Ответы по железобетонным конструкциям. 1. Какие требования предъявляют к трещиностойкости железобетонной конструкции и как они делятся по категориям Охарактеризуйте категории трещиностойкости

• Название: 1. Какие требования предъявляют к трещиностойкости железобетонной конструкции и как они делятся по категориям Охарактеризуйте категории трещиностойкости
• Анкор: Ответы по железобетонным конструкциям.doc
• Дата: 03.02.2017
• Размер: 2.43 Mb.
• Имя файла: Ответы по железобетонным конструкциям.doc
• Тип: Документы; #1893
• страница: 3 из 4

34. Конструктивные схемы покрытий. Беспрогонные покрытия и покрытия по прогонам. Желе­зобетонные плиты покрытий, их конструктивные решения, типы поперечных сечений, применяемые виды, классы бетона и арматурной стали.
Плоские покрытия компонуют по 2м схемам: беспрогонной и прогонной.

При беспрогонной схеме крупноразмерные плиты покрытия укладываются непосредственно по ригелям поперечных рам и привариваются к ним не менее чем в трех углах.

При решении по беспрогонной схеме возможно поперечное и продольное расположение ригеля.

При поперечном расположении ригеля покрытия может быть запроектировано без подстропильных конструкций (ригели располагаются только по колоннам через 6-12 м).

С подстропильными конструкциям ригели с шагом 6 м укладываются по подстропильным балкам или фермам, имеющим пролет 12, 18 м.

По комбинированной схеме, при которой крайние колонны имеют шаг 6м и являются опорами ригелей, средние колонны устанавливаются через 12 м и имеют поверху подстропильные конструкции.

При продольном расположении стропильных конструкций их укладывают по продольным осям.

При прогонной схеме покрытия опираются на железобетонные прогоны, а те, в свою очередь, - на ригели поперечных рам.

Ее применяют в том случае, когда в качестве плит покрытия используют профилированный настил или небольшие асбестоцементные плиты. В качестве прогонов применяют прокатные или холодногнутые швеллеры, при шаге ферм более 6 м — решетчатые прогоны

Беспрогонная система покрытий в наибольшей степени отвечает требованиям укрупнения элементов, уменьшения числа монтажных единиц и является основной в строительстве одноэтажных промышленных зданий.

В беспрогонных покрытиях промышленных зданий применяют крупные ребристые плиты номинальным размером 3X12 и 3X6 м. Плиты 1,5X12 и 1,5хбм используют как доборные элементы в перепадах профиля покрытия, в местах повышенных снеговых отложений у фонарей.

Плиты прогонных покрытий имеют значительно меньшие размеры -3x0,5 и 1,5x0,5 м.

35. Железобетонные балки покрытий, их конструктивные решения, типы поперечных сечений, применяемые классы бетона и арматуры.
Балки покрытий могут иметь пролет 12 и 18 м, 24 м

Очертание верх­него пояса при двускатном покрытии может быть трапе­циевидным с постоянным уклоном, ломаным или криво­линейным. Балки односкатного покры­тия выполняют с параллельными поясами или ломаным нижним поясом

По типу поперечного сечения бывают:

- прямоугольного сечения;

- двутаврового сечения.

Наиболее экономичное поперечное сечение балок по­крытий— двутавровое со стенкой, толщину которой (60... 100 мм) устанавливают главным образом из условий удобства размещения арматурных каркасов, обеспече­ния прочности и трещиностойкости.

Высоту сечения балок в середине пролета принимают 1/10... 1/15 /.

Ширину верхней сжатой полки балки для обеспечения устойчивости при транспортировании и монтаже прини­мают 1/50...1/60/. Ширину нижней полки для удобного размещения продольной растянутой арматуры — 250... 300 мм.

Двухскатные балки выполняют из бетона класса В25...В40 и армируют напрягаемой проволочной, стерженевой и канатной арматурой. Стенку балки армируют сварными каркасами, пролдльные стрежни которых являются монтажными, а поперечные – рабочими, обеспечиваюищими прочность балки по наклонным сечениям.

Двухскатные балки прямоугольного сечения с часто расположенными отверстиями условно называют решетчатиыми балками. Типовая ширина 200, 240 и 280 мм.

При расчете нормальних сечений двускатных балок опасное сечение находится на расстоянии 0,371L от опоры.





36. Железобетонные фермы покрытий. Классификация железобетонных ферм покрытий и их конструктивные решения. Конструирование элементов и узлов.
Железобетонные фермы применяют в качестве ригелей покрытий при пролетах 18 м и более и шаге 6 или 12 м. Наиболее рационально применять их при пролетах 24 и 30 м. При пролете 18 м экономичнее балки покрытий; но часто применяют и фермы, особенно при налички разнообразных технологических коммуникаций (воздуховодов, трубопроводов, кабелей и т.п.), которые удобно разместить в межферменном пространстве.

Фермы с пролетами более 30 м получаются слишком тяжелыми, требуется членение их на отдельные блоки с последующей укрупнительной сборкой, что существенно увеличивает стоимость.
Очертание поясов и решетки железобетонных ферм зависит от профиля кровли и общей компоновки покрытия (скатного, малоуклонного, плоского). Различают следующие основные типы железобетонных ферм (рис. 6.9):
а — сегментные с верхним поясом ломаного очертания и раскосной решеткой;
б — арочные раскосные с редкой решеткой и верхним поясом криволинейного очертания;
в — арочные безраскосные с жесткими узлами (стропильные рамы);
г, д — полигональные с параллельными поясами или трапециевидного очертания с малым уклоном верхнего пояса и раскосной решеткой.

Рнс. 6.9. Типы железобетонных ферм
Наиболее рациональное по статической работе очертание верхнего пояса — сегментное или арочное, приближающееся к кривой давления. У таких ферм усилия в поясах по длине пролета изменяются незначительно, а усилия в элементах решетки невелики. Кроме того, в таких фермах высота на опоре небольшая, что снижает массу фермы и высоту наружных стен.

Высоту всех типов ферм принимают равной 1/7...1/9 пролета. Панели верхнего пояса всех типов ферм, за исключением арочных раскосных, проектируют размером 3 м, что обеспечивает передачу нагрузки от плит покрытия в узлы ферм и исключает местный изгиб верхнего пояса.

В арочных раскосных фермах расстояния между узлами верхнего пояса достигает 4,5...6 м, в связи с чем возникает местный изгиб (рис. 6.10, а).

Однако изгибающие моменты Мр от внеузловой вертикальной нагрузки частично компенсируются моментами М обратного знака, возникающими вследствие эксцентриситета продольных сил в верхнем поясе (рис. 6.10, б).

Такие фермы экономичнее сегментных при пролетах 30 м и более.

Решетка ферм может быть закладной, изготовляемой заранее, или чаще цельной, бетонируемой одновременно с поясами, В последнем случае ширина сечения элементов решетки принимается равной ширине поясов.

Фермы готовят из высокопрочных бетонов классов B30... B60 с большим содержанием арматуры в поясах. Это позволяет уменьшить размеры сечении элементов и снизить массу фермы. Нижний пояс выполняется предварительно напряженным и армируется стержневой арматурой классов А — IV... Ат — V, высокопрочной проволокой Вр — II, арматурными канатами К7 или К19 с натяжением на упоры стенда. Чтобы предотвратить появление продольных трещин, которые могут возникнуть по технологическим причинам, напрягаемая арматура окаймляется легкими каркасами из проволоки диаметром 5...6 мм. Длина каркасов принимается не более 2...3 м, чтобы они не препятствовали равномерному обжатию нижнего пояса. Верхний пояс и элементы решетки армируются сварными каркасами из арматуры классов А — I, А — III. Особое внимание уделяется армированию опорных и промежуточных узлов. В опорных узлах устанавливают по расчету по два плоских каркаса с поперечной рабочей арматурой, обеспечивающей прочность по наклонным сечениям, а также дополнительную продольную ненапрягаемую арматуру и сетки косвенного армирования, что обеспечивает надежность анкеровки напрягаемой арматуры. Промежуточные узлы верхнего и нижнего поясов армируют сварными каркасами, состоящими из поперечных стержней диаметром 6...10 мм с шагом 100 мм и окаймляющего цельногнутого стержня диаметром 10...18 A-III. Арматуру элементов решетки заводят в узлы с уширениями (вутами), растянутые стержни надежно анкеруют.

В узлах жб ферм для надежной передачи усилий от одного элемента к другому создают специальные уширения – вуты, позволяющие лучше разместить и заанкерить арматуру решетки (рисунок 13.39)/ Узлы армируют окаймляющими цельногнутыми стержнями диаметров 10-18 мм и вертикальными поперечными стержнями диаметром 5-10мм с шагом 100/200мм, объединенными в сварные каркасы.

Расчет ферм выполняют на действие постоянных (вес покрытия, фермы, фонарей) и временных (снег, подвесной транспорт и тл.) нагрузок.

Нагрузку от покрытия и веса фермы приводят к узловой и прикладывают в узлы верхнего пояса, нагрузку от подвесного транспорта — в узлы верхнего иди нижнего пояса в зависимости от конструкции крепления крановых путей. Учитывается возможное неравномерное загружение фермы снегом около фонарей, в местах перепада высот и по покрытию многопролетных зданий; рассматривают также загружение снегом и подвесным транспортом одной половины фермы, невыгодное для элементов решетки.

Расчетную схему фермы с раскосной решеткой допускается принимать в виде стержневой системы с шарнирными узлами, т.е. без учета жесткости узлов. Тогда при действии узловой нагрузки все элементы такой системы испытывают только осевые усилия (сжатие — растяжение). Статический расчет этой системы (определение усилий в ее элементах) можно выполнять любым способом: построением диаграммы Максвелла — Кремоны, вырезанием узлов способом сечений. При наличии внеузловой нагрузки необходимо учитывать изгибающие моменты от местного изгиба, для определения которых верхний пояс рассматривается как многопролетная неразрезная балка с ломаной осью.

Расчетная схема безраскосной фермы представляет многократно статически неопределимую замкнутую раму с жесткими узлами, статический расчет которой производится на ЭВМ.

Верхний сжатый пояс и решетки армирую ненапрягаемой арматурой в виде сварных каркасов. Нижний растянутый пояс, а так же элементы решетки (при значительных в них усилиях) выполняют преднапряженными.

Опорные узлы фермы армируют доп.продольной ненапрягаемой арматурой и поперечными стержнями, обеспечивающими надежность анкеровки растянутой арматуры нижнего пояса и прочность опорного узла по наклонному сечению.






37. Арки покрытия. Конструкции и схемы армирования.
Арки работают под нагрузкой преимущественно на сжатие, а их затяжки — на осевое растяжение. Поэтому при пролете свыше 30 м сборные железобетонные арки становятся экономичнее ферм. В качестве стропильной конструкции наибольшее распространение получили двухшарнирные пологие арки со стрелой подъема f=1/6…1/8 L.

Для изготовления арок применяют бетон классов В30...В50. Арки армируют каркасами из стали класса А-Ш. В качестве хомутов применяют также арматуру классов А-1 и Вр-1, поскольку поперечные силы в арках незначительны. Затяжки арок выполняют с напрягаемой канатной арматурой. Для небольших арок затяжки могут быть стальными гибкими. С целью уменьшения провисания затяжки через каждые 6 м устраивают железобетонные или стальные подвески. Их используют также для передачи нагрузки от подвесного транспорта.

Сечение арок может быть прямоугольным и двутавровым.

Армирование арок чаще симметричное двойное, так как возможны знакомпеременные изибащие моменты.

Арки армируют продольной арматурой классов АII или А-Ш, которую размещают обычно симметрично. Поперечная арматура может быть и классов A-I или Bp-I, так как поперечные силы в арках невелики.

Железобетонные затяжки армируют стержневой арматурой, арматурными канатами или высокопрочной проволокой, рассредоточенной по сечению затяжки, и выполняют предварительно напряженными, что повышает жесткость и трещиностойкость конструкции в стадии эксплуатации. Усилие предварительного напряжения затяжек обычно принимают равным распору арки от постоянной нагрузки.

Арки рассчитывают на вес покрытия и арки, сплош­ную и одностороннюю нагрузку от снега и сосредоточен­ную нагрузку от подвесного транспорта.

Большепролетные высокие арки имеют более сложное очертание оси, их обычно выполняют трехширнрными. Распор арки передают на фундаменты и грунты основания. При слабых грунтах для восприятия распора арки устраивают затяжку, распложенную ниже уровня пола.



38. Подстропильные конструкции: фермы, балки.
Подстропильные балки и фермы применяют в средних рядах многопролетных зданий для опирания стропильных балок или ферм в тех случаях, когда их шаг составляет 6 м, а шаг колонн средних рядов- 12 м (рис. 79). Длина подстропильных балок и ферм равна 12 м, однако в дальнейшем предполагается применение этих конструкций длиной 18 и 24 м.



Рис. 79. Подстропильные железобетонные конструкции а - балка; б - ферма

Подстропильные балки используют в покрытиях с балочными стропильными конструкциями, а подстропильные фермы - в покрытиях со стропильными фермами.

Подстропильные конструкции устанавливают вдоль здания по верху колонн и скрепляют с последними сваркой закладных деталей. Для опирания стропильных конструкций по концам и по середине подстропильных балок и ферм предусмотрены закладные листы с приваренными к ним анкерными болтами. Стропильные конструкции соединяют с подстропильными анкерными болтами и сваркой. В зданиях с подстропильными конструкциями с целью сохранения унифицированной высоты помещений применяют колонны, укороченные на 700 мм, т. е. на высоту опорной части подстропильных конструкций.

Подстропильные конструкции выполняют преднапряженными из бетона классов В30 – В40 и армируют канатами, стержневой или проволочной арматурой с натяжение на упоры. Ненапрягаемую арматуры растянутых раскосов подстропильных ферм определяют из расчета прочности и раскрытия трещин. Крепление стропильных ферм к подстропильным конструкция выполняют монтажной сваркой.

Нагрузка от стропильной фермы передается в виде сосредоточенной силы, приложенной в середине пролета к нижнему узлу подстропильной фермы. Подстропильные фермы рассчитывают по прочности и трещиностойкости с учетом жесткости узлов.




39. Колонны. Типы поперечных сечений колонн: сплошные, двухветвевые, квадратные, прямо­угольные, круглые. Расчет и проектирование консолей колонны.
Железобетонные колонны применяются при высоте менее 18м, шаге менее 12 м и грузоподъемности менее 50 т.

Колонны каркасного здания могут быть сплошными прямоугольного сечения или сквозными двухветвенными (рис. XIII.9).

При выборе конструкции колонны следует учитывать грузоподъемность мостового крана и высоту здания.

Сплошные колонны применяют при кранах грузоподъемностью до 30 т и относительно небольшой высоте здания; сквозные колонны - при кранах грузоподъемностью 30 т и больше и высоте здания более 12 м.

Размеры сечения колонны в надкрановой части назначают с учетом опирания ригелей непосредственно на торец колонны без устройства специальных консолей и с учетом размещения кранового оборудования:

Ht<=0,75-Bt-0,07 (при нулевой привязке); Ht<=1,0-Bt-0,07 (при привязке 250).

Высота сечения принимается: для средних колонн h2 = 500 или 600 мм, для крайних колонн h2 - 380 или 600 мм; ширина сечения средних и крайних колонн b = 400...600 мм (большие размеры сечения колонны принимают при шаге 12 м).

Размеры сечения сплошных колонн в нижней подкрановой части устанавливают преимущественно по несущей способности и из условий достаточной жесткости с тем, чтобы при горизонтальных перемещениях колонн в плоскости поперечной рамы не происходило заклинивания моста крана. Высота сечения h1=(1/10...1/14)H1

Сквозные колонны имеют в нижней подкрановой части две ветви, соединенные короткими распорками - ригелями. Для средних колонн в нижней подкрановой части допускают смещение оси ветви с оси подкрановой балки и принимают высоту всего сечения h1 = 1200...1600 мм, для крайних колонн принимают h1 = 1000...1300 мм. При этом принимают размеры высоты сечения ветви h=250 или 300 мм и ширины сечения ветви b=500или 600 мм. Кроме того, b=(1/25....1/30)Н. Расстояние между осями распорок принимают (8-10)h. Распорки размещают так, чтобы размер от уровня пола до низа первой надземной распорки составлял не менее 1,8 м и между ветвями обеспечивался удобный проход.

Нижняя распорка располагается ниже уровня пола. Высоту сечения распорки принимают (1,5 - 2)h, а ширину сечения распорки равной ширине сечения ветви.


Размеры опорной консоли определяют в зависимости от опорного давления ригеля Q, при этом считается, что ригель оперт на располженную у свободного края консоли полщадку длиной l=Q/ψR_b,locb_bm, где Пси=0,75 – клэффициент, учитывающий неравномерное давление ригеля на опорную консоль, расчетное сопротивление бетона местному сжатию, b_bm - ширина ригеля.

Прочность короткрой консоли проверяют по наклонной сжатой полосе между силой и опорной по условиям

1) Q≤(1.5R_btbh₀²)/2, но ≤2,5 R_btbh_0,

2) Q≤0,75(1+10μυ_ω) (1-a/h) * R_btbl.

Площадь сечения продольной арматуры консоли подбирают по изгибающему моменту у грани колонны, увеличенному на 25%

A_в=1.25M/(Rsυh₀)



40. Подкрановые балки. Конструктивные решения подкрановых балок, особенности расчета и конструирования.
Железобетонные предварительно напряженные под­крановые балки испытывают динамические воздействия от мостовых кранов и поэтому их применение рациональ­но при кранах грузоподъемностью до 30 т среднего ре­жима работы и кранах легкого режима работы. При кра­нах тяжелого режима работы и кранах грузоподъемно­стью 50 т среднего режим а работы и более целесообразны стальные подкрановые балки.

При пролете 6 м балки имеют тавровое сечение, а при пролете 12 м - двутавровое. Устройство полок в верхней части балок обусловлено необходимостью воспринимать и передавать на колонны горизонтальные нагрузки от поперечного торможения крана.

Сборные подкрановые балки пролетом 6 и 12 метров по условиям технологичности изготовления и монтажа выполняют разрезными с монтажным стыком на колоннах.

Высоту сечения подкрановых балок назначают в пре­делах h= (1/8...1/10)l, толщину верхней полки h'_f = = (1/7... 1/8)/h, ширину верхней полки b'_f= (1/10... 1/20)l. По условиям крепления и рихтовки крановых путей при­нимают размер полки b'_f=500...650 мм. Типовые подкра­новые балки имеют высоту сечения h= 1000 мм при про­лете 6 м и h=1400 мм пр и пролете 12 м.

Высота подкрановых балок пролетом 6 м принимается 800 и 1000 мм, пролетом 12м - 1200 мм.

Преднапряженные подкрановые балки армируют высокопрочной проволокой, стержневой арматурой и канатами. Арматурные каркасы в связи с динамическими воздействимям на балку выполняют не сварными , а вязанными.

Для подкрановых балок применяют бетона классов В30..В50.

Расчет прочности балки ведут от2х сближенных мостовых кранов одинаковой грузоподъемности с коэффициентом сочетания пси.



Расчетные нагрузки от мостовых кранов для расчета прочности определяют с коэффициентом надежности γ_f=1.1

Расчетная вертикальная нагрузка F_max= γ_f*γ_n*F_nmax.

Расчетные вретикальные нагрузки для группы роежмы работы мостовогокрана 6к следует умножать на коэффициент динамичнсоти K_din=1.1

Расчетная горизонтальная нагрузка (от одного колеса моста) Hmax=0.5 γ_f*γ_n*H_nmax.

Горизонтальня сила H_nmax приложена в уровне головки крановых рельсов, но для упрощения расчета, пренебрегая значительным влиянием эксцентреситета, ее полагают приложенной посередине высоты полки таврового сечения.

Расчет ведут по линиям влияния, располагая одну силу в вершине линии влияния (рисунок)

Расчет прочности ведут по расчетной нагрузку от двух сближенных мостовых кранов одинаковой грузоподъемности, умноженную на коэффициент сочетания 0,85.

Расчет на выносливость ведут по расчетной вретикальной нагрузку от одного мостоваого крана.