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
67. Покрытия одноэтажных зданий. Разновидности плит покрытия.
Плиты беспрогонных покрытий представляют собой крупные ребристые панели размерами 3X12 и 3X16 м, которые опираются непосредственно на ригели поперечных рам; плиты 1,5X12 и 1,5X6 м используют как доборные элементы в местах повышенных снеговых отложений— у фонарей, в перепадах профиля покрытия. Плиты прогонных покрытий имеют значительно меньшие размеры — 3X0.5 и 1,5X0,5 м. Они опираются на железобетонные прогоны, а те, в свою очередь, — на ригели поперечных рам. Беспрогонная система покрытий в наибольшей степени отвечает
Ребристые плиты 3X12 м, принятые в качестве типовых, имеют продольные ребра сечением 100X450 мм, поперечные ребра сечением 40X150 мм, полку толщиной 25 мм, уширения в углах — вуты, которыми обеспечивается надежность работы в условиях систематического воздействия горизонтальных усилий от торможения мостовых кранов
Плиты двухконсольные 2Т размерами 3X12 и 3X6 м имеют продольные ребра, расположенные на расстоянии 1,5 м,
и консольные свесы полок . Связь ребер с полкой создается устройством выпусков арматуры и сцеплением бетона.
Плиты крупноразмерные железобетонные сводчатые КЖС имеют криволинейные продольные ребра с уширениями в нижней и верхней частях, гладкую полку толщиной 40 ..50 мм в середине пролета и 140...160 мм в торце у опор. Плиты ребристые под малоуклонную кровлю имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1 :20, 1 :30, поперечные ребра с шагом 1000 мм и полку толщиной 25 мм.
Плита
Ребристая плита 3х12
Рис. Плита покрытия типа 2Т
68. Расчет и конструирование ребристой плиты покрытия 3х12.
Расчетный пролет плиты принимается равным расстоянию между равнодействующими опорных реакций плиты. Для определения нагрузки от собственного веса плиты необходимо сначала определяют геометрические размеры ее сечения (компонуют поперечное сечение плиты, размер ребер, высоты ширины и т.д.). Формируют приведенное сечение в виде тавра для расчета по прочности и по деформациям.
Определяют расчётную нагрузку на 1 м при ширине плиты с учётом коэффициента надёжности по назначению здания γn=0,95.
Определяют усилия от нагрузок. От расчетной нагрузки:
Аналогично от нормативной нагрузки, а так же от нормативной постоянной и длительной нагрузки.
Проверяем условие:
Выполнение условия говорит о том, что граница сжатой зоны проходит в полке, и расчет производим как для прямоугольного сечения, иначе, как для таврового. Определяем:
n=
При выбранном классе арматуры и отношению σsp/Rs=0,6. Находим граничную относительную высоту сжатой зоны бетона ξr.
r=
Если r > n , то сжатая арматура не требуется. Тогда находим относительную высоту сжатой зоны:
Находим отношение ξ/ξr ,если это меньше 0,6, тогда принимаем коэффициент s3=1,1.
Тогда расчетная площадь продольной арматуры:
Рассчитываем полку на местный изгиб. Определяем расчётный пролёт ℓ0.
Нагрузка на 1 м2 полки может быть принята (с незначительным превышением) такой же, как и для плиты. Определяют изгибающий момент для полосы плиты:
М=
Определяем рабочую высоту сечения в полке h0. n=
Площадь требуемой арматуры: Аs=
Рассчитываем плиту по прочности на действие поперечных сил.
Определяем площадь приведенного сечения: α=
Ared=A+α·AS
Статический момент приведённого сечения Sred
Расстояние от низа плиты до центра тяжести приведенного сечения у0= ysp=yo-a
Определяем момент инерции приведённого сечения Ired
Принимаем sp=0,6Rsn. Определяем первые потери:
По технологии производства изделия находим
Сумма первых потерь
Усилие обжатия с учетом первых потерь:
Определяем вторые потери. В зависимости от класса бетона . От ползучести бетона (при преднапряжении) .
Сумма вторых потерь:
Полные потери составляют:
Предварительное напряжение с учетом всех потерь, затем усилие обжатия с учетом всех потерь напряжений: Р = σsp2Asp - σsAs
Производят расчет на действие поперечных сил. По конструктиву в многопустотных плитах высотой менее 300 мм поперечную арматуру можно не устанавливать, если поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном.
Производим расчет по предельным состояниям II группы. Геометрические характеристики сечения пересчитываю как для двутаврового сечения. Расчет производят из условия:
Если условие не выполняется, требуется расчёт по раскрытию трещин. Проверяем, образуются ли начальные трещины в верхней зоне плиты при её обжатии. Определяем базовое расстояние между трещинами. Предварительно определяем
Определяем ширину раскрытия трещин:
Ширина раскрытия трещин при продолжительном раскрытии трещин аcrc= аcrc1.
Ширина раскрытия трещин при непродолжительном раскрытии трещин аcrc= аcrc1 + аcrc2 - аcrc3
Проверяем условие: acrc ≤ acrc,ult
Рассчитываем прогиб плиты. Расчет производим из условия: f ≤ fult
Предельный прогиб определяют по таблицам СНиП «Нагрузки и воздействия».
Находим кривизны от непродолжительного действия всех нагрузок, от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок, от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок:
Полная кривизна для участков с трещинами в растянутой зоне:
Отсюда расчетный прогиб равен:
где S – коэффициент равный 5 / 48.
Делаем проверку условия:
f = 25,36 ≤ fult = 31,5
Затем производят проверку плиты по прочности при монтаже. Рассчитывают на нагрузку от собственного веса, вводя коэффициент динамичности при монтаже – 1,4.
Мсв=
n=
Аs=
69-70. Фермы покрытия. Разновидности. Принципы расчета и конструирования ферм при узловых нагрузках.
Железобетонные фермы применяют при пролетах 18, 24 и 30 м и шаге 6 или 12 м. В железобетонных фермах в сравнении со стальными расход металла почти вдвое меньше, но трудоемкость и стоимость изготовления немного выше. При пролетах 36 м и больше, как правило, применяют стальные фермы. Однако технически возможны железобетонные фермы и при пролетах 60 м и более.
Основные типы ферм:
сегментные с верхним поясом ломанного очертания и прямолинейными участками между узлами (а),
арочные раскосные с редкой решеткой и верхним поясом плавного криволинейного очертания (б),
арочные безраскосные с жесткими узлами в примыкании стоек к поясам и верхним поясам криволинейного очертания (в),
полигональные с параллельными поясами или с малым уклоном верхнего пояса трапециевидального очертания (г),
полигональные с ломанным нижним поясом (д).
Высоту ферм всех типов в середине пролета обычно принимают равной 1/7... 1/9 пролета. Ширину сечения поясов ферм из условий удобства изготовления принимают одинаковой. При шаге ферм 6 м ее принимают 200...250 мм, а при шаге ферм 12 м — 300...350 мм. Фермы пролетом 18 м изготовляют цельными; пролетом 24 м — цельными или из двух полуферм; пролетом 30 м — из двух полуферм.
Высота ферм в середине пролета (1/6...1/10) l. Ширина сечения верхнего пояса назначается из условия устойчивости его из плоскости фермы при монтаже и перевозке (1/70...1/80) l, а также из условия опирания плит. Ширина сечения нижнего пояса принимается такой же, как и верхнего, а высота сечения назначается из условия размещения рабочей растянутой арматуры. Размеры сечения сжатых элементов решетки и стоек определяются расчетом, при этом ширину их целесообразно назначать равной ширине поясов для удобства бетонирования в горизонтальном положении. Особое внимание при конструировании ферм следует обращать на армирование узлов. В опорном узле для воспринятия больших перерезывающих сил и сил обжатия устанавливают поперечную арматуру 1, объединенную контурным стержнем 2 в плоский каркас. Два таких плоских каркаса образуют пространственный каркас узла. Для улучшения условий анкеровки напрягаемой арматуры и предотвращения возникновения продольных трещин в бетоне устанавливают косвенную арматуру 3 в виде сеток. Для предотвращения раскрытия трещин в месте сопряжения нижнего пояса с узлом ставят дополнительную сетку 4. Арматуру элементов решетки заводят в узлы, которые имеют уширения, позволяющие лучше разместить ее и заанкеровать. Фермы рассчитывают на эксплуатационные нагрузки от покрытия, массы фермы, снега, подвесного оборудования и т. п., а также нагрузки, возникающие при изготовлении, транспортировании и монтаже. Нагрузка от покрытия и от массы фермы считается приложенной к узлам верхнего пояса, а нагрузка от подвесного оборудования — к узлам нижнего.
Железобетонная ферма имеет жесткие узлы и представляет собой многократно статически неопределимую рамную систему. Однако в предельном состоянии по прочности в узлах раскрываются трещины, жесткость их падает, и влиянием возникающих изгибающих моментов можно пренебречь, рассматривая узлы как шарнирные. Это позволяет при расчете прочности рассматривать ферму как статически определимую систему. Такой расчет в общем верно отражает характер работы конструкции и обеспечивает достаточную точность. Если нагрузка приложена в панелях верхнего пояса между узлами, то при расчете учитывают местный изгиб верхнего пояса. При определении изгибающих моментов от внеузловой нагрузки пояс фермы рассматривают как неразрезную балку, опорами которой являются узлы фермы. При наличии выгибов или изломов верхнего пояса учитывают разгружающее действие момента от продольной силы N. При расчете безраскосной фермы принимают жесткое соединение поясов и стоек в узле. Усилия определяют как для статически неопределимой системы. Расчетные усилия в элементах ферм находят от всех возможных невыгодных сочетаний действующих нагрузок. По найденным усилиям производят расчет сечений элементов. Верхний пояс рассчитывают на внецентренное сжатие, нижний — на центральное растяжение, решетку — на сжатие или растяжение. При расчете трещиностойкости предварительно напряженного нижнего пояса необходимо учитывать влияние изгибающих моментов, возникающих вследствие жесткости узлов. Эти моменты в фермах со слабоработающей решеткой (например, в сегментных) можно определить, рассматривая нижний пояс как неразрезную балку на упругооседающих опорах; осадку опор находят по диаграмме перемещений фермы.
Расчет фермы состоит из следующих этапов; 1) вычисление узловых нагрузок; 2) определение расчетных у сил и в стержнях; 3) подбор сечений стержней 4) расчет узловых соединение-Вычисление узловых нагрузок. Н; стропильные фермы могут действовать вертикальные и горизонтальные на грузки. К вертикальным нагрузка» относятся: постоянная — от веса кровли, веса ферм со связями, веса прогонов и фонарей, веса подвесного потолка; временная длительная— от неподвижного технологического оборудования, подвешенного к фермам; временная кратковременная — от снега, подвижного технологического оборудования с перемещаемыми грузами. К горизонтальным относятся: нагрузка oт ветра, которая учитывается при уклонах кровель, больших 30°; нагрузка, возникающая от торможения подвесных кранов. Для определения осевых усилий в стержнях фермы неузловая нагрузка приводится к узловой.
71. Конструктивные схемы многоэтажных промышленных зданий. Узлы сопряжения элементов. Членение каркаса на сборные элементы.
Многоэтажные здания широко используются во многих отраслях промышленности, а также при строительстве жилых, общественных и административных объектов. В промышленном строительстве многоэтажные здания используют для предприятий приборостроения, химической, легкой и пищевой промышленности, складов, холодильников, гаражей и т. п. К таким зданиям относятся также лабораторные и административно-бытовые корпуса предприятий различных отраслей промышленности.
По конструктивной системе различают многоэтажные здания каркасные и панельные (бескаркасные). Каркасная система преимущественно применяется для промышленных, общественных и административных зданий, при этом каркас может быть полным (с навесными или самонесущими наружными стенами) или неполным (с несущими стенами). Бескаркасная система обычно применяется в жилищном строительстве.
Несущая система любого многоэтажного здания образуется вертикальными несущими конструкциями (колоннами, панелями), объединенными в единую пространственную систему горизонтальными несущими конструкциями (перекрытиями). В каркасных зданиях элементами несущей системы являются: железобетонный каркас, образованный колоннами, ригелями и фундаментами (т. е. плоскими рамами), вертикальные элементы жесткости в виде железобетонных диафрагм, столбов, металлических связей, и горизонтальные элементы (перекрытия и покрытия).
Пространственная жесткость каркасных зданий, т. е. прочность, устойчивость и жесткость каркаса при действии горизонтальных нагрузок, обеспечивается по одной из следующих конструктивных схем: рамной, связевой или рамно-связевой.
При рамной схеме все вертикальные и горизонтальные нагрузки, действующие на здание, воспринимаются рамами с жесткими узлами и передаются на фундаменты. Наряду с определенными достоинствами данной схеме присущи и серьезные недостатки, главным из которых является трудность реализации принципов унификации каркаса, стандартизации и типизации конструктивных элементов и узлов сопряжений.
В связевой схеме рамы каркаса рассчитываются на действие только вертикальных нагрузок, а все горизонтальные нагрузки передаются на систему вертикальных элементов жесткости, устанавливаемых в продольном и поперечном направлениях и связанных с примыкающими к ним колоннами; стыки ригелей с колоннами в такой схеме обычно выполняются шарнирными или с частичным защемлением.
Многоэтажные сборные рамы. Их членят на отдельные элементы, изготовляемые на заводах и полигонах с соблюдением требований технологичности изготовления и монтажа конструкций. Ригели рамы членят преимущественно на отдельные прямолинейные элементы, стыкуемые по грани колонны скрытым или консольным стыком. Колонны также членят на прямолинейные элементы, стыкуемые через два этажа выше уровня перекрытия. Чтобы сохранить монолитность узлов и уменьшить число типов сборных элементов, многоэтажные рамы в некоторых случаях членят на отдельные однопролетные одноэтажные рамы.
Стыки многоэтажных сборных рам, как правило, выолняют с замоноличиванием —жесткими. При шарнирных стыках уменьшается общая жесткость здания и снижается сопротивление деформированию при горизонтальных нагрузках. Этот недостаток становится особенно существенным с увеличением числа этажей каркасного здания. Шарнирные стыки ригелей на консолях колонн неэкономичны, особенно в сравнении с жесткими бесконсольными стыками ригелей.
Типовые ригели пролетом 6 м армируют ненапрягае-мой арматурой, пролетом 9м— напрягаемой аратурой в пролете. Колонны высотой в два этажа армируют продольной арматурой и поперечными стержнями как внецентренно сжатые элементы.
Жесткие стыки колонн многоэтажных рам воспринимают продольную силу N, изгибающий момент М и поперечную силу Q. Арматурные выпуски стержней диаметром до 40 мм стыкуют ванной сваркой. При четырех арматурных выпусках для удобства сварки устраивают специальные угловые подрезки бетона длиной 150 мм; при арматурных выпусках по периметру сечения подрезку бетона делают по всему периметру. Концы колонн, а также места подрезки бетона усиливают поперечными сетками и заканчивают стальной центрирующей прокладкой (для удобства рихтовки на монтаже). После установки и выверки стыкуемых элементов колонны и сварки арматурных выпусков устанавливают дополнительные монтажные хомуты диаметром 10... 12 мм. Полости стыка (подрезка бетона) и узкий шов между торцами элементов замоноличивают в инвертарной форме под давлением. Исследования показали достаточную прочность и надежность стыка. Описанный стык также экономичнее по расходу стали и трудоемкости в сравнении с другими стыками, устраиваемыми на сварке стальных закладных деталей.
Уменьшение изгибающего момента в стыках колонн многоэтажного каркасного здания в большинстве случаев достигается выбором места расположения стыка ближе к середине высоты этажа, где изгибающие моменты от действия нагрузок приближаются к нулю и где улучшаются условия для монтажа колонн.
Стыки многоэтажных сборных рам, как правило, выполняют с замоноличиванием —жесткими. При шарнирных стыках уменьшается общая жесткость здания и снижается сопротивление деформированию при горизонтальных нагрузках. Этот недостаток становится особенно существенным с увеличением числа этажей каркасного здания. Шарнирные стыки ригелей на консолях колонн неэкономичны, особенно в сравнении с жесткими бесконсольными стыками ригелей.
Типовые ригели пролетом 6 м армируют ненапрягаемой арматурой, пролетом 9м— напрягаемой аратурой в пролете. Колонны высотой в два этажа армируют продольной арматурой и поперечными стержнями как внецентренно сжатые элементы.
Жесткие стыки колонн многоэтажных рам воспринимают продольную силу N, изгибающий момент М и поперечную силу Q. Арматурные выпуски стержней диаметром до 40 мм стыкуют ванной сваркой. При четырех арматурных выпусках для удобства сварки устраивают специальные угловые подрезки бетона длиной 150 мм; при арматурных выпусках по периметру сечения подрезку бетона делают по всему периметру. Концы колонн, а также места подрезки бетона усиливают поперечными сетками и заканчивают стальной центрирующей прокладкой (для удобства рихтовки на монтаже). После установки и выверки стыкуемых элементов колонны и сварки арматурных выпусков устанавливают дополнительные монтажные хомуты диаметром 10... 12 мм. Полости стыка (подрезка бетона) и узкий шов между торцами элементов замоноличивают в инвертарной форме под давлением. Исследования показали достаточную прочность и надежность стыка. Описанный стык также экономичнее по расходу стали и трудоемкости в сравнении с другими стыками, устраиваемыми на сварке стальных закладных деталей.
Уменьшение изгибающего момента в стыках колонн многоэтажного каркасного здания в большинстве случаев достигается выбором места расположения стыка ближе к середине высоты этажа, где изгибающие моменты от действия нагрузок приближаются к нулю и где улучшаются условия для монтажа колонн.
Конструирование рамных узлов
Входящие углы элементов рамы в растянутой зоне "должны иметь поперечную арматуру, назначаемую по расчету
72. Обеспечение пространственной жесткости многоэтажных зданий различных конструктивных систем.
Пространственная жесткость здания создается системой горизонтальных связей в уровне верха ригеля, а также вертикальными связями по колоннам.
Пространственная жесткость зданий в поперечном направлении создается поперечными рамами, а в продольном - продольными, образованными колоннами, несущей конструкцией покрытия и подкрановыми балками ( в зданиях с кранами), а также вертикальными и горизонтальными связями.
Колонны каркаса здания располагают на плане в местах пересечения взаимно перпендикулярных продольных и поперечных разбивочных осей, образующих сетку колонн.
Пространственную жесткость зданий с плоскими несущими конструкциями обеспечивают, создавая горизонтальные и вертикальные диафрагмы.
Устойчивость и пространственная жесткость зданий с несущими каменными стенами обеспечиваются их соответствующим расположением и усилением их антисейсмическими лоясами, которые устраивают по всей протяженности наружных и внутренних стен на уровне перекрытий всех этажей, включая перекрытие над подвалом.
При рамной схеме пространственная жесткость здания в поперечном направлении достигается путем устройства жестких рам, а в продольном - устройством ригелей распорок, укладываемых по линии колонн; при рамно-связевой и связевой схемах - путем устройства жестко закрепленных вертикальных диафрагм. Во всех случаях должна быть обеспечена совместная работа ригелей, колонн, диафрагм. Это достигается сваркой стальных закладных деталей и замоноличиванием стыковых соединений и швов сборных элементов.
В целях повышения пространственной жесткости здания блоки соединяют между собой на уровне верха каждого этажа накладками из полосовой стали, приваренными к монтажным петлям или к специальным закладным стальным деталям. Таким же способом осуществляется связь между продольными и поперечными стенами. Связь перекрытий со стенами осуществляется стальными анкерами, привариваемыми к закладным деталям перемы-чечных или поясных блоков и монтажным петлям панелей перекрытий. Элементы перекрытий друг с другом связывают скрутками из проволоки и замоноличивают раствором.
Общая компоновка сейсмостойкого здания заключается в таком расположении несущих вертикальных конструкций ( рам, связевых диафрагм и других конструктивных элементов), при котором удовлетворяются требования симметричности и равномерности распределения масс и жесткостей. При этом следует иметь в виду, что конструктивные меры, повышающие пространственную жесткость здания в целом, вместе с тем повышают и его сейсмостойкость. В этих целях следует применять поперечные и продольные связевые диафрагмы, связанные перекрытиями.
Нерасчетные стыки устраивают для увеличения местной устойчивости конструкций, для повышения пространственной жесткости зданий. Эти стыки хотя и не рассчитывают, но качество их выполнения имеет большое значение для пространственной жесткости зданий и сооружений.
Каркас здания выполнен из сборных железобетонных конструкций. Соединение ригелей и распорок с колоннами принято с помощью жестких рамных узлов, обеспечивающих совместно с перекрытиями продольную и поперечную устойчивость и пространственную жесткость здания. Предварительно напряженные двускатные кровельные балки опираются на колонны шарнирно. Колонны устанавливаются на сборные составные фундаменты по типу фундаментов главного корпуса.