срс 9 Жанатова Д.. Проектирование каменных и армокаменных конструкции многоэтажного здания
 Скачать 1.5 Mb.
|
|
Министерство образования и науки РК. Международная образовательная корпорация  СРС 9. На тему: «Проектирование каменных и армокаменных конструкции многоэтажного здания». Выполнила:ст-т гр. РПЗС-19(21) ВО(Д) Жанатова Д.О Проверила: Ажгалиева Б.А. Алматы 2021 Каменные конструкции Каменные конструкции, несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений из каменной кладки (фундаменты, стены, столбы, перемычки, арки, своды и др.). Для К. к. применяют искусственные и естественные каменные материалы: кирпич строительный, керамический и бетонные камни и блоки (сплошные и пустотелые), камни из тяжёлых или лёгких горных пород (известняка, песчаника, туфа, ракушечника и т.п.), крупные блоки из обычного (тяжёлого), силикатного и лёгкого бетонов, а также растворы строительные. Материал для каменной кладки выбирается в зависимости от капитальности сооружения, прочности и теплоизоляционных свойств конструкций, наличия местного сырья, а также исходя из экономических соображений. Каменные материалы должны удовлетворять требованиям прочности, морозостойкости, теплопроводности, водо- и воздухостойкости, водопоглощения, стойкости в агрессивной среде, иметь определённую форму, размеры и фактуру лицевой поверхности. К растворам предъявляются требования прочности, удобоукладываемости, водоудерживающей способности и др. К. к. — один из наиболее древних видов конструкций. Во многих странах сохранилось большое количество выдающихся памятников каменного зодчества.К. к. долговечны, огнестойки, могут быть изготовлены из местного сырья, это обусловило их широкое распространение и в современном строительстве. К недостаткам К. к. относятся сравнительно большой вес, высокая теплопроводность; кладка из штучного камня требует значительного затрат ручного труда. В связи с этим усилия строителей направлены на разработку эффективных облегчённых К. к. с применением теплоизолирующих материалов. Стоимость К. к. (фундаменты, стены) составляет от 15 до 30% общей стоимости здания. В современном строительстве К. к. (главным образом стены и фундаменты из кирпича и камня), являются одним из распространённых видов строительных конструкций (только в больших городах преобладает строительство из крупных панелей). Практика строительства из камня значительно опередила развитие науки о К. к. При проектировании К. к. применялись эмпирические правила и недостаточно обоснованные методы расчёта, не позволяющие использовать в полной мере несущую способность К. к. Наука о прочности и методах расчёта К. к., основанная на обширных экспериментальных и теоретических исследованиях, была создана впервые в СССР в 1932—39. Её основоположником был Л. И. Онищик. Были изучены особенности работы каменной кладки из различных видов камня и раствора, а также факторы, влияющие на её прочность. Установлено, что в каменной кладке, состоящей из отдельных чередующихся слоев камня и раствора, при передаче усилия по всему сечению возникает сложное напряжённое состояние и отдельные камни (кирпичи) работают не только на сжатие, но и на изгиб, на растяжение, срез и местное сжатие. Причиной этого являются неровности постели камня, неодинаковые толщина и плотность горизонтальных швов кладки, что зависит от тщательности перемешивания раствора, степени разравнивания и обжатия его при укладке камня, условий твердения и др. Кладка, выполненная квалифицированным каменщиком, прочнее (на 20—30%), чем выполненная рабочим средней квалификации. Др. причина сложного напряжённого состояния кладки — различные упруго-пластические свойства раствора и камня. Под действием вертикальных сил в растворном шве возникают значительные поперечные деформации, которые ведут к раннему появлению трещин в камне. Наибольшей прочностью при сжатии (при использовании камней правильной формы) обладает кладка из крупных блоков, а наименьшей — из рваного бутового камня и кирпича. Более высокие камни имеют и больший момент сопротивления, что значительно увеличивает их противодействие изгибу. Прочность вибрированной кирпичной кладки при оптимальных условиях вибрирования примерно вдвое выше прочности ручной кладки и приближается к прочности кирпича. Это объясняется лучшим заполнением и уплотнением растворного шва и обеспечением тесного контакта раствора с кирпичом. В каменных зданиях важнейшие элементы — наружные и внутренние стены и перекрытия — связаны между собой в одну систему. Учёт их совместно пространственной работы, обеспечивающей устойчивость здания, позволяет наиболее экономично проектировать К. к. При расчёте К. к. различают две группы каменных зданий: с жёсткой или с упругой конструктивной схемой. К первой группе относятся здания с частым расположением поперечных стен, в которых междуэтажные перекрытия рассматриваются как неподвижные диафрагмы, создающие жёсткие связи для стен при действии на них поперечных и внецентренных продольных нагрузок. Такая схема принимается при расчёте стен и внутренних опор многоэтажных жилых и большинства гражданских зданий. Вторую группу составляют здания большой протяжённости, со значительными расстояниями между поперечными стенами. В этих зданиях перекрытия также связывают стены и внутренние опоры в одну систему, но они уже не могут рассматриваться как неподвижные диафрагмы, вследствие чего при расчёте учитываются совместные деформации связанных между собой элементов здания. По такой схеме рассчитывается большинство промышленных зданий с несущими каменными стенами. Учёт пространственной работы стен при проектировании К. к. позволяет существенно снизить расчётные изгибающие моменты в стенах, значительно уменьшить толщину стен, облегчить фундаменты и повысить этажность. В зависимости от конструктивной схемы здания каменные стены подразделяются на несущие, воспринимающие нагрузки от собственного веса, от покрытия, перекрытий, строительных кранов и др.; самонесущие, воспринимающие нагрузку от собственного веса всех этажей здания и ветровые нагрузки; навесные, воспринимающие нагрузки от собственного веса и ветра в пределах одного этажа. Каменные стены из штучного камня и кирпича подразделяются на сплошные и слоистые (облегчённые). Толщина сплошных стен принимается кратной основным размерам кирпича: 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 кирпича. Расход материалов, трудоёмкость и стоимость возведения стен зависят от правильно выбранной конструкции и степени использования свойств материалов. Для наружных стен малоэтажных отапливаемых зданий нецелесообразно применять сплошные К. к. из тяжёлых материалов. В этом случае применяют облегчённые слоистые стены с термоизоляцией или стены из пустотелых керамических камней, а также камней из лёгких и ячеистых бетонов. Для зданий средней и повышенной этажности, возводимых из штучного кирпича и камня, предпочтительна конструктивная схема с внутренними поперечными несущими стенами, позволяющая применять наружные стены из облегчённых эффективных материалов (керамических, с утеплителями и др.). Для повышения прочности кладки К. к. усиливают стальной арматурой), применяют армирование железобетоном (комплексные конструкции); армирование обоймами — включение кладки в железобетонные или металлические обоймы. Армокаменные конструкции Армокаменные конструкции, части зданий или сооружений из каменной армированной кладки (стены, столбы, простенки, перекрытия, перемычки и др.). В А. к. применяют следующие виды армирования: поперечное (сетчатое) из стальных сеток, укладываемых в горизонтальных швах кладки для увеличения её несущей способности при сжатии; продольное, с расположением арматуры внутри кладки, применяемое в основном для восприятия растягивающих усилий; усиление кладки железобетонными элементами (комплексные конструкции) или посредством включения её в железооетонную обойму или обойму из стальных уголков. Каменные конструкции армируют с целью повышения их несущей способности. Существуют два наиболее распространенных способа армирования каменных элементов: поперечное и продольное. Кроме того, применяют также комплексные каменные конструкции, когда каменная кладка, усиленная железобетонными элементами, бетонируемыми одновременно с возведением кладки. Сетчатое армирование. Сетчатое армирование применяется для повышения несущей способности каменной кладки стен, колонн и простенков, осуществляется путем укладки арматурных сеток в горизонтальные швы.  Сетчатое армирование каменных конструкций: а – сетками «зигзаг»; б – прямоугольными сетками; в – общий вид армирования каменных элементов; 1 – рабочие стержни; 2 – монтажные стержни Сущность сетчатого армирования заключается в том, что арматурные стержни, уложенные в швах, обладая меньшей деформативностью, чем раствор, препятствуют поперечным деформациям кладки и создают тем самым «эффект обоймы». Что и увеличивает несущую способность каменной кладки. Опытами установлено, что принятая для сетчатого 50 армирования сталь используется до предела текучести, если он не превышает 350 МПа. Сетки выполняются двух типов: прямоугольные, с ортогональным расположением арматурных стержней, и типа «зигзаг». Сетки с прямоугольными ячейками (см. рис. 4.1,б) укладываются по высоте не реже, чем через 5 рядов кладки или 400 мм. Кроме того, расстояние между сетками по высоте кладки не должно превышать 0,75b, где b – меньший размер сечения элемента. Эти сетки изготовляются из обыкновенной арматурной проволоки класса Вр-I диаметром 3…5 мм (рис. 4.2, 4.3). Расстояние между стержнями сеток в плане должно быть не менее 30 мм и не более 120 мм.  Сварная сетка С-1  Сварная сетка С-2 Сетки типа «зигзаг» устанавливаются в двух смежных рядах таким образом, чтобы направления стержней было взаимно перпендикулярным. Две такие сетки равноценны одной прямоугольной. Они изготовляются из горячекатаной стержневой арматуры класса А-I диаметром 6 и 8 мм. Для фиксации сеток в кладке, концы стержней выпускаются за поверхность столбов или простенков на 2…3 мм. Для армокаменных конструкций используются камни марки не менее 75 и растворы марки не менее 50. Количество арматуры в кладке определяется объемным процентом армирования Минимальный процент армирования 0,1%; максимальный –1%. Наибольшую эффективность сетчатое армирование имеет в центрально загруженных столбах. Во внецентренно загруженных элементах эффективность сетчатого армирования зависит от величин эксцентриситета и гибкости элемента. Чем больше эксцентриситет и гибкость элемента, тем менее эффективно сетчатое армирование. Продольное армирование. Цель продольного армирования каменных конструкций заключается в повышении сопротивляемости кладки растягивающим усилиям и обеспечении монолитности и устойчивости отдельных конструкций и всего сооружения в целом. Продольное армирование кладки может быть внутренним и наружным . Оно применяется для армирования сильно загруженных столбов и простенков значительной гибкости, а также при внецентренном сжатии с большими эксцентриситетами приложения продольной силы, выходящими за пределы ядра сечения. Кроме того, продольное армирование применяется в сжатых элементах при воздействии вибрационных или сейсмических нагрузок, а также в изгибаемых элементах.  Продольное армирование каменных конструкций: а – внутреннее расположение арматуры; б – наружное расположение арматуры; в – одиночное армирование с расположением арматуры в штрабе; г – то же, двойное армирование; д – общий вид армирования каменных элементов; 1 – продольная арматура; 2 – хомуты; 3 – цементно-песчаный раствор или мелкозернистый бетон; 4 – штукатурка из цементно-песчаного раствора; 5 – железобетонная плита; 6 – кирпичная кладка Комплексные конструкции. Комплексными называются каменные конструкции с включением в них железобетона, работающего совместно с кладкой. Комплексные конструкции имеют повышенную несущую способность при сжатии,изгибе и растяжении  Комплексная каменная кладка: а – с расположением железобетона внутри кладки; б – то же, в штрабах кладки; 1 – кирпичная кладка; 2 – бетон; 3 – продольная арматура; 4 – хомуты При этом железобетон рекомендуется располагать с внешней стороны кладки, что позволяет проконтролировать качество уложенного бетона и является более рациональным при внецентренном сжатии и изгибе. Комплексные конструкции применяют в тех же случаях, что и кладка с продольным армированием, а также в тех случаях, когда требуется значительно увеличить несущую способность сильно нагруженных элементов. Применение в этом случае комплексных конструкций позволяет существенно уменьшить размеры сечений элементов. При конструировании комплексных конструкций площадь сечения всей продольной арматуры должна составлять не более 1,5 % от площади поперечного сечения бетона. Арматурные каркасы в бетоне комплексных конструкций выполняются обычно вязаными. Железобетонный остов, пронизывающий каменную кладку, бетонируется по мере возведения каменной кладки ярусами высотой до 1,2 м.Бетон применяется при этом класса не ниже В12,5. Список использованной литературы: Онищик Л. И., Каменные конструкции промышленных и гражданских зданий, М. — Л., 1939; Справочник проектировщика. Каменные и армокаменные конструкции, под ред. С. А. Семенцова и В. А. Камейко, 1968; Поляков С. В. и Фалевич В. Н., Проектирование каменных и крупнопанельных конструкций, М., 1966; Строительные нормы и правила, часть 2, раздел В, гл. 2. Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования, М., 1962. |