ЖБК. 1. виды и особенности конструкций, и расчета стыков жб колонн стыки многоэтажных сборных рам

• Название: 1. виды и особенности конструкций, и расчета стыков жб колонн стыки многоэтажных сборных рам
• Анкор: ЖБК.doc
• Дата: 02.04.2018
• Размер: 5.41 Mb.
• Имя файла: ЖБК.doc
• Тип: Документы; #17513
• страница: 5 из 8

19. КОНСТРУКЦИИ И ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА Ж/Б СИЛОСОВ

Силосами называют емкости для хранения сыпучих материалов при соотношении глубины h и размеров в плане а и b (см. рис. XVI.22,а), отвечающем условию h>1,5а (где а>b). Трение сыпучих материалов о сте­ны силосов, возникающее в процессе истечения содержи­мого, велико и потому учитывается в расчетах.

По верху силосного корпуса предусматривают галерею для загрузочного оборудования, снизу — подсилосное помещение для разгрузки содержимого в транспорт­ные механизмы (рис. XVI.28).

По форме силосы могут быть цилиндрическими или призматическими с четырьмя, шестью, восемью гранями. По затрате материалов и стоимости возведения для ци­линдрических силосов оптимальный размер диаметра 6 м, для квадратных в плане — оптимальный размер сто­роны 3—4 м. Для зерновых элеваторов рекомендованы к примене­нию силосы трех типов с размерами в плане 36X24, 36X18 и 24X18 м. Длина корпуса может быть и больше, но она не должна превышать 48 м для круглых и 42 м для квадратных силосов. Это ограничение диктуется не­обходимостью устройства температурно-усадочных швов.

Типовой размер высоты силосов принят 30 м, на грун­тах высокой прочности (скальных) она может быть уве­личена до 42 м, а в некоторых случаях и более.

Силосы сооружают монолитными и сборными.



Номинальный размер вы­соты сборного яруса 1,2 м. Сборные элементы могут быть гладкими толщиной 100 мм или ребристыми с тол­щиной стены 60 мм. Объединяют отдельные силосы в си­лосный корпус с помощью оцинкованных болтов.

Сборные силосы с номи­нальным диаметром 6 м компонуют, как показано на рис. XVI.30, а. Каждый ярус состоит из четырех элемен­тов, соединяемых болтами (рис. XVI.30,б). Сборные эле­менты могут быть гладкими (толщиной 100 мм) и реб­ристыми (с толщиной стен 60 мм и высотой ребер 150мм).

Стены круглых монолитных силосов обычно доводят до фундаментной плиты. В подсилосной части стены уси­ливают пилястрами, на которые сверху опираются ворон­ки (рис. XVI.33, а). Устраивают также плоские днища на своих колоннах с забуткой поверху (рис. XVI.33, в).



Давление от сыпучего материала — вертикальное p_kl (нормативное) и горизонтальное p_k2 (нормативное) -на глубине у от уровня загрузки определяют по форму­лам, выведенным теоретически и уточненным экспери­ментально (рис. XVI.34,а, б):



Вертикальное давление, передающееся стене силоса вследствие трения сыпучего материала (рис. XVI.34,г),

τ=μp₂

Расчетное значение нагрузки от сыпучих материалов определяют по формулам:



где γ_f— коэффициент надежности по нагрузке; γ_k — коэффициент условий работы конструкции. Стена цилиндрического силоса растягивается гори­зонтальным усилием (рис. XVI.34, s)



Стена силоса любой формы в вертикальном направ­лении сжимается погонным усилием (см. рис. XVI.34, а)






Для силосов применяют бетон класса не ниже В15.

Стены монолитных силосных корпусов возводят обыч­но в скользящей опалубке, удерживаемой на домкратных рамах. Поэтому армируют стены в горизонтальном направлении отдельными стержнями сравнительно небольшой длины с шагом стержней 100—200 мм; толщина защитного слоя должна быть не менее 20 мм. Стены круглых силосов диаметром до 6 м достаточно армировать одиночной горизонтальной арматурой (рис. XVI.36, а), однако в наружных стенах силосов на 2/з вы­соты от днища необходимо двойное армирование (рис. XVI.36, б) для восприятия изгибающих моментов, обра­зующихся при шахматном заполнении силосов корпуса.

Вертикальные стержни принимают диаметром 10 мм с шагом 300—350 мм для наружных стен силосов и 400— 500 мм для внутренних. Общее сечение вертикальных стержней назначают не менее 0,4 % сечения бетона. Часть вертикальных стержней устанавливают в виде вя­заных каркасов (рис. XVI.36, в) через 1—1,5 м один от другого, что обеспечивает проектное положение горизон­тальной арматуры при бетонировании. Вертикальные и горизонтальные стержни во всех ме­стах пересечений связывают вязальной проволокой; при двойном армировании (см. рис. XVI.36, е) обе сетки сое­диняют поперечными хомутами диаметром не менее 3 мм.

Стены силосов рассчитывают по образованию и ши­рине раскрытия трещин в соответствии с указаниями, от­носящимися к растянутым элементам.

Опыт проектирования показал, что для стен монолит­ных силосов из бетона класса В15 с арматурой (без предварительного напряжения) периодического профиля класса А-П с процентом армирования не более 0,7 рас­крытие трещин не превышает допустимого размера (0,2 мм при нормативных значениях нагрузки).



20. КОНСТРУКЦИИ И ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА Ж/Б ПОДПОРНЫХ СТЕН

Их при­меняют преимущественно сборными. Различают подпор­ные стены уголковые, с контрфорсами, анкерные (рис. XVI.38).

Уголковые стены применяют, когда полная высота подпорной стены не превышает 4,5 м. При большей высо­те экономичнее стены с контрфорсами или анкерные. Уголковые подпорные стены могут изготовляться в виде единых блоков длиной 2—3 м (рис. XVI.38,а). Разрабо­таны типовые конструкции сборных уголковых подпор­ных стен, состоящие из двух элементов: стеновой (лице­вой) плиты и фундаментной плиты (рис. XVI.38, б). Пре­дусмотрены высоты подпора грунта h, равные 1,2; 1,8; 2,4; 3 и 3,6 м. Номинальная длина стеновых плит приня­та 3 м, фундаментных—3 и 1,5 м; ширина подошвы b принята равной 2,2; 2,5; 3,1 и 3,7 м. Учтена возможность установки фундаментной плиты с наклоном подошвы до 7° для повышения устойчивости подпорной стены против сдвига.







Рамы анкерных подпорных стен размещают через 4—5 м одна от другой, опирая их на отдельные фунда­менты. Анкерная балка предназначена для удерживания всей конструкции против сдвига под воздействием гори­зонтального давления грунта. Расстояние а (см. рис. XVI.38, в) принимают равным (0,3—0,6) h₀ высоты под­пора грунта, если грунт имеет угол естественного откоса 30—45°.

Давление грунта на подпорные стены, согласно фор­мулам сопротивления материалов, зависит от плотности грунта у, угла естественного откоса грунта φ, угла на­клона задней грани подпорной стены, угла наклона от­коса засыпки выше подпорной стены. В простейшем случае, когда задняя грань стены вертикальна, а поверх­ность грунта над стеной горизонтальна, равнодейству­ющая горизонтального давления земли (ее нормативное значение) на 1 м длины стены (рис. XVI.39) определяется по формуле



Распределение давления грунта по высоте стены принимается прямолинейным, поэтому интенсивность его внизу равна p₀ = 2H/h, а равнодействующая считается приложенной на расстоянии h/3 от подошвы.

В обычных условиях плотность грунта у колеблется в пределах 1,6—1,9 т/ г м3, угол естественного откоса грунта 30—45 . Коэффициент надежности по горизонтальному давлению на стену принимают равным 1,2.

Равномерно распределенную нагрузку p_sup, находя­щуюся на верхнем уровне грунта, принимаемую с коэф­фициентом надежности 1,3, приводят к весу слоя грунта высотой h_sup=p_sup/γ и учитывают при определении рав­нодействующей давления на стену согласно формуле



Предварительно ширину опорной плиты b и ее вынос принимают такими, чтобы наибольшее краевое давление на грунт под подошвой, определяемое по формуле



не превышало 1,2 R₀ при соблюдении условия, чтобы среднее давление p_m=F/N≤R₀ и чтобы приближенно гарантировалась устойчивость стены против опрокидыва­ния и скольжения.





21. КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ И ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

1. Особенности конструктивных решений

При проектировании зданий, возводимых в сейсмиче­ских районах, необходимо руководствоваться требованиями главы СНиП «Строительство в сейсмических районах» и «Руководства по проектированию жилых и общественных зданий с железобетонным каркасом, возводимых в сейсмических районах».

Силу землетрясения оценивают в баллах по стандарт­ной шкале (ГОСТ 6249—52), имеющей инструменталь­ную и описательную части. При землетрясении силой 6 баллов и менее специальных усилений конструкций не требуется, хотя к качеству строительных работ требова­ния должны быть повышены. При землетрясении силой 7—9 баллов необходим специальный расчет конструкций. В районах где возможны землетрясения 10 баллов, как правило, строи­тельство не ведется.

Карта сейсмического районирования территории на­шей страны в баллах и повторяемости сейсмического воздействия приведена в нормах. Общая компоновка сейсмостойкого здания заключа­ется в таком расположении несущих вертикальных кон­струкций (рам, связевых диафрагм и других конструк­тивных элементов), при котором удовлетворяются требо­вания симметричности и равномерности распределения масс и жесткостей. В этих целях следует применять попе­речные и продольные связевые диафрагмы, связанные перекрытиями.

План здания должен быть простым, в виде прямо­угольника, без выступающих пристроек и углов. При сложных очертаниях здания в плане устраивают анти­сейсмические швы, разделяющие здание на отдельные блоки простой прямоугольной формы. Антисейсмические швы обычно совмещают с температурными и осадочными швами. Чтобы повысить сейсмичность здания, фунда­менты в пределах одного блока должны залегать на од­ной глубине. При слабых грунтах устраивают перекрест­ные фундаментные ленты или же сплошную фундамент­ную плиту.

При сейсмическом воздействии узлы железобетонных рам находятся в сложном напряженном состоянии, и их проектированию должно уделяться особое внимание. Развитие пластических деформаций в растянутой ар­матуре узла при сейсмическом воздействии повышает сейсмостойкость каркасного здания.

Предпочтительнее конструкция стыков сборных риге­лей с колоннами без закладных деталей, на сварке выпусков арматуры с замоноличиванием (рис. XVII.2). В этих стыках должны быть рифленые соединяемые по­верхности (с целью образования бетонных шпонок) и часто расположенные поперечные стержни ригелей и ко­лонн. Сборные перекрытия выполняют из панелей, соеди­ненных между собой и с элементами рамного каркаса на сварке закладных деталей с замоноличиванием швов и шпоночных связей. С этой целью в панелях перекрытий устраивают пазы и рифленые боковые поверхности, что обеспечивает восприятие сдвигающих усилий.

Стеновые панели здания жестко связывают с карка­сом и перекрытиями.

Консольные выступающие части здания — козырьки, карнизы, балконы — должны быть жестко связаны с кар­касом, причем число их и размеры необходимо ограни­чивать.





2. Основные положения расчета зданий на сейсмические воздействия

Направление сейсмических сил в пространстве может быть любым, однако при расчете здания в целом или его крупных частей, как правило, сейсмические силы прини­мают направленными горизонтально вдоль поперечной или продольной оси здания.

При расчете с учетом сейсмических воздействий в зна­чения расчетных нагрузок вводят коэффициенты сочета­ний.

При расчете конструкций на сейсмические воздейст­вия нагрузки от ветра, динамического воздействия от оборудования, инерционные силы от масс на гибких под­весах и температурные климатические воздействия не учитывают.

Сейсмические силы обычно считаются приложенны­ми в уровне перекрытий. В этих уровнях считаются сосредоточенными нагрузки от этажей здания.

Расчетная сейсмическая сила по i-му тону свободных горизонтальных колебаний для каждого k-гo яруса зда­ния





В здании длиной или шириной более 30 м необходи­мо учитывать также крутящий момент от сейсмической нагрузки относительно вертикальной оси, проходящей через центр жесткости. Расчетный эксцентриситет (рас­стояние между центрами жесткости и массы) в рас­сматриваемом уровне принимается равным:



При расчете прочности в особом сочетании вводится дополнительно коэффициент условий работы, которым учитывается кратковременное действие сейсмической нагрузки: для нормальных сечений железобетонных эле­ментов из тяжелого бетона при арматуре классов А-П, A-III γ_i= 1,2, при арматуре высоких классов γ_i —1,1; для наклонных сечений γ_i =1, для наклонных сечений ко­лонн многоэтажных зданий γ_i =0,9.

Для зданий, возводимых в сейсмических районах с повторяемостью землетрясений 1, 2, 3, значения γ_i сле­дует умножать на 0,85; 1 или 1,15 соответственно.

Расчетное значение продольной или поперечной си­лы, изгибающего или опрокидывающего момента от сейсмической нагрузки при условии статического дейст­вия ее составляет



Усиление конструкций, выполняемое на основе рас­четов зданий, возводимых в сейсмически активных рай­онах, считается пассивной сейсмозащитой. Активная сейсмозащита заключается в специальных конструктивных мерах, исключающих опасные колебания зданий и сни­жающих реакции конструкций на сейсмическое воздействие. К ним относятся различного рода гасители коле­баний, включающиеся связи, устраиваемые в конструк­циях оснований и фундаментов, и др. Применение выключающихся связей, предусматривающих образование пластических шарниров в перемычках железобетон­ных вертикальных связевых диафрагм или разрушение заполнения между железобетонными колоннами перво­го этажа каркасного здания, оказывается неэффектив­ным и ненадежным. С уменьшением жесткости здания становятся опасными низкочастотные сейсмические ко­лебания, вызывающие зна­чительные реакции в ослаб­ленных элементах конст­рукции.

23. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ И РАСЧЕТА ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

Конструктивные схемы зданий, возводимых из сборных элементов, характерны постоянством геометрических размеров по высоте, регу­лярностью типовых элементов конструкций, четким реше­нием плана.

Основными несущими конструкциями много­этажного каркасного здания в гражданском строитель­стве являются железобетонные рамы, вертикальные связевые диафрагмы и связывающие их междуэтажные пе­рекрытия.

Важнейшим условием достижения высоких эксплуа­тационных качеств многоэтажного здания является обес­печение его надежного сопротивления горизонтальным нагрузкам и воздействиям. Необходимая пространствен­ная жесткость такого здания достигается различными вариантами компоновки конструктивной схемы, в основ­ном отличающимися способами восприятия горизонталь­ных нагрузок.

При поперечном расположении вертикальных связе­вых диафрагм и продольном расположении многоэтаж­ных рам здание в поперечном направлении работает по связевой системе, а в продольном направлении — по рамной системе (рис. XV.14, б). Конструктивная схема каркаса при шарнирном соединении ригелей с колонна­ми будет связевой в обоих направлениях.

В панельных зданиях основными несущими конструк­циями служат вертикальные диафрагмы, образованные панелями внутренних несущих стен, расположенными в поперечном, иногда в продольном направлении, и связы­вающие их междуэтажные перекрытия. Многоэтажное панельное здание как в поперечном, так и в продольном направлении восприни­мает горизонтальную нагрузку по связевой системе (рис. XV.15).

Возможны другие конструктивные схемы много­этажных зданий. К ним относятся, например, каркасное здание с центральным ядром жесткости, в котором в ка­честве вертикальных связевых диафрагм используются внутренние стены сблокированных лифтовых и вентиля­ционных шахт, лестничных клеток (рис. XV.16); здание с двумя ядрами жесткости открытого профиля — в виде двутавров (рис. XV. 17,а); здание с двумя ядрами жест­кости и сложной конфигурацией в плане, позволяющей индивидуализировать архитектурное решение (рис. XV.17, б).