Принципы компоновки жбк зданий. Конструктивные схемы. Деформационные швы

• Название: Принципы компоновки жбк зданий. Конструктивные схемы. Деформационные швы
• Дата: 27.05.2022
• Размер: 7.65 Mb.
• Имя файла: Printsipy_komponovki_ZhBK_zdany.docx
• Тип: Документы; #552742
• страница: 3 из 9

Расчет и конструирование сборного неразрезного ригеля с учетом характера эпюры моментов. Построение эпюры материалов.

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 = (1/2...1/3) h

Изгибающие моменты и поперечные силы неразрез­ной балки при равных илb отличающихся не более чем на 20% длины пролетах определяют по (прнл. 10):





где – табличные коэффициенты; q, v–постоянная и переменная нагрузки соответственно.



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 (рис. 11.13). В неразрезном ригеле целесообразно ослабить армирование опорных сечений и упростить мон­тажные стыки. Поэтому с целью перераспределения мо­ментов в ригеле к эпюре моментов от постоянных нагру­зок и отдельных невыгодно расположенных временных нагрузок прибавляют добавочные треугольные эпюры с произвольными по знаку н значению опорными момен­тами (рис. 11.14, а). При этом ординаты выравненной эпюры моментов в расчетных сечениях должны составлять не менее 70 % значений, вычисленных по упругой схеме. На основе отдельныхзагружений строят огибающие эпюры М и Q. Возможен также упрощенный способ расчета неразрезного ригеля по выравненным моментам, состоящий в том, что в качестве расчетной выравненной эпюры моментов принимают эпюру моментов упругой неразрезной балки, полученную для максимальных пролетных моментов при расположении временной нагрузки через один пролет (рис. 11.14, б, в). Построение эпюры моментов приведено на рис. 11.14, г.

Расчетным на опоре является сечение ригеля по грани колонны (рис. 11.14, д). В этом сечении изгибающий момент

(11.15)

где h_c — высота сечеиия колонны.

Сечение продольной арматуры ригеля подбирают по моменту в четырех нормальных сечениях: в первом и среднем пролетах, на первой промежуточной опоре и на средней опоре. Расчет поперечной арматуры по Q ведут для трех наклонных сечений: у первой промежуточной опоры слева и справа и у крайней опоры.










В целях экономии арматурной стали часть продольных стержней обрывают в соответствии с изменением огибающей эпюры моментов. Сечение ригеля, в котором Отдельный растянутый стержень по расчету уже не нужен, называют местом его теоретического обрыва Обрываемые стержни заводят за место теоретического обрыва на длину заделки l_bd.

Для проверки экономичности армирования ригеля и прочности всех его сечений строят эпюру арматуры (эпюру материалов). Ординаты эпюры вычисляют как моменты внутренних сил в рассматриваемых сечениях ригеля



Эпюра арматуры в месте теоретического обрыва стержней имеет ступенчатое очертание с вертикальными уступами. Там, где эпюра арматуры значительно отходит от эпюры М, — избыточный запас прочности (избыток растянутой арматуры); в местах, где ступенчатая линия эпюры арматуры пересекает эпюру М, прочность сечения недостаточна.

11. 
    Расчет коротких консолей колонн на действие изгибающего момента и поперечной силы.
    

Конструирование неразрезного ригеля. Поперечное сечение ригеля может быть прямоугольным, тавровым с полками вверху, тавровым с полками внизу (рис. 11.15). Приопирании панелей перекрытия на нижние полки ри­геля таврового сечения строительная высота перекрытия уменьшается.

Стыки ригелей обычно размещают непосредственно у боковой грани колонны. Действующий в стыках ригелей опорный момент вызывает растяжение верхней части и сжатие нижней (рис. 11.16, а). В стыковых соединени­ях ригель может опираться на железобетонную консоль колонны или же на опорный столик из уголков, выпущен­ных из колонны (рис. 11.16,б). В верхней части стыка выпуски арматуры из колонны и ригеля соединяют вставкои арматуры на ванной сварке, которая повышает точ­ность монтажного соединения в случае нарушения соос­ности выпусков арматуры. В нижней части стыка мон­тажными швами соединяют закладные детали колонны и ригеля. После приварки монтажных хомутов полость стыка бетонируют.

Скрытые стыки на консолях (с подрезкой торца ри­геля) усложняют конструирование, так как требуют уси­ления арматуры входящего угла дополнительными кар­касами и закладными деталями, повышающими расход стали и трудоемкость изготовления, кроме того, при та­ком стыке снижается несущая способность и жесткость ригеля на опоре (рис. 11.16, в). Эти стыки считаются шарнирными, фигурная же стальная наладка, привари­ваемая на монтаже, обеспечивает восприятие небольшо­го изгибающего момента (50кНм).

В бесконсольных стыках (рис. 11.16, г), как показали исследования, поперечная сила воспринимается бетоном замоноличивания полости и бетонными шпонками, обра­зующимися в призматических углублениях на боковой поверхности колонны и в торце сборного ригеля. Специ­альными исследованиями установлено, что этот стык равнопрочен с консольным стыком, но в то же время по расходу материалов и трудоемкости он экономичнее.

Площадь сечения стыковых растянутых стержней:



Наименьший вылет опорной консоли с учетом зазора t между торцом ригеля и гранью колонны



где Q – опорное давление ригеля на консоль, b–ширина ригеля.

Прочность короткой консоли проверяют по наклонной сжатой полосе между силой н опорой из условия

(11.19)

правую часть условия (11.19) принимают не более и не менее здесь — угол наклона расчетной сжатой полосы к горизонтали.

Коэффициент, учитывающий влияние хомутов, расположенных по высоте консоли, определяют по формуле

(11.20)

где ; ; - площадь сечения хомутов в одной плоскости; — шаг хомутов;b — ширина консоли.

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





Короткие консоли высотой сечения h>2,5aармируют горизонтальными или наклонными хомутами. Шаг хому­тов должен быть не более 150 мм и не более h/4.

12. 
    Ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами. Конструктивная схема перекрытия.
    

Ребристое перекрытие с балочными плитами состоит из плиты, работающей по короткому направлению, вто­ростепенных и главных балок (рис. 11.19). Все элементы перекрытия монолитно связаны и выполняются из бетона класса В15. Сущность конструкции монолитного ребри­стого 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...100 мм (по условиям экономич­ного армирования). Высота сечения второстепенных ба­лок обычно составляет 1/12... 1/20l, главных балок — 1/8... 1/15l. Ширина сечения балок b=0,4...0,5h.

13. 
    Расчет и конструирование плиты ребристого монолитного перекрытия с балочными плитами.
    

Расчет и конструирование балочной плиты. Раз­личают плиты монолитных перекрытий балочные и опер­тые по контуру. В балочных плитах, характеризуемых соотношением ly/lx>2, кривизна плиты и изгибающие моменты от нагрузки значительно больше в поперечном направлении, чем в продольном (рис. 9.6,а). Поэтому изгибом в продольном направлении пренебрегают. В плитах, опертых по контуру, необходимо учитывать изгиб в обоих направлениях. В ребристых перекрытиях наиболее часто встречаются балочные плиты. Для рас­чета таких плит выделяют полосу шириной 1 м (рис.9.5 б,в) и рассматривают ее как неразрезную балку, опертую на второстепенные балки и наружные стены. Расчет плиты производят с учетом перераспределения усилий, при этом в целях упрощения конструирования принимают (см. рис. 9.6,б):

в первом пролете и на первой промежуточной опоре



в средних пролетах и на средних опорах




Расчетное значение средних пролетов принимают рав­ным расстоянию между гранями второстепенных балок , крайних пролетов (при свободном опирании одного конца плиты на стену) — расстоянию между гра­нью ребра балки и осью опоры на стене .

В балочных плитах, окаймленных по контуру балка­ми, горизонтальным смещениям опорных сечений пре­пятствует распор Н, возникающий вследствие жесткости этих балок и повышающий несущую способность плиты (см. рис. 9.6, в). Учитывают это явление путем снижения моментов в средних пролетах и на средних опорах на 20%. Площадь арматуры в расчетных сечениях опреде­ляют как для прямоугольного сечения с одиночной ар­матурой шириной b = 100 см и высотой h_f.

Расчет плит по наклонным сечениям не производят.

Армирование многопролетных балочных плит осуще­ствляют, как правило, сварными рулонными сетками. При этом для плит с hf=6...10 см обычно применяют не­прерывное армирование (рис. 9.6, г) рулонными сетками с продольной рабочей арматурой ( мм), а для плит с h_f>10 см — раздельное армирование (рис. 9.6, д) пло­скими или рулонными сетками с поперечной рабочей ар­матурой. При непрерывном армировании основную ар­матуру с площадью As подбирают по моменту , а в первом пролете и над первой опорой устанавливают дополнительную арматуру , подбирая по моменту .





При сложной форме плит, наличии неупорядоченных отверстий, реконструкции возможно применение вяза­ных сеток.

14. 
    Расчет и конструирование второстепенной балки ребристого монолитного перекрытия.
    

Второстепенную балку рассчитывают как неразрезную конструкцию, опирающуюся на главные балки и наруж­ные стены на равномерно распределенную нагрузку (g₁ + v), передаваемую плитой с полосы b_f (см. рис.

9.5,б,в), и нагрузку от собственной массы g₂ балки .

Изгибающие моменты и поперечные силы при рав­ных или отличающихся друг от друга в пределах 20 % пролетах определяют с учетом перераспределения уси­лий по формулам:

в первом пролете: ;

на первой от края опоре ;

в остальных проле­тах и над опорами ;

, ; на первой промежуточной опоре справа и на всех осталь­ных опорах

, где l_0i— расчетный про­лет второстепенной балки, принимаемый равным рас­стоянию в свету между главными балками, а при опирании на наружные стены расстоянию от оси опоры на сте­не до грани главной балки (рис. 9.7, а).

Для определения отрицательных моментов в проле­тах и рационального размещения арматуры по длине второстепенной балки рекомендуется строить огибающие эпюры моментов. При этом учитывают разгружающее влияние главной балки, создающей дополнительное зак­репление на опорах [13]. Размеры сечения уточняют по моменту на первой промежуточной опоре, принимая



Тогда



Затем унифицируют размеры и подбирают рабочую арматуру в расчетных нормальных сечениях: в первом и средних пролетах — как для таврового сечения, на первой промежуточной и средних опорах — как для прямоугольного шириной b. На действие отрицательного момента в средних проле­тах расчет ведут как для прямоугольного сечения. Рас­чет поперечного сечения выполняют для трех наклонных сечений: у крайней свободной опоры (на Q_A) и у первой промежуточной опоры слева и справа (на Q_B,Л,uQ_B,П).

Второстепенные балки армируют в пролете сварны­ми каркасами, которые доводят до опор элемента и сое­диняют с каркасами следующего пролета стыковыми стержнями d₁>0,5d, заводимыми за грани балки, в каж­дый пролет на длину не менее 15d₁. На промежуточных опорах балки армируют узкими сетками b=400...600 мм или широкими сварными сетками с поперечной рабочей арматурой, раскатываемыми над главными балками. Если сеток две, то они в целях экономии стали смеща­ются друг относительно друга (рис. 9,7,а).