Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. Принципы компоновки жбк зданий.
Конструкции промышленных и гражданских зданий состоят из отдельных элементов, связанных в единую систему. Отдельные элементы зданий — плиты и балки перекрытий, колонны, стены и др. — должны обладать прочностью и устойчивостью, достаточной жесткостью, трещиностойкостью и участвовать в общей работе здания. Конструктивные схемы зданий, удовлетворяющие требованиям, могут быть каркасными и панельными (бескаркасными), многоэтажными и одноэтажными Каркас многоэтажного здания образуют основные вертикальные и горизонтальные элементы—колонны и ригели. Каркас одноэтажного здания образуют колонны, заделанные в фундамент, и ригели, шарнирно или жестко соединенные с колоннами. Железобетонные конструкции при всех возможных конструктивных схемах зданий должны быть индустриальными и экономичными.
С изменением температуры железобетонные конструкции деформируются — укорачиваются или удлиняются; вследствие усадки бетона — укорачиваются. При неравномерной осадке основания части конструкций взаимно смещаются в вертикальном направлении. В большинстве случаев железобетонные конструкции представляют собой статически неопределимые системы и поэтому от изменения температуры, усадки бетона, а также от неравномерной осадки фундаментов в них возникают дополнительные усилия, что может привести к появлению трещин или к разрушению части конструкции. Чтобы уменьшить усилия от температуры и усадки, железобетонные конструкции делят по длине и ширине температурно-усадочными швами на отдельные части — деформационные блоки. Температурно-усадочные швы выполняют в наземной части здания—от кровли до верха фундамента, разделяя при этом перекрытия и стены. Осадочные швы, служащие одновременно и температурно-усадочными, устраивают между частями зданий разной высоты или в зданиях, возводимых на участке с разнородными грунтами; такими швами делят и фундаменты. Осадочные швы устраивают с помощью вкладного пролета из плит и балок. Осадочный шов служит одновременно и температурно-усадочным швом здания.
2. Типизация и унификация и укрупнение сборных жбк.
Типизация элементов - для каждого конструктивного элемента здания отбирают наиболее рациональный, проверенный на практике, тип конструкции с наилучшими по сравнению с другими решениями технико-экономическими показателями. Выбранный таким образом тип элемента принимают для массового изготовления.
В результате работы по типизации составлены каталоги сборных железобетонных элементов, которыми руководствуются при проектировании различных зданий.
Унификация. Чтобы одни и те же типовые элементы можно было широко применять в различных зданиях, расстояние между колоннами в плане, (сетку колонн) и высоту этажей унифицируют, т.е. приводят к ограниченному числу размеров. Основой унификации служит единая модульная система. Предусмотрено три категории размеров типовых элементов.зданий: номинальные, конструктивные и натурные. Номинальные размеры—расстояния между разбивочными осями здания в плане. Натурные размеры элемента — фактические размеры, которые в зависимости от точности изготовления могут отличаться от конструктивных размеров на некоторую величину, называемую допуском (3...10 мм). Конструктивные размеры отличаются от номинальных на размер швов и зазоров.
Укрупнение элементов. Сборные железобетонные элементы конструкций зданий в процессе проектирования необходимо укрупнять. При монтаже зданий из укрупненных элементов сокращается число монтажных операций по их подъему и установке, уменьшается число стыковых сопряжений, выполняемых во время монтажа, повышается степень заводской готовности элементов, а следовательно, уменьшается объем отделочных работ на площадке.
Поскольку степень укрупнения элементов в некоторых случаях ограничивается предельно допустимой их массой, целесообразно создавать конструкции с облегченной формой сечения, тонкостенные, пустотные и т. п., применять бетон высокого класса и высокопрочную арматуру. Рационально проектировать конструкции из бетонов на легких заполнителях.
3. Технологичность сборных элементов. Изменение их расчетной схемы. Технологичными называют элементы, конструкция которых допускает их массовое изготовление на заводе или полигоне с использованием высокопроизводительных машин и механизмов без трудоемких ручных операций, т.е. конструкция технологичных элементов должна быть увязана с технологией их изготовления. Не менее важно для технологичности изготовления элементов соответствующее конструирование арматуры и стальных закладных деталей.
Сборные элементы должны быть технологичными также и при монтаже; необходимо, чтобы их конструкция допускала удобную установку, закрепление в проектном положении и быстрое освобождение крюка монтажного крана. Конструкции стыков сборных элементов проектируют с учетом обеспечения их прочности, а также требований технологичности монтажа. Объем монтажной сварки должен быть сравнительно небольшим, работы по замоноличиванию стыков — не трудоемкими.
В элементах сборных железобетонных конструкций необходимо предусматривать устройства для их подъема при транспортировании и монтаже — монтажные петли, специальные строповочные отверстия и т. п.
Элементы сборных конструкций при подъеме, транспортировании и монтаже испытывают нагрузку от собственного веса; при этом расчетные схемы элементов могут существенно отличаться от расчетных схем их в проектном положении. Элементы следует рассчитывать на нагрузку от веса элемента, вводя коэффициент динамичности. Элементы с сечениями значительной высоты и относительно малой ширины транспортируют обычно в рабочем положении — «на ребро», поскольку их несущая способность в горизонтальном положении мала и перечисленные меры по изменению расчетной схемы на монтаже не эффективны.
При проектировании сборных железобетонных конструкций необходимо:
- устанавливать помимо класса бетона отпускную прочность элементов заводского изготовления, т. е. кубиковую прочность бетона, при которой допускается транспортирование и монтаж элементов;
- предусматривать конструктивные меры, чтобы обеспечить устойчивость отдельных элементов и всего здания в процессе монтажа, а также выполнение ряда требований охраны труда.
4. Стыки и концевые участки. Сборные конструкции зданий, смонтированные из отдельных элементов, работают совместно под нагрузкой благодаря стыкам и соединениям, обеспечивающим их надежную связь. Стыки и соединения сборных конструкций классифицируют по функциональному признаку и расчетно-конструктивному. По функциональному признаку различают: стыки колонн с фундаментами, колонн друг с другом, ригелей с колоннами; узлы опирания подкрановых балок, ферм, балок покрытий на колонны; узлы опирания панелей на ригели и т. п. По расчетно-конструктивному признаку различают стыки: испытывающие сжатие, испытывающие растяжения, работающие на изгиб с поперечной силой, и т. п.
В стыках усилия от одного элемента к другому передаются через соединяемую сваркой рабочую арматуру, металлические закладные детали, бетон замоноличивания. Правильно запроектированный стык под действием расчетных нагрузок должен обладать прочностью и жесткостью, неизменяемостью взаимного положения соединяемых элементов. Концевые участки сжатых соединяемых элементов усиливают поперечными сетками косвенного армирования.
В сборных предварительно напряженных элементах необходимо предусматривать местное усиление концевых участков против образования продольных раскалывающих трещин при отпуске натяжения арматуры. Стыки растянутых элементов выполняют, сваривая выпуски арматуры или стальных закладных деталей, а в предварительно напряженных конструкциях — пропуская через каналы или пазы элементов пучки, канаты или стержни арматуры с последующим натяжением. В стыках сварку основных рабочих швов выполняют в нижнем и вертикальном положении. При наложении сварных швов в соединяемой арматуре и стальных закладных деталях развивается местная высокая температура и, следовательно, нагревается окружающий бетон.
5.Классификация плоских перекрытий. Железобетонные плоские перекрытия — наиболее распространенные конструкции в промышленных и гражданских зданиях и сооружениях.
По конструктивной схеме железобетонные перекрытия могут быть разделены на две основные группы: балочные и безбалочные.
Балочными называют перекрытия, в которых балки работают совместно с опирающимися иа них плитами перекрытий. В безбалочных перекрытиях плита опирается непосредственно на колонны с уширениями, называемыми капителями.
Классифицируют по конструктивным признакам следующим образом: балочные сборные; ребристые монолитные с балочными плитами; ребристые монолитные с плитами, опертыми по контуру; балочные сборно-монолитные; безбалочные сборные; безбалочные монолитные; безбалочные сборно-монолитные. В строительстве, как правило, применяют сборные перекрытия, отличающиеся высокойиндустриальностью.
Тип конструкции перекрытия выбирают в каждом случае по экономическим соображениям в зависимости от назначения здания, действующих нагрузок, местных условий и др.
6. Сборные балочные перекрытия.
В состав конструкции балочного панельного сборного перекрытия входят плиты и поддерживающие их балки, называемые ригелями, или главными балками. Ригели опираются на колонны и стены; их направление может быть продольным (вдоль здания) или поперечным. Ригели вместе с колоннами образуют рамы.
Компоновка конструктивной схемы перекрытия заключается в выборе направления ригелей, установлении их шага, размеров пролета, типа и размеров плит перекрытий. При этом учитывают: временную нагрузку, назначение здания, архитектурно-планировочное решение; общую компоновку конструкции всего здания; технико-экономические показатели конструкции перекрытия.
При проектировании разрабатывают несколько вариантов конструктивных схем перекрытия и на основании сравнения выбирают наиболее экономичную.
7. Проектирование сборных плит перекрытий.
Плиты перекрытий опираются на ригели, работая на изгиб, и для уменьшения расхода материалов проектируются облегченными — пустотными или ребристыми. По форме поперечного сечения пустотные плиты бывают с овальными, круглыми и вертикальными пустотами, ребристые — с ребрами вверх, с ребрами вниз, сплошные. Общий принцип проектирования плит перекрытий любой формы поперечного сечения состоит в удалении возможно большего объема бетона из растянутой зоны ссохранением вертикальных ребер, обеспечивающих прочность элемента по наклонному сечению, в увязке стехнологическими возможностями завода-изготовителя. Наиболее экономичны по расходу бетона плиты с овальными пустотами
Однако при изготовлении панелей с овальными пустотами на заводах возникают технологические трудности, поэтому в качестве типовых приняты сборные плиты с круглыми пустотами.
8. Сущность расчета статически неопределимых железобетонных конструкций с учетом перераспределения усилий
Сущность расчета статически неопределимых железобетонных конструкций с учетом перераспределения усилий заключается в следующем. При некотором значении нагрузки напряжения в растянутой арматуре из мягкой стали достигают предела текучести. С развитием в арматуре пластических деформаций (текучести) в железобетонной конструкции возникает участок больших местных деформаций, называемый пластическим шарниром. В статически неопределимой конструкции, в балке, защемленной на опорах, с появлением пластического шарнира повороту частей балки, развитию прогиба системы и увеличению напряжений в сжатой зоне препятствуют лишние связи, поэтому при дальнейшем увеличении нагрузки, разрушение в пластическом шарнире не произойдет до тех пор, пока не появятся новые пластические шарниры и не выключатся лишние связи. В статически неопределимой системе возникновение пластического шарнира равносильно выключению лишней связи и снижению на одну степень статической неопределимости системы. Для рассмотренной балки с двумя защемленными концами возникновение первого пластического шарнира превращает ее в систему, один раз статически неопределимую; потеря геометрической неизменяемости может наступить лишь с образованием трех пластических шарниров—на обеих опорах и в пролете.
В статически неопределимой конструкции после появления пластического шарнира при дальнейшем увеличении нагрузки происходит перераспределение изгибающих моментов между отдельными сечениями. При этом деформации в пластическом шарнире нарастают, но значение изгибающего момента остается прежним: M=RsAszb.
9. Статический способ. Пролетный момент Mt = М0 - МА*(b / l) - МB*(а / l).
Отсюда уравнение равновесия:
Мt + МА*(Ь/1) + МB(а/1) = М0,
где M0=Fab/l — момент статически определимой свободно лежащей балки/
Из уравнения следует, что сумма пролетного момента в сечении и долей опорных моментов, равна моменту простой балки М0. Кроме того, из уравнения вытекает, что несущая способность статически неопределимой конструкции не зависит от соотношения значений опорных и пролетного моментов и не зависит от последовательности образования пластических шарниров. Последовательность эта может быть назначена произвольно, необходимо лишь соблюдать уравнение равновесия. Однако изменение соотношения моментов4 в сечениях меняет значение нагрузки, вызывающей образование первого и последнего пластических шарниров, а также меняет ширину раскрытия трещин в первом пластическом шарнире.
Кинематический способ. Балку в предельном равновесии рассматривают как систему жестких звеньев, соединенных друг с другом в местах излома пластическими шарнирами. Если перемещение балки под действием силы F равно f, то углы поворота звеньев
Виртуальная работа внутренних усилий - изгибающих моментов в пластических шарнирах
Уравнение виртуальных работ
AF= АМ
или
откуда расчетная предельная сила
10. Расчет и конструирование сборного неразрезного ригеля. Эпюра материалов.
Ригель многопролетного перекрытия представляет собой элемент рамной конструкции. При свободномопирании концов ригеля на наружные стены и равных пролетах его рассчитывают как неразрезную балку. Для неразрезных балок упрощенный способ учета перераспределения усилий такого рода состоит в следующем. Опорные моменты вычисляют как в упругой системе и умножают на поправочные коэффициенты, оценивающие неодинаковую жесткость опорных и пролетных сечений. Далее по исправленным опорным моментам обычным путем вычисляют пролетные моменты. Поперечное сечение ригеля может быть прямоугольным, тавровым с полками вверху, тавровым с полками внизу
Стыки ригелей обычно размещают непосредственно у боковой грани колонны. В стыковых соединениях ригель может опираться на железобетонную консоль колонны или же на опорный столик из уголков, выпущенных из колонны. В верхней части стыка выпуски арматуры из колонны и ригеля соединяют вставкой арматуры на ванной сварке. Ригель армируют обычно двумя плоскими сварными каркасами. Площадь растянутых стержней каркасов и их число устанавливают при подборе сечений по изгибающим моментам в расчетных сечениях на опоре и в пролете.
11. Расчет коротких консолей.
Ребристое перекрытие с балочными плитами состоит из плиты, работающей по короткому направлению, второстепенных и главных балок
Сущность конструкции монолитного ребристого перекрытия в том, что бетон в целях экономии удален из растянутой зоны сечений, где сохранены лишь ребра, в которых сконцентрирована растянутая арматура Полка ребер — плита — с пролетом, равным расстоянию между второстепенными балками, работает на местный изгиб.
Второстепенные балки опираются на монолитно связанные с ними главные балки, а те, в свою очередь, — на колонны и наружные стены. Главные балки располагают в продольном или поперечном направлении здания с пролетом 6...8 м. Второстепенные балки размещают так, чтобы ось одной из балок совпала с осью колонны. Пролет второстепенных балок составляет 5...7 м, плиты — 1,7..2,7 м.
13. Расчетный пролет плиты принимают равным расстоянию в свету между второстепенными балками L0 и при опирании на наружные стены — расстоянию от оси опоры на стене до грани ребра; для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяется полоса шириной 1 м.
Изгибающие моменты в неразрезных балочных плитах определяют с учетом перераспределения моментов и при этом создают равномоментную систему.
Многопролетные балочные плиты в соответствии с характером эпюры моментов армируют рулонными сетками с продольным расположением рабочей арматуры. Рулон раскатывают по опалубке поперек каркасов второстепенных балок (рис); сетки перегибают на расстоянии 0,25L от оси опоры.
14. Расчетный пролет второстепенных балок /0 также принимают равным расстоянию в свету между главными балками, а при опирании на наружные стены — расстоянию от оси опоры на стене до грани главной балки. Изгибающие моменты во второстепенных балках определяют с учетом перераспределения моментов и при этом создают равномоментную систему.
Для второстепенных балок огибающая эпюра моментов строится для двух схем загружения:
- полная нагрузка g-{-v в нечетных пролетах и условная нагрузка g+\/4v в четных пролетах;
- полная нагрузка g+vв четных пролетах и условная постоянная нагрузка g+l/4v в нечетных пролетах.
Поперечные силы второстепенной балкн принимают от нагрузки q=g+v:
на крайней свободной опоре
(Q = 0,4g/l;
на первой промежуточной опоре слева
Q = 0,6g/l;
на первой промежуточной опоре справа и на всех остальных опорах
Q = 0,5g/l.
Второстепенные балки армируют в пролете плоскими каркасами, которые перед установкой в опалубку объединяют в пространственный каркас приваркой горизонтальных поперечных стержней. Эти каркасы доходят до граней главных балок, где связываются понизу стыковыми стержнями. На опорах второстепенные балки армируют двумя гнутыми сетками с продольными рабочими стержнями.