Пространственная работа каркаса зд. Системы связей одноэтаж. произв зд

В каркасных зданиях горизонтальные нагрузки (ветровые, крановые, сейсмические и др.) могут восприниматься совместно каркасом и вертикальными связевыми диафрагмами, соединенными перекрытиями в единую пространственную систему или только каркасом как рамной конструкцией при отсутствии вертикальных диаграмм.

В многоэтажном панельном здании горизонтальные воздействия воспринимаются совместно продольными и поперечными стенами, соединенными с помощью перекрытий в единую пространственную систему.

Система связей Назначение связей (вертикальных и горизонтальных):

*Обеспечение жесткости покрытия в целом;*Восприятие тормозных усилий от мостовых кранов;*Восприятие усилий от ветровой нагрузки; *Повышение устойчивости сжатых поясов ригеле;*Повышение пространственной жесткости здания.

*Связи работают совместно с основными элементами каркаса.

Вертикальные связиГоризонтальные нагрузки в продольном направлении воспринимаются продольной рамой. Ригелем продольной рамы является покрытие. Соединение между плитами покрытия и колоннами осуществляется через фермы или балки, которые обладают малой жесткостью из своей плоскости. При отсутствии связей горизонтальная сила, приложенная к покрытию, может привести к значительным деформациям ригелей из плоскости, а горизонтальная сила, приложенная к одной из колонн — вызвать ее существенную деформацию без передачи нагрузки на другие колонны. Система вертикальных связей по линии колонны здания создает жесткое, геометрически неизменяемое в продольном направлении покрытие

Вертикальные связевые фермы из стальных уголков устанавливают в крайних пролетах температурного блока между колоннами и связывают железобетонными распорками или распорками из стальных уголков. Решетка связевых ферм — крестовая.

При небольшой высоте ригеля (до 800мм) и наличии опорного ребра, способного воспринимать продольную силу, продольные связи выполняют в виде распорок. Горизонтальные связи по нижнему поясу ригелейВетровые нагрузки на торец здания вызывают изгиб колонн торцевой стены.Для уменьшения расчетного пролета этих колонн покрытие используют как горизонтальную опору. Горизонтальной опорой для торцевой стены является и горизонтальная связевая ферма в уровне нижнего пояса ригеля. Подобная дополнительная работа может устраиваться в уровне верха подкрановых балок. Горизонтальные связи по верхнему поясу ригелей

Устойчивость сжатого пояса ригелей поперечной рамы из плоскости обеспечивается плитами покрытия, которые приварены закладными деталями к ригелям.Для уменьшения расчетного пролета сжатого пояса ригеля, по оси фонаря устанавливают распорки, которые в крайних пролетах температурного блока прикрепляют к горизонтальным фермам из стальных уголков. Если фонарь не доходит до торца температурного блока, то горизонтальную связевую ферму по верхнему поясу ригелей не делают, т.к. железобетонные панели покрытия за пределами фонаря образуют жесткую диафрагму. Связи по фонарям: Вертикальные — в плоскости остекления. Горизонтальные — в плоскости покрытия фонаря.

 

12)Плиты покрытия

Плиты покрытий - крупные ребристые панели размерами 3*12м и 3*6м, которые опираются непосредственно на ригели поперечных рам. Плиты 1,5*12м и 1,5*6 м используются как доборные в местах образования снеговых мешков - у фонарей, в местах перепадах профиля покрытия. Плиты прогонных покрытий: 3*0,5м и 1,5*0,5м.

Бесапрогонная система покрытий предпочтительнее.Плита 3*12м *продольные ребра;*поперечные ребра;*толщина полки - 25мм;*вуты. Бетон B30, B40. Плиты двухконсольные 2Т: 3*12м и 3*6м. Нет поперечных ребер, форма упрощается Продольные ребра - преднапряженные, изготавливаются заранее. Связь полки с ребрами: выпуски арматуры и сцепление бетона. Раздельное изготовление плиты позволяет снизить класс бетона полки до B15. Плиты 2Т 3*6м изготавливают как раздельно, так и целиком.Крупноразмерные плиты 3*18м и 3*24м опираются на балки пролетом 6м или 12м. Эти плиты имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1:12 и полку переменной толщины (25...60мм).

Плиты крупноразмерные сводчатые (КЖС) имеют криволинейные продольные ребра с уширением в нижней и верхней части, гладкую полку толщиной 40...50мм в середине пролета и 140...160мм в торце на опоре

Плиты ребристые под малоуклонную кровлю имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1:29, 1:30, поперечные ребра с шагом 1000мм и толщину полки 25мм.

По ТЭП эти плиты немного уступают КЖС, но имеют преимущество в возможности механизации кровельных работ.

 

13)Балки покрытий одноэтажных промзданий

Пролеты: 12м, 18м до 24м. Очертание верхнего пояса: рис.13.33.

Наиболее экономичное сечение - двутавровое со стенкой толщиной 60...100мм, которая определяется из условия размещения арматурных каркасов, прочности и трещиностойкости. У опор толщина стенки увеличивается и устраивается ребро жесткости.В средней части стенка может иметь круглые или многоугольные отверстия (для коммуникаций и уменьшения расхода бетона).Высота балки в середине пролета , на опоре - h = 800...900мм с уклоном верхнего пояса 1:12 В балках с ломаным очертанием верхнего пояса достигается большая высота в пролете. Ширина верхнего пояса принимается из условия устойчивости при транспортировании и монтаже . Ширина сечения нижней полки принимается из условия размещения напрягаемой арматуры.

Бетон B25...B40. Напрягаемая арматура - высокопрочная проволока, стержнева и канатыСтенку балки армируют сварными каркасами с расчетными поперечными стержнями и монтажными продольными.На опоре устанавливают дополнительные поперечные стержни, приваренные к закладной детали.

Иногда создают 2^х осное напряженное состояние (напрягаемые поперечные стержни).Двускатные балки армируют конструктивной напрягаемой арматурой на уровне верха сечения на опоре для уменьшения эксцентриситета приложения преварительного напряжения и уменьшения напряжения в бетоне верхней зоны.Двускатные балки прямоугольного сечения с часто расположенными отверстиями называются решетчатыми Ширина сечения 200мм, 240мм и 280мм. Для крепления плит в верхнем поясе устраиваются закладные детали.

При уклоне верхнего пояса 1:12 расстояние от опоры до расчетного сечения (0,35... 0,4)l.Если есть фонарь, то расчетное сечение - под фонарной стойкой.Балки двутаврового сечения экономичнее решетчатых балок на 15% по арматуре и 13% по бетону.

14)Стропильн фермы. Ж\б фермы - при пролетах 18,24,30м и шаге 6 или 12м.

Типы: -сегментные с верхним поясом ломанного очертания и прямолинейными уч-ми м\у узлами; -арочные раскосные с редкой решеткой и верхним поясом плавного криволин.очертания; -арочные безраскосные с жесткими узлами в примыкании стоек к поясам и верхним поясам криволин.очертания; -полигональные с парал.поясами или с малым уклоном верхнего пояса трапециевидного очертания; -полигональные с ломаным нижним поясом. Фермы рацион.изгот-ть цельными. Членение повышает стоимость. Фермы пролетом 18м изгот. цельными, 24м-цельными или из 2-х полуферм, 30м-из 2-х полуферм. Решетку полуфермы следует разбивать так, чтобы стык нижнего пояса для удобства монтажн. соед-я был выносным, т.е.располож.м\у узлами.

Армирование нижнего растянутого пояса необх. вып-ть с соблюдением расст-й в свету м\у напрягаемыми стержнями, канатами и спаренной проволокой, что обеспеч. удобство укладки и уплотнения бет.смеси.Верхний сжатый пояс и решетки армируют ненапряг. арм в виде сварных каркасов. Растянутые эл-ты решетки при значит. усилиях вып-ют предварит. напряженными. В узлах ж\б ферм для надежной передачи усилий от одного эл-та к другому создают спец. уширения – вуты, позвол. лучше разместить и заанкерить арм решетки.

Узлы армируют окаймляющими цельногнутыми стержнями d=10-18мм и вертик. попереч-ми стержнями d=6-10мм с шагом 100мм, объед. в сварные каркасы. Арм эл-тов решетки заводят в узлы, а растян. стержни усиливают на конце анкерами в виде коротышей, петель,высаженных оголовок. Для армирования ферм прим арм ст: Напрягаем арм - термомеханически упрочненную стержневую классов А800-1000, горячекатаную стержневую классов А600-1000, арматурные канаты, высокопрочную проволоку периодического профиля класса Вр1500, стержневую класса А500. Ненапрягаемой арм - горячекатаную стержневую классов А240, 400, термомеханически упрочненную стержневую классо и арматурную проволоку.Места установки постоянных анкеров, их диаметры - по рабочим чертежам. Концы напрягаемой арматуры не должны выступать за торцовые поверхности ферм более чем на 10 мм и д.б. защищены слоем ц/п р-ра / битумным лаком.Расчет ферм - на действ. пост. и врем. нагрузок - вес покрытия и фермы, нагрузки от подвесного транспорта. Вес покр. счит-ся прилож. к узлам верх. пояса, а наг-ки от подвес. тр-та-к - узлам нижн. пояса. В расчете учит.неравномерное загружение снеговой нагр-ки у фонарей и по покрытию зд-я. Учит. также невыгодное для эл-тов решетки загружение одной половины фермы снегом и подвесным тр-том.

Прочность сеч-й поясов и решетки рассчит-ют по ф-лам для сжатых и растян. эл-тов

16)Ж/б фундаменты. Фунд-т – констр подзем части зд-я, ч/з кот перед-ся нагр от вышележ конст и от людей, оборудования - на основание, т. е. на грунт.

По конструкт схеме: ленточные (под стены или ряд отд-ых опор); столбчатые (под легкие стены, под колонны); сплошные - под всей площадью здания (при слабых неоднородных грунтах основания)

По м-ду возведения: сборные и монолитные.

Сборные ф-ты: Ф-ты выпол-ют из тяжел бетон класса В15-В25, устанавл-ют на песчано-гравийную уплотнен подготовку толщин 100 мм. В ф-ах предусмар-ют армат-ру, располагаем по подошв в виде сварных сеток. Минимал толщину защитн слоя арматур приним 35 мм. Если под ф-ом нет подготовки, то защитн слой делают не менее 70 мм.

Монолитные ф- ты. Армиров-е монол-х ф-ов и устр-во армиров-го пояса под или над фунд-ми из кладочных материалов заключ-ся в установке арматур-го каркаса из стальных прутьев, проволоки и т.н. Для изгот-ия армат-х каркасов прим круг, горяч.катан и холодносплющенная сталь период-го профиля.

Армат каркасы собирают из заранее заготовл-х стержней и хомутов. Заготовка арматуры сост из следующих работ: выпрямл арм стали, очистки ее от ржавчины, резки стержней, сварки стыков при изгот каркасов. Крепление штучной арм в местах пересечения выполняют с соблюдением следующих требований:

Стержни диаметром до 25 мм скрепляются точечной сваркой, вязальной проволокой, пластмас соединит эл-ми; Стержни диам более 25 мм скреп-ют только дуговой сваркой; Перевязкой или сваркой д.б. соединено не менее 50% пересечений, при этом пересечения в углах обязательно соединяются; Перелом осей стержней арматуры диаметром до 40 мм в сварных стыковых соедин осущ-ют с накладками, выполненными дуговой сваркой протяженными швами. При бетонир-ии защит слой бетона должен составлять не менее 50 мм.

 

18)Тонкостенные пространственные покрытия

Тонкостенные пространственные покрытия состоят из тонкостенных оболочек или тонких плит и контурных элементов (бортовые элементы, опорные кольца, диафрагмы в виде балок, ферм, арок).

Основные виды тонкостенных пространственных покрыти: Цилиндрические оболочек (короткие, длинные, одно- или многоволновые); Призматические складки (одно- и многопролетные, одно- или многоволновые); Оболочки вращения с вертикальной осью – купола; Оболочки положительной и отрицательной гауссовой кривизны; Составные оболочки, образованные из нескольких элементов, пересекающихся по форма криволинейных поверхностей;Волнистые своды (многоволновые и многоскладчатые в виде сводов или складок с малыми размерами волны по сравнению с длиной пролета); Висячие покрытия (на вантах). Тонкостенные пространственные покрытия позволяют перекрывать площадь больших размеров (30 × 30 и более) без промежуточных опор. Однако, их можно применять и при меньших площадях.

Тонкостенные пространственные покрытия применяют как в гражданских, так и в промышленных зданиях.

Достоинства: архитектурная выразительность; значительное уменьшение массы покрытия по сравнению с покрытиями из плоских элементов, благодаря работе конструкций в обоих направлениях.

Контурные конструкции и угловые зоны оболочек армируются предварительно напряженной арматурой. Применение легких бетонов позволяет уменьшить собственный вес конструкций.

Поверхности двоякой кривизны могут быть получены разными способами: Вращением образующей в виде плоской кривой вокруг вертикальной оси, находящейся вместе с ней в одной плоскости - купола; Способом переноса, т.е. поступательным перемещением плоской образующей кривой по параллельным направляющим – оболочки положительной гауссовой кривизны; Способом переноса – поступательным перемещением плоской кривой (или прямой) по двум непараллельным непересекающимся направляющим – оболочки отрицательной гауссовой кривизны.

Знак кривизны определяется расположением центров кривизны дуг всех нормальных сечений. У оболочек положительной гауссовой кривизны центры кривизны дуг лежат по одну стороны поверхности. У оболочек отрицательной гауссовой кривизны центры кривизны дуг лежат по разные стороны поверхности. Цилиндрические оболочки являются оболочками нулевой гауссовой кривизны.

В начальной стадии нагружения до образования трещин в растянутых зонах бетона оболочки деформируются линейно. После образования трещин при увеличении нагрузок нарастают нелинейные деформации до стадии предельного равновесия.

На участках примыкания оболочки к контурным конструкциям, в местах резкого изменения нагрузки, а также кривизны поверхности в зонах приложения местных нагрузок наблюдается местный изгиб тонкостенных оболочек.

Конструкция тонкостенного пространственного покрытия должна удовлетворять в целом и в отдельных частям требованиям прочности, устойчивости, трещиностойкости и перемещениям под нагрузкой при эксплуатации, изготовлении, транспортировании и возведении.

 

20)Цилиндрические оболочки состоят: тонких цилиндрических плит; бортовых элементов; торцевых диаграмм.По углам покрытие опирается на колонны. Основные геометрические параметры: пролет (расстояние между осями диафрагмы); длина волны (расстояние между бортовыми элементами); стрела подъема; высота сечения бортового элемента; радиус кривизны; толщина цилиндрической плиты.

Чаще всего очертание плиты оболочки в поперечном сечении принимается круговым, хотя может быть элептическим и параболическим.

Виды цилиндрических оболочек: однопролетные (опираются на две диафрагмы); многопролетными (если она поддерживается более чем двумя диафрагмами); одноволновыми; многоволновыми (состоящим их нескольких оболочек); гладкими или усиленными ребрами.

Напряженно-деформированное состояние оболочки зависит от соотношения размеров ℓ₁ и ℓ₂.

При ℓ_1/ ℓ₂ > 1 оболочки условно называют длинными при ℓ₁/ ℓ₂ < 1 - короткими.

Полная высота оболочки h₁ (включая высоту бортового элемента) принимается: без предварительного напряжения (1/10...1/15)ℓ₁; в предварительно напряженных оболочках она принимается меньше. Кроме того, h₁ ≥ ℓ ₂/6.

Толщина плиты монолитных оболочек t=(1/200...1/300) ℓ₂, но не менее 50мм; в сборных ребристых оболочках ≥ 30мм. Расстояние между поперечными ребрами принимаются из условия местной устойчивости не более , где R_y – радиус оболочки.

Монолитные оболочки - гладкие. Сборные оболочки устраивают с поперечными и продольными ребрами для усиления сборных элементов в период изготовления, транспортирования и монтажа. Очертания плит оболочки могут быть круговым, эллиптическим и т.п. наиболее простым и удобным для сборных плит является круговое очертание.Диафрагмы могут быть в виде сплошных балок, ферм или арок с затяжками.Конструкция стыков зависит от вида передаваемых через них усилий. В средней части сборных оболочек в нормальных сечениях действуют сжимающие и небольшие сдвигающие усилия. Стыки здесь решаются путем замоноличивания швов бетоном и устройством шпонок. В местах соединения оболочки с бортовыми элементами и диафрагмами действуют значительные сдвигающие усилия и изгибающие моменты. В угловых зонах для восприятия главных растягивающих напряжений смежные элементы соединяют сваркой выпусков арматуры или накладками через закладные детали.

Принципиальная схема армирования монолитной цилиндрической оболочки: напрягаемая арматура в бортовых элементах; конструктивная арматура (сетка); арматура, рассчитываемая на краевой момент; угловая растянутая арматура (два варианта). В неразрезных многопролетных оболочках кроме растянутой арматуры в пролете ставится арматуры в верхней части оболочки для восприятия растягивающих напряжений над опорой (диафрагмой).

22)Купола

Куполом называется пространственная конструкция, состоящая из гладкой или ребристой оболочки с вертикальной осью вращения и растянутого опорного кольца.При наличии фонарного проема в вершине купола устраивают сжатое фонарное кольцо.Купола применяют для покрытий круглых и прямоугольных в плане зданий (спортивных, выставочных, зрелищных ) пролетом до 200м. Форма купола определяется архитектурными, технологическими и др. требованиями. Купола могут быть сферическими, коническими, эллиптическими, многогранными.

Конические купола более просты в изготовлении, но уступают сферическим и эллиптическим куполам по технико-экономическим показателям. Конические купола применяют при пролетах до 30м.

Стрела подъема тонкостенных куполов может изменяться в широких пределах от 0,5D до 0,1D. Опорное кольцо, воспринимающее усилие распора купола, может лежать как на стенах (сплошное основание), так и на отдельных колоннах.Купола могут быть монолитные (гладкие) и сборные (из ребристых цилиндрических или плоских панелей трапециевидного очертания в плане). Монолитные купола возводят на сплошной опалубке, повторяющей геометрию купола.

Разрезка сборных куполов на элементы может быть радиальной и радиально-кольцевой.

Радиальную разрезку применяют для куполов диаметром до 40м. Криволинейные элементы понизу опирают на смонтированное опорное кольцо, вверху – на фонарное, которое поддерживается во время монтажа лесами. Сопряжение сборных элементов оболочки с нижним и верхним кольцами выполняют на сварке соединительных пластин с закладными деталями.

По контуру сборные элементы окаймлены ребрами. Размеры ребер и их армирование определяется расчетом по прочности и жесткости на нагрузки, возникающие при транспортировании и монтаже, а также на устойчивость купола при эксплуатации. Поперечные ребра устраивают через 2…3м, что позволяет обеспечить минимальную толщину плит оболочки (30…40мм).

Радиально-кольцевая разрезка купола может применяться в куполах диаметром более 40м. Сборные элементы, имеют в плане форму трапеции, и могут быть плоскими или криволинейными.Плоские плиты проще в изготовлении, но под нагрузкой в местах переломов в зоне стыков в оболочке возникают изгибающие моменты.После завершения монтажа швы между сборными элементами замоноличивают бетоном, а выпуски арматуры и закладные детали сваривают между собой.Опорное кольцо может быть сборным или монолитным. С целью повышения трещиностойкости и жесткости кольца устраивают предварительно-напряженными.

При диаметре купола >30м и опирания нижнего кольца на жесткие стены необходимо обеспечить радиальное перемещение опорного кольца, для чего под кольцом устраивают катки или шарниры скольжения.В местах примыкания оболочки к опорному кольцу (в зоне действия опорных изгибающих моментов) толщину оболочки увеличивают и устанавливают дополнительную меридиональную арматуру диаметром 6…8мм и кольцевую арматуру для восприятия растягивающих усилий.В случае, если купол нагружен осесимметричной нагрузкой, имеет гладкую (без изломов) поверхность, толщина оболочки мала и конструкция опор обеспечивает свободные радиальные и угловые перемещения, то изгибающие, крутящие моменты и поперечные силы не возникают. Расчет куполов при выполнении этих условий можно выполнять по безмоментной теории.

Опорные изгибающие моменты, возникающие в результате защемления оболочки в опорном контуре, быстро затухают.Элемент осесимметричного купола, ограниченный двумя меридиональными и двумя кольцевыми сечениями, находится под воздействием: Меридиональных сил - N1; Кольцевых сил – N2; Касательных сил – Nxy, отнесенных к единице длины сечения.

 

24)Проектирование конст. Зд., возв. В районах с низким темпер. И вечномерз. Грунтами. Проектир. Зд. в сейсмич районах.

Пассивная сейсмозащита заключается в усилении конструкций, выполняемое на основе расчетов.Активная сейсмозащита заключается в специальных конструктивных мерах, исключающих опасные резонансные колебания зданий и уменьшающих реакции конструкций на сейсмическое воздействие. К ним относятся различного рода гасители колебаний, устраиваемые в конструкциях оснований и фундаментов.

каркасных зданий В каркасных зданиях горизонтальную сейсмическую нагрузку воспринимают каркас с жесткими узлами рам, каркас с заполнением, каркас с вертикальными связями, диафрагмами или стволами жесткости.

Диафрагмы, связи и ядра жесткости должны быть по всей высоте здания. Жесткие узлы железобетонных рам должны быть усилены применением сварных сеток и замкнутых хомутов.

В сборно-монолитных каркасах колонны и плиты перекрытий объединяют в единую конструкцию путем натяжения на бетон канатной арматуры.Сборные колонны многоэтажных зданий по возможности следует укрупнять на несколько этажей. Стыки колонн необходимо располагать в зонах с минимальными изгибающими моментами. крупнопанельных и объемно-блочных зданий Для сейсмичных районов рекомендуют применять здания с несущими поперечными и продольными стенами.

Для повышения жесткости горизонтальных стыков блоков целесообразно устраивать шпоночные связи.

Для снижения сейсмических нагрузок устраивают, так называемый, первый гибкий этаж, т.е. первый этаж многоэтажных зданий, выполняют каркасным. каменных зданий В зданиях с несущими стенами из кирпича или каменной кладки, кроме наружных продольных стен, должно быть не менее одной внутренней стены.На уровне перекрытий следует устраивать антисейсмические пояса по всем продольным и поперечным стенам. Их следует выполнять в монолитном железобетоне с непрерывным армированием. Высота их должна быть не менее 15 см, класс бетона не ниже B15. горизонтальной арматурой армируют все угловые участки наружных стен и сопряжения внутренних стен к наружным. Аналогичное армирование применяют для стен из монолитного железобетона.

Боковые поверхности панелей перекрытия должны иметь шпоночную или рифленую поверхность.

Конструкции сейсмостойких зданий должны быть запроектированы таким образом, чтобы исключить возможность их хрупкого разрушения и обеспечить условия, облегчающие развитие пластических деформаций.

⇐ Предыдущая123456

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: