Среда, 18.09.2024, 04:40
Приветствую Вас Приблудший

BAD BOYS PICTURES

Меню сайта
Главная » 2010 » Февраль » 7 » ЖБК-1
ЖБК-1
08:38
1.Статический расчет ж/б поперечной рамы одноэтажного здания. Нагрузки. Обеспечение жесткости и устойчивости каркаса. Расчетная схема и нагрузки. Поперечная рама одноэтажного каркасного здания испытывает действие постоянных нагрузок от массы по­крытия и различных временных нагрузок от снега, вертикального и горизонтального давления мостовых кранов, положительного и отрицательного давления ветра и др. (рис.XIII.19,а). В расчетной схеме рамы соединение ригеля с колон­ной считается шарнирным, а соединение колонны с фун­даментами - жестким. Длину колонн принимают равной расстоянию от верха фундамента до низа ригеля. Цель расчета поперечной рамы - определить усилия в колон­нах и подобрать их сечения. Ригель рамы рассчитывают независимо как однопролетную балку, ферму или арку. Постоянная нагрузка от массы покрытия передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля F. Эту нагрузку подсчитывают по соответствующей гру­зовой площади. Вертикальная нагрузка приложена по оси опоры ригеля и передается на колонну при привязке наружной грани колонны к разбивочной оси 250 мм с эксцентриситетом: в верхней надкрановой части е=0,25/2=0,125 м (при нулевой привязке е=0); в нижней подкрановой части е=(h1-h2)/2-0,125 (при нулевой привязке e=(h1—h2/2); при этом возника­ют моменты, равные M=Fe. Временная нагрузка от снега устанавливается в соот­ветствии с географическим районом строительства и про­филем покрытия. Она также передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля F и подсчитыва­ется по той же грузовой площади, что и нагрузка от мас­сы покрытия. Временная нагрузка от мостовых кранов определя­ется от двух мостовых кранов, работающих в сближен­ном положении. Коэффициент надежности для определе­ния расчетных значений вертикальной и горизонтальной нагрузок от мостовых кранов γf = 1,1. Вертикальная нагрузка на колонну вычисляется по линиям влияния опорной реакции подкрановой балки, наибольшая ордината которой на опоре равна единице. Одна сосредоточенная сила от колеса моста устанавли­вается на опоре, остальные силы располагаются в зави­симости от стандартного расстояния между колесами крана (рис. XIII.19,б). Максимальное давление на ко­лонну Dmax = Fmax y, (ХШ.8) при этом давление на колонну на противоположной сто­роне Dmin=Fmin∑ y· (XII1.9) Вертикальное давление от кранов передается через подкрановые балки на подкрановую часть колонны с экс­центриситетом, равным для крайней колонны e = 0,25-f-+λ—0,5hн (при нулевой привязке е=λ-0,5hн), для средней колонны е=λ (рис. XIII.19,в). Соответствующие моменты от крановой нагрузки Mmax = Dmaxe; Mmin = Dmlne. Горизонтальная нагрузка на колонну от торможения двух мостовых кранов, находящихся в сближенном поло­жении, передается через подкрановую балку по тем же линиям влияния, что и вертикальное давление: H = Hmax y. (XIII. 10) Временная ветровая нагрузка. В зависимости от гео­графического района и высоты здания устанавливают значение ветрового давления на 1 м2 поверхности стен и фонаря. С наветренной стороны действует положитель­ное давление, с подветренной — отрицательное. Стеновые панели передают ветровое давление на колонны в виде распределенной нагрузки ρ = wa, где a — шаг колонн.

Неравномерную по высоте здания ветровую нагрузку приводят к равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке консоли. Ветровое давление, действующее на фонарь и часть стены, расположенную выше колонн, передается в рас­четной схеме в виде сосредоточенной силы W. Пространственная работа каркаса здания при крановых нагрузках. Покрытие здания из железобетонных плит, соединен­ных сваркой закладных деталей и замоноличиванием швов, представляет собой жесткую в своей плоскости горизонтальную связевую диафрагму. Колонны здания, объединенные горизонтальной связевой диафрагмой в по­перечные и продольные рамы, работают как единый про­странственный блок. Размеры такого блока в плане оп­ределяются расстояниями между температурными шва­ми (рис. XIII.20,a). Определение усилий в колоннах от нагрузок. Для расчета поперечной рамы на различные нагрузки и воздействия наиболее удобен метод перемещений с од­ним неизвестным Δ - горизонтальным перемещением плоской загружаемой рамы. Вводя по направлению не­известного перемещения стерженек-связь, получим основ­ную систему (рис. XIII.22, а). Основную систему подвер­гают единичному воздействию неизвестного, при этом в колоннах возникают реакции RΔ и изгибающие моменты (рис. XIII.22,б). Затем основную систему последова­тельно загружают постоянными и временными нагрузка­ми F, Μ, Н, р, которые вызывают в стойках соответст­вующие реакции и изгибающие моменты (рис. XIII.22, б— д). Значение реакций R в ступенчатых колоннах пере­менного сечения при неподвижной верхней опоре могут быть определены по формулам, приведенным в приложе­нии XII. В уравнении Cdim r11 Δ + R1Р = О (XIII. 22) Коэффициент сdim характеризует пространственную работу каркаса, состоящего из поперечных и продольных рам. Коэффициент cdim для различных загружений попе­речной рамы, кроме загружения крановой нагрузкой ра­вен единице. Из уравнения находят неизвестное Δ, а затем упру­гую реакцию Re = R + ΔRΔ. (XIII.23) При числе пролетов рамы, равном трем и более, верх­нюю опору колонн при действии крановых нагрузок рас­сматривают как неподвижную и принимают Δ=0 Изгибающие моменты и поперечные силы в сечениях колонны определяют как в консольной балке, загружен­ной внешней нагрузкой и реакцией Re. Обычно расчет­ными являются три основных сечения по длине колонны: 1—0 — над крановой консолью; 1—2 — под крановой консолью; 2—1 — в основании. Эпюры моментов строят для каждого вида нагрузки, действующей на раму. Затем составляют таблицу усилий Μ, Ν, Q, и в расчетных сечениях колонны устанавливают расчетные сочетания усилий или нагрузок. Постоянная нагрузка на колонны участвует во всех сочетаниях, вре­менные нагрузки — в невыгоднейших. Сечения колонн поперечной рамы рассчитывают с уче­том влияния прогиба на значение эксцентриситета про­дольной силы. Колонны из плоскости поперечной рамы проверяют на устойчивость как сжатые элементы. Кроме того, колонны проверяют на усилия, возникающие при транспортировании и монтаже. Система связей Система вертикальных и горизонтальных связей име­ет назначение: 1) обеспечить жесткость покрытия в це­лом; 2) придать устойчивость сжатым поясам ригелей поперечных рам; 3) воспринять ветровые нагрузки, дей­ствующие на торец здания; 4) воспринять тормозные усилия от мостовых кранов. Система связей работает совместно с основными элементами каркаса и повышает пространственную жесткость здания. Вертикальные связи. При действии горизонтальных нагрузок в продольном направлении здания (ветер на торец, торможение кранов и т.д.) усилия воспринимают­ся продольной рамой, ригелем которой является покры­тие. Сопряжение между плитами покрытия и колонна­ми осуществляется через балки или фермы, обладающие малой жесткостью из своей плоскости. Поэтому при отсутствии связей горизонтальная сила, приложенная к покрытию, может привести к значительным деформаци­ям ригелей из их плоскости (рис. XIII.13, а), а горизон­тальная сила, приложенная к одной из колонн, может вызвать существенную деформацию данной колонны без передачи нагрузки на остальные колонны (рис. XIII. 13,б). Система вертикальных связей по линии ко­лонн здания предусматривается для того, чтобы создать жесткое, геометрически изменяемое в продольном на­правлении покрытие. Вертикальные связевые фермы из стальных уголков устанавливают в крайних пролетах блока между колон­нами и связывают железобетонными распорками или рас­порками из стальных уголков по верху колонн (рис. XIII.14,а). Решетка вертикальных связевых ферм для восприятия горизонтальных сил, действующих слева или справа, проектируется крестовой системы. Вертикальные связи между колоннами из стальных уголков устанавливают в каждом продольном ряду в середине температурного блока. Эти связи приваривают к стальным закладным деталям колонн. Горизонтальные связи по нижнему поясу ригелей. Ветровая нагрузка, действующая на торец здания, вы­зывает изгиб колонн торцевой стены. Для уменьшения расчетного пролета этих колонн покрытие используют как горизонтальную опору (рис. XIII.13,г). В зданиях большой высоты и со значительными пролетами рацио­нально создать горизонтальную опору для торцевой стены и в уровне нижнего пояса ригеля устройством гори­зонтальной связевой фермы (рис. XIII.14,б). Дополни­тельная опора для торцевой стены возможна также в ви­де горизонтальной фермы в уровне верха подкрановых балок. Горизонтальные связи по нижнему поясу выпол­няют из стальных уголков, образующих вместе с нижним поясом крайнего ригеля связевую ферму с крестовой решеткой. поясом крайнего ригеля связевую ферму с крестовой решеткой. Горизонтальные связи по верхнему поясу ригелей. Устойчивость сжатого пояса ригеля поперечной рамы из своей плоскости обеспечивается плитами покрытия, при­крепленными сваркой закладных деталей к ригелям. При наличии фонарей расчетная длина сжатого пояса ригеля из плоскости равна ширине фонаря. Чтобы умень­шить расчетный пролет сжатого пояса ригеля, по оси фо­наря устанавливают распорки, которые в крайних про­летах температурного блока прикрепляют к горизон­тальным фермам из стальных уголков (рис. XIII.14, в). Если же фонарь не доходит до торца температурного блока, то горизонтальную связевую ферму по верхнему поясу ригелей не делают, так как железобетонные пане­ли покрытия за пределами фонаря сами образуют жест­кую диафрагму. В этом случае распорки прикрепляют к элементам покрытия крайнего пролета. Связи по фонарям. Фонарные фермы объединяют в жесткий пространственный блок устройством системы стальных связей: вертикальных - в плоскости остекления и горизонтальных - в плоскости покрытия фонаря (рис. ХIII.14,г). 2. Конструкция и расчет ж/б колонн сплошного сечения одноэтажных зданий. Особенности конструкций и расчета двухветвенных колонн. Колонны каркасного здания могут быть сплошными прямоугольного сечения или сквозными двухветвенными (рис. XIII.9). При выборе конструкции колонны следует учитывать грузоподъемность мостового крана и высоту здания. Сплошные колонны применяют при кранах гру­зоподъемностью до 30 т и относительно небольшой высо­те здания; сквозные колонны - при кранах грузоподъем­ностью 30 т и больше и высоте здания более 12 м. Раз­меры сечения колонны в надкрановой части назначают с учетом опирания ригелей непосредственно на торец ко­лонны без устройства специальных консолей. Высота сечения принимается: для средних колонн h2 = 500 или 600 мм, для крайних колонн h2 - 380 или 600 мм; шири­на сечения средних и крайних колонн b = 400...600 мм (большие размеры сечения колонны принимают при ша­ге 12 м). Размеры сечения сплошных колонн в нижней подкрановой части устанавливают преимущественно по несущей способности и из условий достаточной жестко­сти с тем, чтобы при горизонтальных перемещениях колонн в плоскости поперечной рамы не происходило за­клинивания моста крана. По опыту эксплуатации произ­водственных зданий с мостовыми крапами принято счи­тать жесткость колонн достаточной, если высота сечения h1=(1/10...1/14)H1 Сквозные колонны имеют в нижней подкрановой час­ти две ветви, соединенные короткими распорками - ри­гелями. Для средних колонн в нижней подкрановой час­ти допускают смещение оси ветви с оси подкрановой бал­ки и принимают высоту всего сечения h1 = 1200...1600 мм, для крайних колонн принимают h1 = 1000...1300 мм. При этом принимают размеры высоты сечения ветви h=250 или 300 мм и ширины сечения ветви b=500или 600 мм. Кроме того, b=(1/25....1/30)Н. Расстояние между осями распорок принимают (8-10)h. Распорки размещают так, чтобы размер от уровня пола до низа первой надземной распорки составлял не менее 1,8 м и между ветвями обеспечивался удобный проход. Нижняя распорка располагается ниже уровня пола. Высоту сечения распорки принимают (1,5 - 2)h, а ширину сечения распорки равной ширине сечения ветви. Соединение двухветвенной колонны с фундаментом осуществляют в одном общем стакане или же в двух от­дельных стаканах; во втором соединении объем укла­дываемого на монтаже бетона уменьшается (рис. XIII.10). Глубину заделки колонны в стакане фундамен­та принимают равной большему из двух размеров. Кроме того, глубина заделки колонны должна быть проверена из условия достаточной анкеровки продольной рабочей арматуры. Для колонн применяют бетоны классов В15 - B30. Наименьший вылет консоли обычно принимают l1=200...300 мм. У коротких консолей (l1<0,9h0) угол γ сжатой грани с горизонталью не должен превышать 45°. Площадь сечения продольной арматуры консоли под­бирают по изгибающему моменту у грани колонны, уве­личенному на 25 %: Аs =1,25M/Rsvh0 ; (XI .21) M =Qa. (XI.22) Короткие консоли (рис. XIII.24) колонн, поддержива­ющие подкрановые балки, рассчитывают на действия по­перечной силы из условия Q < 1,2φRbtbh02/а, (XIII.24) в котором правая часть неравенства принимается не более 2,5 Rbtbh0; φ=0,75 — при кранах тяжелого режима работы; φ = 1 - при кранах среднего и легкого режимов работы. Армируют консоли наклонными хомутами при h<2,5, горизонтальными хомутами и отгибами - при h>2,5а. Отогнутые стержни допускается не ставить, если h> >3,5а и Q800 мм. При армировании ребер вязаными каркасами число вертикальных ветвей хомутов в поперечном сечении дол­жно быть не менее четырех при b=400...800 мм и не ме­нее шести при b>800 мм. Хомуты должны быть замкну­тыми диаметром не менее 8 мм с шагом не более 15d. Расстояния между стержнями продольной рабочей арматуры можно назначать по общим правилам; в тяже­лых фундаментах для увеличения крупности заполните­ля в бетоне эти расстояния следует принимать не менее 100 мм. На рис. XII.11 показано армирование полок сварны­ми и вязаными сетками (отдельными стержнями). Целе­сообразно применять широкие сварные сетки с рабочей арматурой в двух направлениях, используя продольные стержни как арматуру лент, а поперечные - как ар­матуру полки. Узкие сетки при армировании укладыва­ют в два ряда (рис. XII.11,а), размещая в ниж­нем ряду сетки с рабочей ар­матурой полки. При боль­ших вылетах полок (более 750 мм) половина рабочей арматуры может не дово­диться до наружного края на расстояние l3=0,5Xl1— 20d (рис. XII.11,б,в). Общие сведения. В зада­чу расчета ленточного желе­зобетонного фундамента вхо­дит: определение давления грунта по подошве фунда­мента из расчета его совме­стного деформирования е основанием, вычисление внутренних усилий, действую­щих в фундаменте, установление размеров поперечного сечения ленты и ее необходимого армирования. Ленточный фундамент и его основание работают под нагрузкой совместно, образуя единую систему. Результа­том их взаимодействия является давление грунта, разви­вающееся по подошве. При расчете различают фундамен­ты: абсолютно жесткие, перемещения которых вследст­вие деформирования конструкции малы по сравнению с перемещениями основания, и гибкие, деформируемые, пе­ремещения которых соизмеримы с перемещениями осно­вания. К абсолютно жестким могут быть отнесены ленты большого поперечного сечения и сравнительно малой длины, нагруженные колоннами при небольших рассто­яниях между ними. Ленты большой длины, загруженные колоннами, рас­положенными на значительных расстояниях, относятся к деформируемым фундаментам. Расчет ленточного фундамента как балки на упругом полупространстве. Непрерывную связь между балкой и основанием в расчетной системе заменяют сосредоточенными абсолютно жестки­ми стержнями (рис. XII. 12, а). Усилия в стержнях при­нимают равновеликими равнодействующей давления, равномерно распределенного по площади подошвы, с ветствующей каждому стержню. Обычно расстояния ме­жду стержнями назначают одинаковыми, а число участ­ков — равным 9—11. Основную систему можно получить (по смешанному методу расчета статически неопределимых систем), от­делив балку от основания, заменив при этом действие стержней действием усилий Х0, ..., Х4 и вводя заделку в середине балки (рис. XII.12,б). Неизвестными при этом оказываются усилия Х0, ···, Х4 и осадка заделки y0· Зна­чения неизвестных находят из решения системы уравне­ний Коэффициенты при неизвестных усилиях представляют собой перемещения в системе вдоль действующих уси­лий. Прогиб балки vki (рис. XII.12,в) вычисляют по пра­вилам строительной механики vki=c3wki/6EI, (XII,14) где wki = (ak/c)2 (3ai/c — ak/c). Осадку основания уki (рис. ΧΙΙ.12,г) определяют по фор­муле уki = (1-μ02)Fki/3,14E0c, (XII. 15) где E и μ0—соответственно модуль деформации и коэффициент Пу­ассона грунта; Fhi—функция осадки поверхности основания в точ­ке k при воздействии единичных сил Χi=1. Прогибы балки ω учитывают с одной стороны, так как вследствие заделки одна сторона балки на другую не влияет. Жесткость балки до образования нормальных тре­щин в бетоне вычисляют по сплошному сечению балки. Эпюра реакций получается ступенчатой, разрывы в ней должны быть сглажены (рис. XII.12,д). Изгибающие моменты (рис. XII. 12, е) находят как в консольной балке. Вычисляют также по­перечные силы Q, действующие на ленту. По найденным М и Q конструируют ленточный фун­дамент, соблюдая общие указания для проектирования железобетонных конструкций. Расчет ленточного фундамента как балки на упру­гом основании с коэффициентом постели. Предпосылкой такого расчета является гипотеза о том, что осадка в данной точке основания не зависит от осадки других то­чек и прямо пропорциональна давлению в этой точке. Согласно этой предпосылке, основание проседает только в пределах подошвы сооружения. В действитель­ности основание вовлекается в работу и за пределами фундамента. Для балки на упругом основании с коэффициентом постели су (рис. XII.13) погонное давление со стороны грунта в месте, фиксированном расстоянием х, равно: q(x) = bp = bcyy, (XII. 20) где cv — коэффициент постели, ориентировочно равный: при весьма слабых грунтах 0,3—1, при слабых грунтах 1—3, при грунтах сред­ней плотности 3—8 (кг/см3); b—ширина подошвы; p—отпор грунта (давление на грунт); у—осадка грунта и балки на расстоянии x от ее конца (начало координат). 6. Ж/б фермы покрытия, их виды, конструктивные решения. Конструирование элементов и узлов. Расчет ферм. Фонари. Железобетонные фермы применяют при пролетах 18, 24 и 30, при 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 порядка 60 м и более. При скатных, малоуклонных и плоских покрытиях применяют железобетонные фермы, отличающиеся очер­танием поясов и решетки. Различают следующие основ­ные типы ферм: сегментные с верхним поясом ломаного очертания и прямолинейными участками между узлами (рис. XIII.37,а); арочные раскосные с редкой решеткой и верхним поясом плавного криволинейного очертания (рис. XIII.37,б); арочные безраскосные с жесткими узлами в примыкании стоек к поясам и верхним поясам криволинейного очертания (XIII.37, в); полигональные с параллельными поясами или с. малым уклоном верхнего пояса трапециевидного очертания (XIII.37,г); полиго­нальные с ломаным нижним поясом (XIII.37, д). Высоту ферм всех типов в середине пролета обычно принимают равной 1/7-1/9 пролета. Панели верхнего поя­са ферм, за исключением арочных раскосных, проектиру­ют размером 3 м с тем, чтобы нагрузка от плиты покры­тия передавалась в узлы ферм и не возникал местный изгиб. Нижний растянутый пояс ферм всех типов и рас­тянутые раскосы ферм некоторых типов проектируют предварительно напряженными с натяжением арматуры, как правило, на упоры. Наиболее благоприятное очертание по статической работе имеют сегментные и арочные фермы, так как очер­тание их верхнего пояса приближается к кривой давле­ния. Решетка этих ферм слабоработающая (испытывающая незначительные усилия), а высота на опорах срав­нительно небольшая, что приводит к снижению массы фермы и уменьшению высоты наружных стен. В арочных раскосных фермах изгибающие моменты от внеузлового загружения верхнего пояса уменьшаются благодаря эк­сцентриситету продольной силы, вызывающему момент обратного знака, что позволяет увеличить длину панели верхнего пояса и сделать решетку более редкой (рис. XIII.38). В арочных безраскосных фермах возникают до­вольно большие изгибающие моменты в стойках, поясах и для обеспечения прочности и трещиностойкости появля­ется необходимость в дополнительном армировании, од­нако эти фермы несколько проще в изготовлении. Полигональные фер­мы с ломаным очертанием нижнего пояса более устойчи­вы на монтаже и не требуют специальных креплений, так как их центр тяжести расположен ниже уровня опор. Полигональные фермы с параллельными поясами или с малым уклоном верхнего пояса имеют некоторое эконо­мическое преимущество в том отношении, что при пло­ской кровле создается возможность широко применять средства механизации кровельных работ. Для ферм всех типов уменьшение размеров сечений и снижение общей массы достигается применением бетонов высоких классов (В30 - В50) и установлением высоких процентов армирования сечений поясов. Фермы рационально изготовлять цельными. Членение их на полуфермы с последующей укрупнительной сбор­кой на монтаже повышает стоимость. Фермы пролетом 18 м изготовляют цельными; пролетом 24 м — цельными или из двух полуферм; пролетом 30 м - из двух полу­ферм. Решетку полуфермы следует разбивать так, чтобы стык нижнего пояса для удобства монтажного соедине­ния был выносным, т. е. расположенным между узлами (см. рис. XIII.37, а). Решетка ферм может быть закладной из заранее из­готовленных железобетонных элементов с выпусками ар­матуры, которые устанавливают перед бетонированием поясов и втапливают в узлы на 30 - 50 мм, или изготов­ляемой одновременно с бетонированием поясов. Послед­ний вариант получил большее распространение. Ширина сечения закладной решетки должна быть менее ширины сечения поясов, а ширина сечения решетки, бетонируемой одновременно с поясами, должна быть равна ширине се­чения последних. Ширину сечения верхнего и нижнего поясов ферм из условий удобства изготовления принимают одинаковой. Ширину сечения поясов при шаге ферм 6 м принимают 200 - 250 мм, а при шаге ферм 12 м - 300 - 350 мм. Армирование нижнего растянутого пояса должно вы-полняться с соблюдением расстояний в свету между напрягаемыми стержнями, канатами, спаренной проволо­кой, что обеспечивает удобство укладки и уплотнения бе­тонной смеси. Вся растянутая арматура должна охваты­ваться замкнутыми конструктивными хомутами, устанав­ливаемыми с шагом 500 мм. Верхний сжатый пояс и решетки армируют ненапря-гаемой арматурой в виде сварных каркасов. Растянутые элементы решетки при значительных усилиях выполняют предварительно напряженными. В узлах железобетонных ферм для надежной переда­чи усилии от одного элемента к другому создают спе­циальные уширения - вуты, позволяющие лучше размес­тить и заанкер
Просмотров: 3572 | Добавил: ComRED
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа
Календарь новостей
«  Февраль 2010  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
Поиск
Друзья сайта
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0