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: 6 из 8

Основные вертикальные конструкции

Многоэтажные рамы высотой до 16 этажей имеют ко­лонны постоянного сечения по, всей высоте здания (рис. XV. 18, а). Увеличение несущей способности колонн ниж­них этажей достигается повышением класса бетона, про­цента армирования, применением жесткой арматуры. Элементы сборных колонн в целях снижения трудоемко­сти на монтаже выполняют размером на 2—4 этажа.

Комбинированные вертикальные связевые диафрагмы, состоящие из сплошной и рамной частей, сохраняют ре­гулярную структуру — размеры элементов и пролетов ригелей — по всей высоте здания (рис. XV. 18, б). Верти­кальные связевые диафрагмы с проемами и ядра жест­кости имеют железобетонные перемычки, жестко свя­занные на опорах с простенками, и также сохраняют регулярную структуру по всей высоте здания (рис.

XV. 18, в).

Стыки ригелей с колоннами выполняют жесткими на. _ консолях, бесконсольными и шарнирными (см. гл. XI). При жестком соединении ригелей с колоннами сущест­венно повышается общая жесткость многоэтажного зда­ния и достигается экономия металла на армирование ригелей (по условиям прочности, трещиностойкости и предельных прогибов).

Элементами сборных вертикальных связевых диаф­рагм являются колонны каркаса и панели с полками для опирания плит перекрытий (рис. XV. 19). Элементы сое­диняют сваркой закладных деталей и замоноличиванием. Применяют также монолитные панели, бетонируемые на месте возведения после приварки к закладным деталям колонн арматурных сеток.









Монолитные ядра жесткости армируют вертикальны­ми пространственными каркасами, которые на монтаже стыкуются соединительными стержнями (рис. XV.20). Перемычки над проемами армируют горизонтальными каркасами. Продольная и поперечная арматура ядер жесткости и перемычек назначается по расчету. Толщина стенок ядер жесткости устанавливается по расчету, обыч­но 200—400 мм. По условиям технологии возведения в скользящей опалубке наименьшая толщина стенок 200 мм. Стены и перемычки ядер жесткости могут быть предварительо напряженными. Для монолитных ядер жесткости применяют бетон классов В15, В25.

Панели внутренних несущих стен в панельных здани­ях по условиям требуемой звукоизоляции выполняют из тяжелого бетона толщиной 14—16 см. При такой толщи­не обеспечивается несущая способность этих панелей в зданиях высотой до 16 этажей. Увеличение несущей спо­собности панелей стен зданий большей высоты достига­ется применением в нижних этажах бетона более высо­кого класса, увеличением толщины железобетонных панелей.



24. СПОСОБЫ УСИЛЕНИЯ ЖБК

Усиление элементов конструкций

Усиление элементов производят с целью увеличения их несущей способности и жесткости. Усиление конструкций может производиться двумя, основными способами: 1) изменением конструктивной схемы; 2) наращиванием элементов. По первому спосо­бу производят усиление элементов главным образом ис­правных конструкций без остановки производства. По второму способу увеличивают размеры поперечного се­чения элементов с добавлением арматуры; таким спо­собом усиливают исправные и поврежденные конструк­ции. При усилении конструкций целесообразно приме­нять полимербетон.

Усиление элементов конструкций изменением конструктивной схемы. Значительное увеличение несущей способности изгибаемых элементов — балок, ригелей и т.п. — достигается введением затяжек, подвергаемых предварительному натяжению на бетон. При этом изме­няется напряженное состояние балочной конструкции— она становится внецентренно сжатой.

Усиление колонн достигается устройством предва­рительно напряженных распорок ломаного очерта­ния, расположенных с одной или с двух сторон (рис. XVIШ).

Каждая ветвь распорок составляется из уголков, свя­занных между собой планками на сварке. В местах пе­релома в боковых полках уголков делают надрезы. Предварительное напряжение в ветвях распорок дости­гается взаимным стягиванием ветвей попарно, а при односторонних распорках — подтягиванием к боковой поверхности колонны. Выпрямляясь, распорки восприни­мают часть вертикальных нагрузок и разгружают ко­лонну. Устройство односторонних распорок возможно для усиления внецентренно сжатых колонн с большими эксцентриситетами.

Усиление элементов конструкций наращиванием. Уси­ление плит ребристых монолитных перекрытий и сбор­ных плит, уложенных по железобетонным или стальным балкам, выполняют устройством новой монолитной пли­ты по старому бетону. После снятия слоев старого пола и нарушенного верхнего слоя старого бетона укладыва­ют арматуру и слой нового бетона толщиной не менее 3 мм (рис. XVII.11, а). Усиленная таким наращиванием плита рассматривается как монолитная.







Плиты сборных перекры­тий усиливают таким же способом (рис. XVII.11, в). Усиление балок и риге­лей возможно приваркой к освобожденной от защитно­го слоя обнаженной армату­ре дополнительных продоль­ных стержней с последую­щим их оштукатуриванием цементным раствором или нанесением слоя торкрет­бетона (рис. XVII.12, а). Значительного повышения несущей способности мож­но достичь увеличением се­чения снизу с установкой дополнительной арматуры (рис. XVII. 12, б). Отогну­тые стержни и поперечные хомуты дополнительной ар­матуры приваривают к стер­жням старой арматуры.

Для усиления колонн применяют устройство ру­башек, армированных про­дольными стержнями и хо­мутами или спиралью. Тол­щина рубашки должна быть не менее b см при бетонировании в опалубке и не менее 3 см при торкретировании (рис. XVI 1.13).





25. СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖБК

Целесообразность примене­ния полимерных составов устанавливается в зависимости от кон­кретных условий эксплуатации конструкций, наличия материалов и обеспечении условий для работы с их компонентами. Полимерные составы рекомендуется применять для устранения дефектов и повреждений путем:

-инъецирования трещин железобетонных и каменных конструк­ций при помощи специальных устройств, выбираемых в зависимос­ти от параметров трещин, характера работы конструкции, вязкости полимерраствора и т. п.;

-добетонирования железобетонных конструкций при помощи на­полненных полимеррастворов;

адгезионных обмазок при помощи полимеррастворов для после­дующей укладки «нового» бетона или осуществления кладки;

-омоноличивания отдельных каменных блоков или элементов железобетонных конструкций при помощи высоконаполненных пе­рераспределяющих прокладок из полимеррастворов;

вклеивания арматурных усиливающих стержней;

- устройство бессварных полимеррастворных стыков;

- выполнения аппликации из металлических или пластиковых листов для защиты или усиления конструкций;

-приклеивания «внешней» усиливающей арматуры;

-устройства бандажей из стеклопластика, пропитанного полимер-раствором;

-устройства защитных покрытий.

Основной задачей проведения ремонтных работ с применением полимерных составов является предотвращение дальнейшего раз­рушения конструкции и недопущение снижения или потери несу­щей способности.

Ремонтные полимерные составы имеют следующие преимущест­ва по сравнению с цементными растворами и бетонами:

-высокие прочностные показатели при растяжении (до 25 МПа) и сжатии (до 100 МПа);

-высокую адгезию к старому бетону (до 5 МПа) и металлам (до 20 МПа);

-стойкость к постоянному действию кислот, щелочей, нефтепро­дуктов, пищевых продуктов;

-непроницаемость для агрессивных газов и жидкостей; повышенную абразивостойкость и стойкость к ударным и дина­мическим воздействиям;

-укороченные сроки проведения ремонтных работ; хорошее качество поверхности после отверждения, позволяющее проводить влажную уборку и дезинфекцию.

2. Полимерные составы для склеивания бетонных и железобетонных конструкций

Традиционные методы омоноличивания бетонных и железобе­тонных конструкций, связанные с применением композиций на це­ментном вяжущем, а также со сваркой арматурных стержней, име­ют следующие недостатки:

-длительные сроки твердения;

-невозможность получения равнопрочного соединения бетон— бетон;

-невозможность проведения работ при отрицательных темпера­турах;

-невозможность склеивания разнопородных материалов бетон— листовой материал;

-невозможность получения равнопрочного соединения арматур­ных стержней при сварке.

От указанных недостатков позволяет избавиться применение клеевых композиций на основе полимерных связующих. Высокая клеющая способность полимеров позволяет решать многие инже­нерные задачи, в том числе по усилению и ремонту железобетонных конструкций, по-новому — более технологично и планомерно.

Для бетонных и железобетонных конструкций клеевые соедине­ния могут применяться: при усилении железобетонных конструкций приклеиванием различных элементов усиления, при усилении поверхностным арми­рованием; при ремонте железобетонных конструкций; для обеспечения соединения свежеуложенного бетона и затвер­девшего.

Склеиваемые бетонные поверхности должны иметь прочность, равную прочности основного бетона, быть сухими, не иметь масля­ных пятен.

3. Полимерные клеи для обеспечения адгезии старого бетона со свежеуложенным

При ремонте железобетонных конструкций часто встречается необходимость обеспечения прочного сцепления нового бетона со ста­рым. Такое соединение применяется при усилении конструкций ме­тодом наращивания сечения, омоноличивания, бетонировании за­щитного слоя арматуры и т. д.

Специальные мероприятия, применяемые при соединении бето­нов (декарбонизация поверхности старого бетона, насечка поверх­ности, виброукладка смеси), не обеспечивают полного омоноличива­ния, и достигается это лишь обмазкой поверхности старого бетона эпоксидными композициями.

Способы подготовки бетонных поверхностей при устройстве ад­гезионной обмазки те же, что и для склеивания бетона.

4. Применение полимерных составов при устранении дефектов и повреждений местного значения.

Можно отметить следующие виды де­фектов местного значения в бетонных и железобетонных конструк­циях, оказывающих негативное влияние на их работу: трещины в бетоне; сколы бетона с обнажением или без обнажения арматуры; раковины с обнажением и без обнажения арматуры; участки сла­бого бетона; обнажения арматуры вследствие недостаточного за­щитного слоя бетона; выщелачивание бетона с образованием в нем каверн и пустот; износ поверхности бетона с обнажением или без обнажения арматуры; внутренние пустоты и каверны в бетоне.

Наиболее трудоемкой операцией при ремонте бетона является ликвидация трещин в конструкциях. Трещины заделываются инъе­цированием, (при ширине раскрытия более 0,1 мм) или поверхност­ной затиркой (при ширине раскрытия менее 0,1 мм). Другие дефек­ты устраняются полимерными мастиками (при глубине дефекта до 5 мм), полимербетоном (глубина дефектов более 5 мм) или быстротвердеющими полимерцементными бетонами и растворами.

26. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК И СКЛАДОК

Покрытия с применением цилиндрических оболочек (см. рис. XlV.l.a) образуются из тонких плит, изогну­тых по цилиндрической поверхности, бортовых элемен­тов и торцовых диафрагм. Покрытие в целом поддержи­вается по углам колоннами.

Основные параметры оболочки (рис. XIV.3, а): l₁ — пролет (расстояние между осями диафрагм); l₂—длина волны (расстояние между бортовыми элементами); f— стрела подъема.

Очертание плиты оболочки в поперечном сечении мо­жет быть круговым, эллиптическим, параболическим и т. п.; благодаря простоте изготовления чаще применя­ют круговое очертание.

Оболочки бывают (рис. XIV.3) однопролетными, если вдоль прямолинейной образующей оболочка опирается на две диафрагмы, и многопролетными, если оболочка поддерживается более чем двумя диафрагмами; одновол-новыми и многоволновыми, состоящими из нескольких одноволновых оболочек; гладкими и усиленными реб­рами.

1. Длинные оболочки



Бортовые элементы предназначены для повышения прочностных и жесткостных характеристик поперечного сечения покрытия, размещения основной рабочей растя­нутой арматуры конструкции, а также для укрепления прямолинейных краев цилиндрических оболочек при дей­ствии местных нагрузок. Форма и размеры бортовых эле­ментов определяются конструктивным решением покры­тия и его расчетом.

Монолитные оболочки обычно делают гладкими. При наличии подвесных сосредоточенных грузов оболочку снабжают промежуточными поперечными ребрами. Сборные оболочки, как правило, устраивают с продоль­ными и поперечными ребрами для усиления сборных эле­ментов на период изготовления, перевозки и монтажа.

В качестве диафрагм применяют сплошные балки, фермы, арки с затяжками (рис. XIV.5). Для обеспечения естественного освещения и аэрации помещений цилин­дрические оболочки могут быть шедового типа (рис. XIV.6, я) или с проемами в вершине (рис. XIV.6, б).



Устойчивость длинных цилиндрических оболочек в де­формированном под нагрузкой состоянии считается обес­печенной, если нормальные напряжения σ=N_x/h и ка­сательные напряжения τ=N_xy/h, определенные по упру­гому состоянию конструкции, не превосходят значений соответственно



а при сочетаниях σ и τ отвечают условию



По результатам статического расчета подбирают се­чение арматуры оболочки (рис. XIV.13). Площадь сече­ния продольной растянутой арматуры типа I определяют (при расчете как пространственной системы) по формуле



Из полученного количества As в покрытиях с верти­кальными бортовыми элементами, расположенными ни­же оболочки, примерно 80 % арматуры размещают в пределах бортового элемента, из них 60 % концентриру­ют внизу.

В растянутой зоне оболочки, там, где растягивающие напряжения меньше R_bt, содержание продольной арма­туры должно быть не менее 0,2 % площади сечения бе­тона.

Вдоль оболочки площадь сечения продольной армату­ры типа I можно уменьшить в соответствии с изменени­ем усилий Nx, однако до опоры должно доводиться не менее 30 %. Сокращение площади продольной арматуры достигается не обрывом стержней, а уменьшением их диаметра и сваркой в стыках.



3. Призматические складки

Покрытия с применением призматических складок образуются из плоских плит-граней (монолитно связан­ных по ребрам), бортовых элементов и диафрагм (рис. XIV.20, а).

Складки различают одно- и многопролетные, одно- и многоволновые. При расчете их в направлении l₁ исполь­зуют те же упрощения, что и при расчете длинных ци­линдрических оболочек.

Складчатые покрытия в направлении волны l₂ рабо­тают на изгиб подобно многопролетным балочным пли­там с ломаной осью (ребра считаются опорами) (рис. XIV.20, б). Ширину граней делают до 3—3,5 м. В трех­гранных складках длина волны /2=9...12 м. Пролет складки l₁ обычно берут больше l₂, высоту складки при­нимают 1/7 -1/10l_l.

Грани складки армируют вдоль волны в соответствии с эпюрами изгибающих моментов подобно многопролет­ным плитам. В остальном покрытия с призматическими складками конструируют по указаниям для покрытий с длинными цилиндрическими оболочками.


27. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ ПОЛОГИХ ОБОЛОЧЕК ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ГАУССОВОЙ КРИВИЗНЫ

Конструкция покрытия состоит из тонкостенной пли­ты, изогнутой в двух направлениях, и диафрагм, распола­гаемых по контуру, связанных с ней монолитно (см. рис. XIV. 1, д, XIV.21,a). В целом покрытие опирается по уг­лам на колонны; возможно опирание оболочки и по все­му контуру.

Оболочки двоякой кривизны выполняют преимущест­венно пологими, т. е. с отношением высоты подъема к любому размеру плана не более чем 1:5.

Тонкостенные оболочки покрытии вследствие малой жесткости на изгиб при определе­нии усилий, по крайней мере в процессе поиска конструктивного решения, можно рассчитывать как безмоментные, т. е. с учетом лишь усилий Nx, Ny, Nxy (рис. XIV.21,6). Изгибающие моменты, возникающие только в зонах мест­ного изгиба, могут быть выявлены отдельно.

В оболочке переноса (см. рис. XIV.21,a), если оси координат совпадают с направлениями главных кривизн, кривизна кручения k_xy=0.



Для покрытия здания, квадратного в плане (часто встречающийся в практике случай), при a=b, R_x=R_y = R и нагрузке q=const постоянные параметры:



После определения усилий Nx ,Nv, Nxy главные уси­лия и углы их наклона к оси х находят по формулам:



Для оболочки с квадратным планом при a = b, Rx=Ry=R и равномерно распределенной нагрузке q = =const эпюры усилий изображены на рис. XIV.22, где для отдельных точек оболочки приведены значения уси­лий.

Эпюры показывают, что почти по всей оболочке раз­вивается область двухосного сжатия, и лишь в угловых частях возникает сжатие в одном направлении, а растя­жение в другом (рис. XIV.22,в).



Армируют оболочки в соответствии с усилиями, воз­никающими в них под действием внешней нагрузки (рис. XIV.23).

В углах укладывают наклонную арматуру типа I из расчета восприятия главных растягивающих усилий; в приконтурных зонах ставят арматуру типа II, предназ­наченную для восприятия местных изгибающих момен­тов; по всей оболочке размещают конструктивную арма­туру типа III. Арматуру I целесообразно подвергать предварительному напряжению.

По касательным усилиям Nxy рассчитывают связи оболочки с диафрагмой. Диафрагмы конструируют по типу балок, ферм или арок с затяжками; затяжки арок и нижние пояса ферм делают предварительно напряжен­ными.

В угловых частях оболочки действуют наибольшие сжимающие усилия в диагональном направлении. Здесь по условию прочности толщину оболочки часто увеличи­вают, соблюдая принятые в практике условия:



Устойчивость гладких оболочек данного вида в цент­ре покрытия считается обеспеченной, если ее полная рас­четная равномерно распределенная нагрузка q не превы­шает значения