Принципы компоновки жбк зданий. Конструктивные схемы. Деформационные швы
 Скачать 7.65 Mb.
|
|
Расчет и конструирование опорных и промежуточных узлов фермы. Арматуру опорного узла фермы на основании исследований рассчитывают по схеме, изображенной на рис. 13.41, а. Учитывается, что понижение расчетного усилия в напрягаемой арматуре, которое происходит из-за недостаточной анкеровки в узле, компенсируется работой на растяжение дополнительной продольной ненапрягаемой арматуры и поперечных стержней. Площадь сечения продольной ненапрягаемой арматуры  где P —расчетное усилие приопорной панели. Отрыв части опорного узла по линии АВ происходит под влиянием усилия  , действующего нормально к плоскости отрыва. Этому отрыву оказывают сопротивление усилия: в продольной напрягаемой арматуре  , в продольной ненапрягаемой арматуре  , в хомутах  . Отсюда условие прочности на отрыв: Которое после сокращения на  примет вид: Усилия в продольной арматуре   Где l1 – фактическая длина заделки,lbd–необходимая длиназаделки. Усилия в хомутах  Площадь сечения одного хомута  Здесь a — угол наклона линии АВ, соединяющей точкуА у грани опоры с точкой Вв примыкании нижней грани сжатого раскоса к узлу; n —число поперечных стержней, пересекаемых линий АВ (за вычетом поперечных стержней, расположенных ближе 100 мм от точки A).  Арматуру промежуточного узла рассчитывают приближенно по схеме, изображенной на рис. 13.41, б. В этом узле также учитывают, что понижение расчетного усилия в арматуре растянутого раскоса на длине заделки компенсируется работой на растяжение поперечных стержней. Из условия прочности линии отрыва ABC  определяют Nsw и площадь сечения одного поперечного стержня Поперечные стержни промежуточного узла, в котором сходятся два растянутых элемента решетки, рассчитывают последовательно для каждого элемента решетки, считая, что элементы, расположенные рядом, сжаты.  Подстропильные конструкции. Подстропильные конструкции в виде балок или ферм (рис. 13.42) применяют в покрытиях одноэтажных промышленных зданий при шаге стропильных конструкций 6 м и шаге колонн 12 м. Подстропильные конструкции выполняют предварительно напряженными из бетона классов В30, В40 и армируют канатами, стержневой или проволочной арматурой с натяжением на упоры. Ненапрягаемую арматуру растянутых раскосов подстропильных ферм определяют из расчета прочности и раскрытия трещин. Крепление стропильных ферм к подстропильным конструкциям выполняют монтажной сваркой. Нагрузка от стропильной фермы передается в виде сосредоточенной силы, приложенной в середине пролета к нижнему узлу подстропильной фермы. Подстропильныефермы рассчитывают по прочности и трещиностойкости с учетом жесткости узлов.  Арки в покрытиях одноэтажных зданий. Особенности проектирования. При пролете свыше 30 м железобетонные арки становятся экономичнее ферм. Наиболее распространенные арки — двухшарнирные — выполняют пологими со стрелой подъема f=1/6...1/8l. Распор арки обычно воспринимается затяжкой. В конструктивном отношении выгодно очертание оси арки, близкое к кривой давления.Арочный момент:   - арочный момент; Н — распор арки.Очертание кривой давления находят, полагая Mx=0. Тогда  При равномерно распределенной нагрузке и несмещаемых опорах кривая давления арки будет квадратной параболой   Полного совпадения оси арки с кривой давления достичь не удается, так как при различных схемах загружения временной нагрузкой, а также под влиянием усадки и ползучести, бетона неизбежно возникают изгибающие моменты. Влияние ползучести бетона особенно существенно в большепролетных арках. В связи с этим принимают такое очертание оси, при котором расчетные усилия будут наименьшими. Для типизации конструкции и упрощения производства работ очертание оси пологих двухшарнирных арок обычно принимают по окружности. Конструирование арок выполняют по общим правилам, как для сжатых элементов. Сечение арок может быть прямоугольным и двутавровым (рис. 13.43), чаще с симметричным двойным армированием, так как возможны знакопеременные изгибающие моменты. Затяжку выполняют предварительно напряженной. Для уменьшения провисания затяжки через каждые 5...6 м устраивают железобетонные или стальные подвески. Двухшарнирная арка двутаврового сечения с предварительно напряженной затяжкой пролетом 36 м, изображенная на рис. 13.43, собрана из шести блоков. Затяжку изготовляют в виде целого элемента с опорными блоками, что повышает надежность работы распорной конструкции. В качестве напрягаемой арматуры затяжки применяют канаты, натягиваемые на упоры. Блоки на монтаже соединяют сваркой либо выпусков арматуры, либо закладных деталей. Стыковые швы замоноличивают. Большепролетные высокие арки имеют более сложное очертание оси, их обычно выполняют трехшарнирными. Распор арки передают на фундаменты и грунты основания. При слабых грунтах для восприятия распора арки устраивают затяжку, расположенную ниже уровня пола. Арки рассчитывают на вес покрытия и арки, сплошную и одностороннюю нагрузку от снега и сосредоточенную нагрузку от подвесного транспорта. Большепролетные арки рассчитывают также на усадку и ползучесть бетона, а высокие арки — на ветровую нагрузку. В расчетной схеме очертание пологой двухшарнирной арки принимают по квадратной параболе (рис. 13.44, а). Высоту и ширину сечения арки предварительно принимают h= (1/30...1/40)l; b = (0,4.. .0,5)h. Площадь сечения арматуры затяжки предварительно подбирают по распору  Двухшарнирные арки рассчитывают как статически неопределимые системы с учетом влияния перемещений от изгибающих моментов и нормальных сил. Для предварительно напряженной затяжки в расчете перемещений учитывают приведенную площадь бетона. Предварительное напряжение затяжки, в результате которого деформации арматуры оказываются выбранными, уменьшает подвижность опор арки и приближает ее работу под нагрузкой к работе арки с неподвижными пятами. При этом распор Н увеличивается, а изгибающий момент арки уменьшается Трехшарнирные арки статически определимы. Если опоры расположены в одном уровне, то распор  где  — балочный момент в середине пролета арки.Усилия М,Q, N определяют в нескольких сечениях по длине арки (рис. 13.44,6).Продольные и поперечные силы   где  —уголмеждукасательной к оси арки в рассматриваемом сечении и горизонтальной прямой;  — балочная поперечная сила.Усилия в сечениях, вычисленные от разных загружений, сводят в таблицу, по которой устанавливают максимальные и минимальные расчетные усилия. Сечение арматуры подбирают по формулам для сжатых элементов. Чтобы учесть влияние продольного изгиба в плоскости кривизны, расчетную длину принимают: для трехшарнирной арки — 0,58 s, для двухшарнирной — 0,54 s,для бесшарнирной — 0,36s (где s — длина дуги). Поперечные силы в арках незначительны; поперечные стержни ставят по расчету и конструктивным соображениям. Арматуру затяжки подбирают как для растянутого элемента по условиям прочности и трещиностойкости.  Конструирование и расчет монолитных железобетонных рам одноэтажных каркасных зданий. В одноэтажном каркасном здании из монолитного железобетона основная несущая конструкция — поперечная рама. Нагрузка от покрытия здания — балочного или тонкостенного пространственного — передается на поперечные рамы. Прямолинейные ригели возможны при пролетах до 12…15 м, ломаные ригели — до 15...18 м, криволинейные ригели без затяжек — до 18 м, с затяжками — до 24 м и более. Рамы с криволинейными ригелями применяют преимущественно в качестве диафрагм коротких оболочек, являющихся весьма экономичным типом монолитных покрытий. Затяжка, препятствуя горизонтальным перемещениям верха стоек, уменьшает значения изгибающих моментов и поперечных сил в стойках и ригелях (рис. 13.45, а), а также и в заделке стоек, вследствие чего облегчается конструкция фундаментов. Соединение стоек монолитных рам с фундаментами может быть жестким и шарнирным. В жестком соединении арматуру стоек сваривают или стыкуют внахлестку с соответствующими выпусками арматуры фундамента; такое соединение просто и экономично. Шарнирное соединение применяют в тех случаях, когда в заделке колонны возникает значительный изгибающий момент, а грунты оснований имеют малую несущую способность и фундаменты рамы оказываются весьма тяжелыми. Вместе с тем нужно иметь в виду, что шарнирное соединение приводит к возрастанию изгибающих моментов в пролете и ригель становится тяжелее (рис. 13.45, б). Ригель армируют как балку, заделанную на опоре; часть продольной арматуры ригеля переводят в зону отрицательных моментов у опоры и заводят в стойку; стойки армируют как сжатые элементы, часть стержней которых заводят в ригель (рис. 13.46). При конструировании монолитной рамы особое внимание следует уделять узлам и сопряжениям. Расположение арматуры в узлах должно соответствовать характеру действующих усилий и в то же время обеспечивать удобство производства работ. В узле сопряжения ригеля с колонной наибольшие растягивающие усилия возникают на некотором удалении от края, поэтому растянутую арматуру в узле выполняют закругленной и заводят на длину, устанавливаемую на эпюре моментов (рис. 13.47, а). В сжатой зоне узла возникают значительные местные напряжения, в связи с чем входящие углы целесообразно выполнять со скосами (вутами), уменьшающими местные напряжения. Сжатую арматуру ригеля и стойки заводят в глубь узла, а вут армируют самостоятельными продольными стержнями. В рамных конструкциях с относительно небольшими усилиями вуты не делают, что несколько упрощает производство работ. В узлах, где ригель имеет перелом, например в коньковом узле, усилия в нижней растянутой арматуре создают равнодействующую, направленную по биссектрисе входящего угла, под действием которой арматура стремится выпрямиться и выколоть бетон (рис. 13.47,6). Поэтому коньковые узлы армируют с перепуском концов нижних растянутых стержней и усиливают дополнительными поперечными стержнями, определяемыми расчетом. Поперечная арматура должна воспринимать растягивающее усилие, равное вертикальной составляющей усилий в продольных растянутых стержнях, не заанкеренных в сжатой зоне  или воспринимать 35 % вертикальной составляющей усилий во всех продольных растянутых стержнях  где As2 — площадь сечения продольных растянутых стержней, незааикерованных в сжатой зоне;  — входящий угол в растянутой зоне.Площадь арматуры равна:  Поперечная арматура, необходимая по расчету, должна быть расположена на длине  Шарнирное сопряжение стойки рамы с фундаментом создается устройством упрощенного (несовершенного) шарнира. В этом месте размеры сечения стойки уменьшаются до 1/2—1/3 размеров основного сечения; здесь устанавливают вертикальные или перекрещивающиеся стержни, а примыкающие к шарниру части стойки и фундамента усиливают поперечными сетками (рис. 13.47,в). Продольное усилие стойки передается через сохраняемую площадь бетона и арматурные стержни, поперечная сила в стойке обычно погашается силой трения.  |