в плоскости покрытия фонаря.
12)Плиты покрытия

Плиты покрытий - крупные ребристые панели размерами 3*12м и 3*6м, которые опираются непосредственно на ригели поперечных рам. Плиты 1,5*12м и 1,5*6 м используются как доборные в местах образования снеговых мешков - у фонарей, в местах перепадах профиля покрытия. Плиты прогонных покрытий: 3*0,5м и 1,5*0,5м.

Бесапрогонная система покрытий предпочтительнее.Плита 3*12м *продольные ребра;*поперечные ребра;*толщина полки - 25мм;*вуты. Бетон B30, B40. Плиты двухконсольные 2Т: 3*12м и 3*6м. Нет поперечных ребер, форма упрощается Продольные ребра - преднапряженные, изготавливаются заранее. Связь полки с ребрами: выпуски арматуры и сцепление бетона. Раздельное изготовление плиты позволяет снизить класс бетона полки до B15. Плиты 2Т 3*6м изготавливают как раздельно, так и целиком.Крупноразмерные плиты 3*18м и 3*24м опираются на балки пролетом 6м или 12м. Эти плиты имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1:12 и полку переменной толщины (25...60мм).

Плиты крупноразмерные сводчатые (КЖС) имеют криволинейные продольные ребра с уширением в нижней и верхней части, гладкую полку толщиной 40...50мм в середине пролета и 140...160мм в торце на опоре

Плиты ребристые под малоуклонную кровлю имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1:29, 1:30, поперечные ребра с шагом 1000мм и толщину полки 25мм.

По ТЭП эти плиты немного уступают КЖС, но имеют преимущество в возможности механизации кровельных работ.
13)Балки покрытий одноэтажных промзданий

Пролеты: 12м, 18м до 24м. Очертание верхнего пояса: рис.13.33.

Наиболее экономичное сечение - двутавровое со стенкой толщиной 60...100мм, которая определяется из условия размещения арматурных каркасов, прочности и трещиностойкости. У опор толщина стенки увеличивается и устраивается ребро жесткости.В средней части стенка может иметь круглые или многоугольные отверстия (для коммуникаций и уменьшения расхода бетона).Высота балки в середине пролета , на опоре - h = 800...900мм с уклоном верхнего пояса 1:12 В балках с ломаным очертанием верхнего пояса достигается большая высота в пролете. Ширина верхнего пояса принимается из условия устойчивости при транспортировании и монтаже . Ширина сечения нижней полки принимается из условия размещения напрягаемой арматуры.

Бетон B25...B40. Напрягаемая арматура - высокопрочная проволока, стержнева и канатыСтенку балки армируют сварными каркасами с расчетными поперечными стержнями и монтажными продольными.На опоре устанавливают дополнительные поперечные стержни, приваренные к закладной детали.

Иногда создают 2х осное напряженное состояние (напрягаемые поперечные стержни).Двускатные балки армируют конструктивной напрягаемой арматурой на уровне верха сечения на опоре для уменьшения эксцентриситета приложения преварительного напряжения и уменьшения напряжения в бетоне верхней зоны.Двускатные балки прямоугольного сечения с часто расположенными отверстиями называются решетчатыми Ширина сечения 200мм, 240мм и 280мм. Для крепления плит в верхнем поясе устраиваются закладные детали.

При уклоне верхнего пояса 1:12 расстояние от опоры до расчетного сечения (0,35... 0,4)l.Если есть фонарь, то расчетное сечение - под фонарной стойкой.Балки двутаврового сечения экономичнее решетчатых балок на 15% по арматуре и 13% по бетону.

14)Стропильн фермы. Ж\б фермы - при пролетах 18,24,30м и шаге 6 или 12м.

Типы: -сегментные с верхним поясом ломанного очертания и прямолинейными уч-ми м\у узлами; -арочные раскосные с редкой решеткой и верхним поясом плавного криволин.очертания; -арочные безраскосные с жесткими узлами в примыкании стоек к поясам и верхним поясам криволин.очертания; -полигональные с парал.поясами или с малым уклоном верхнего пояса трапециевидного очертания; -полигональные с ломаным нижним поясом. Фермы рацион.изгот-ть цельными. Членение повышает стоимость. Фермы пролетом 18м изгот. цельными, 24м-цельными или из 2-х полуферм, 30м-из 2-х полуферм. Решетку полуфермы следует разбивать так, чтобы стык нижнего пояса для удобства монтажн. соед-я был выносным, т.е.располож.м\у узлами.

Армирование нижнего растянутого пояса необх. вып-ть с соблюдением расст-й в свету м\у напрягаемыми стержнями, канатами и спаренной проволокой, что обеспеч. удобство укладки и уплотнения бет.смеси.Верхний сжатый пояс и решетки армируют ненапряг. арм в виде сварных каркасов. Растянутые эл-ты решетки при значит. усилиях вып-ют предварит. напряженными. В узлах ж\б ферм для надежной передачи усилий от одного эл-та к другому создают спец. уширения – вуты, позвол. лучше разместить и заанкерить арм решетки.

Узлы армируют окаймляющими цельногнутыми стержнями d=10-18мм и вертик. попереч-ми стержнями d=6-10мм с шагом 100мм, объед. в сварные каркасы. Арм эл-тов решетки заводят в узлы, а растян. стержни усиливают на конце анкерами в виде коротышей, петель,высаженных оголовок. Для армирования ферм прим арм ст: Напрягаем арм - термомеханически упрочненную стержневую классов А800-1000, горячекатаную стержневую классов А600-1000, арматурные канаты, высокопрочную проволоку периодического профиля класса Вр1500, стержневую класса А500. Ненапрягаемой арм - горячекатаную стержневую классов А240, 400, термомеханически упрочненную стержневую классо и арматурную проволоку.Места установки постоянных анкеров, их диаметры - по рабочим чертежам. Концы напрягаемой арматуры не должны выступать за торцовые поверхности ферм более чем на 10 мм и д.б. защищены слоем ц/п р-ра / битумным лаком.Расчет ферм - на действ. пост. и врем. нагрузок - вес покрытия и фермы, нагрузки от подвесного транспорта. Вес покр. счит-ся прилож. к узлам верх. пояса, а наг-ки от подвес. тр-та-к - узлам нижн. пояса. В расчете учит.неравномерное загружение снеговой нагр-ки у фонарей и по покрытию зд-я. Учит. также невыгодное для эл-тов решетки загружение одной половины фермы снегом и подвесным тр-том.

Прочность сеч-й поясов и решетки рассчит-ют по ф-лам для сжатых и растян. эл-тов
16)Ж/б фундаменты. Фунд-т – констр подзем части зд-я, ч/з кот перед-ся нагр от вышележ конст и от людей, оборудования - на основание, т. е. на грунт.

По конструкт схеме: ленточные (под стены или ряд отд-ых опор); столбчатые (под легкие стены, под колонны); сплошные - под всей площадью здания (при слабых неоднородных грунтах основания)

По м-ду возведения: сборные и монолитные.

Сборные ф-ты: Ф-ты выпол-ют из тяжел бетон класса В15-В25, устанавл-ют на песчано-гравийную уплотнен подготовку толщин 100 мм. В ф-ах предусмар-ют армат-ру, располагаем по подошв в виде сварных сеток. Минимал толщину защитн слоя арматур приним 35 мм. Если под ф-ом нет подготовки, то защитн слой делают не менее 70 мм.

Монолитные ф-ты. Армиров-е монол-х ф-ов и устр-во армиров-го пояса под или над фунд-ми из кладочных материалов заключ-ся в установке арматур-го каркаса из стальных прутьев, проволоки и т.н. Для изгот-ия армат-х каркасов прим круг, горяч.катан и холодносплющенная сталь период-го профиля.

Армат каркасы собирают из заранее заготовл-х стержней и хомутов. Заготовка арматуры сост из следующих работ: выпрямл арм стали, очистки ее от ржавчины, резки стержней, сварки стыков при изгот каркасов. Крепление штучной арм в местах пересечения выполняют с соблюдением следующих требований:

Стержни диаметром до 25 мм скрепляются точечной сваркой, вязальной проволокой, пластмас соединит эл-ми; Стержни диам более 25 мм скреп-ют только дуговой сваркой; Перевязкой или сваркой д.б. соединено не менее 50% пересечений, при этом пересечения в углах обязательно соединяются; Перелом осей стержней арматуры диаметром до 40 мм в сварных стыковых соедин осущ-ют с накладками, выполненными дуговой сваркой протяженными швами. При бетонир-ии защит слой бетона должен составлять не менее 50 мм.
18)Тонкостенные пространственные покрытия

Тонкостенные пространственные покрытия состоят из тонкостенных оболочек или тонких плит и контурных элементов (бортовые элементы, опорные кольца, диафрагмы в виде балок, ферм, арок).

Основные виды тонкостенных пространственных покрыти: Цилиндрические оболочек (короткие, длинные, одно- или многоволновые); Призматические складки (одно- и многопролетные, одно- или многоволновые); Оболочки вращения с вертикальной осью – купола; Оболочки положительной и отрицательной гауссовой кривизны; Составные оболочки, образованные из нескольких элементов, пересекающихся по форма криволинейных поверхностей;Волнистые своды (многоволновые и многоскладчатые в виде сводов или складок с малыми размерами волны по сравнению с длиной пролета); Висячие покрытия ( на вантах ).Тонкостенные пространственные покрытия позволяют перекрывать площадь больших размеров (30 Ч 30 и более) без промежуточных опор. Однако, их можно применять и при меньших площадях.

Тонкостенные пространственные покрытия применяют как в гражданских, так и в промышленных зданиях.

Достоинства: архитектурная выразительность; значительное уменьшение массы покрытия по сравнению с покрытиями из плоских элементов, благодаря работе конструкций в обоих направлениях.

Контурные конструкции и угловые зоны оболочек армируются предварительно напряженной арматурой. Применение легких бетонов позволяет уменьшить собственный вес конструкций.

Поверхности двоякой кривизны могут быть получены разными способами: Вращением образующей в виде плоской кривой вокруг вертикальной оси, находящейся вместе с ней в одной плоскости - купола; Способом переноса, т.е. поступательным перемещением плоской образующей кривой по параллельным направляющим – оболочки положительной гауссовой кривизны; Способом переноса – поступательным перемещением плоской кривой (или прямой) по двум непараллельным непересекающимся направляющим – оболочки отрицательной гауссовой кривизны.

Знак кривизны определяется расположением центров кривизны дуг всех нормальных сечений. У оболочек положительной гауссовой кривизны центры кривизны дуг лежат по одну стороны поверхности. У оболочек отрицательной гауссовой кривизны центры кривизны дуг лежат по разные стороны поверхности. Цилиндрические оболочки являются оболочками нулевой гауссовой кривизны.

В начальной стадии нагружения до образования трещин в растянутых зонах бетона оболочки деформируются линейно. После образования трещин при увеличении нагрузок нарастают нелинейные деформации до стадии предельного равновесия.

На участках примыкания оболочки к контурным конструкциям, в местах резкого изменения нагрузки, а также кривизны поверхности в зонах приложения местных нагрузок наблюдается местный изгиб тонкостенных оболочек.

Конструкция тонкостенного пространственного покрытия должна удовлетворять в целом и в отдельных частям требованиям прочности, устойчивости, трещиностойкости и перемещениям под нагрузкой при эксплуатации, изготовлении, транспортировании и возведении.

20)Цилиндрические оболочки состоят: тонких цилиндрических плит; бортовых элементов; торцевых диаграмм.По углам покрытие опирается на колонны. Основные геометрические параметры: пролет ( расстояние между осями диафрагмы ); длина волны ( расстояние между бортовыми элементами ); стрела подъема; высота сечения бортового элемента; радиус кривизны; толщина цилиндрической плиты.

Чаще всего очертание плиты оболочки в поперечном сечении принимается круговым, хотя может быть элептическим и параболическим.

Виды цилиндрических оболочек: однопролетные (опираются на две диафрагмы ); многопролетными (если она поддерживается более чем двумя диафрагмами); одноволновыми; многоволновыми ( состоящим их нескольких оболочек ); гладкими или усиленными ребрами.

Напряженно-деформированное состояние оболочки зависит от соотношения размеров 1 и 2.

При 1/2 > 1 оболочки условно называют длинными при 1/ ℓ2 < 1 - короткими.

Полная высота оболочки h1 (включая высоту бортового элемента) принимается: без предварительного напряжения (1/10...1/15)ℓ1; в предварительно напряженных оболочках она принимается меньше. Кроме того, h1 ? ℓ 2/6.

Толщина плиты монолитных оболочек t=(1/200...1/300) ℓ2, но не менее 50мм; в сборных ребристых оболочках ? 30мм. Расстояние между поперечными ребрами принимаются из условия местной устойчивости не более , где Ry – радиус оболочки.

Монолитные оболочки - гладкие. Сборные оболочки устраивают с поперечными и продольными ребрами для усиления сборных элементов в период изготовления, транспортирования и монтажа. Очертания плит оболочки могут быть круговым, эллиптическим и т.п. наиболее простым и удобным для сборных плит является круговое очертание.Диафрагмы могут быть в виде сплошных балок, ферм или арок с затяжками.Конструкция стыков зависит от вида передаваемых через них усилий. В средней части сборных оболочек в нормальных сечениях действуют сжимающие и небольшие сдвигающие усилия. Стыки здесь решаются путем замоноличивания швов бетоном и устройством шпонок. В местах соединения оболочки с бортовыми элементами и диафрагмами действуют значительные сдвигающие усилия и изгибающие моменты. В угловых зонах для восприятия главных растягивающих напряжений смежные элементы соединяют сваркой выпусков арматуры или накладками через закладные детали.

Принципиальная схема армирования монолитной цилиндрической оболочки: напрягаемая арматура в бортовых элементах; конструктивная арматура (сетка); арматура, рассчитываемая на краевой момент; угловая растянутая арматура ( два варианта ).В неразрезных многопролетных оболочках кроме растянутой арматуры в пролете ставится арматуры в верхней части оболочки для восприятия растягивающих напряжений над опорой (диафрагмой).

22)Купола

Куполом называется пространственная конструкция, состоящая из гладкой или ребристой оболочки с вертикальной осью вращения и растянутого опорного кольца.При наличии фонарного проема в вершине купола устраивают сжатое фонарное кольцо.Купола применяют для покрытий круглых и прямоугольных в плане зданий (спортивных, выставочных, зрелищных) пролетом до 200м.Форма купола определяется архитектурными, технологическими и др. требованиями. Купола могут быть сферическими, коническими, эллиптическими, многогранными.

Конические купола более просты в изготовлении, но уступают сферическим и эллиптическим куполам по технико-экономическим показателям. Конические купола применяют при пролетах до 30м.

Стрела подъема тонкостенных куполов может изменяться в широких пределах от 0,5D до 0,1D. Опорное кольцо, воспринимающее усилие распора купола, может лежать как на стенах (сплошное основание), так и на отдельных колоннах.Купола могут быть монолитные (гладкие) и сборные (из ребристых цилиндрических или плоских панелей трапециевидного очертания в плане). Монолитные купола возводят на сплошной опалубке, повторяющей геометрию купола.

Разрезка сборных куполов на элементы может быть радиальной и радиально-кольцевой.

Радиальную разрезку применяют для куполов диаметром до 40м. Криволинейные элементы понизу опирают на смонтированное опорное кольцо, вверху – на фонарное, которое поддерживается во время монтажа лесами. Сопряжение сборных элементов оболочки с нижним и верхним кольцами выполняют на сварке соединительных пластин с закладными деталями.

По контуру сборные элементы окаймлены ребрами. Размеры ребер и их армирование определяется расчетом по прочности и жесткости на нагрузки, возникающие при транспортировании и монтаже, а также на устойчивость купола при эксплуатации. Поперечные ребра устраивают через 2…3м, что позволяет обеспечить минимальную толщину плит оболочки (30…40мм).

Радиально-кольцевая разрезка купола может применяться в куполах диаметром более 40м. Сборные элементы, имеют в плане форму трапеции, и могут быть плоскими или криволинейными.Плоские плиты проще в изготовлении, но под нагрузкой в местах переломов в зоне стыков в оболочке возникают изгибающие моменты.После завершения монтажа швы между сборными элементами замоноличивают бетоном, а выпуски арматуры и закладные детали сваривают между собой.Опорное кольцо может быть сборным или монолитным. С целью повышения трещиностойкости и жесткости кольца устраивают предварительно-напряженными.

При диаметре купола >30м и опирания нижнего кольца на жесткие стены необходимо обеспечить радиальное перемещение опорного кольца, для чего под кольцом устраивают катки или шарниры скольжения.В местах примыкания оболочки к опорному кольцу (в зоне действия опорных изгибающих моментов) толщину оболочки увеличивают и устанавливают дополнительную меридиональную арматуру диаметром 6…8мм и кольцевую арматуру для восприятия растягивающих усилий.В случае, если купол нагружен осесимметричной нагрузкой, имеет гладкую (без изломов) поверхность, толщина оболочки мала и конструкция опор обеспечивает свободные радиальные и угловые перемещения, то изгибающие, крутящие моменты и поперечные силы не возникают. Расчет куполов при выполнении этих условий можно выполнять по безмоментной теории.

Опорные изгибающие моменты, возникающие в результате защемления оболочки в опорном контуре, быстро затухают.Элемент осесимметричного купола, ограниченный двумя меридиональными и двумя кольцевыми сечениями, находится под воздействием: Меридиональных сил - N1; Кольцевых сил – N2; Касательных сил – Nxy, отнесенных к единице длины сечения.


24)Проектирование конст. Зд., возв. В районах с низким темпер. И вечномерз. Грунтами. Проектир. Зд. в сейсмич районах.

Пассивная сейсмозащита заключается в усилении конструкций, выполняемое на основе расчетов.Активная сейсмозащита заключается в специальных конструктивных мерах, исключающих опасные резонансные колебания зданий и уменьшающих реакции конструкций на сейсмическое воздействие. К ним относятся различного рода гасители колебаний, устраиваемые в конструкциях оснований и фундаментов.

каркасных зданий В каркасных зданиях горизонтальную сейсмическую нагрузку воспринимают каркас с жесткими узлами рам, каркас с заполнением, каркас с вертикальными связями, диафрагмами или стволами жесткости.

Диафрагмы, связи и ядра жесткости должны быть по всей высоте здания. Жесткие узлы железобетонных рам должны быть усилены применением сварных сеток и замкнутых хомутов.

В сборно-монолитных каркасах колонны и плиты перекрытий объединяют в единую конструкцию путем натяжения на бетон канатной арматуры.Сборные колонны многоэтажных зданий по возможности следует укрупнять на несколько этажей. Стыки колонн необходимо располагать в зонах с минимальными изгибающими моментами.крупнопанельных и объемно-блочных зданий Для сейсмичных районов рекомендуют применять здания с несущими поперечными и продольными стенами.

Для повышения жесткости горизонтальных стыков блоков целесообразно устраивать шпоночные связи.

Для снижения сейсмических нагрузок устраивают, так называемый, первый гибкий этаж, т.е. первый этаж многоэтажных зданий, выполняют каркасным.каменных зданий В зданиях с несущими стенами из кирпича или каменной кладки, кроме наружных продольных стен, должно быть не менее одной внутренней стены.На уровне перекрытий следует устраивать антисейсмические пояса по всем продольным и поперечным стенам. Их следует выполнять в монолитном железобетоне с непрерывным армированием. Высота их должна быть не менее 15 см, класс бетона не ниже B15. горизонтальной арматурой армируют все угловые участки наружных стен и сопряжения внутренних стен к наружным. Аналогичное армирование применяют для стен из монолитного железобетона.

Боковые поверхности панелей перекрытия должны иметь шпоночную или рифленую поверхность.

Конструкции сейсмостойких зданий должны быть запроектированы таким образом, чтобы исключить возможность их хрупкого разрушения и обеспечить условия, облегчающие развитие пластических деформаций.

Особенности конструктивных решений зданий,

возводимых в районах с вечномерзлыми грунтами

Конструктивное решение зданий, возводимых на вечномерзлых грунтах, принимают в зависимости от типа свойств грунта, характера застройки, температурного режима здания, времени строительства.При возведении здания на основании по I принципу следует предусматривать специальные меры по сохранению вечномерзлого состояния основания. При строительстве по II принципу учитывают возможность неравномерной осадки здания при оттаивании основания.Достаточно надежны, могут быть конструкции зданий, возводимых на железобетонных сваях при сохранении грунта в вечномерзлом состоянии.При твердомерзлых грунтах диаметр скважин назначают больше размеров сечения свай, в пластично-мерзлых грунтах - меньше. По головкам свай выполняют железобетонный ленточный ростверк.Чтобы сохранить грунт в вечномерзлом состоянии, устраивают проветриваемое подполье. В необходимых случаях применяют замораживание грунта с помощью “холодных” свай.Если здание возводят на просадочных при оттаивании грунтах без применения свай, фундаменты выполняют в виде перекрестных лент. В этом случае здание рекомендуется делить на блоки небольшой длины (20...30 м), а в деформационных швах устраивать парные поперечные стены.

При том и другом способе возведения зданий на вечномерзлых грунтах целесообразно применять более жесткие панельные конструктивные схемы зданий.
26)Особенности проектир. Констр., эксплуатир в усл. Воздейств. Высоких темпер и агресив. Сред.Защита конструкций от коррозии

Наиболее эффективным способом повышения долговечности железобетонных и каменных конструкций является уменьшение степени агрессивности окружающей среды. Кроме того, следует применять рациональные конструктивные решения и меры по защите от коррозии бетона, кладки, стальной арматуры и закладных деталей.Первичная защита от коррозии характеризуется выбором эффективных материалов, конструктивных мероприятий и специальных способов технологии строительных работ. Бетоны и растворы рекомендуют приготовлять на специальных цементах, например, сульфатостойких применять пластифицирующие,воздухововлекающие и уплотняющие добавки, а также ингибиторы коррозии арматурных сталей.В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных конструкций, предназначенных для работы под нагрузкой в условиях агрессивной окружающей среды, следует преимущественно применять горячекатаную арматуру класса A-IV и термически упрочненную арматуру классов Aт-IVK, Aт-VCK, Aт-VIK.

Долговечность железобетонных конструкций в агрессивной среде повышается примерно во столько раз, во сколько раз увеличивается толщина защитного слоя бетона. Поэтому защитный слой бетона для арматуры сборных конструкций принимают не менее 20...25 мм в газовых и 30...35 мм в жидких средне- и сильно агрессивны средах. Поскольку в конструкциях из монолитного бетона более трудно обеспечить проектное положение арматуры, то защитный слой бетона рекомендуют увеличить на 5...10 мм.

В условиях агрессивной окружающей среды рекомендуют применять конструкции повышенной трещиностойкости. Небольшая ширина раскрытия трещин до 0,1 мм не является причиной коррозии арматуры в газо-воздушной среде, т.к. такие трещины быстро заполняются продуктами коррозии бетона и пылью.Конструкции, находящиеся в условиях сильноагрессивной Среды, целесообразно изготовлять из химически стойких бетонов, в том числе кислотоупорных на жидком стекле нормированных бетонов и полимербетонов на синтетических смолах.Вторичная защита от коррозии достигается ограничением или исключением действия агрессивной среды на конструкции. Данная защита представляет собой защитную пропитку бетона расплавом серы, мономерами, расплавленным битумом, петролатумом и т.п.Пропитка расплавом серы эффективно увеличивает водо-, морозо- и коррозионную стойкость бетона, а также улучшает его механические свойства.

К вторичной защите конструкций относятся также лакокрасочные покрытия, в том числе, армированные стеклотканью покрытия на основе эластомеров, а также листовые, рулонные и облицовочные покрытия.

Для обеспечения стойкости арматуры в сильно агрессивных средах рекомендуют ее поверхность покрывать антикоррозионными материалами.

Защита подземных конструкций от коррозии имеет свои особенности и зависит от влажности грунтов. Засоленные сухие грунты являются опасными для бетонных и железобетонных конструкций с сухим и жарким климатом. В условиях прямой солнечной радиации температура достигает 60...80С. Из-за испарения воды из бетона начинается интенсивный массоперенос солей от более холодных зон, расположенных в грунте, к поверхности конструкции. В порах цементного камня соли концентрируются, что приводит бетон к разрушению. Эффективным способом защиты конструкций в засоленных сухих грунтах являются покрытия из гидроизоляционных материалов.

Засоленные грунтовые воды оказывают сильноагрессивное воздействие на подземные конструкции. Для их защиты используют асфальтовые гидроизоляции, глиняные замки и др. защитные экраны. Сваи покрывают битумными и эпоксидными материалами или применяют защитную пропитку бетона.

1)Основы проектирования конст. Зд Унификация и типизация
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации