ответы по ЖБК 1-31 вопрос


1.Элементы железобетонных конструкций, работающие на центральное и внецентренное растяжение. Конструктивные особенности растянутых элементов. В условиях центрального (осевого) растяжения находятся затяжки арок, нижние пояса и нисходящие раскосы ферм, стенки круглых в плане резервуа-ров для жидкостей и некоторые другие конструктивные элементы. Центрально-растянутые элементы применяют, как правило, предварительно напряженными, что является главным средством существенного повышения их сопротивления образо-ванию трещин в бетоне. Растянутая предварительно напрягаемая арматура (стержни, проволочные пучки, арматурные канаты) в линейных элементах (затяжки арок, нижние пояса ферм) не должна иметь стыков. В поперечном сечении элемен-та предварительно напрягаемую арматуру размещают симметрично с тем, чтобы при передаче обжимающего усилия избежать внецентренного обжатия элемента.
При натяжении на бетон предварительно напряженную арм, размещают в специаль-но предусматр-х каналах (3), в процессе обжатия не работает в составе поперечн сеч-я эл-та. В этом случае в эл-те предусмотрено небольш кол-во ненапрягаем арм (2), расположенн ближе к наружн поверхностям - для предотвращения возможных внецентренных возд-й в процессе обжатия.
19054254500
Стержнев рабоч арм, применяемая без предварит напряж-я, (2) соедин-ся по длине сваркой. В условиях внецентренн растяжения нах-ся стенки резервуаров, испытывающие внутренн давление от содержи-мого, нижние пояса безраскосных ферм и др эл-ты; они одновременно растяг-ся продольн силой N и изгибаются мом. М,что равноценно внецентренному растяжению усилием N с e=M/N относительно продольной оси эл-та. Внецентренно растянутые элементы армируют прод. и поперечн. стержнями аналогично армированию изг-х эл-в, но если прод. растягив-ающ сила N прилож м/у 2мя равнодействующими усилий в сж и раст арм., то арми-руют подобно армир-ю центр.-растянут-х эл-в. Содержание прод арм д.б. μ≥0,05%.
2) Расчет прочности центрально-растянутых элементов. Применение предварительного напряжения. Разрушение центрально-растянутых элементов происходит после того, как в бетоне образ-ся сквозные трещины и он в этих местах выключ-ся из работы, а в арматуре напряж-ия достигают предела текучести или временного сопротивления разрыву. Несущая спос-ть центрально-растянутого эл-та обусловлена предельным сопротивл-ем арм-ры без учета бетона. В соответствии с этим прочность центр-но-растянутых эл-ов, в общем случае имеющих в составе сечения предвар-но напрягаемую и ненапрягаемую арматуру с площадями сечения соответственно Asp и As рассчит-ют по усл-ию N=γS6RSASP+RSAS , где γS6-коэф-нт, учитыв-ий условия работы высокопрочной арматуры при напряжениях выше условного предела текучести. Если применяется напрягаемая арм-ра с усл-ым пределом текучести, то вместо гаммаSRS вводится расч-ое напряж-ие σsd. В элементах с напрягаемой арматурой без анкеров необходимо проверять прочнос-ть сечений элемента в пределах длины зоны передачи напряжений. Расчетное сопротивл-ие арм-ры здесь принимают сниженным, определяя его умножением на коэффициент γS5=lx/lp, где lx - расстояние от начала зоны передачи напряжений до рассматриваемого сечения арматуры в пределах этой зоны; lp - полная длина зоны передачи напряжений. Предварит-но-напряжен-ные к-ии – это к-ии или их эл-ты, в которых предварительно, т.е. в процессе изготовления, искусственно созданы в соответствии с расчетом начальные напряжения растяжения в арматуре и обжатия в бетоне. Обжатие бетона на величину σbp осуществляется предварительно натянутой арм-рой, которая после отпуска натяжных устройств стремится возврати-тся в первоначальное состояние. Проскальзывание арматуры в бетоне исключается их взаимным сцеплением или специальной анкеровкой торцов арматуры в бетоне. Начальные сжимающие напряжения создают в тех зонах бетона, которые впоследствии испытывают растяжение. Жб элементы без предвар-го напряжения работают при нали-чии трещин:Fser<Fcrc<Fu, где Fser- эксплуат-ая на-грузка, Fcrc-нагрузка, при которой обр-ся трещины;Fu - разрушающая нагрузка. Жб-ые предв-но-напр-ые эл-ты работают под нагрузкой без трещин или с ограниче-нным по ширине их раскрытием: Fcrc<Fser<Fu. 2 сп-ба предв. натяж-я: 1сп-б: на упоры (до бетонирования констр-ии) – арм натягивают, концы закрепл-т в бортах изд-я, затем бетонируют форму. После твердения арм освобожд. от натяжн. устр-ва и сжимающ усилия передаются на бет. 2сп-б: после бетонирования констр-ии – арм располагают в каналах бетонируемой констр-ии и натягивают ее, после приобрете-ния бет. необх. прочности. Натяжение – с пом. Расширяющ-ся цемента
-64815875200Таким образом, предварит-ое напряжение не повышает прочность конструкции, а увеличивает ее жесткость и трещиностойкость 3. Два расчетных случая для внецентренно растянутых элементов. Случай внецентренно растянутых элементов прямоугольного профиля. Внецентр-но растянутые эл-ты – это эл-ты, у которых линия действия внешней продольной растягивающей силы N не совпадает с геометр-им ценр. тяж. растяну-того сечения. В условиях внецентр-го растяжения находятся нижние пояса ферм, затяжки арок при внеузловом их загружении поперечными нагрузками, диафрагмы оболочек, стенки прямоугольных бункеров и резервуаров и т.д. Расчет должен производ-ся в завис-ти от положения продольной силы N. Случай малых эксц-ов (продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в растянутой и сжатой арматуре). В этом случае всё сечение растянуто. В предельном состоянии в бетоне образуются сквозные поперечные трещины. Бетон в работе не участвует. Разрушение эл-та происходит, когда напряжения в продольной арм-ре достигнут предельного значения: ;


Расч-ая схема внец-но-раст-го эл-та с малым эксц-ом
Случай больших эксцентриситетов (продольная сила N приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в растянутой и сжатой арматуре).
Как и при изгибе, часть сечения сжата, а часть растянута. Вследствие образования трещин в бетоне растянутой зоны растягивающие усилия воспринимаются арм-рой.
Нес-ая спос-ть эл-та обусловлена предельным сопротивл-ем растяжению арм-ры растянутой зоны, а также предельным сопрот-ем сжатию бетона и арм-ры сжатой зоны: ,при этом высота сжатой зоны x определяется из условия . Если получ-ое знач-ие, в усл-ие прочности подставл-ся
Расч-ая схема внец-но-раст-го
эл-та с большим эксц-ом
4. Трещиностойкость ж-б-х элементов. Расчет по образованию трещин центрально растянутых и изгибаемых элементов, предварительно напряженных и без предварительного напряжения. Трещин-тью жб к-ии наз-ют ее сопротив-ние образ-ию трещин в I стадии напряжен-но-деформир-ного сост-ия или сопрот-ние раскрытию трещин в стадии II НДС. В жб эл-х трещины м.б. вызваны условиями твердения бетона (усадки) или перенапряжением мате-в (перегрузкой, осадкой опор, изменением темп-ры). Трещины от перенапряжения появ-ся чаще в растянутых зонах. Трещина в сжатых частях указывают на несоответствие размеров сечения усилиям сжатия, яв-ся опасными для прочности к-ии. Трещины понижают жесткость конструкции и нарушают ее монолитность, что имеет особенное знач-е для констр-ций, подверженных действию вибрац-ных и динам-ких нагрузок.
Наличие трещин в жбк облегчает доступ влаги и агрессивных газов к арматуре, что м. вызвать ее коррозию; кроме того, бетон с трещинами знач-но легче выветривает-ся. Предельная ширина раскрытия трещин, при которой обеспеч-ся нормальная экспл-ия зданий, коррозионная стойкость арм-ры и долговечность к-ии, в завис-ти от категории требований по трещиностойкости не должна превышать 0,2- 0,4 мм.
Расчет по образованию трещин заключается в проверке условия, что трещины в сечениях, нормальных к продольной оси, не образуются, если продольная сила N от действия внешней нагрузки не превосходит внутр-го предельного усилия в сечении перед образованием трещин Ncrc, т. е.:N<=Ncrc. Продольное усилие Ncrc определяют по напряжениям, возникающим в материалах перед образованием трещин:
 ,где А - площадь сечения элемента;
As — суммарная площадь сечения напрягаемой и ненапрягаемой арматуры;
Р — усилие предварительного обжатия. Для эл-та без предвар-го напряжения при опред-ии усилия Ncrc в следует принять.
Вызванное ползучестью и усадкой бетона сжимающее напряжение в ненапрягаемой арматуре σs снижает сопротивление образованию трещин элемента. 5. Момент образования трещин, нормальных к продольной оси. Расчет ширины раскрытия трещин ж-б-х элементов. Прочность бетона на растяжение в 15-20 раз ниже, чем прочность на сжатие. Стадии напряженно-деформированного состояния (НДС) I стадия. В начале I стадии бетон растянутой зоны сохраняет сплошность, работает упруго. Усилия в растянутой зоне воспринимает в основном бетон. Напряжения в арматуре незначительны. Конец I стадии наступает, когда деформации удлинения крайних волокон достигнут предельной растяжимости.
II стадия. В бетоне растянутой зоны интенсивно образуются и раскрываются трещины. В местах трещин растягивающие усилия воспринимает арматура и бетон над трещиной под нулевой линией. На участках между трещинами – арматура и бетон работают еще совместно. По мере возрастания нагрузки напряжения в арматуре приближаются к пределу текучести Rs, т.е. происходит конец II стадии.
По II стадии рассчитывают величину раскрытия трещин и кривизну элементов.
III стадия. Стадия разрушения элемента. Самая короткая по продолжительности. Напряжения в арматуре достигают предела текучести, а в бетоне – временного сопротивления осевому сжатию. Бетон растянутой зоны из работы элемента почти полностью исключается. Расчет ширины раскрытия трещин
Считается, что трещины, нормальные к продольной оси, не появляются, если усилие, возникающее в элементе от внешних воздействий, не будет превышать внутреннего усилия, которое может воспринять сечение перед образованием трещин: F≤Fcrc, где F – усилие от нормативных нагрузок (M или N); Fcrc – внутрен-нее усилие, которое может выдержать элемент перед образованием трещин, т.е. при напряжениях в растянутой зоне сечения равных Rbtn.
Считается, что ширина раскрытия трещин, возникающих в элементе от внешних воздействий, не будет превышать допустимой, если ее значение меньше предельной: acrc≤acrc,u, где acrc – расчетное значение ширины раскрытия трещины; acrc,u – предельно допустимая ширина раскрытия трещины
6. РАСЧЁТ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИВИЗНЫ ОСИ И ЖЁСТКОСТИ ИЗГИБАЕМЫХ И ВНЕЦЕНТРЕННО НАГРУЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА УЧАСТКАХ С ТЕРЩИНАМИ И БЕЗ ТРЕЩИН. РАСЧЁТ ПРОГИБОВ. 1. Определение кривизны жб-го эл-та. По длине жб-го эл-та в завис-ти от вида нагрузки и характера напря-женного состояния могут быть участки без трещин и участки, где в растянутой зоне есть трещины. 2. Определение кривизны железобетонных элементов на участках без трещин в растянутой зоне. На участках, где не образуются нормальные к продольной оси трещины, полная величина кривизны изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов определяется по ф-ле где (1/r)1  – кривизна от действия кратковременных нагрузок, (1/r)2 – кривизна от действия постоянных и длительных временных нагрузок (без учета усилия Р). Для элементов без предварительного напряжения значения кривизны (1/r)3  и (1/r)4  принимают равными нулю. Определение кривизны ж/б-ных элементов на участках с трещинами в растянутой зоне. Полная кривизна (1/r) для участка с трещинами в растянутой зоне должна опред-ся по ф-ле
где (1/r)1 – кривизна от непродолжит-го действия всей нагрузки, на которую производится расчет по деформациям; (1/r)2 -кривизна от непродолжит-го действия постоянных и длительных нагрузок; (1/r)3 – кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок; (1/r)4 – кривизна, обусловленная выгибом элемента вследствие усадки и ползучести бетона от усилия предварительного обжатия. Расчет прогибов. Прогиб fm, обусловленный деформацией изгиба, определяется по формуле где–изгибающий момент в сечении х от действия единичной силы; (1/r)х – полная кривизна элемента в сечении х от нагрузки, при которой определяется прогиб; знак 1/r принимается в соответствии с эпюрой кривизны.
Для изгибаемых элементов при 1/h< 10 необходимо учитывать влияние поперечных сил на их прогиб. В этом случае полный прогиб ftot равен сумме прогибов, обусловленных соответственно деформацией изгиба fm и деформацией сдвига fq.
7. Основы расчета статически неопределимых жбк с учетом перераспределе-ния усилий вследствие пластических деформаций. Понятие о «пластическом шарнире». Сущность и цели расчета статически неопределимых жбк с учетом перераспред-я усилий, условия допускающие выравнивание моментов.
Пластический шарнир - участок больших местных деформаций, возникающих в ре-зультате развития в арматуре пластических деформаций. Расчет с учетом перера-спределения усилий позволяет сэкономить площадь рабочей арматуры до 30 %. В сборных конструкциях это дает возможность облегчить и типизировать узловое, сопряжение отдельных элементов. Перераспределение моментов под влиянием образования пластических шарниров в ригеле. Практический расчёт заключается в уменьшении примерно на 30% опорных моментов ригеля и по схемам загружения (1+4), при этом намечается образование пластических шарниров на опо-ре. К эпюре моментов схем загружения (1+4) прибавляют выравнивающую эпюру моментов так, чтобы уравнялись опорные моменты М 21=М 23 и были обеспечены удобства армирования опорного узла. Ординаты выравнивающей эпюры моментов:
,, При этом: , .
Разность ординат в узле выравнивающей эпюры моментов передаётся на стойки.
Опорные моменты на эпюре выравненных моментов:
, ,
, .
Строим выравнивающую эпюру и выравненную эпюру (1+4).
8. Классификация перекрытий. Понятие о балочное плите и плите, опертой по контуру. Сборные балочные перекрытия, общая конструктивная схема.
Перекрытия — горизонтальные ограждающие конструкции, разделяющие по высоте объем здания на этажи; одновременно они являются и несущими, так как воспринимают вертикальные нагрузки от людей, оборудования и материалов, находящихся на этаже, и горизонтальные ветровые нагрузки, передающиеся от стен зданий, т. е. перекрытия выполняют роль диафрагм жесткости в горизонтальном направлении, обеспечивающих устойчивость зданий. По конструктивным схемам перекрытия делятся на балочные, ребристые и панельные (безбалочные).
БАЛОЧНЫЕ ПЛИТЫ — это балки, которые в верхней части расширены плитами. Несущая способность балочных плит основана на совместном действии балок и плит. Поэтому плиты и балки должны быть связаны между собой арматурой так, чтобы была обеспечена прочность на сдвиг. Толщина плит должна составлять минимум 7 см, а высота сечения балок не должна быть меньше 10 см. ПЛИТА, ОПЁРТАЯ ПО КОНТУРУ- плита, опирающаяся по всему её периметру. Перекрытия с плитами, опертыми по контуру, применяют главным образом по архитектурным соображениям, например для перекрытия вестибюля, зала и т. п. По расходу арматуры и бетона эти перекрытия менее экономичны, чем перекрытия с балочными плитами при той же сетке колонн. Сборные балочные перекрытия.
В состав СБП входят панели и поддерживающие их балки, называемые ригелями. Ригели могут опираться на колонны (в зданиях с полным каркасом) или на внутренние колонны и наружные несущие стены (в зданиях с неполным каркасом)
Компоновка конструктивной схемы перекрытия заключается в выборе направления ригелей, установлении размеров пролета и шага ригелей, типа и размеров плит перекрытий; при этом учитывают: величину временной нагрузки, назначение здания, архитектурно-планировочное решение; общую компоновку конструкции всего здания. В зданиях, где пространственная жесткость в поперечном направлении создается рамами с жесткими узлами, ригели располагают в поперечном направлений, а панели — в продольном. В жилых и общественных зданиях ригели могут иметь продольное направление, а плиты— поперечное. В каждом случае выбирается соответствующая сетка колонн. При проектир-нии раз-рабатывают несколько вариантов конструктивных схем перекрытия и на основании сравнения выбирают наиболее экономичную. Схема(колонна, ригель, плита) 9. Сборные панели перекрытия (пустотные, ребристые), основы их расчета и конструирования По форме поперечного сечения различают ребристые и много-пустотные панели. Ребристые панели применяют преимущественно в промышлен-ных зданиях. Высота сечения панели 25…35см.
Многопустотные панели, имеющие гладкие потолочные пов-ти, применяют главным образом в гражданском строительстве. Наибольшее распространение получили панели с круглыми пустотами, шириной 1,0…2,0м, высотой сечения 20…24 см. Панели с овальными пустотами, несмотря на лучшие показатели по расходу материала, менее технологичны в изготовлении и применяются редко.
Максимальные усилия : M=ql02/8; Q=ql0/2, где q=(g+v)b’l – полная нагрузка на 1м плиты; g – постоянная нагрузка; v – временная нагрузка; b’l – ширина панели; l0 – расчетный пролет.
Высота сечения предварительно напряженных панелей (1/20…1/30)l0.
После установления размеров сечения плиты, задавшись классом рабочей арматуры и бетона, выписывают их расчетные характеристики; затем производят расчет прочности плиты по нормальным и наклонным сечениям. При расчете по нормальным сечениям для ребристой плиты вводят эквивалентное тавровое сечение (рис 9.2 а), а для многопустотной – двутавровое (рис 9.2 б). Расчетную ширину сечения принимают равной суммарной толщине всех ребер. В ребристых панелях производят так же расчет прочности верхней полки на местный изгиб. В этом случае при отсутствии поперечных ребер из полки плиты мысленно выделяют полосу шириной 100см (рис 9.2 а), расчет которой производится как частично защемленной по концам балки пролетом l=b’l –b на действие пролетного и опорного моментов M=ql2/11. Далее выполняют расчет прогибов, трещиностойкости и проверку прочности плиты на монтажные нагрузки.

10. РАСЧЕТ НЕРАЗРЕЗНОГО РИГЕЛЯ С УЧЕТОМ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЙ, ПОСТРОЕНИЕ ОГИБАЮЩЕЙ ЭПЮРЫ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ. ПОСТРОЕНИЕ ЭПЮРЫ АРМАТУРЫ. Расчет с учетом перераспределения усилий позволяет стандартизировать и упростить армирование и дает экономию арматуры по сравнению с упругим расчетом до 20%. Расчет ригеля. В начале устанавливают расчетную схему неразрезной балки. Расчетный пролет принимают равным расстоянию между осями колонн. Нагрузка, действующая на ригель от плит перекрытия, принимается равном-но распред-ой при плоских плитах или сосредото-ченной при ребристых плитах. Подсчитывают постоянные g и временные v нагрузки на ригель:; ,
где g2–нагрузка от собственной массы ригеля; l sup- ширина грузовой площади ригеля, равная пролету плиты; g1, v1 - нагрузки на единицу площади перекрытия.
Затем как для упругой неразрезной балки находят изгибающие моменты и поперечные силы от постоянной нагрузки g и временной нагрузки V при невыгодных расположениях последней по длине ригеля

Где α, β, γ, δ – коэффициенты, зависящие от вида нагрузки, комбинации и загруже-ния и количества пролетов балки. После построения эпюры изгибающих моментов для заданных загружений вычисляются значения моментов в заданных сечениях.
Далее производят подбор сечений продольной арматуры в расчетных сечениях – в пролетах и на опорах, выполняют расчет наклонных сечений, строят эпюры арм-ры и определяют места фактического обрыва продольной арм-ры в целях ее экономии.
Построение эпюры арматуры выполняется с целью рационального размещения продольной арматуры в растянутых зонах балки. Так как определение площадей продольной арматуры производится в сечениях с максимальными внешними моментами, а сами моменты изменяют свою величину и знак по длине балки, то появляется необходимость распределения арматуры по длине балки, при котором эпюра материалов максимально приближается к эпюре внешних моментов. Это достигается за счет обрыва части стержней продольной арматуры
Для работы верхних стержней необходима их дополнительная заделка с каждой стороны на величину W, равную 20 диаметрам арматуры: 11.Конструкции и расчёт стыковых соединений элементов.
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.
12. Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами. Конструктивные схемы. Расчет и конструирование плиты и второстепенной балки.
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. Полная нагрузка q=g+v 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. Второстепенные балки размещают так, чтобы ось одной из балок совпала с осью колонны. Ширина плиты — 1,5..2,5 м. Расчетный пролет плиты принимают равным расстоянию в свету между второстепенными балками и при опирании на наружные стены — расстоянию от оси опоры на стене до грани ребра. 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; сетки перегибают на расстоянии 0,25 L от оси опоры.
Расчетный пролет второстепенных балок 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.
Поперечные силы второстепенной балки 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 сваркой горизонт-ных поперечных стержней. На опорах второстепенные балки армируют двумя гнутыми сетками с продольными рабочими стержнями.
-34290989330002.Компоновка конструктивной схемы перекрытий: А) Выбор сетки колонн – производится с учетом назнач-я зд-я, арх-план-го решения, т.д.,Б) Выбор направления главных балок: м.б. 2 варианта: -поперечное , -продольное
13. Монолитные безбалочные перекрытия. Конструктивные схемы. Расчет и конструирование безбалочных перекрытий.
Безбалочное монолитное перекрытие представляет собой сплошную плиту, опертую непосредственно на колонны с капителями. Устройство капителей вызывается конструктивными соображениями, с тем чтобы создать достаточную жесткость в месте сопряжения монолитной плиты с колонной, обеспечить прочность плиты на продавливание по периметру капители, уменьшить расчетный пролет безбалочной плиты и более равномерно распределить моменты по ее ширине. Безбалочные перекрытия проектируют с квадратной или прямоугольной равнопролетной сеткой колонн. Толщину монолитной безбалочной плиты находят из условия достаточной ее жесткости h=1/32 ...1/35h, где h — размер большого пролета при прямоугольной сетке колонн; Безбалочное перекрытие рассчитывают по методу предельного равновесия. Для безбалочной плиты опасными (расчетными) загружениями являются: полосовая нагрузка через пролет и сплошная по всей площади. По контуру здания безбалочная плита может опираться на несущие стены. Особенности конструктивных решений безбалочных сборно-монолитных перекрытий. В безбалочных сборно-монолитных перекрытиях остовом для монолитного бетона служат сборные элементы — надколонные и пролетные панели. Одно из возможных решений состоит в том, что капители на монтаже временно крепят к колоннам съемными хомутами. На капителях колонн в двух взаимно перпендикулярных направлениях укладывают надколонные плиты толщиной 50...60 мм; в центре — пролетную плиту такой же толщины, опертую по контуру. Сборные плиты — предварительно напряженные, армированные высокопрочной арматурой. В целях создания неразрезности в местах действия опорных моментов уложена верхняя арматура в виде сварных сеток. При расчете используют след.методы: 1)упрощенный (приближенный) метод – надколонные плиты рассм-ся как неразрезная балка с учетом перераспределения усилий. Опорные и пролетное моменты: М1=М2=qL2/16/. Пролет плиты рассм-ся как плиты опертые по контуру: M=qL2/27. 2) метод предельного равновесия - При загружении полосовой нагрузки для случая излома отдельной полосы с образованием 2х звеньев, соединенных тремя линейными шарнирами 14. КЛАССИФИКАЦИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ НЕГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ. ОТДЕЛЬНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ КОЛОНН: КОНСТРУКЦИИ СБОРНЫХ И МОНОЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ. Существует несколько признаков, по которым классифицируют фундаменты. По условиям изготовления различают фунда-менты монолитные, возводимые непосредственно на месте строительства, и сборные, монтируемые из отдельных заранее изготовленных элементов. По условиям работы фундаменты подразделяют на жесткие, воспринимающие в основном сжимающие усилия, и гибкие, при работе которых образуются деформации изгиба, влияющие на распределение давления по подошве.
По форме фундаменты можно отнести к следующим основным типам: ленточные, отдельные, сплошные и массивные. Конструкции сборных фундаментов.
В зависимости от размеров сборные фундаменты колонн выполняют цельными и составными. Их выполняют из тяжелых бетонов классов В15...В25, устанавливают на песчано-гравийную уплотненную подготовку толщиной 100 мм. В фундаментах предусматривают арматуру, располагаемую по подошве в виде сварных сеток. Минимальную толщину защитного слоя арматуры принимают 35 мм. Если под фундаментом нет подготовки, то защитный слой делают не менее 70 мм.
Сборные колонны заделывают в специальные стаканы фундаментов. Глубину заделки d принимают равной 1... 1,5 большему размеру поперечного сечения колонн. Толщина нижней плиты гнезда должна быть не менее 200 мм. Зазоры между колонной и стенками стакана принимают следующими: понизу — не менее 50 мм, поверху — не менее 75 мм. При монтаже колонну устанавливают в стакан с помощью подкладок и клиньев, после чего зазоры заполняют бетоном.
Конструкции монолитных фундаментов
Монолитные отдельные фундаменты устраивают под сборные и монолитные каркасы зданий и сооружений. Типовые конструкции монолитных фундаментов, сопрягаемых со сборными колоннами, разработаны под унифицированные размеры (кратные 300 мм): площадь подошвы — (1,5х1,5) ...(6x5,4) м, высота фундамента — 1,5; 1,8; 2,4; 3; 3,6 и 4,2 м. В фундаментах приняты: удлиненный подколонник, армированный пространственным каркасом; фундаментная плита с отношением размера вылета к толщине до 1 :2, армированная двойной сварной сеткой; высоко размещенный армированный подколонник.
15. Расчет центрально и внецентренно нагруженных фундаментов. Конструирование. Центрально-нагруженные фундаменты. Необходимая площадь подошвы центрально-нагруженного фундамента при предва-рительном расчете A=ab=Nn/(R-γm*d). Если нет особых требований, то центрально-нагруженные фундаменты делают квадратными в плане или близкими к этой форме. Минимальную высоту фундамента с квадратной подошвой определяют условным расчетом его прочности на продавливание в предположении, что оно может происходить по поверхности пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонн и наклонены под углом 45°. Это условие выражается формулой (для тяжелых бетонов) P≤Rbt*h0*um. Продавливающую силу принимают согласно расчету по первой группе предельных состояний на уровне верха фундамента за вычетом давления грунта по площади основания пирамиды продавливания: P=N-A1*p. p=N/A1; A1=(hc+2h0)(bc+2h0)
-361959080500Особ-ти расчета внецентр-но нагруж-ых отдельных фунд-ов под колонны.
-2476554102000-1778035306000Внецентренно нагруженные фундаменты. Их целесообразно выполнять с прямоугольной подошвой, вытянутой в плоскости действия момента. Предварительно краевые давления под подошвой фундамента в случае одноосного внецентренного загружения определяют в предположении линейного распределения давления по грунту в направлении действия момента по формулам:
16. Ленточные фундаменты под несущими стенами и рядами колонн: особенности расчета и конструирования. Перекрестные ленточные фундаменты. Сплошные фундаменты, общие сведения.
61087023368000Под несущими стенами ленточные фундаменты выполняют преимущественно сборными. Они состоят из блоков-подушек и фундаментных блоков. Блоки-подушки могут быть постоянной и переменной толщины, сплошными, ребристыми, пустотными. Укладывают их вплотную или с зазорами. Рассчитывают только подушку, выступы которой работают как консоли, загруженные реактивным давлением грунта р (без учета массы веса и грунта на ней). Сечение арматуры подушки подбирают по моменту:
где l — вылет консоли
Толщину сплошной подушки h устанавливают по расчету на поперечную силу Q=pl, назначая ее такой, чтобы не требовалось постановки поперечной арматуры. Ленточные фундаменты под рядами колонн.
Ленточные фундаменты под рядами колонн возводят в виде отдельных лент продольного или поперечного (относительно рядов колонн) направления и в виде перекрестных лент. Ленточные фундаменты могут быть сборными и монолитными.
Ленты армируют сварными или вязаными каркасами. Верхние продольные стержни сварных каркасов рекомендуется укреплять на всем протяжении в горизонтальном направлении сварными сетками. Перекрестные ленточные фундаменты.
Расчет перекрестных балок на упругом основании с коэффициентом постели значительно проще; в этом случае в дополнение' к изложенному выше возникает задача о расчете узла, состоящего из жесткого подколонника и четырех длинных балок . Моменты и усилия в узле определяют по формулам, аналогичным; при одинаковой жесткости длинных балок. Сплошные фундаменты. Сплошные фундаменты бывают: плитными безбалочными, плитно-балочными и коробчатыми. Наибольшей жесткостью обладают коробчатые фундаменты. Сплошными фундаменты делают при особенно больших и неравномерно распределенных нагрузках. Конфигурацию и размеры сплошного фундамента в плане устанавливают так, чтобы равнодействующая основных нагрузок от сооружения проходила в центре подошвы. Безбалочные фундаментные плиты армируют сварными сетками. Сетки принимают с рабочей арматурой в одном направлении; их укладывают друг на друга не более чем в четыре слоя, соединяя без нахлестки в нерабочем направлении и внахлестку без сварки — в рабочем направлении. Верхние сетки укладывают на каркасы подставки. Плитно-балочные сплошные фундаменты армируют сварными сетками и каркасами. 17. Каменные и армокаменные конструкции, общие сведения. Виды каменных и армокаменных конструкций. Область применения.
Виды каменных конструкций. Каменная кладка представляет собой неоднород-ное тело, состоящее из камней, вертикальных и горизонтальных швов, заполненных раствором. Кам.конст-ции широко прим-ся в ЗиС различного назнач-я в кач-ве наружных и внутренних стен, столбов, фундаментов и т.д.
Достоинством каменных конструкций является долговечность, прочность, огнестойкость, хорошая тепло и звукоизоляция, относительно низкая себестоимость. К недостаткам можно отнести относительно большая масса и высокая трудоемкость. По конструктивному решению каменную кладку разделяют на: -сплошную — из кирпича или камней правильной формы; -облегченную, состоящую из несущих кирпичных слоев и утеплителя, располагаемого внутри;
-с облицовкой керамическими плитками, кирпичом или камнями; -из крупных блоков.
Каменные материалы классифицируются по следующим признакам: по происхождению – природные и искусственные, по размерам – крупные блоки (камни) высотой более 500 мм, мелкоштучные блоки (камни) высотой до 200 мм, и кирпич высотой до 100 мм (65, 88, 103 мм) ВИДЫ АРМОКАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИИ:
Для повышения несущей способности кам.конст-ции армируют: поперечной арматурой в виде сеток, уклад-мых в гориз-х швах кладки; продольной арматурой, устан-мой внутри кладки или с внешней стороны в слое раствора и соед-ный поперечными хомутами. Продольное армирование. Цель продольного армирования каменных конструкций – повысить сопротивляемость кладки растягивающим усилиям и обеспечить монолитность и устойчивость отдельных конструкций и всего сооружения в целом. Марку раствора в целях защиты арматуры применяют не ниже 50. Для армирования кладки применяют арматурную сталь классов A-I… A-III и обыкновенную арматурную холоднотянутую проволоку класса Вр-I. Сетчатое армирование получило наибольшее распространение, т.к. просто в производстве работ и эффективно применяется в кирпичных столбах и простенках малой гибкости l0/h ≤ 15 при небольших эксцентриситетах ео ≤ 0,17. Усиление каменных сжатых элементов поперечным армированием происходит благодаря тому, что арматурные стержни, работая на растяжение, препятствуют расширению кладки в поперечном направлении, повышая ее несущую способность.
Поперечную арматуру применяют в виде прямоугольных сеток и сеток типа «зигзаг» из сталей классов A–I и Bp-I. Прямоугольные сетки требуют для своей укладки большой толщины шва применяются при диаметре проволоки 3…6мм.
18. Нормативные и расчетные сопротивления кладки. Модули упругости и деформации. Упругая характеристика кладки.
Для получения расчетных характеристик R нормативное характеризуется рядом коэффициентов: R=RH*γ RH – нормативное значение прочности, кгс/см2
γc = 0,8 при F ≤ 0,3м2 (площадь столба или простенка), γc = 0,6 при круглом сечении
γc = 0,9 блоки и камни из силикатных …, γc = 1,1 крупные блоки и камни из тяжелого бетона… Прочностные характеристики кладки: Rt – сопротивление осевому сжатию; Rtb – сопротивление растяжению при изгибе; Rsq – сопротив-ление срезу; Rtw – сопротивление главным растягивающим усилиям при изгибе.
Модуль упругости и деформаций:. Деформативность кладки характеризуется модулем упругости E0=α*Ru (E0 = tgφ0 – для армированной кладки), где α – упругая хар-ка кладки, зависящий от вида кладки и марки раствора; Ru = k*R, где k – коэф-нт, зависящий от вида кладки и равный 2 для кладки из кирпича и камней всех видов. При более высоких напряжениях модуль деформаций – величина перемен-ная и для каждого напряжения выражается тангенсом угла наклона в данной точке кривой «σ – ε». Для упрощения расчета принимают значение секущего модуля деформации E = σ/ε = tgφ1. В соответствии с нормами величина модуля дефор-мации кладки Е при расчете конструкций по прочности определяется по формуле Е = 0,5Е0. При опред-ии деформ-ии кладки от продольных или поперечных сил, природа колебаний каменных к-ий, жесткости модуль деформаций принимается равным Е = 0,8Е0.
19)Расчет по несущей способности центрально сжатых и внецентренно сжатых элементов каменных консрукций.
Расчет каменной кладки на центральное сжатие
На центральное сжатие работают внутренние несущие столбы каменных зданий.
Расчет элементов неармированных каменных конструкций при центральном сжатие:
σ =N/(mg·φ·A) ≤ (R·γc)/γn, где N — расчетная продольная сила; γc – коэфф-т условия работы кладки; γn – коэфф-т надежности по нагрузке; R — расчетное сопротивление сжатой кладки; А — площадь сечения элемента; тg — коэфф-т, учитывающий влияние длительной нагрузки и определяемый по формуле: , где Ng — расчетная продольная сила от длительных нагрузок;
Расчет каменной кладки на внецентренное сжатие.
Внецентренное сжатие основной случай работы каменных конструкций. Расчет внецентренно сжатых неармированных элементов каменных конструкций: σ =N/(mg·φ1·A·ω) ≤ (R·γc)/γn, где Аc — площадь сжатой части сечения, определяем из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения расчетной продольной силы:
Аc = A, где A — площадь сечения элемента; h — высота сечения в плоскости действия изгибающего момента; e0 — эксцентриситет расчетной силы N относительно центральной точки сечения; где — коэф-т продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента 20. Расчет изгибаемых и центрально растянутых эл-в каменных конструкций. Расчет прочности изгибаемых элементов.
Проектирование неармированных конструкций, работающих на изгиб, допускается только для кладок, работающих по перевязанному сечению. К таким конструкциям относятся подпорные стенки с вертик-ми контрфорсами, стены зд-я между колоннами и т.п. Расчет сечений производят на действие изгибающего момента М и поперечной силы Q. При этом кладку условно рассматривают как упругий материал. Тогда по аналогии с известными положениями сопротивления мат-лов расчетные формулы примут вид:
1)При действии изгибающего момента M≤Rtb*W, где Rtb – расчетное сопротивление кладки растяжению по перевязанному шву; W – момент сопротивления кладки упругой ее работе;
2)При действии поперечной силы: Q≤Rtw*b*z, где Rtw – расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям при изгибе, численно равное Rtb; b – ширина сечения; z – плечо внутренней пары, для прямоугольного сечения z=2h/3
Расчет по деформациям растянутых поверхностей каменных конструкций из неармированной кладки производится по формулам:
1)При осевом растяжении: N≤E*A*εu
2)При внецентренном сжатии: N≤E*A*εu/((A(h-y)/I)-1), где Е – модуль деформаций кладки Е=0,8Е0; εu – предельная деформация кладки, при к-й еще не происходит появление трещин; назнач-ся в завис-ти от вида штукатурки; I – момент инерции сечения; (h-y) – расстояние отцентра тяжести сечения до наиболее удаленной растянутой грани.
21. Элементы армокаменных конструкций. Элементы с сетчатым армированием: конструктивные особенности, процент армирования.
Для повышения несущей способности каменные конструкции армируют: поперечной арматурой в виде сеток, укладываемых в горизонтальных швах кладки; продольной арматурой , устанавливаемой внутри кладки и ли с внешней стороны в слое раствора и соединенной поперечными хомутами.
Сетчатое армирование получило наибольшее распространение, т.к. просто в производстве работ и эффективно применяется в кирпичных столбах и простенках малой гибкости l0/h ≤ 15 при небольших эксцентриситетах ео ≤ 0,17. Усиление каменных сжатых элементов поперечным армированием происходит благодаря тому, что арматурные стержни, работая на растяжение, препятствуют расширению кладки в поперечном направлении, повышая ее несущую способность.
Поперечную арматуру применяют в виде прямоугольных сеток и сеток типа «зигзаг» из сталей классов A–I и Bp-I. Прямоугольные сетки требуют для своей укладки большой толщины шва применяются при диаметре проволоки 3…6мм. Сетки «зигзаг» укладывают в двух смежных горизонтальных швах так, чтобы направление стержней в них было взаимно перпендикулярным. Две такие сетки равноценны одной прямоугольной, наибольший диаметр проволоки в них 8мм. Расстояние между стержнями (с1 и с2) д.б. не более 12 см и не менее 3 см. С увеличением расстояния между сетками по высоте кладки s эффективность их работы падает, поэтому сетки укладывают не реже чем через 5 рядов кладки из обыкновенного кирпича или 40см для других видов камней. Степень насыщения кладки сетчатой арматурой характеризуется процентом μ армирования кладки по объему. Для сеток с квадратными ячейками для арматуры сечением Ast с размером ячейки с
μ = (2Ast)/(cs)*100%.
Минимальный процент армирования μ = 0,1%, максимальный μ = 1,0%.марка раствора для армокаменных конструкций д.б. не ниже 50.
22. Расчет по несущей способности армокаменных конструкций при центральном и внецентренном сжатии. Эл-ты с продольным армированием: конструктивные особенности.
Расчет элементов с сетчатым армированием при центральном сжатии следует производить по формуле N ≤ mg φRsk A, где N — расчетная продольная сила; φ – коэф.продольного изгибаRsk ≤ 2R — расчетное сопротивление при центральном сжатии для армированной кладки из кирпича при растворе марки 25 и выше Rsk=R1+2μRs/100 Элементы с сетчатым армированием выполняются на растворах марки не ниже 50 при высоте ряда кладки не более 150 мм.Расчет внецентренно сжатых элементов с сетчатым армированием при малых эксцентриситетах, следует производить по формуле N ≤ mg φ1 Rskb Ac w. Продольное армирование кладки применяют при внецентренном сжатии с большими эксцентриситетами для восприятия растягивающих усилий в изгибаемых элементах, а также для повышения прочности и устойчивости тонких стен. При продольном армировании арматура укладывается снаружи под слоем цементного раствора или в штрабе кладки с заполнением мелкозернистым бетоном. Процент армирования в сжатой зоне назначается в пределах 0,2%<u<2% от всей площади сечения, в растянутой зоне – не менее 0,05. Продольное армирование выполняют аналогично армированию железобетонных конструкций. Различают внутреннее и внешнее продольное армирование. Продольные стержни связывают хомутами, устанавливаемыми в швах кладки. Арматура, при продольном армировании, располагается внутри вертикальных швов кладки, либо снаружи (под штукатурным слоем), либо в штрабе (с последующей заделкой раствором). Обеспечивая устойчивость, как отдельных частей, так и здания в целом, продоль-ное армирование противодействует растягивающим усилиям. Применяется при больших эксцентриситетных нагрузках, в изгибаемых элементах конструкции, для усиления тонких стен и особенно важно в сейсмоопасных районах. Для повышения несущей способности кладки, так же применяют усиление стальными или железобетонными конструкциями. Такое армирование носит название комплексной конструкции и, в основном, находит применение в промышленном строительстве.  24. Конструктивные схемы многоэт-х пром-х каркасных зд-й, обеспечение пространственной жесткости.
Многоэтажные произв-ные каркасные зд-я с балочными перекрытиями получили широкое распр-ние в химической, радиотехнической и других отраслях промышленности. По этой схеме строят также многие общественные зд-я.
Увеличение числа этажей сказывается главным образом на усилении сечения колонн и вертикальных связевых диафрагм нижних этажей, что меньше влияет на затраты материалов и общую стоимость зд-я, чем увеличение толщины несущих панелей в бескаркасных зд-ях. В каркасных зд-ях целесообразно гориз-ные нагрузки передавать ядру жесткости из монолитного жб. Каркас зд-я привязывают к ядру жесткости и он воспринимает только верт-ные нагрузки.
Многоэтажные зд-я с безбалочными перекрытиями сооружают на предприятиях пищевой промышленности и других производствах с повышенными требованиями к чистоте помещений. Наиболее экономичны многоэтажные зд-я с укрупненной сеткой колонн (6×12; 6×18; 12×12м), т.к. они обеспечивают быструю и рациональную перестройку технологии производства. В многоэт-х произв-ных зд-ях целесообразно применять предвар-но напряженные ригели с внешним армированием. В целях созд-я гибкой планировки цехов, модернизации и усоверш-ния производства в последнее время все шире внедряют в стр-во многоэт-е производственные зд-я с техническими этажами и пролетами междуэт-х перекрытий до 36 м. Основные несущие конструкции многоэтажного каркасного зд-я — жб рамы и связывающие их междуэт-е перекрытия. Пространственная жесткость зд-я обеспеч-ся в поперечном направлении работой многоэтажных рам с жесткими узлами — рамной системой, а в продольном — работой вертикальных стальных связей или же вертикальных железобетонных диафрагм, располагаемых по рядам колонн и в плоскости наружных стен, — связевой системой. Если в продольном направлении связи или диафрагмы по технологическим условиям не могут быть поставлены, их заменяют продольными ригелями. В этом случае пространственная жесткость и в продольном направлении обеспечивается рамной системой. При относительно небольшой временной нагрузке на перекрытия пространственная жесткость в обоих направлениях обеспечивается связевой системой; при этом во всех этажах устанавливают поперечные вертикальные диафрагмы.
25. Рамные и рамно-связевые системы каркасов.
По способу восприятия нагрузки и статической работе каркасы бывают: рамные, рамно-связевые и связевые.
Рамная система с жёсткими узлами воспринимает вертикальную и горизонтальную нагрузки. Жёсткость и устойчивость обеспечиваются только элементами каркаса.
В рамно-связевых каркасах горизонтальная нагрузка воспринимается в основном вертикальными диафрагмами жёсткости и только частично каркасом. Пространственная жёсткость зд-я обеспечивается совместной работой элементов рам горизонтальных дисков перекрытия и вертикальными диафрагмами жёсткости. 26. Конструкции универсальных промышленных зд-й. конструкции многоэт-х сборных рам, стыки эл-в (26.1). При современных темпах развития промышленности наиболее целесообразны здания, легко приспособляе-мые к изменениям технологии производства или позволяющие размещать в них различные производства без нарушения архитектурно­строительной основы.
Главной особенностью универсальных зданий является укрупненная сетка колонн. Более крупная сетка колонн облегчает процесс модернизации оборудования (или перестановку его), дает возможность организовывать технологический поток вдоль или поперек пролетов, улучшать условия труда в цехах, а в отдельных случаях снижать стоимость зданий. Исходным фактором при выборе сетки колонн является степень требуемой технологической маневренности производства, которая зависит от габаритов оборудования и выпускаемых изделий. По степени гибкости одноэтажные универсальные здания можно разделить на три группы: здания малой гибкости — с сеткой колонн 12X12 и 12X18 м, здания средней гибкости — с сеткой колонн 12x24, 18X18 и 18X24 м и здания большой гибкости—с сетками колонн 12X36, 60X60 м и более. В многоэтажных универсальных зданиях сетка колонн принимается 6X9, 12Х18 м и более. В отличие от обычных, универсальные здания оборудуют преимущественно подвесным транспортом. Мостовые краны, широко применяемые в обычных цехах, могут передвигаться лишь вдоль пролетов, а поэтому в большинстве случаев они не приемлемы для универсальных зданий, одним из свойств которых является возможность организа-ции технологического потока в двух взаимно перпендикулярных направлениях.Применение подвесного транспорта взамен мостовых кранов приводит к экономии материалов и снижению стоимости здания. В универсальных зданиях целесо-образно применять и напольный транспорт. В обычных зданиях под технологи-ческое оборудование предусматриваются индивидуальные фундаменты, и перестанов-ка оборудования сопряжена с трудоемкими и дорогими работами по переустрой-ству фундаментов. В универсальных зданиях целесообразнее предусматривать сплошную фундаментную плиту, которая позволяет располагать оборудова-ние в любом месте плана. Фундаментные плиты можно выполнять из монолитного или сборно­монолитного железобетона. В них предусматривают часто расположен-ные отверстия для анкеровки оборудования. Толщина плиты определяется расче-том и находится в пределах 150—300 мм. Замена индивидуальных фундаментов под оборудование и колонны сплошной плитой позволяет уменьшить объем работ нулевого цикла, эффективнее использовать строитель-ные механизмы, тогда как расход бетона обычно увеличивается незначительно. 26.1. Конструкции многоэтажных сборных рам, стыки элементов.
Многоэтажные сборные рамы членят на отдельные элементы, изготовляемые на заводах и полигонах, с соблюдением требований технологичности изготовления и монтажа конструкций. 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, выполняют жесткими. При шарнирных стыках уменьшается общая жесткость здания и снижается сопротивление деформированию при горизонталь-ных 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 арматурой 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. После установки и выверки стыкуемых элементов колонны и сварки арматурных выпусков устанавливают дополнительные монтажные хомуты диаметром 10—12 мм. Полости стыка — подрезки бетона и узкий шов между торцами элементов замоноличивают. Многоэтажные монолитные и сборно-монолитные рамы. Армирование ригеля многоэтажной монолитной рамы аналогично армированию главной балки монолитного ребристого перекрытия, за исключением крайней опоры, где ригель жестко соединен с колонной. При конструировании рамы предусматривают устройство швов бетонирования, что связано с временными перерывами в укладке бетона. Швы бетонирования в колоннах устраивают в уровне верха перекрытия. В этих местах из колонн нижележащего этажа выпускают концы арматуры для соединения с арматурой колонн вышележащего этажа. Монолитные рамы больших пролетов и с большой высотой этажей целесообразно армировать несущими арматурными каркасами. Сварные каркасы для каждого пролета ригеля собирают в один пространственный каркас, связанный поверху и понизу горизонтальными связями. Арматурный каркас колонны изготовляют в виде пространственного каркаса, образованного из продольных стержней, хомутов и поперечных связей, расположенных по боковым граням. Сборно-монолитные рамы также выполняют с жесткими узлами.
27. Конструктивные схемы многоэтажных гражданских зданий, элементы и узлы. Практические методы расчета многоэтажных рам на вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Расчет рам на вертикальные нагрузки. Если многоэтажные многопролетные рамы каркасных зданий имеют равные пролеты (или отличающиеся до 20%), одинаковую высоту этажей, а так же одинаковую нагрузку ярусам, то все узлы стоек таких рам, расположенных на одной вертикали, получают примерно равные углы поворота, в результате возникают равные узловые моменты с нулевыми точками эпюры моментов в середине высоты этажа. В этом случае многоэтажная рама м.б. расчленена на ряд одноэтажных рам трех типов; верхнего, среднего и нижнего этажей. Расчет каждого из этих рам производится по таблицам при наиболее невыгодных сочетаниях постоянных и временных нагрузок. При этом опорные изгибающие моменты в ригелях рамы M = (αg+βv)l2,
где α и β – табличные коэффициенты, зависящие от числа пролетов (два или три), схемы загружения и соотношения жесткостей ригеля и стойки; g и v – постоянная и временная нагрузка на 1 м ригеля; l – пролет ригеля (между осями колонн). Если рама имеет более трех пролетов, то ее рассматривают как трехпролетную. Расчет рам на горизонтальную (ветровую) нагрузку. Действующую на раму горизонтальную нагрузку заменяют сосредоточенными силами, приложенными к узлам рамы (рис. 12.6 в). В этом случае точки эпюры моментов стоек всех этажей, кроме первого, считают расположенными в середине высоты этажа, а в первом этаже (при защемленных в фундаментных стойках) – на расстоянии 2 h/3 от места защемления. Ярусная поперечная сила распределяется между отдельными стойками яруса (этажа) пропорционально их жесткостям: Qcol=QiB/ΣBk, где B – жесткость рассматриваемой стойки i-го яруса; m – число стоек яруса. Крайние стойки рамы имеют меньшую степень защемления в узле, чем средние, поэтому воспринимают меньшую долю ярусной поперечной силы. Это учитывается специальным коэффициентом β < 1. Опорные моменты в ригелях определяют из условия равновесия узлов. Ригели рассчитывают как изгибаемые элементы по нормальным и наклонными сечениям, колонны – как внецентренно сжатые элементы на действие изгибающего момента и соответствующей ему продольной силы. 28. Крупнопанельные здания. Расчетно-конструктивные схемы. Расчетные модели крупнопанельных зданий. Здания из объемных блоков.
В жилых домах, гостиницах, общежитиях необх-мо частое расположение внутренних стен и обеспечение звукоизоляции. Для необходимой звукоизоляции внутренние стены д.иметь плотность не менее 0,3т/м2, что соответствует толщине бетона 16см. Такие стены, обладая достаточной прочность, не нуждаются в каркасе. Оси связываются между собой, замоноличиваются и образуют пространственную систему, способную воспринимать гориз и вертик нагрузки. Здания такой конструкции наз-ся панельными. расчеты показ-ют, что многоэтаж-е жилые дома панельной конструкции высотой примерно до 20 этажей более экономичны, чем каркасные. При большой высоте панельные зд-я могут воспринять гориз-ную ветровую нагрузку; в этом случае предусматриваются доп-ные конструктивные мероприятия (установка монолитных диафрагм, ядер жесткости) или применяют зд-я каркасной системы. Преимущества панельных (бескаркасных) зд-й снижаются в случае необх-мости изменения планировочной структуры по вертикали, при использовании нижних этажей для помещений общественного назнач-я.
Объемно – блочные зд-я. Дальнейшим усоверш-м панельных конструкций явл-ся объемные блоки, изготовляемые на комнату или квартиру. Объемно-блочная схема отлич-ся наибольшей заводской готовностью. Затраты труда на изготовление блоков составляют 75-80% от общих трудозатрат. Прим-ся «блок-стакан», «блок-калпак», «блок-стакан лежащий» (12.1.в-д). блоки изготовляют монолитными или из плоских панелей путем сварки закладных деталей. Затем блоки поступают на спец конвейер, на к-м выпол-ся отделочные и санитарно-технич-кие работы. Масса блока до 10т. Блоки опираются друг на друга в углах или по линиям сопряжения стен. В первом случае этажность объемно-блочных зд-й обычно ограничивается 5ю этажами. Недостатком этого типа зд-й явл-ся ограниченность планировачных решений, небольшая вариантность размещения блоков в плане зд-я.
29. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ОСОБЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ Особые условия: -сейсмические районы, -сооружения, предназначенных для воспринятия кратковременных динамических нагрузок, -условия повышенных и высоких технологических температур
-подвергающихся воздействиям низких температур, -находящиеся в условиях агрессивных сред, -конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях сухого и жаркого климата
●Сейсмическими называют районы, подверженные землетрясениям. Проектирование современных зданий в сейсмических районах развивается по двум направлениям, отвечающим основным принципам сейсмозащиты, — пассивной и активной. При пассивной сейсмозащите производится усиление основных несущих конструкций здания для воспринятая дополнительных усилий, вызываемых сейсмическим воздействием. Активная сейсмозащита — это проведение дополнительных конструктивных мероприятий, имеющих целью не допустить возникновения опасных резонансных колебаний и тем самым снизить сейсмическое воздействие.
При компоновке конструктивной схемы сейсмостойкого здания нужно стремиться к такому расположению колонн, стен и перекрытий, при котором удовлетворяется требование симметрии и равномерности распределения масс и жесткостей. Все мероприятия, повышающие пространственную жесткость здания, повышают его сейсмостойкость. План здания должен быть простым, в виде прямоугольника, без выступающих пристроек и входящих углов. При сложных очертаниях в плане устраивают антисейсмические швы, разделяющие здание на отдельные, простые по форме блоки. Все выступающие части зданий — карнизы, козырьки, балконы должны быть жестко связаны с каркасом, а число их ограничено. Фундаменты в пределах одного блока располагают на одной глубине. При слабых грунтах устраивают перекрестные фундаментные ленты или сплошную фундаментную плиту. Кратковременные динамические нагрузки в гражданском и промышленном строительстве возникают в результате взрыва пыле- и газовоздушной смеси, падения грузов на конструкции и т. п. Эти нагрузки характеризуются высокой интенсивностью (давлением), малой продолжительностью действия (t≤1 с) и могут быть отнесены к аварийным воздействиям, однократно действующим на конструкцию. В этих случаях к сооружению может быть предъявлено основное требование: оно должно выдержать нагрузки без обрушения. При проектировании убежищ из монолитного железобетона рекомендуется использовать наиболее рациональные по характеру работы конструктивные решения: своды, оболочки, безбалочные перекрытия. Для обеспечения пространственной жесткости все элементы убежищ должны быть надежно соединены между собой с помощью сварки закладных деталей или выпусков арм-ры. В условиях систематического воздействия повышенных и высоких технологических температур работают железобетонные конструкции промышленных зданий горячих производств (литейные, электроплавильные цеха и т. п.), а также железобетонные дымовые трубы, фундаменты доменных печей, ограждения тепловых агрегатов и др. Повышенными называют технологические температуры в диапазоне 50...200°С, высокими — свыше 200 °С. Бетонные и железобетонные конструкции, подвергающиеся действию повышенных температур, проектируют из обычного бетона, высоких температур — из специального жаростойкого бетона. Применяемые классы по прочности на сжатие обычных тяжелых бетонов В15...В50, жаростойких В15...В40. Для жаростойких бетонов установлена нормами предельно допустимая температура применения, составляющая в зависимости от состава бетона 700... 1400 °С. При более высоких температурах необходимо устраивать специальный защитный слой (футеровку). При нагреве более чем на 50°С происходит снижение прочности бетона; оно тем больше, чем выше температура и чем длительнее нагрев.
Низкотемпературные воздействия на железобетонные конструкции подразделяются на климатические и технологические. ● Климатическим воздействиям подвергаются здания и сооружения в суровых климатических районах. ● В условиях низких технологических температур (-9О...196°С) работают резервуары для хранения сжиженных газов. При первоначальном замораживании прочность бетона повышается. При повторных замораживаниях и оттаиваниях его прочность снижается.
Арматура железобетонных конструкций в условиях низких температур становится хладноломкой и ее деформативность резко снижается, вследствие чего может произойти обрыв стержней и хрупкое разрушение железобетонных конструкций. Степень хладноломкости зависит от класса и марки стали, наличия сварных соединений, а также повреждений и характера нагрузки. В промышленности и сельском хозяйстве имеются предприятия, на которых производятся или используются химически агрессивные вещества, вызывающие коррозию железобетона. ● По степени агрессивности различают среды слабые, средние и сильные. Интенсивность воздействия среды зависит от вида среды, степени ее агрессивности, вида бетона, продолжительности действия нагрузки и среды и других факторов. Возведения зданий и сооружений из железобетона в районах с сухим и жарким климатом. В отличие от рассмотренных ранее условий работы конструкций, изготовляемых в нормальных условиях, влияние сухого и жаркого климата должно быть учтено уже на стадии приготовления, укладки и ухода за бетоном. При производстве работ в жаркий период должны быть приняты меры по защите составляющих бетона от чрезмерного нагрева, например, путем хранения их под навесом в увлажненном состоянии.
Для железобетонных конструкций, возводимых в условиях сухого и жаркого климата, применяют тяжелый бетон и бетон на пористых заполнителях. В качестве вяжущего для бетонов наиболее эффективными являются быстротвердеющий портландцемент, марка которого должна превышать класс бетона не менее чем в 1,5 раза в целях снижения усадочных и температурных деформаций твердеющего бетона и экономного расходования цемента. 30. Конструкции зданий возводимых в сейсмических районах, в районах вечномерзлых грунтов. Сейсмическими называют районы, подверженные землетрясениям. Землетрясения вызываются явлениями вулканического характера, сопровождающимися колебаниями земной коры. Силу землетрясения оценивают в баллах. При землетрясении силой 6 баллов и менее специальных усилений конструкций не требуется, хотя к качеству стр-х работ требования д.б. повышены. При землетрясении силой 7-9 баллов необх-м спец-й расчет к-ий. Землетрясение силой 10 баллов вызывает настолько значительные сейсмич-е воздействия, что восприятие их требует больших доп-х затрат материалов и средств, экономически не оправданных. В районах где возможны землетрясения 10 баллов, как правило, стр-во не ведется. Общая компоновка сейсмостойкого зд-я заключ-ся в таком расположении несущих верт-х конструкций (рам, связевых диафрагм), при к-м удовл-ся требования симметричности и равномерности распределения масс и жесткостей. При этом следует иметь в виду, что констр-ные меры, повышающие пространств-ю жесткость зд-я в целом, вместе с тем повышают и его сейсмостойкость. В сборных конструкциях необх-мо замоноличивать стыки и соединения, чтобы они были способны воспринимать сейсмич-е силы.
При сложных очертаниях зд-я в плане устраивают антисейсмические швы, разделя-ющие здание на отдельные блоки простой прямоугольной формы. Антисейсм-е швы обычно совмещают с темп-ми и осадочными швами. Стеновые панели зд-я жестко связывают с каркасом и перекрытиями. Вечномерзлые грунты: При выборе констр-й схемы зд-й для северных районов страны след-т учит-ть, что зд-я возв-ся на вечномерз-х грунтах. Решение констр-ций в этих условиях принимается в завис-ти от типа и свойств грунта, характера застройки, темп-го режима зд-я, времени стр-ва. В этих условиях предусм-ют спец. меры по сохр-ю вечномерз-го состояния основания или же учитывают возможн-ть неравномерной осадки зд-я при оттаивании основания. Опыт проектир-я и стр-ва показ-т, что достат-но надежны коннст-ции зд-й, возводимых на ж-б-х сваях, погружаемых и вмораживаемых в заранее пробуренные лидерные скважины при сохр-нии грунта вечномерзлым. При твердомерзлых грунтах d назначают больше размеров сечения свай, в пластично-мерзлых грунтах – меньше. По головкам свай выполняют ж-б-й ленточный ростверк. Чтобы сохр-ть грунт вечномерзлым, устраивают проветриваемое подполье.
Если зд-е возвод-ся на просадочных при оттаивании грунтах без применения свай, фундаменты вып-ют в вид перекрестных лент. В этом случае зд-е реком-ся делить на блоки небольшой длины (20-30м), а в деформ-х швах устраивать парные поперечные стены. 31. Конструкции, эксплуатируемые при воздействии высоких и низких температур и в условиях агрессивной среды. В условиях воздействия повы-шенных и высоких температур работают жб к-ии промышленных зданий горячих производств (литейные, электроплавильные цеха), а также жб дымовые трубы, фундаменты доменных печей. Повышенными называют технологические темпера-туры в диапазоне 50...200°С, высокими - свыше 200°С. Бетонные и жб к-ии, подвергающиеся действию повышенных температур, проектируют из обычного бетона, высоких температур – из специального жаростойкого бетона. Применяемые классы по прочности на сжатие обычных тяжелых бетонов В15...В50, жаростойких В15...В40. Для жаростойких бетонов установлена нормами предельно допустимая температура применения, составляющая в зависимости от состава бетона 700...1400°С. При более высоких температурах необходимо устраивать специаль-ный защитный слой (футеровку). При нагреве более чем на 50°С происходит снижение прочности бетона; оно тем больше, чем выше температура и чем длительнее нагрев. При температурах выше 400°С рабочую арм-ру устан-вают с не нагреваемой стороны. Низкотемпературные воздействия на жб к-ии подразде-ляются на климатические и технологические Климатическим воздействиям подвергаются зд-я и сооружения в суровых климатических районах. При этом расчетная зимняя температура наружного воздуха применяется как средняя температура наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строит-ва.
В условиях низких технологических температур (-90...196°С) работают резервуары для хранения сниженных газов и т.п. При первоначальном замораживании прочность бетона повышается. При повторных замораживаниях и оттаиваниях его прочность снижается. Для уменьшения отрицательного влияния низких температур необходимо принимать все меры для снижения количества влаги в бетоне: применять бетоны плотной структуры. Арматура железобетонных конструкций в условиях низких температур становится хладноломкой и ее деформативность резко снижается, вследствие чего может произойти обрыв стержней и хрупкое разрушение жб к-ий. Степень хладноломкости зависит от класса и марки стали, наличия сварных соединений, а также повреждений и характера нагрузки.
В условиях агрессивной среды вяжущие материалы и заполнители для бетона должны быть стойкими в данной агрессивной среде. В качестве самостоятельного конструкционного материала можно применять кислотостойкие бетоны на раствори-мом стекле, а также полимербетоны. Бетоны на цементном вяжущем для к-ий, эксплуатируемых в агрессивной среде, должны отвечать требованию плотности, которая характеризуется маркой по водонепроницаемости. Длительная сохранность стальной арматуры в бетоне обеспечивается: использованием арматурных сталей, наиболее стойких в данной агрессивной среде; соответствующей толщиной и плотностью защитного слоя; защитными покрытиями на арматуре. Минимальную толщину защитного слоя бетона и плотность бетона устанавливают в зависимости от степени агрессивности среды, вида агрессивной среды (газообразная, жидкая), вида конструкции. Толщина защитного слоя бетона при армировании термически упрочненной стержневой арматурой, высокопрочной проволокой и изделиями из нее должна быть не менее 25 мм. 23. Особенности расчета каменных стен и перемычек зданий. Зд-я с жесткой конструктивной схемой. Стена такого зд-я представляет собой вертикальную неразрезанную балку, неподвижными опорами которой служат перекрытия. Стена загружена вертикальной нагрузкой от собственного веса и нагрузками от опираю-щихся на нее перекрытий. Стена загружена вертикальной нагрузкой от собственного веса и нагрузками от опирающихся на нее перекрытий. Нагрузками на стену в каждом этаже является: нормальная сжимающая сила N1 от веса вышерасположен-ных участков стены и перекрытий и нагрузка N2 от перекрытия над рассматрива-емым этажом. Расчетным эл-м стены явл-ся простенок. Расчету подлежат сечение в уровне верха простенка. подсчитав в этом сечении M и N (с добавлением нагрузки от собственной массы Q1), опред-ют эксцентриситет е0=М/N. Зная е0 и задавшись марками камня и раствора, опр-ют расчетные сопрот-ния кладки R и производят проверку прочности стены по формуле: N=mg*φ1*R*Ac*ω [( - расчет внец-но сжатых эл-в, где mg – коэф,учит-щий снижение несущей способности эл-та при длительном действии нагрузки вследствие ползучести; φ1 – коэф продольного изгиба, Ac – площадь сжатой части сечения при прямоуг-й эпюре напряжений] , предварительно подсчитав λ и определив коэф-ты mg и φ. ПЕРЕМЫЧКИ
Для перекрытия проемов в каменных стенах обычно применяются жб-ые перемычки. При их отсутствии допускается применение каменных рядовых, клинчатых и арочных перемычек. Арочные и клинчатые перемычки часто применя-ют для того, чтобы придать фасадам домов архитектурную выразительность.
Неармированные каменные перемычки не допускается применять в стенах, на кото-рые действуют динамические нагрузки или когда возможны неравномерные осадки.
В каменных перемычках применяют кирпич и камень с прочностью не менее марки М75. При марке раствора М50...100 максимально допустимые пролеты неармиро-ванных перемычек составляют для рядовых и клинчатых 2 м, для арочных 4 м. При больших пролетах применяют армированные продольной арматурой и хомутами рядовые перемычки. Арочные перемычки могут иметь пролеты и более 4 м. При этом они конструируются и рассчитываются как бесшарнирные арки. За расчетную высоту перемычки h принимают расстояние от ее низа до уровня опирания балок или плит перекрытия. Перемычки в стенах, возводимых в зимних условиях, рассчи-тывают для стадии оттаивания на нагрузку от пояса кладки высотой, равной L.

Приложенные файлы

  • docx 680369
    Размер файла: 743 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий