Многоэтажные каменные здания с жесткой конструктивной схемой.

§ 4. РАСЧЕТ СТЕН И СТОЛБОВ ЗДАНИИ С ЖЕСТКОЙ КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМОЙ

В зданиях с жесткой конструктивной схемой продоль­ные стены работают как неразрезные вертикальные бал­ки, опертые на междуэтажные перекрытия (рис. 17.3). Пролеты балки равны высоте этажей. На стену действу­ют: ветровая нагрузка, собственная масса и вес перекры­тий и покрытия, а также моменты в уровне перекрытий от внецентренного приложения их опорных реакций от­носительно оси стены. Ввиду сравнительной сложности и трудоемкости расчета стены как неразрезной балки нормы разрешают рассчитывать стены по упрощенной схеме (см. разрезные балки, свободно опертые в уровне перекрытий, рис. 17.1,6). В этом случае изгибающий мо­мент от внецентренно приложенной вертикальной на­грузки перекрытий будет действовать только в пределах одного этажа. На рис. 17.3, а эпюра этого момента имеет вид треугольника с максимальной ординатой вверху (М1=Рпе1) и нулевым значением внизу.

Нагрузка от собственной массы стены считается цент­рально-приложенной по всей высоте. Однако в местах несимметричного изменения толщины стены, например при устройстве уступа внутри здания, нагрузка от выше­расположенной части стены 1.N будет передаваться на нижерасположенную с эксцентрицитетом е = 0,5 (Аг—hi) (где hi и h2 — толщины стен); изгибающий момент М{ = = l±Nel, обратный по знаку момент М2 опорной реакции перекрытия Рп '■ М2—Рпе2 (рис. 17.3,6, д). Суммарный расчетный момент в сечении /—/ M=Mi—Mi = Pae2— —ЕМ?,.

Моменты в сечениях стен возникают также от нагру­зок на карнизы, парапеты- и балконы, которые тоже не­обходимо учитывать в расчетах.

При расчете несущей способности стен нагрузки под­считывают сверху вниз, начиная с кровли, чердачного перекрытия, карниза и т. д. Расчетная ширина участка сте­ны по фасаду равна расстоянию между осями смежных
оконных проемов. Прочность стен проверяют обычно в нижних этажах, как наиболее нагруженных. Расчетными
сечениями степы по этажам являются сечения: /—/ в уровне низа перекрытия, //—// на уровне верха оконно­го простенка, ///—/// на уровне низа простенка(см. рис. 17.3). Более опасными являются сечения //—// и III—111, так как стена здесь ослаблена проемами и площадь сечения кладки простенка значительно меньше, чем участка стены в сечении /—/. ч

При расчете столбов и стен без проемов расчетными являются сечения /—/ и IV—IV. При этом в сечении /V—IV момент равен нулю и расчет ведется как для центрально-сжатых элементов.

Простенки по сечениям //—// и III—III рассчитыва­ют на внецентренное сжатие при действии усилий N и

моментик M, которые для сечения //-—// будут равны:

 

и по формулам внецентренно-сжатых элементов (15.11) или (16.9) проверяют прочность сечения кладки. При этом следует иметь в виду, что при шарнирно-не-подвижных опорах (принимаемых для стен и столбов в зданиях с жесткой конструктивной схемой), когда рас­четная высота элемента 10=Н, коэффициент продоль­ного изгиба ф принимается равным расчетному значе-нию^ в средней трети высоты Н (рис. 17.4) В пределах крайних третей высоты элемента разрешается увеличи­вать ф по линейному закону до ф=1 в опорных сече­ниях.

При расчете стен зданий кроме расчета по несущей способности на основное сочетание нагрузок в некото­рых случаях требуется проверка на дополнительное со­четание с учетом воздействия на стены скоростного на­пора ветра. Такую проверку делают при расчете многоэтажных зданий, а также зданий, расположенных в зонах весьма интенсивного напора ветра (например, на побережье моря, в горах, в степных районах и т. д.). Изгибающие моменты Мв в наружных стенах от ветро­вой нагрузки определяют как для неразрезной балки. Допускается приближенно определять значения Мв на опорах и в пролете по формуле

 

гле <?в — расчетное давление ветра на 1 м длины высоты этажа Н.

Ветровую нагрузку можно не учитывать, если допол­нительное напряжение от нее не превышает 1 кгс/см2 (0,1 МПа). Допускается не учитывать давление ветра также в стенах с проемами, если их гибкость р=Я/А в пределах этажа не больше предельных значений, уста­новленных нормами (табл. 17.6).

Таблица 17.в

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОТНОШЕНИЯ ВЫСОТЫ СТЕН К ИХ ТОЛЩИНЕ (3-tf/fc). ПРИ КОТОРЫХ НЕ ТРЕБУЕТСЯ РАСЧЕТ СТЕН НА ВЕТРОВУЮ НАГРУЗКУ

 

 

Скоростной напор ветра, кгс/мг (Н/м2)	Ослабление стен проемами
0.7	0,5	0,3
40(400) 70(700) 100(1000)	12 9 8	12 10	19 14 12

№56. Одноэтажные здания с упругой конструктивной схемой.

§ 5. ОСНОВЫ РАСЧЕТА СТЕН И СТОЛБОВ ЗДАНИИ с упругой конструктивной схемой

В зданиях с упругой конструктивной схемой (одно­этажные промышленные здания, складские помещения, выставочные и зрелищные здания и т. п.) расстояние между поперечными стенами /Ст превышает предельно допустимое (табл. 17.2). Поэтому верхние опоры про­дольных стен и столбов не являются неподвижными, их принимают шарнирными, частично смещаемыми (упру­гими).

Расчетная схема здания (рис. 17.5) представляет со­бой систему плоских рам, у которых стойки (стены, столбы) защемлены в уровне обреза фундамента и шарнирно соединены с ригелем большой жесткости (перекрытием или покрытием).

Нагрузками на такие рамы являются собственная марса элементов, снег и ветровая нагрузка, учет кото рои в зданиях этого типа обязателен. В промышленных цехах действуют также крановые нагрузки

Для примера рассмотрим схему одноэтажного двухпролетного промышленного цеха с покрытием по фер­мам (рис. 17.6). Наружные продольные стены имеют пилястры для опирания ферм.

Опоры ферм закреплены анкерами, заделанными в кладку стен и столбов Благодаря такой связи и жесткости покрытия горизонталь­ные (ветровые) нагрузки, приложенные на одну из стен

Передаются на стены и столбы по всемУ поперечному ряду. Расчетным участком одной рамы при сборе на­грузок является расстояние (шаг) между пилястрами Расчет стен и столбов ведут для двух стадий готов­ности здания: для законченного здания при действии всех нагрузок с учетом их неблагоприятного сочетания и для здания в процессе строительства, когда кладка закончена, но не смонтированы конструкции покрытия При незаконченном здании стены (столбы) рассматри­вают как отдельные стойки, заделанные в уровне обре-за фундамента. Они испытывают внецентренное сжатие от действия ветровой нагрузки и собственной массы Следует иметь в виду, что в таком положении стены на­ходятся даже в более неблагоприятных условиях рабо­ты, чем после монтажа покрытия и раскрепления верх-licii опоры. Если проверка прочности стен под действи-

ем расчетных нагрузок как консольных элементов выя­вит необходимость их усиления или повышения проч­ностных качеств материалов, следует предусматривать временное их раскрепление на период до окончания монтажа конструкций покрытая. Это, как правило, бы­вает экономичнее, чем выполнение требуемого постоян­ного усиления.

Для законченного строительства при расчете здания на ветровую нагрузку как системы плоских рам смеще­ние Д упругой опоры рассматриваемой стойки под на­грузкой зависит от жесткости Еп1п других стоек. Чем больше жесткость остальных стоек по отношению к рас­сматриваемой, тем меньше ее смещение Д, и наоборот. При максимальном значении Еп1п (что соответствует стойкам с чрезмерно малой относительной гибкостью) верхнюю опору загруженной стены (столба) можно считать неподвижной, и тогда ее смещение-- А==0, г опорная реакция VB будет максимальной для данного

види лнгружсния. Если жесткость других стоек Еп1п очень мала но отношению к рассматриваемой, то рабо­ту их можно не учитывать, и тогда загруженная стена (столб) будет работать как консоль, защемленная вни­зу и имеющая наибольшее отклонение f вверху. В этом случае опорная реакция 1/в=0.

Практически в большинстве случаев значения жест-костей Еп1п стен и столбов принимают такими, что сме­щение упругих опор Д>0, но меньше отклонения f консольной стойки (0<Д</). Следовательно, опорная реакция X верхней упругой опоры стены (столба) будет больше нуля и меньше опорной реакции VB стойки с неподвижной верхней опорой и защемленной нижней опорой, т. е. 0<zX<VB. Значения опорной реакции Vb для некоторых видов загружения балок, подобных рас­сматриваемой стойке рамы, приведены в табл. 17.7.

Упругую реакцию, X с учетом податливости верхней опоры определяют по формуле

 

 

где |х — коэффициент, учитывающий влияние податливости верхней опоры рассматриваемой стойки рамной конструкции.

Коэффициент ц, зависит от относительной гибкости стен и столбов и при постоянном их сечении довысоте рамы

 

где Е, I, H—модуль упругости?1 момент инерции сечения и высота загруженной стойки рамы; £„, /„, Нп — то же, всех остальных сто­ек рамы (кроме загруженной).

Например, для двухпролетной рамы для первой за­груженной стойки

После определения опорной реакции X стены (стол­бы) рассчитывают как консоли, защемленные в уровне обреза фундамента. Усилия (моменты и нормальные силы) в наиболее опасных сечениях стены (столба) подсчитывают для каждого загружения стойки раздель­но. Затем усилия суммируют при наиболее невыгодном сочетании нагрузок. При расчете конструкции на до­полнительное сочетание нагрузок давление ветра, вес снега, крановые нагрузки и др., кроме собственной мас­сы конструкций, принимают с коэффициентом 0,9.

Расчетными сечениями стоек обычно являются сече­ния в местах заделки стен (/—/), в простенках (//—// и ///—///) и на уровне опирання ферм или балок по­крытия (IV—IV, см. рис. 17.6).

При наличии изгибающих моментов и продольных сил сечения рассчитывают по формулам внецентренно-сжатых элементов. Значение коэффициента продольно­го изгиба ф принимают по гибкости стоек

где расчетная высота стоек в одиопролетных зданиях /0=1,5 Я, а в многопролетных зданиях Z0=l,25 Н (Н — расстояние между верхней и нижней опорами стен или стоек).

№57. Многоэтажные каменные здания. Принципы расчета на горизонтальные нагрузки. Роль поперечных стен, диафрагм и ядер жесткости.

В многоэтажных каркасных зданиях горизонтальные нагрузки воспринимают системой рам или вертикальных диафрагм-стенок жесткости, специальными связями или ядром жесткости, консольно защемленными в фундаменте (связевые системы). Ядром жесткости называют жесткую пространственную систему, образованную сопряженными между собой стенками. Более часто ядро жесткости выполняют монолитным. Каркас здания с ядром жесткости рассчитывают только на вертикальные нагрузки, что позволяет провести унификацию конструктивных элементов по высоте здания.

В последнее время за рубежом при строительстве общественных и жилых зданий получили широкое распространение системы многоэтажных зданий с подвесными этажами. Такое здание состоит из основной опорной конструкции — железобетонного монолитного ствола, двухконсольных балок или ферм и тяжей, к которым подвешиваются этажи (рис. 146). Всю вертикальную нагрузку передают на жесткий вертикальный ствол, в котором размещают лифты, лестницы, инженерные коммуникации, а также подсобные помещения. Наружные ограждения ненесущие; выполняют их из легких эффективных материалов. В целом масса такого здания невелика. Решения зданий с подвесными этажами многообразны; их классифицируют по виду опорных конструкций, типу подвесок и пр. Например, опорные конструкции могут быть решены в виде нескольких стволов, выполняемых из монолитного железобетона, стальных колонн с ригелями в уровне перекрытий, из сборных панелей, а также в виде мачт с оттяжками и пр.

В последнее время возводят многоэтажные каркасные здания, этажи которых изготовляют на уровне пола подвального, первого, или цокольного, этажа и поднимают в проектное положение посредством гидравлических или механических подъемников, устанавливаемых на колоннах выше поднимаемых этажей (рис. 147). Прочность и устойчивость каркаса в продольном направлении в период монтажа обеспечивают постановкой постоянных вертикальных связей или устройством жестких продольных рам.

Каркасы зданий в период возведения рассчитывают на сочетание следующих нагрузок: собственного веса конструкции (включая вес навесных панелей), скоростного напора ветра и монтажной нормативной нагрузки, равной 2,5 кН/м².

№58. Рамные каркасы многоэтажных зданий с ж\б каркасом.

В рамной системе каркаса несущие функции выполняют колонны и ригеля. Ригели жестко связываются с колоннами в результате чего образуется пространственная система, состоящая из плоских рам. Рамы воспринимают все действующие на здание вертикальные и горизонтальные нагрузки и передают их фундаментам.

С увеличением этажности здания изгибающие моменты от ветровой нагрузки в колоннах и ригелях нижних этажей возрастают., что требует увеличения сечения колонн, а следовательно, изменения длин и сечений ригелей. Это затрудняет унификацию конструкций зданий, поэтому рамные системы применяют в зданиях не более 8 этажей, при недопустимости устройства диафрагм в помещениях, при наличии проемов в перекрытиях зданий и т.п.

 

№59.Рамно-связевые каркасы многоэтажных ж\б зданий

В зданиях более 8 этажей горизонтальные нагрузки воспринимаются рамами с жесткими узлами и вертикальными элементами жесткости, а вертикальные нагрузки – элементами жесткости.

В качестве таких элементов обычно используют ж\б стенки – диафрагмы, а также металлические связи и другие конструкции. Диафрагмы м.б. с проемами и без проемов,а по конфигурации в плане – плоскими, уголковыми, двутавровыми и тп. Часто в качестве диафрагм используют торцовые и внутренние стены, стены лестничных клеток и тд. Следует стремиться, чтобы диафрагмы были равномерно распределены по плану здания и увязаны с его объемно-планировочным решением. Все эелементы каркаса связаны в пространственную системы перекрытиями., которые помимо основной работы на вертикальные нагрузки и перераспределяют их между рамами и диафрагмами. Доля горизонтальных нагрузок, воспринимаемых рамами и диафрагмами, зависит от их жесткостей. Если перекрытие в своей плоскости работает как жесткое, то сооружение может рассматриваться как единый пространственный блок, т.е. прогибы рам и диафрагм связаны линейной зависимостью, а при отсутствии кручения в плане –одинаковы. При больших расстояниях между диафрагмами необходимо учитытвать податливость перекрытия, рассматривая его как балку на упругом расстоянии.

Опыт проектирования рамно-связевых систем показал, что диафрагмы воспринимают 80-90% горизонтальных нагрузок и при очень небольшом усилении могут воспринять на себя все горизонтальные силы. Устройство же жестких стыков в рамах из сборного железобетона требует больших затрат труда и металла. В связи с этим в последние годы при строительстве жилых и общественных зданий было предложено упростить конструкции стыков и передавать всю горизонтальную нагрузку на диафрагмы. Такая система получила название связевой.

 

№59. Связевые каркасы многоэтажных ж\б зданий.

Вертикальная нагрузка воспринимается рамами и частично диафрагмами. Стык ригеля с колонной решается таким образом, чтобы он мог воспринять заранее заданный небольшой опорный момент, необходимый для обеспечения пространственной жесткости здания в период его монтажа. Постоянство моментов позволяет полностью унифицировать узловые соединения и соответственно ригели и колонны каркасы. В последнее время разработаны и внедряются чисто шарнирные стыки ригелей с колоннами, позволяющие дополнительно сократить расход металла. Пространственная жесткость в период монтажа здания в этом случае обеспечивается временными связями. В многоэтажных жилых и общественных зданиях из сборного ж\б наибольшее распространение получила связевая система. Рамно-связевая система рекомендуются для применения при строительстве в сейсмических районах.

В зданиях высотой более 20 этажей во многих случаях вертикальные конструкции лифтовых шахт, вентиляционных камер, лестничных клеток объединяют в ядра жесткости. Такое решение удобно в планировке и технологично. Стенки ядер жесткости выполняют из монолитного ж\б. Ядро воспринимает все действующие на здание горизонтальные нагрузки и ту часть вертикальных нагрузок, которая приходится собственно на ядро; остальные вертикальные нагрузки воспринимаются каркасом.

В зданиях высотой более 50 этажей ядра жесткости не в состоянии воспринять ветровую нагрузку. В этом случае наружные колонны здания с помощью горизонтальных диафрагм (ростверков) объединяются с ядром жесткости и работают совместно с ним.

В последние годы проводят обширные исследования по разработке новых рациональных конструктивных схем многоэтажных зданий. К их числу можно отнести конструктивную схему, представляющую собой ж\б ядро жесткости с консолями, к которым подвешены на тросах междуэтажные перекрытия и стены здания. Тросы выполняют из высокопрочной стали с предварительным напряжением, а стены- из эффективных теплоизоляционных материалов. Все коммуникации устраивают в ядре, которое воспринимает вертикальные и горизонтальные нагрузки. Такое решение позволяет уменьшить площадь застройки.

К связевым системам могут также быть отнесены здания с неполным каркасом, в которых роль диафрагм выполняют наружные продольные и поперечные несущие стены. Внутренний каркас, состоящий из колонн и ригелей, опирающихся по наружным осям на стены, работает только на вертикальные нагрузки.

Рис.5. Фрагменты связевых каркасов:

а - КМС-101; б - ИИ-04; в - 1.020-1;
1 - колонны; 2 - ригели; 3 - связевые плиты; 4 - рядовые плиты; 5 - металлические связи; 6 - диафрагмы; 7 - стены; 8 - лестничные марши

№60. Многоэтажные здания со сборно-монолитным ж\б каркасом.

1.3.3. Сборно-монолитные конструкции

Сборно-монолитные конструкции представляют собйй экономически обоснованное сочета­ние сборных железобетонных конструкций и монолитного бетона со специальным армированием.

Применение монолитного бетона позволяет восстановить неразрезность (статическую неопре­делимость) конструкций, использовать сборные конструкции как несъемную опалубку, включив их при помощи несложных мероприятий (шпонки, выпуски анкеров арматуры) в совместную работу.

Этот класс конструкций сочетает в себе положительные свойства сборного и монолитного железобетона, повышал качество и снижая сроки строительства.

Сборные изгибаемые элементы, как правило, целесообразно применить с предварительным напряжением арматуры.

Проектирование сборно-монолитиых конструкций ведется по двум стадиям; монтажной, ко­гда работает только сборный железобетон и эксплуатационной, когда обеспечена совместная рабо­та сборных и монолитных конструкций. Например, с целью сохранения парка бортоснастки, за счет укладки дополнительного монолитного бетона можно значительно повысить несущую спо­собность дисков перекрытий, состоящих из типовых сборных многопустотных плит.

Весьма перспективно, как указывалось выше, в качестве монолитного бетона в сборно-монолитных конструкциях использовать напрягающийся бетон и высокопрочную арматурную сталь. Жилые девятиэтажные каркасные здания с монолитными ригелями из напрягающегося бе­тона и предварительно напряженными многопустотными плитами дисков перекрытий впервые в мировой практике было построены в Белоруссии с хорошими технико-экономическими показате­лями (рис. 1.4).

№61. Области применения деревянных и пластмассовых конструкций.

Конструкции из дерева и синтетических материалов рекомендует­ся применять в сельскохозяйственных зданиях, в производственных зданиях предприятий лесопильно-деревообрабатывающей промыш­ленности, в зданиях с химически агрессивной средой, в подсобно-вспомогательных промышленных и складских зданиях, в зданиях общественного назначения (спортивные, выставочные, торговые и т. п.), а также для временных зданий и сооружений строительных площадок.

Эти конструкции применяются также в зданиях и сооружениях, где требуется исключить влияние магнитных свойств конструкций и возможность искрообразования, создать «радиопрозрачность» кон­струкций.

Конструкции оприменением синтетических материалов, кроме того, рекомендуется применять в тех случаях, когда требуется резко уменьшить их вес, сократить транспортные и монтажные работы и т. п. (в отдаленных районах, в условиях вечной мерзлоты, на подра­батываемых территориях, в сейсмических районах и т. п.).

Выбор типов конструкций для определенных видов зданий и сооружений и выбор районов строительства должен обосновываться технико-экономическими соображениями g учетом действующих ди­рективных документов [2], [21], [24] и др.

§ 1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

При проектировании конструкций учитываются условия эксплуа­тации, изготовления, транспортирования и монтажа. Предусматри­ваются также меры по обеспечению долговечности и капитальности конструкций.

Конструкции из дерева и синтетических материалов рекоменду­ется применять преимущественно сборными, заводского изготовления, составленными из небольшого количества типоразмеров монтажных элементов, удобных для перевозки и монтажа. Конструкции завод­ского изготовления должны обладать технологичностью и небольшой трудоемкостью изготовления.

В построечных условиях рекомендуется изготовлять только дере­вянные брусчатые и бревенчатые конструкции.

Дошато-гвоздевые многослойные конструкции и брусчатые на пластинчатых нагелях допускается применять только во временных зданиях и сооружениях [4], [21].

В ограждающих индустриальных конструкциях — панелях кроме древесины и синтетических материалов используются сталь, алюми­ниевые сплавы, асбестоцемент и другие материалы.

В качестве утеплителя применяются легкие теплоизоляционные материалы в соответствии со СНиП I-B.26-62.

При проектировании необходимо предусматривать конструктив­ные меры для защиты деревянных конструкций от биологического разрушения, возгорания и действия химически агрессивной среды.

Разделение деревянных конструкций на группы в зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации приведено в при­ложении 1.

В необходимых случаях, в зависимости от условий эксплуатации (при повышенных температуре и влажности, в химически агрессив­ной среде, при длительных сроках службы конструкции и т. п.) ма­териалы конструкций подвергаются защитной обработке в соответ­ствии с указаниями, приведенными в приложении 2.

62. Материалы для строительных конструкций из дерева и пластмасс.

§ 2. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В КОНСТРУКЦИЯХ

Древесина. Для изготовления деревянных конструкций приме­няются преимущественно лесоматериалы хвойных пород.

Ответственные деревянные детали (нагели, вкладыши, подушки и т. п.) могут изготовляться из древесины дуба и других твердых лиственных пород.

Лесоматериалы мягких лиственных (осина, тополь, ольха н др.) и малоценных твердых лиственных (береза, бук и др.) пород древесины допускается применять взамен хвойных в конструкциях вре­менных зданий и сооружений, а также в капитальных, жилых, об­щественных, производственных и сельскохозяйственных зданиях о некоторым ограничением в соответствии с рекомендациями, при­веденными в 12], [31.

Применение клееной древесины из мягких лиственных пород и бе­резы в строительных конструкциях, деталях и изделиях не ограничивается f3].

Древесину лиетвенницы и твердых лиственных пород применять в несу­щих гвоздевых конструкциях не до­пускается.

Лесоматериалы в государственных стандартах в зависимости от величины и вида пороков подразделяются на сорта.

Ограничение пороков по сортам часто не совпадает с требованиями, предъявляемыми к элементам несу­щих строительных конструкций, так как пороки различно влияют на рабо­ту древесины при растяжении, сжа-о тии, изгибе и т. п. Поэтому элементы конструкций разделяются на три кате­гории, приведенные в приложении 4.

Нормы допустимых пороков в со­ответствии с категорией элементов даны в СНиП Н-В.4-71 [21].

Влажность древесины, применяе­мой в конструкциях, ограничивается согласно приложения 5.

Сортамент пиломатериалов приве­ден в приложении 16, а плотность дре­весины в приложении 6.

Расчетные сопротивления древесины сосны и ели, удовлетворяющей по допустимым порокам для расчета деревянных конструкций групп Al, A2 и Б1, защищенных от нагрева на одновременное воздействие постоянных и временных нагрузок, приведены в табл. 1.

Для конструкций из древесины других пород, находящихся в усло­виях повышенной влажности и температуры, проверяемых на воздей­ствие только постоянной и временной длительных нагрузок, а также для конструкций, раеечитываемых g учетом воздействия кратковре­менных нагрузок и для гнутых элементов, расчетные сопротивления (табл. 1) умножаются на коэффициенты, приведенные в табл. 2—5.

Модуль упругости древесины вдоль волокон, независимо от породы древесины, для конструкций групп Al, A2 и Б1, защищенных от нагрева и находящихся под воздействием постоянных и временных нагрузок, принимается равным Е = 100 000 кге/см2. Для других уеловий вводятся поправочные коэффициенты, приведенные в табл. 3.

Древесные пластики. Строительная фанера, фанер­ные плиты и трубы. Для изготовления клееных конструк­ций применяется фанера марок ФСФ и ФК по ГОСТ 3916—69, фа­нерные плиты марок ПФА и ПФБ по ГОСТ 8673—68 и фанерные трубы по ГОСТ 7017—64.

Для клееных конструкций применяются фанера,фанерные плиты, трубы склеенные фенольными клеями, а для конструкций групп А1, А2и Б1 допускается применение фанеры и плит, склеенных кар-бамидными клеями.

Для несущих и ограждающих конструкций допускается примене­ние фанеры и плит сорта не ниже В/ВВ.

Бакелизированная фанера. Для ответственных элементов строительных конструкций, а также конструкций, не защищенных от атмосферных воздействий (автодорожные мосты и т. п.) применяется бакелизированная фанера марок ФБС, ФБСВ по ГОСТ 11539—65.

Древе сно-слоиотые пластики. Для ответствен­ных элементов строительных конструкций применяется древесно-слоистый пластик марок ДСП-Б с соотношением продольных и по­перечных шпонов 10: 1 и 20: 1 и ДСП-В с их чередующимся располо­жением по ГОСТ 13913—68.

Древес но-волокнистые плиты. Согласно ГОСТ 4598—60 изготовляются плиты таких видов: сверхтвердые, твердые, полутвердые, изоляционно-отделочные и изоляционные. Первые два вида применяются для малоответственных конструкций и строитель­ных элементов зданий (полы, перегородки, панели стен и т. п.), по­следние в качестве отделочных, тепло- или звукоизоляционных мате­риалов.

Поскольку плиты при поглощении влаги набухают и теряют проч­ность, а также подвержены гниению, применять их рекомендуется в помещениях с невысокой влажностью (группы Al, A2 и Б1) с за­щитой от гниения.

Д р е в е е н о-с тружечные плиты. В соответствии с ГОСТ 10632—70 плиты изготовляются средней и тяжелой плотности, одно- и трехслойные, плоского и экструзионного прессования, сплош­ные и многопустотные.

Для малоответственных конструкций и элементов зданий (пане­ли стен и подвесных перекрытий, перегородки, полы и т. п.) применя­ются плиты плоского прессования средней и тяжелой плотности.

Древесно-стружечные плиты также как и древесно-волокнистые рекомендуется применять в помещениях с невысокой влажностью и их необходимо защищать от гниения.

Сортамент древесных пластиков и их плотность приведены в при­ложении 7.

Расчетные сопротивления древесных пластиков приведены в табл. 6, а расчетные физические характеристики в табл. 7.

Коэффициенты условий работы для различных условий эксплуа­тации приведены:

для фанеры в табл. 3,

для остальных древесных пластиков в табл. 16 и 17.

Стеклопластики. Стеклопластик полиэфирный. Изготовляется из хаотически расположенного рубленого стеклово­локна на полиэфирной смоле в соответствии с МРТУ 6-11-134-69 и при­меняется в виде плоских и волнистых листов для светопроницаемых ограждающих конструкций.

Стеклотекстолит КАСТ-В. Изготовляется по ГОСТ 10292—62 и применяется для ограждающих светонепроницаемых конструкций, в частности для химически агрессивных сред, а также для конструкций со сложной формой поверхности.

Стеклопластик СВАМ. Изготовляется по СТУ 12249-61 из стеклошпона с соотношением продольных и поперечных стекло­волокон 1: 1 и 10: 1 и применяется для ответственных деталей и эле­ментов конструкций.

Стеклопластик АГ-4с и АГ-4В. Изготовляется по ГОСТ 10087—62 и применяется для ответственных элементов и деталей кон­струкций, в том числе эксплуатируемых в химически агрессивных средах.

Сортамент стеклопластиков и их плотность приведены в прило­жении 8.

Расчетные сопротивления стеклопластиков приведены в табл. 8, а расчетные физические характеристики в табл. 9. Коэффициенты условий работы приведены в табл. 16, 17 и 18.

 

Термопласты. Органическое стекло (авиационное по ГОСТ 10667—63 и поделочное ТУМХП 26—54) применяется для изго­товления свегопрозрачных ограждающих конструкций.

Винипласт изготовляется прозрачным и непрозрачным ма­рок ВП и ВН по ГОСТ 9639—71 и применяется для ограждающих конструкций, в частности, в химически агрессивных средах.

Сортамент и плотность приведены в приложении 9.

Расчетные сопротивления и физические характеристики приведены в табл. 10, а коэффициенты условий работы в табл. 16 и 17.

Тепло- и звукоизоляционные материалы и изделия. Тепло- и звуко­изоляционные материалы и изделия рекомендуется применять легкие несгораемые или трудносгораемые.

Сортамент их приведен в приложении 10.

Расчетные сопротивления и физические характеристики приве­дены в табл. 11, а коэффициенты условий работы — в табл. 16 и 17.

Ткани, пленки и резины. Прорезиненные ткани, армированные пленки и резины, сортамент которых приведен в приложении 11, при­меняются для изготовления пневматических конструкций.

Расчетные сопротивления и физические характеристики приведены в табл. 12.

Металлы. Сталь. В конструкциях из дерева и синтетических материалов в виде отдельных элементов или соединений применяется еталь малоуглеродистая, а в отдельных случаях и высокопрочная.

Сортамент стали принимается по соответствующим ГОСТам, а рас­четные характеристики по СНиП П-В.3-72.

 

Алюминиевые сплавы. Применяются, в основном, в ограждающих конструкциях. Рекомендуются к применению корро-зиеустойчивые сплавы АМц-М, АМц-П, АМг-М, АМг-П, а для отдельных конструкций сплавы АД-ЗЗТ, АД-31Т, АВ-Т, АВ-М и др.

Сортамент принимается по соответствующим ГОСТам, а расчетные характеристики по СНиП П-24-74.

Асбестоцемент. Для ограждающих конструкций применяются асбестоцементные плоские и волнистые листы по СНиП I-B. 14-69 и ГОСТ 929—59.

Расчетные сопротивления и физические характеристики приведены в табл. 13, а коэффициенты уеловий работы в табл. 19.

Клеи и клеевые соединения. Клеи, применяемые для склеивания элементов конструкций, должны удовлетворять следующим основным требованиям:

обеспечивать высокую прочность клеевого шва в учетом вида склеиваемых материалов и условий эксплуатации в интервалах темпе­ратур от —30° до +60° С;

быть водостойкими в период транспортировки, хранения и эксп­луатации;

иметь жизнеспособность в готовом виде в течение 1,5 часа при температуре 20Q С.

Для склеивания древесины и фанеры применяются, в основном, фенолформальдегидные и фенольнорезорциновые клеи.

Для конструкций групп Al, A2 и Б1 допускается применение карбамидных клеев при условии защиты поверхности элементов конст­рукций влагозащитными покрытиями.

Для склеивания пластмасс, асбестоцемента и металла применя­ются водостойкие синтетические клеи на основе эпоксидных, поли­эфирных, фенольных и т. п. смол и каучуков.

Выбор клея зависит, в основном, от вида склеиваемых материа­лов, условий эксплуатации и назначения конструкции, и производится по рекомендациям, приведенным в [22], [25]. При склеивании от­дельных элементов конструкций могут применяться комбинированные соединения: клеесварные (металлы), клеезаклепочБые и клеевинтовые.

Расчетные сопротивления и физические характеристики клеев, взятые из [24], приведены в табл. 14,15, коэффициенты условий ра­боты — в табл. 20, а переходные~коэффициенты к расчетным сопро­тивлениям клееметаллических соединений в табл. 21.

В последнее время для некоторых клеев и склеиваемых материа­лов получены уточненные данные расчетных сопротивлений, которые могут приниматься по [22].

№63. Основные преимущества и недостатки деревянных и пластмассовых материалов.

§ 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИИ И КОНСТРУКЦИИ ИЗ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

При одинаковой несущей способности конструкции из дерева (примерно в 5 раз) и синтетических материалов (примерно в 10 раз) легче и на 30—40% дешевле сталь­ных и железобетонных. А клееные фанерные конструкции легче цельнодеревянных (примерно в 1,5—2) и стальных (в 2—3 раза).

Применение клееных конструкций и конструкций из синтетических материалов в строительстве позволяет значительно уменьшить транспортные расходы и расходы по монтажу. Тяжелое крановое оборудование, необходи­мое при монтаже железобетонных и стальных конструк­ций, может быть заменено легким. Сборка монтажных блоков, транспортирование и сам монтаж требуют значи­тельно меньших затрат, чем для строительства тяжелых материалов. Известно, что стоимость транспортных пере­возок достигает примерно 30% стоимости строительно-монтажных работ. Таким образом, рассматриваемые кон­струкции весьма экономичны.

Возможность изготовления составных клееных кон­струкций из маломерных досок пониженной сортности увеличивает выход деловой древесины и уменьшает ее отходы. Склеивание древесины позволяет не только по­лучать рациональные сечения, улучшать качество строи­тельных конструкций, снижать нормы расхода дерева, но и создавать новые изделия и материалы. К их числу относятся армированные стальными стержнями балки и фанерные плиты с предварительно-напряженной армату­рой (балки, плиты, кольца), разные виды фанеры, арми­рованной плоской сталью и неармированной, фанерован-

имА металл, фанерные уголки и трубы, древесные плас­тики, обладающие прочностью стали, декоративный сло­истый пластик и др. В связи с возможностью применения в строительстве клееного «проката» — фанерных угол­ков, труб, швеллеров и фанерных фасонок с вклеенными стальными листами (для увеличения прочности на смя­тие нагельного гнезда), а также фасонок из ДСП рас­ширяется возможность применения рациональных решет­чатых конструкций с соединениями на болтах. Эти преи­мущества деревянных конструкций нашли отражение в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 26 августа 1971 г. «Об улучшении проектирования и строительства сельскохозяйственных объектов и укрепле­ния производственной базы сельских строительных орга­низаций».

В этом постановлении предусматривается создание индустриальной базы для производства деревянных кле­еных конструкций и расширения выпуска комплектов этих конструкций для полносборных сельскохозяйствен­ных зданий. Предусмотрены также меры для увеличения выпуска фанеры и несущих конструкций из нее.

В «Основных направлениях развития народного хо­зяйства СССР на 1976—1980 гг.» предусмотрено увели­чение заводского изготовления деревянных клееных кон­струкций примерно в 6 раз.

Долговременность конструкций из дерева обеспечива­ется применением антисептированной древесины для от­крытых сооружений и сухих лесоматериалов для защи­щенных конструкций в закрытых помещениях.

По сравнению с конструкциями из железобетона и металла конструкции из дерева обладают большой стой­костью в химически агрессивных средах. Эти конструк­ции даже без защитных обработок обладают большим сроком службы в зданиях химических цехов. Применение же защитных обработок обеспечивает значительное уве­личение сроков их службы, а следовательно, еще большее расширение области их использования.

Установлено, что монолитные деревянные конструк­ции, в том числе и клееные, сохраняют при пожарах не­сущую способность более продолжительное время, чем металлические.

Представление о деревянных конструкциях как не­долговечных в последнее время изменилось. Срок служ­бы деревянных конструкций при должной эксплуатации мало отличается от срока службы конструкций, выпол­ненных из других традиционных строительных материя-, лов.

Во многих городах нашей страны и за рубежом су«ществуют и до сих пор эксплуатируются деревянные кон­струкции и здания, возведенные 50—100 и более лет назад. Некоторые из них имеют более чем 500-летний возраст (деревянные сооружения в Кижах и др.).

За рубежом изменился взгляд на деревянные конст­рукции, якобы имеющие ограниченное применение. Эти конструкции сейчас смело применяют в мостостроении, в покрытиях над бассейнами для плавания, бензозапра­вочными станциями, рынками, зрительными залами, ста­дионами и др. Выбор конструкционных материалов для большого наименования сооружений (по опыту зарубеж­ных стран) следует производить не по планируемому их сроку службы, а по экономическим, техническим и эсте­тическим соображениям. В наш век долговечность абсо­лютного большинства сооружений, выполненных из лю­бого материала, в связи с бурным ростом производствен­но-технических процессов, как правило, одинакова. Здания и конструкции быстро стареют морально и под­лежат реконструкции. Срок службы деревянных конст­рукций часто превышает срок морального старения зда­ний.

В ряде стран (в том числе и не имеющих своей лесной сырьевой базы) создана промышленность по изготовле­нию деревянных конструкций. Такая промышленность создается и у нас. Расход древесины на несущие кон­струкции ничтожно мал, он составляет небольшую долю процента заготавливаемой древесины. Поэтому сокра­щенное применение конструкций из дерева в целях эко­номии лесных материалов не может быть оправдано.

Несущие конструкции из дерева и синтетических ма­териалов должны во всех случаях, когда это экономиче­ски выгодно и целесообразно, заменить конструкции из железобетона и стали. Большой технический и экономи­ческий эффект даст широкое применение комбинирован­ных конструкций в виде сталедеревянных, деревоалюми-ниевых, фанеродощатых, армодеревянных, деревополи-мерных и др.

Тентовые и пневматические конструкции обладают большими преимуществами ввиду их высокой транспор­табельности и малой стоимости. Эти конструкции целесообразны для складских помещений, передвижных укрытий, выставочных помещений и др.

Па 1 м2 перекрываемой площади масса их составляет 1,5—3,5 кг, трудоемкость при монтаже — 0,1—0,3 чёл.-ч, стоимость в деле — 6—12 руб.

В настоящее время у нас организовано заводское изготовление таких конструкций.

Отдельные виды тентовых конструкций показаны на рис. 20.2.

№67 Соединения стальных элементов

8.1.1. Соединения на сварке Виды сварки

Для соединений элементов металлических конструкций применяют: ручную электродуговую сварку; автоматическую и полуавтоматическую сварку под слоем флюса; сварку в среде углекислого газа; сварку порошковой проволокой и др.

При производстве ручной электродуговой сварки используются электроды, марка которых принимается в зависимости от группы и климатического района. Электроды Э42А, Э46А, Э50А, ЭбОАс повышенными пластическими свойствами применяются для свар-ки конструкций, относящихся к 1-й группе (испытывающих слож-ное напряженное состояние), или при воздействии на соединение низких температур (климатические районы:I,, 1₂, П₂. И₃). В ос-тальных случаях применяют электроды, в обозначениях которых нет буквы «А» (Э42, Э46, Э50, ЭбО). За один проход при ручной сварке можно выполнить шов высотой до 8 мм, в случае необхо-димости выполнения шва большей высоты требуется несколько проходов электродом.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под слоем флюса во много раз производительней ручной сварки, обеспечивает глубокое и более качественное проплавление свариваемых дета-лей (до 16 мм за один проход). При полуавтоматической сварке механизирована подача сварочной проволоки, а движение сварочного аппарата вдоль шва производится вручную.

Сварка в среде углекислого газа может выполняться вручную или механизированным способом. Углекислый газ подается в свароч-ную зону и защищает шов от атмосферного воздуха, что способ-ствует получению более качественного шва.

Сварка порошковой проволокой производится с помощью флю-са, завернутого в металлическую ленту, который обеспечиваетза-щиту сварочной зоны, раскисление и легирование металла шва, в результате чего получают качественный шов.

Швы сварных соединений делят на заводские и монтажные (выполняемые при монтаже конструкции на строительной пло-щадке

Вцды сварных соединений

Различают следующие виды сварных соединений стальных элемен: стыковые, внахлестку, комбинированные, соедин впритык

Швы, расположенные вдоль усилия, называются фланговыми, поперек — фронтальными. При расчетах считается, что фронтальные и фланговые швы работают одинаково. Несимметричное соединение внахлестку работает хуже симметричного, так как в нем образуется эксцентриситет приложения силы е₀ и в сечении возникает изгабающий момент.

Комбинированные соединения представляют собой сочетание стыкового соединения и соединения внахлестку.

При выполнении соединений могут возникать пороки шва (не-качественные участки): в начале движения электрода — непровар, при отрыве электрода — кратер. Наличие некачествен-ных участков шва учитывается в расчетах уменьшением длины шва по сравнению с дяиной соединяемых элементов. В стыковых швах длина шва уменынается на две толщины соединяемых элементов, в угловых швах — на 10 мм. Для устранения этих недостатков, швы начинают и заканчивают на технологических планках, при этом расчетная длина шва принимается равной длине соединяемых элементов. Технологические рланки после выполнения шва обру-баются, а шов шлифуется.

Сваривая толстые детали, можно не обеспечить полный про-вар соединяемых элементов, в этом случае образуется непровар корня шва. Непровар корня шва не допускается, в случае его об-разования производится подварка с другой стороны соединяемых элементов. При сварке элементов толщиной более 8 мм производят разделку кромок.

Контроль качества сварных швов осуществляется либо визуаль-но, либо физическими методами (при помощи ультразвуковых или рентгеновских аппаратов). В случае обнаружения брака производит-ся повторная проварка некачественно выполненного участка шва.

Болтовые соединения

Общие сведения

Болты применяют ддя соединения металлических конструкций при их монтаже. Болтовые соединения металлических конструк-ций по сравнению со сварными соединениями более металлоем-ки, и отверстия для болтов ослабляют сечение соединяемых эле-ментов, но их использование значительно проще, так как не тре-бует сварочного оборудования.

Различают болты грубой, нормальной и повышенной точнос-ти, а также высокопрочные болты. Болты делятся на классы, ко-торые обозначаются двумя цифрами, класс болта принимается по табл. 57* СНиП И-23-81* в зависимости от кли-матического района строительства и характера болтового соеди-нения, в конструкциях рекомендуется применять болты класса 5.6 нормальной точности.

Болты грубой и нормольной точности различаются величиной допуска на отклонение диаметра болта от его номинала. Болты ставятся в отверстия диаметром на 2—3 мм больше диаметра бол-та. Отверстия выполняются продавливанием или сверлением в от-дельных элементах. При таком выполнении отверстий в собран-ном состоянии отверстия в элементах совпадают не полностью, что ггриводит к неравномерной работе отдельных болтов и повы-шает деформативность соединения (класс точности В и С). По-добные соединения рекомендуется использовать в монтажных соединениях, где болты работают на растяжение или являются крепежньши элементами.

Болты повышенной точности обтачиваются на станках и име-ют строго цилиндрическую форму. Диаметр отверстия под такие болты превышает диаметр болта не более чем на 0,3 мм. Отвер-стия выполняют в заранее собранных элементах сверлением или рассверливая продавленные отверстая. Болты в таких соединениях сидят плотно, что улучшает работу соединения (класс точности А), но выполнение таких соединений усложняется из-за требований повышенной точности.

Высокопрочные болты являются болтами нормальной точности, т.е. ставятся в отверстия большего, чем болт, диаметра. Гайки вы-сокопрочных болтов затягиваются специальными ключами, позво-ляющими контролировать усилие затяжки. Полученное соединение работает за счет сил трения, которые возникают лри действии на него сдвигающих сил. Для увеличения сил трения поверхность со-единяемых элементов очищают, обрабатывают дробеструйными аппаратами, проводят огаевую очистку и не окрашивают.

№68 Соединения сборных железобетонных элементов

Сборные железобетонные элементы соединяются между собой при монтаже. Конструкции стыков должны быть простыми по технологии их осуществления, обеспечивать необходимую проч-ность, жесткость и долговечность, вместе с тем стыки стремятся делать менее металлоемкими.

Стыки ригелей с колоннами выполняют жесткими или шарнирными. Наиболее жесткие стыки получают путем соединения выпусков рабочей арматуры, состыковывая ее при помощи сварки (с применением накладок или используя ван-ную сварку) либо соединяя рабочую арматуру через закладные детали. Приваривая только опорные закладные детали (без свар-ки верхней рабочей арматуры ригеля), получаем шарнирное со-единение ригеля с колонной. После соединения арматуры стыки омоноличивают, заполняя все зазоры между элементами бетоном на мелком щебне.

Стыки железобетонных колонн также могут выполняться пу-тем соединения рабочей арматуры ванной сваркой с последующим замоноличиванием. Для более точной передачи нагрузки по оси колонн предусматривают центрирующие площадки, выполняемые из стали или из бетона.

Для стыковки арматуры при монтаже используют электроду-говую сварку. При этом, если диаметр свариваемых стержней (}> 20 мм, возможно применять ванную сварку, которую выполня-ют в инвентарных (медных) формах. При диаметре арматуры мень-ше 20 мм выполняют электродутовую сварку с крутльши накладка-ми. Существуют и другае способы соединения стержней. Выпуски арматуры должны обеспечивать возможность осуществ-ления стыка. Для компенсации неточностей.в размерах выпусков в стыках может предусматриваться вставка арматуры, ддина которой подгоняется по месту и принимается не менее 4с/или 150 мм.

Соединение различных железобетонных конструкций между собой (ребристых плит с балками или фермами, колонн с навес-ными стеновыми панелями и др.) возможно выполнять, сваривая их закладные детали, которые заранее предусматриваются в кон-струкциях, Закладные детали выполняют из листового или фасон-ного проката с приваренными анкерами, которые должны обес-печивать надежную заделку закладной детали в бетоне. Длина анкерных стержней 1_ап принимается не менее 15*4,, где А_т — диаметр анкера, и они принимаются не менее 250 мм. При выполнении соединения анкеров с пластиной сварка выполняет-ся под слоем флюса.

В пластинах закладных деталей, расположенных при бетони-ровании на верхней поверхности изделия и закрывающих всю или большую часть грани бетонируемого элемента, предусматриваются отверстия для выхода воздуха при укладке бетона. Отверстия в пластинах могут выполняться и для временной фиксации к фор-мам закладной детали. Толщина пластин закладных деталей зави-сит от действующей на них нагрузки и принимается не менее 4 мм и не менее 0,65<4,.

Для препятствия сдвигу железобетонных элементов относи-тельно друг друга в стыке могут выполняться бетонные или це-ментные шпонки. Шпонки, например, предусматриваются в тор-цах плит перекрытия, что способствует объединению плит перекрытия в единый жесткий диск.

Промежуточным решением между сборными и монолитными конструкциями являются сборно-монолитные железобетонные конструкции. В сборно-монолитных конструкциях стыки выполняют через плетневые выпуски арматуры, через которые дополнительно может пропускаться продольная арматура.

№ 71Пневматические покрытяя

В последние годы в строитель-стве используют воздухонепроницае-мые ткани и пленки (прозрачные и непрозрачные), обладающие боль-щим сопротивлением на разрыв (они имеют разную толщину, фак-туру и цвет).

Сшитые или склееные из таких иатериалов баллоны после напол-нения их воздухом могут прини-мать самые разнообразные формы. Легкость конструкции (масса 1 м² пневматического покрытия состав-ляет 0.5...3 кг), быстрота и нетру-доемкость монтажа в течение нес-кольких часов (с помощью лишь вентилятора или компрессора), транспортабельность (при перевоз-ке шнь свертывают в рулон) — все это определило быстрое рас-лространение пневматических кон-струкций в строительстве при соору-«нии зданий временного характе ра.

Различают три основных вида лневматических покрытий: возду-шпорные оболочки, фневматичес-ие каркасы и пневматические линзы

Воздухоопорные оболочки пред-ставляют собой баллон из ткани или менки, внутри которого поддержи-вается небольшое избыточное дав-ше воздуха, неощущаемое нахо-вдимися внутри людьми. В бал-юне предусматриваются окна (с герметизацией швов) и вращающиеся двери со шлюзами. Вентилятор, расположенный рядом со зданием, постоянно подкачивает воздух в по-мещение, компенсируя утечку воз-духа через нешютности швов и сое-динений и через шлюзы. Необходи-мость постоянной работы вентиля-тора является главным недостатком этих сооружений.

Пневматические каркасы пред-ставляют собой длинные баллоны (обычно в виде арок) с болышш из-быточным давлением (до 100 кПа). Пневматические арки в виде гофри-рованной пневмопанели могут обра-зовать непрерывный свод. Расстав-ленные раздельно с шагом 3...4 м, они могут служить своеобразным каркасом, на который натягивают водонепроницаемую ткань. Для зда-ний с пневмокаркасом не требуется постоянной подкачки воздуха вбал-лоны, не нужны шлюзы, так как в самом помещении давление возду-ха соответствует атмосферному, а баллоны не имеют отверстий, открываемых при эксплуатации здания. Такие помещения можно использовать под выставочные залы, кинотеатры и склады.

Если баллон в виде большой линзы подвесить краями к жесткой каркасной конструкции, то он будет хорого защищать пространство под ним от дождя и солнечных лучей.Такие покрытия можно применять для летних кинотеатров, танплощадок. Пневматическими конструкциями можно пректывать пролеты 20-30м.

№74Неметаллическая арматура

Многие синтетические волокна (например, капрон, нейлон) обладают достаточно высокой прочностью на растяжение, не уступающей прочности стали, при значительно меньшей объемной массе. Однако использовать их в бетоне пока невозможно вследствие, высоких деформаций при растяжении или низкого модуля упругости (до 50000 кгс/см2), значительно более низкого, чем у бетона. Наиболее эффективным материалом является стеклянная арматура в виде стекловолокна, а также тканых сеток — стеклотканей и холстов.

В наибольшей степени стекловолокно используется для армирования цементного камня, получения стеклоцемента, обладающего рядом положительных свойств, в том числе при достаточно высокой прочности, невысокой водо- и газопроницаемостью. По прочности (18000 — 22000 кгс/см2) стекловолокно не уступает высокоуглеродистой стальной проволоке при значительно меньшей (в 3— 5 раз) объемной массе. Вместе с тем модуль упругости волокна (до 800000 кгс/см2) ниже, чем у стали.

Кроме сплошной арматуры широко применяется рубленое волокно с хаотическим распределением в цементном камне. Для армирования бетона целесообразно применение предварительно напряженных стеклобалок. Из природных материалов в качестве арматуры наиболее широко применяют асбест — для армирования главным образом цементного камня. Асбестоцемент обладает высокой непроницаемостью и прочностью.

Неметаллическая арматура изготавливается из стекло- или базальтопластиковых композитных материалов(соответственно АСП и АБП) и обладает сочетанием высокой прочности и коррозионной стойкости. У композитной арматуры прочность на разрыв в 3 раза выше прочности стальной арматуры класса A-III, коррозионные свойства на уровне хорошей нержавеющей стали, вес меньше в 4 раза.В антикоррозионной лаборатории ОАО «Сильвинит» (г. Соликамск) были проведены испытания композитной арматуры на стойкость к воздействию калийных сред, соляной кислоты и щелочей. По результатам испытаний дано заключение о возможности использования композитной арматуры в строительных конструкциях в условиях воздействия агрессивных сред.

Удешевление стоимости строительных конструкций достигается за счет использования неметаллической арматуры меньших диаметров по сравнению с металлической арматурой. Кроме того из-за отсутствия коррозии арматуры повышается долговечность работы изделия, сокращаются или ликвидируются дорогостоящие ремонтные работы.

Неметаллическая арматура

Многие синтетические волокна (например, капрон, нейлон) обладают достаточно высокой прочностью на растяжение, не уступающей прочности стали, при значительно меньшей объемной массе. Однако использовать их в бетоне пока невозможно вследствие, высоких деформаций при растяжении или низкого модуля упругости (до 50000 кгс/см2), значительно более низкого, чем у бетона. Наиболее эффективным материалом является стеклянная арматура в виде стекловолокна, а также тканых сеток — стеклотканей и холстов.

В наибольшей степени стекловолокно используется для армирования цементного камня, получения стеклоцемента, обладающего рядом положительных свойств, в том числе при достаточно высокой прочности, невысокой водо- и газопроницаемостью. По прочности (18000 — 22000 кгс/см2) стекловолокно не уступает высокоуглеродистой стальной проволоке при значительно меньшей (в 3— 5 раз) объемной массе. Вместе с тем модуль упругости волокна (до 800000 кгс/см2) ниже, чем у стали.

Кроме сплошной арматуры широко применяется рубленое волокно с хаотическим распределением в цементном камне.

Для армирования бетона целесообразно применение предварительно напряженных стеклобалок. Из природных материалов в качестве арматуры наиболее широко применяют асбест — для армирования главным образом цементного камня. Асбестоцемент обладает высокой непроницаемостью и прочностью.

№72Хорошо выполненные и достаточно прочные конструкции отдельных частей зданий (фермы, балки, рамы, арки, стойки стен и т.д.) еще не гарантируют надежности сооружения, если ему не будет предана пространственная неизменяемость и устойчивость отдельных частей конструкций.

Ранее рассмотренные плоские конструкции (глава 6) предназначены для вос-приятия нагрузок, действующих в их плоскости.

В действительности же на сооружение действует еще и ряд других нагрузок -ветер, тормозные уеилия кранов, сейсмические усилия, случайные эксплуатаци-онные; направление которых не совпадает с плоскостью несущих конструкций.

Для восприятия этих нагрузок плоские конструкции должны быть закрепле-ны в поперечном направлении специальными связями.

Плоские конструкции, соединенные связями образуют пространственную жесткую систему, обеспечивающую надежное восприятие внешних сил пюбого направления.

Конструктивно связи выполняют в виде:

- связи в покрытиях

1.Обязательные горизонтальные связи

• поперечные фермы (фермы поперек здания) их называют еще ветровыми фермами, они устраиваются в плоскости верхних поясов основных несущих конструкций;

• продолыше ветровые фермы (продольные связи в плоскости ската кровли и по нижнему поясу в крайних продольных пролетах).

2. в случае необходимости вертикальные или наклонные связи:

• продольные связи (вертикалшые или наклонные), расположенные нормально к плосколсти несущих конструкций и крепляющие их внутреннюю кромку или нижний пояс.

• вертикальные связи (одно- и двухъярусные) в плоскости продольных стен по длине здания и по торцам.

Функционально связи в зданиях, выполненных с применением конструкций 13 дерева и пластмасс, должны обеспечивать:

I. устойчивость сжатого (иногда растянутого) пояса несущих конструк-ций покрытия, восприятие и передачу горизонтальных внешних уси-лий (давление ветра, тормозные усилия и т.п.}, действующих на элементы покрытия ни жележащей клонструкции

Эту функцию выполняют:

-горизонтальные связи покрытия(в плоскости верхнего пояса, нижнего пояса)

-вертикальные связи покрытия- в плоскости опорных и средних стоек фер покрытия

- продольные связи в виде элементов покрытия(плиты покрытия, прогоны с настилами)

2. поперечную и продольную устойчивость всего остова здания, а так же воспринимать любые горизонтальные нагрузки, действующие на здание, и передавать их на фундамент.

Эту функцию выполныют:

-вертикальные связи стен(продольных и торцевых)

-горизонтальные продольные ветровые фермы по нижнему поясу и скату вдоль стен.

Связевые поперечные фермы рекомендуется распологать в плоскости верхнего пояса или по верху основных ферм, балок, арок, рам непосредственно у торцевых стен и между ближайшими к ним несущими конструкциями, а в случае необходимости и в промежутках не реже чем через 30м. Связевые фермы у торцов здания могут не устраиваться, если торцевые каменные или жб стены в состоянии воспринимать горизонтальные нагрузки.

В качестве поясов связевых ферм используется верхние пояса или все сечения пролетных несущих конструкций; решетка связевых ферм принимается роскосой из деревянные элементов или перекрестных стальных тяжей, работающих на растяжение.В качестве стоек связевых ферм согут использоваться прогоны или панели кровли.В зданиях, с несущими конструкциями в виде фером с жесткими стальным нижним поясом из прокатных профилей с подвесным потолком или с подвесным крановым оборудованием, возможно устройство связевых ферм в плоскости этих поясов, которые одновременно используются в качестве поясов связевых ферм, при этом решетка устраивается стальная, а узлы ветровых ферм по всей длинне здания соединяются стальными прогонами.Горизонтальные усилия, действующие в плоскости покрытия, должны быть, как правило, переданы на консольные участки торцевых стен, расположенных выше уровня связевых ферм. Конструкция связевых ферм не должна затруднять установку временных связей при монтаже, а так же монтаж последующих конструкций.

Продольные вертикальные или наклонные связи жесткости, распологаемые нормально к рабочей плоскости несущих конструкций, устраиваются:

А) в арочных, рамных и тому подобных конструкциях при наличии сжимающих усилий по внутренней кромке для предотвращения выхода ее рабочей плоскости, ее устойчивости не обеспечивается при расчете без промежуточного раскрепления сжатой кромки.

Б) в системах шпренгельного типа, а так же фермах, имеющих пониженное по отношению к линии опор очертание нижнего пояса, при прямолинейном верхнем поясе, расположенном по линии опор

В) при наличии усилий, действующих на нижний пояс конструкций перпендикулярно их плоскости

Г) в опроных сечениях поперечных связевых ферм для передачи их опорных давлений на продольные стены, если эти давления не могут быть переданы непосредственно.

№69По конструктивному признаку пространственные конструкции подразделяются на два наиболее распрастранненных типа: свода и купола(сфенрическиеЮ конические, гиперболические). По характеру работу к прастранственным конструкциям условно можнео отнести и пневматические конструкции. По общему конструктивному исполнению пространственных конструкции могут быть тонкостенные, ребристые и сетчатые. По типу поперечного сечения 1-2-3 слойными. Простанственных конструкции покрытия экономичнее плоских, поскольку в них совмещается функции несущих и ограждающих конструкции, отсутствуют прогоны и связи. Они менее чувствительны к местным дефектам и даже к выходу их работы отдельных элементов.Однако простанственные конструкции плохо работают при больших односторонних нагрузках или сосредоточенных грузах. Пространственных конструкции целесообразно применять в зданиях и сооружениях, где нежелательны или недопустимы промежуточные опоры и в зданиях с жесткой планировочной сет кой опор.

№70Существует 4 основных конструктивных типа зданий, выполненных с применением конструкций из дерева и пластмасс. Поэтому и сущ 4 способа обеспечения простанствененой устойчивости остова здания в зависимости от конструктивной схемы здания.

1)Для временных деревянных каркасных зданий с зещемленными в земле стойками.

Поперечную и продольную устойчивость здания обеспечиваю пространственным зещемлением каждой из стоек каркаса в грунте. Верхние кольца стоек обвязывают через обвязку с элементами покрытия. Во избежание перекашивания здания из-за деформаций грунта в местах защемления стоек в крайних пролетах продольных и торцевых стен, а так же в промежуточных пролетах целесообразно устраивать связи с интервалом 20-30м. Для увеличения срока службы такого здания необходимо нижнюю часть стоек, зарытую в землю, антисептировать, чтобы не было загнивания. Предпочтительнее нижние концы стоек распологать выше уровня пола и прикреплять их болтами или хомутами к сменяемым деревянным, а лучше жб пасынкам.

2) Для каркасных зданий с консольным защемлением в фундаменте стоек сплошной или сквозной конструкции.

А) поперечная устойчивость здания обеспечивается защемлением в фундаментах плоских деревянных стоек, решетчатых или клееных.

Б) продольная устойчивость здания обеспечивается постановкой связей по продольным стенам и между внутренними стойками в продольном направлении. В торцевых крайних пролетах так же устраиваются аналогичные вертикальные связи.

 

3) Для рамных, арочных конструкции, комбинированных и подкосных систем.

А) поперечная устойчивость здания обеспечивается самой ко

⇐ Предыдущая123

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: