ЖБК. 1. виды и особенности конструкций, и расчета стыков жб колонн стыки многоэтажных сборных рам
 Скачать 5.41 Mb.
|
|
10. ВИДЫ, ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ Ж/Б ФЕРМ Фермы изгот. 18, 24,30 м. По способу изгот.: Цельные и составн. (из двух полуферм). Типы ферм: 1)Сегментн. ферма с верхним поясом ломан. очертания  2) Арочн. раскосные  3)Арочн. безраск.  4)Полигональн. с парал-ными поясами  5) полиг. с непар. поясами  Высоту ферм всех типов в середине пролета обычно принимают равной 1/7 – 1/9 пролета. Панели верхнего пояса ферм, за исключением арочных раскосных, проектируют размером 3 м с тем, чтобы нагрузка от плиты покрытия передавалась в узлы ферм и не возникал местный изгиб. Нижний растянутый пояс ферм всех типов и растянутые раскосы ферм некоторых типов проектируют предварительно напряженными с натяжением арматуры, как правило, на упоры. Для ферм всех типов уменьшение размеров сечений-и снижение общей массы достигается применением бетонов высоких классов (В30—В50) и установлением высоких процентов армирования сечений поясов. Ширину сечения верхнего и нижнего поясов ферм из условий удобства изготовления принимают одинаковой. Ширину сечения поясов при шаге ферм 6 м принимают 200—250 мм, а при шаге ферм 12 м—300—350 мм. Армирование нижнего растянутого пояса должно выполняться с соблюдением расстояний в свету между напрягаемыми стержнями, канатами, спаренной проволокой, что обеспечивает удобство укладки и уплотнения бетонной смеси. Вся растянутая арматура должна охватываться замкнутыми конструктивными хомутами, устанавливаемыми с шагом 500 мм. Верхний сжатый пояс и решетки армируют ненапрягаемой арматурой в виде сварных каркасов. Растянутые элементы решетки при значительных усилиях выполняют предварительно напряженными. В узлах железобетонных ферм для надежной передачи усилий от одного элемента к другому создают специальные уширения—вуты, позволяющие лучше разместить и заанкерить арматуру решетки (рис. XIII.39). Узлы армируют окаймляющими цельногнутыми стержнями диаметром 10—18 мм и вертикальными поперечными стержнями диаметром 6—10 мм с шагом 100 мм, объединенными в сварные каркасы. Арматуру элементов решетки заводят в узлы, а растянутые стержни усиливают на конце анкерами в виде коротышей, петель, высаженных головок. Надежность заделки проверяют расчетом.  Опорные узлы ферм армируют дополнительной продольной ненапрягаемой арматурой и поперечными стержнями, обеспечивающими надежность анкеровки растянутой арматуры нижнего пояса и прочность опорного узла по наклонному сечению. Кроме того, чтобы предотвратить появление продольных трещин при отпуске натяжения арматуры, ставят специальные поперечные стержни, приваренные к закладным опорным листам, и сетки. Расчет ферм выполняют на действие постоянных и временных нагрузок—от покрытия, массы фермы, подвесного транспорта. Нагрузки от массы покрытия считаются приложенными к узлам верхнего пояса, а нагрузки от подвесного транспорта—к узлам нижнего пояса. В расчетной схеме раскосной фермы при определении усилий принимают шарнирное соединение элементов поясов и решетки в узлах. При определении изгибающих моментов от внеузловой нагрузки верхний пояс рассматривается как неразрезная балка, опорами которой являются узлы. Арматуру опорного узла фермы на основании исследований можно рассчитывать по схеме рис. Х1П.41,а.  Площадь сечения продольной ненапрягаемой арматуры  N – расчетное усилие приопорной панели. Расчетное суммарное усилие нормальных к оси поперечных стержней Nω на участке l2 (от грани опоры до внутренней грани опорного узла) разложим на два направления: горизонтальное (Nωctgα) и наклонное; здесь α—угол наклона линии АВ, соединяющей точку А у грани опоры с точкой В в примыкании нижней грани сжатого раскоса к узлу. Из условия прочности в наклонном сечении по линии отрыва АВ  Определяется усилие  Площадь сечения одного поперечного стержня  Nsp – расчетное усилие в продольной напрягаемой арматуре.  Ns – расчетное усилие в продольной ненапрягаемой арматуре.   Прочность опорного узла на изгиб в наклонном сечении проверяют по линии АС (соединяющей точку А у грани опоры с точкой С у низа сжатой зоны на внутренней грани узла) по условию, что момент внешних сил не должен превышать момента внутренних усилий:   Высота сжатой зоны в наклонном сечении  Арматуру промежуточного узла рассчитывают по схеме рис. ХШ.41,6. Из условия прочности по линии отрыва АВС  Площадь сечения одного поперечного стержня:  Окаймляющую арматуру промежуточного узла рассчитывают по условному усилию    11. ВИДЫ, ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ Ж/Б ПЛИТ ПОКРЫТИЯ И ПАНЕЛЕЙ «НА ПРОЛЕТ» Плиты беспрогонных покрытий представляют собой крупные ребристые панели размером 3x12 и 3X6 м, которые опираются непосредственно на ригели поперечных рам; плиты 1,5X12 и 1,5X6 м используют как доборные элементы, в местах повышенных снеговых отложений у фонарей, в перепадах профиля покрытия. Плиты другого типа — прогонных покрытий значительно меньших размеров (3X0,5 и 1,5X0,5 м) — опираются на железобетонные прогоны, которые, в свою очередь, опираются на ригели поперечных рам. Ребристые плиты 3x12 м, принятые в качестве типовых, имеют продольные ребра сечением 100X450 мм, поперечные ребра сечением 40X150 мм, полку толщиной 25 мм, уширения в углах — вуты, которыми обеспечивается надежность работы в условиях систематического воздействия горизонтальных усилий от торможения мостовых кранов. Продольные ребра армируют напрягаемой стержневой или канатной арматурой, поперечные ребра и полки — сварными каркасами и сетками. Бетон принимают классов В30, В40. Плиты ребристые 3Х6 м, также принятые в качестве типовых, имеют продольные и поперечные ребра и армируются напрягаемой арматурой. Плиты двухконсольные 2Т размерами 3X12 и 3X6 м имеют продольные ребра, расположенные на расстоянии 1,5 м, и консольные свесы полок. Благодаря уменьшению изгибающих моментов в поперечном направлении ребер не делают, форма плиты упрощается. В плитах размером 3X12 м продольные предварительно напряженные ребра изготовляют заранее, а затем бетонируют полку. Связь ребер с полкой создается устройством выпусков арматуры и сцеплением бетона. Раздельное изготовление плиты позволяет снизить класс бетона полок до В15. Плиты 3x6 м изготовляют как раздельно, так и целиком. Технические решения крупноразмерных плит 3X18 и 3X24 м, опирающихся на балки пролетом 6 или 12 м, разработаны для покрытий со скатной и малоуклонной кровлей (рис. ХIII.30). Плиты 2Т в этом решении имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1:12 и полку переменной толщины (25—60 мм). Плиты крупноразмерные железобетонные сводчатые УЖ С имеют криволинейные продольные ребра с уширениями в нижней и верхней частях, гладкую полку толщиной 40—50 мм в середине пролета, 140—160 мм в торце у опор (рис. XIII.31). Плиты ребристые под малоуклонную кровлю имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1:20, 1:30, поперечные ребра с шагом 1000 мм и полку толщиной 25 мм (рис. XIII.32).      12. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ СПЛОШНЫХ И СКВОЗНЫХ Ж/Б КОЛОНН     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. Высота сечения принимается: для средних колонн 500 или 600 мм, для крайних колонн 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. 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. Соединение двухветвенной колонны с фундаментом осуществляют в одном общем стакане или же в двух отдельных стаканах; во втором соединении объем укладываемого на монтаже бетона уменьшается (рис. XIII.10). Кроме того, глубина заделки колонны должна быть проверена из условия достаточной анкеровки продольной рабочей арматуры. Если в одной из ветвей колонны возникает растягивающее усилие, соединение колонны с бетоном замоноличивания выполняется на шпонках. Колонны (сплошные и двухветвенные) обычно изготовляют в виде одного цельного элемента. Членение их на части по высоте для уменьшения веса монтажных элементов связано с затруднениями по устройству стыков, а потому осуществляется редко.    13. ПРИНЦЫПЫ РАСЧЕТА Ж/Б МНОГОЭТАЖНЫХ РАМ Плоские рамы, расположенные с определенным шагом и связанные перекрытиями, образуют пространственный блок рам с размерами в плане, равными расстоянию между температурными швами или наружными стенами. Многоэтажная железобетонная рама статически неопределима, и для ее расчета необходимо предварительно подобрать сечения ригелей и стоек, определить их жесткости или установить отношение жесткостей. Высоту сечения ригеля определяют по формуле  Площадь сечений колонн находят по приближенной формуле  По результатам предварительного подбора сечений производят взаимную увязку сечений ригелей и стоек и округляют их размеры до унифицированных. Момент инерции сечений ригелей и стоек определяют, как для сплошного бетонного сечения. При монолитных перекрытиях момент инерции ригелей определяют, как для тавровых сечений с шириной полки, равной шагу рам.    Усилия от нагрузок Многоэтажные многопролетные рамы каркасных зданий имеют преимущественно однообразную (регулярную) расчетную схему с равными пролетами или со средним укороченным пролетом на оси симметрии, а также с одинаковой нагрузкой по ярусам (рис. XV.22, а). На вертикальную нагрузку необходимо рассчитывать три такие одноэтажные рамы: верхнего, среднего и первого этажа. Если число пролетов рамы больше трех, раму практически заменяют трехпролетной рамой и полагают изгибающие моменты в средних пролетах многопролетной рамы такими же, как и в среднем пролете трехпролетной рамы. При упрощенном способе выравнивания моментов ригели многоэтажных и многопролетных рам загружают временной нагрузкой через пролет и постоянной нагрузкой во всех.пролетах, при этом получают эпюру моментов с максимальными моментами в пролетах и на стойках, которую принимают в качестве выравненной эпюры моментов (рис. XV.23,г). Расчет на горизонтальные (ветровые) нагрузки выполняют приближенным методом. Распределенную горизонтальную нагрузку заменяют сосредоточенными силами, приложенными к узлам рамы (рис. XV.24). Нулевую точку эпюры моментов стоек всех этажей рамы, кроме первого, считают расположенной в середине высоты этажа, а в первом этаже при защемлении стоек в фундаменте — на расстоянии 2/3 высоты от места защемления.    По найденным поперечным силам определяют изгибающие моменты на стойках всех этажей, кроме первого:  Для первого этажа изгибающий момент стойки в верхнем и нижнем сечениях  Расчетные усилия и подбор сечений На основании эпюр моментов и поперечных сил рамы от различных загружений строят огибающие эпюры М и вычисляют соответствующие им продольные силы N для основных и дополнительных сочетаний нагрузок. Для расчетных сечений по огибающим эпюрам должны быть найдены значения Ммах и Ммин и соответствующие им значения N, а также Nmax и соответствующие им М. Сечения ригелей и стоек подбирают как для изгибаемых и сжатых элементов. Если моменты имеют разные знаки, но близки по величине, сечения армируют с симметричной арматурой. Расчетную длину стоек принимают в зависимости от условий закрепления в узлах. Для расчета усилий многоэтажных рам с применением ЭВМ имеются разработанные программы. 14. ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ДИАФРАГМ И ЯДЕР ЖЕСТКОСТИ 23. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ И РАСЧЕТА ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ 1. Конструктивные схемы многоэтажных зданий, их классификация Конструктивной основой современного многоэтажного здания служит пространственная несущая система, состоящая из стержневых и панельных железобетонных элементов. Вертикальными элементами несущей системы могут быть железобетонные колонны, тогда здание называется каркасным, или поставленные друг на друга стеновые панели (блоки), тогда оно называется бескаркасным (панельным или крупноблочным). Здания, в которых нижние 1—3 этажа каркасные, а остальные панельные, называются зданиями комбинированной системы. Другим видом сочетания каркасной и панельной схем являются здания смешанной системы, в которых вертикальными несущими элементами во всех этажах служат колонны и панельные стены. Объемно-блочные здания обычно выполняются без каркаса из готовых пространственных элементов — объемных блоков, устанавливаемых друг на друга. Иногда эти здания строятся с каркасом, тогда объемные блоки служат его заполнением и каждый блок несет только собственный вес и временную нагрузку. В многоэтажных зданиях каркасной системы горизонтальные нагрузки воспринимаются обычно системой вертикальных диафрагм— стенок жесткости или ядер жесткости, консольно-защемленных в фундаменте. Ядром жесткости называется пространственная система сопряженных между собой стенок, образующая сложный контур (обычно прямоугольник). Ядро может быть сборным и монолитным. Каркас здания рассчитывается в этом случае только на вертикальные нагрузки, что позволяет унифицировать его элементы и обеспечить монотонность конструкции по высоте здания. Такого типа каркасы часто называются связевыми, потому что диафрагмы жесткости работают аналогично металлическим вертикальным связям. Синтезом связевого и рамного каркасов является рамно-связевый каркас, в котором горизонтальные и вертикальные нагрузки воспринимаются совместно рамами каркаса и стенками (ядрами) жесткости, что облегчает всю систему. Усилия в элементах каркаса распределяются по высоте здания гораздо равномернее, чем в рамном каркасе, поэтому элементы легче унифицировать. Размещение вертикальных диафрагм в многоэтажных зданиях должно обеспечивать нужную жесткость здания в обоих направлениях, препятствовать кручению в плане и не создавать больших температурных усилий или неравных осевых деформаций ее вертикальных элементов.  |