Пространственная жесткость: Пространственная жесткость – Понятие пространственной жесткости и устойчивости.

Пространственная жесткость

Вернуться на страницу «Гражданские здания»

Пространственная жесткость гражданских зданий

Здание, при воздействии на него вертикальных и горизонтальных нагрузок, должно быть прочным (не разрушаться),устойчивым — сохранять равновесие во время действия горизонтальных сил; должно иметь пространственную жесткость, то есть не деформироваться (не менять конструктивную основу здания). С увеличением количества этажей, увеличивается нагрузка на здание. Устойчивость и пространственную жесткость здания обеспечивают с помощью специальных мероприятий.

В бескаркасных зданиях (рис. 1 а) пространственную жесткость обеспечивают устройством внутренних поперечных стен и стен лестничных клеток, связанных с продольными стенами и  междуэтажными перекрытиями, которые связывают стены между собой и разделяют их на отдельные ярусы по высоте. Перекрытие должно выполняться как жесткий монолитный диск.

Рис. 1. Конструктивные элементы, которые обеспечивают пространственную жесткость здания: а — бескаркасной; б — каркасной ;. 1 — междуэтажное перекрытие; 2 — поперечная стена; 3 — стены лестничной клетки; 4 — диафрагмы жесткости; 5 — плиты-распорки

В каркасных зданиях (рис. 1. б) пространственная жесткость достигается устройством:

— многоярусной рамы, образованной пространственным сообщением колонн, ригелей и перекрытий;

— стенок жесткости, поставленных между колоннами на каждом этаже;

— плит-распорок, положенных в перекрытиях между колоннами;

— стен лестничных клеток и лифтовых шахт, связанных с конструкциями каркаса; надежного сопряжения элементов каркаса в стыках и узлах.

11. Обеспечение пространственной жесткости зданий. Деформационные швы

Здание в целом и отдельные его элементы, подвергающиеся воздействию различных нагрузок, должны обладать:

прочностью, которая определяется способностью здания и его элементов не разрушаться от действия нагрузок:

устойчивостью, обусловленной способностью здания сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок:

пространственной жесткостью, характеризующейся способностью здания и его элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.

Общая устойчивость и пространственная жесткость здания зависят от взаимного сочетания и расположения конструктивных элементов, прочности узлов соединений и т.д. В зданиях с несущими стенами пространственная жесткость обеспечивается:

внутренними поперечными стенами, в том числе и стенами лестничных клеток, соединяющимися с продольными наружными стенами:

междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и расчленяющими их по высоте на ярусы.

В каркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается:

совместной работой колонн, ригелей и перекрытий, образующих геометрически неизменяемую систему:

устройством между стойками каркаса специальных стенок жесткости:

стенами лестничных клеток, лифтовых шахт:

укладкой в перекрытии настилов-распорок:

надежными соединениями узлов.

Указанные конструктивные решения дают лишь общие конструктивные представления о мерах по обеспечению пространственной жесткости здания.

Деформационный шов — предназначен для уменьшения нагрузок на элементы конструкций в местах возможных деформаций, возникающих при колебании температуры воздуха.

с е й с м и ч е с к и х я в л е н и й. неравномерной осадки грунта и других воздействий, способных вызвать опасные собственные нагрузки, которые снижают несущую способность конструкций. Представляет собой своего рода разрез в конструкции здания, разделяющий сооружение на отдельные блоки и. тем самым, придающий сооружению некоторую степень упругости. С целью герметизации заполняется упругим изоляционным материалом.

В зависимости от назначения применяют следующие деформационные швы: температурные, осадочные, антисейсмические и усадочные.

Температурные швы делят здание на отсеки от уровня земли до кровли включительно, не затрагивая фундамента, который, находясь ниже уровня земли, испытывает температурные колебания в меньшей степени и. следовательно, не подвергается существенным деформациям. Расстояние между температурными швами принимают в зависимости от материала стен и расчетной зимней температуры района строительства.

Отдельные части здания могут быть разной этажности. В этом случае грунты основания, расположенные непосредственно под различными частями здания, будут воспринимать разные нагрузки. Неравномерная деформация грунта может привести к появлению трещин в стенах и других конструкциях здания. Другой причиной неравномерной осадки грунтов основания сооружения могут быть различия в составе и структуре основания в пределах площади застройки здания. Тогда в зданиях значительной протяженности даже при одинаковой этажности могут появиться осадочные трещины. Во избежание появления опасных деформаций в зданиях устраивают осадочные швы. Эти швы. в отличие от температурных, разрезают здания по всей их высоте, включая фундаменты.

Если в одном здании необходимо использовать деформационные швы разных видов, их по возможности совмещают в виде так называемых температурно-осадочных швов. Антисейсмические швы применяются в зданиях, строящихся в районах, подверженных землетрясениям. Они разрезают здание на отсеки, которые в конструктивном отношении должны представлять собой самостоятельные устойчивые объемы. По линиям антисейсмических швов располагают двойные стены или двойные ряды несущих стоек, входящих в систему несущего остова соответствующего отсека.

Усадочные швы делают в стенах, возводимых из монолитного бетона различных видов. Монолитные стены при твердении бетона уменьшаются в объеме. Усадочные швы препятствуют возникновению трещин, снижающих несущую способность стен. В процессе твердения монолитных стен ширина усадочных швов увеличивается: по окончании усадки стен швы наглухо заделывают.

12 .Перегородки. Назначение. Виды. Способы возведения.

Перегородки являются самонесущей ограждающей конструкцией. Они должны иметь минимальную толщину и массу и вместе с тем обладать прочностью, жесткостью и устойчивостью, возводиться индустриальными методами при низкой стоимости. В зависимости от условий эксплуатации к ним предъявляют требования звукоизоляции, гвоздимости, водостойкости, паро - и газонепроницаемости и огнестойкости. По звукоизоляционным свойствам различают акустически однородные и акустически неоднородные перегородки. Акустически однородные перегородки выполняют из одного материала (различного рода бетоны, кирпич, естественные камни). Требуемая звукоизоляция в этих перегородках достигается путем увеличения их массы, что ведет к увеличению толщины перегородок и создает большую нагрузку на перекрытие. Перегородки акустически неоднородные имеют слоистую конструкцию из нескольких материалов с различными плотностями (в том числе и воздушные прослойки). Их выполняют, в основном каркасными. Акустически неоднородные перегородки более многодельны в изготовлении, чем однородные, но легче, и позволяют добиться требуемой звукоизоляции без увеличения их массы. Стационарные перегородки устанавливают на весь срок эксплуатации здания. В одноэтажных зданиях их опирают на подстилающий слой пола или на балки (фундаментные, балки перекрытия и балки над подпольем). Швы в местах примыкания перегородок к стенам и потолку тщательно конопатят и затем зачеканивают растворами на основе цемента и гипса, мастикой или закрывают нащельниками. Шов при примыкании пола к перегородке перекрывают плинтусом. Стационарные перегородки возводят панельной конструкции и из мелких элементов (кирпич, блоки, плиты), а также каркасной и каркасно-панельной конструкции. Панельные перегородки для жилых зданий из тяжелого или легких бетонов толщиной 60...70 мм. из гипсобетона — 80 мм изготавливают размерами целиком на комнату с уже вмонтированными дверями или без них (рис. XII. 1). Межквартирные перегородки с целью повышения звукоизоляции проектируют из двух межкомнатных панелей с воздушным зазором между ними не менее 40 мм.Перегородки возводят также из узких панелей высотой на этаж и шириной 0.6...1.2 м. которые изготавливают из гипсобетона, фибролита, ячеистых бетонов и из небетонных материалов толщиной 80... 100 мм. Для возведения перегородок преимущественно в помещениях с повышенной влажностью применяют панели из жесткого вспененного полистирола, армированного стекловолокном. Эти панели выполняют функции гидроизоляции и теплоизоляции, они трудновоспламеняемы. Перегородки из мелкосборных элементов характеризуются большой трудоемкостью возведения, и их применяют: при отсутствии индустриальной базы и наличии местных дешевых строительных материалов: в случае нетипового объекта: при разделении помещений сложной формы (театры. Дворцы культуры и др.): при необходимости устройства в перегородках большого количества отверстий для пропуска сетей инженерного оборудования. К ним относят кирпич, бетонные и гипсовые плиты и блоки, стеклоблоки. Масса мелкоштучных элементов может быть 14—23 кг. а размеры позволяют работать с ними одному монтажнику. Перегородки из мелкоштучных элементов выкладывают с обязательной перевязкой швов, а стыки заполняют связующими материалами. Стыки перегородок между собой и со всеми конструктивными элементами здания проклеивают снаружи тканью или самоклеющимися пластичными лентами из искусственного волокна, а затем шпаклюют для дальнейшей лицевой отделки обоями либо окраски. Кирпичные перегородки имеют хорошие противопожарные и звукоизолирующие свойства. В помещениях с повышенной влажностью (санузлы, ванные комнаты, кухни) применяют только красный полнотелый кирпич. Кирпичные перегородки могут иметь толщину 65 мм (межкомнатные). 120 мм (межквартирные) и 250 мм. Перегородку толщиной в четверть кирпича армируют полосовой сталью 1.5 х 2.5 мм, которую укладывают в горизонтальные швы через три ряда кирпича или в горизонтальные и вертикальные швы через 525 мм. Выпуски арматуры прикрепляют к стенам дюбелями. По условиям эксплуатации перегородки классифицируют на стационарные, сборно-разборные и трансформируемые.

Предисловие

В. В. Габрусенко,

Общество железобетонщиков Сибири и Урала, Новосибирск

АВАРИИ, ДЕФЕКТЫ И УСИЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ*

Статистика советского времени показывала, что более тре­ти аварий в строительстве происходило по вине строителей и монтажников. С большим отрывом от них вторыми шли эксп­луатационники, затем работники стройиндустрии (поставщики материалов и изделий), затем проектировщики. Хотя подоб­ная статистика "демократической" эпохи отсутствует (во вся­ком случае, не опубликована), можно с уверенностью сказать, что проектировщики сегодня вошли в "призовую тройку", оттеснив на 4-е место работников стройиндустрии. Впрочем, "заслуга" здесь не только самих проектировщиков (хотя и про­ектировщиков тоже), но и обстоятельств: в последнее время, по существу, прекратился выпуск сложнейших сборных желе­зобетонных конструкций — большепролетных балок и ферм, тонкостенных оболочек, конструкций «на пролет» и тому по­добных изделий, которые наиболее чутко реагируют на нару­шение технологической дисциплины.

Предлагаемый читателю цикл небольших статей, изложен­ных в форме вопросов и ответов, затрагивает только ошибки строителей и проектировщиков, обходя вниманием эксплуата­ционников. Сделано это потому, что и первые, и вторые неус­танны в своем "творческом поиске", в то время как третьи допускают, обычно, всего две, ставшие уже рутинными ошиб­ки: перегрузку и увлажнение строительных конструкций. При­чем эти ошибки зачастую спровоцированы их предшественни­ками — либо порочной конструкцией кровли, либо отсутствием водоотвода при обратном уклоне дневной поверхности, либо недостаточной прочностью конструкционных материалов, либо скрытым браком строителей и т. д.

Хотелось бы еще отметить следующее. Аварии и катастро­фы в строительстве редко возникают в силу какой-то одной причины. Как правило, в одном месте и в одно время собира­ется сразу несколько роковых обстоятельств. Не будь хотя бы одного из них — здание, возможно бы, устояло, и люди оста­лись бы живы. Это показывает и печальный отечественный опыт, и в намного большей степени — опыт зарубежья, особенно "цивилизованного" Запада, где аварии в строительстве с тяже­лыми последствиями происходят куда чаще, чем у нас.

Весь публикуемый материал состоит из нескольких глав: две первых посвящены каркасным и бескаркасным зданиям, еще две — непосредственно железобетонным и каменным кон­структивным элементам, а завершают цикл статьи, посвящен­ные диагностике повреждений и принципам усиления конст­рукций и зданий.

Глава 1. Каркасные здания

1.1. Как обеспечивается про­странственная жёсткость каркас­ных зданий?

Пространственная жесткость — это, прежде всего, геометрическая неизменяемость в трех плоскостях: горизонтальной и двух вертикальных. Обеспечивается она формировани­ем геометрически неизменяемых фигур в каждой плоскости (рис. 1) — преимущественно треугольниками при шарнирном соединении стерж­ней (а) и прямоугольниками при жестком (б) или смешанном (в) со­единении. Хотя под воздействием нагрузки эти фигуры несколько и меняют свою форму, но меняют, во-первых, только на время действия нагрузки и, во-вторых, только за счет деформаций составляющих стерж­ней.

В одноэтажных зданиях верти­кальная жесткость обеспечивается, как правило, плоскими рамами с жесткой заделкой колонн в фунда­ментах (и с дополнительной уста­новкой, при необходимости, сталь­ных вертикальных связей, образую­щих треугольники), а горизонталь­ная — жестким диском покрытия.

В многоэтажных зданиях горизон­тальная жесткость обеспечивается жесткими дисками перекрытий и покрытия, а вертикальная — жест­костью плоских рам (рамные карка­сы), жесткостью вертикальных свя­зей или диафрагм (связевые карка­сы) или комбинацией того и другого (рамно-связевые каркасы).

Большинство обрушений зданий (если не считать катастроф, вызван­ных стихийными бедствиями и тех­ногенными причинами) происходило и происходит из-за необеспеченно­сти их пространственной жесткос­ти. В частности, в одних зданиях не было создано достаточно жесткое защемление колонн в фундаментах, в других не была предусмотрена установка дополнительных верти­кальных связей, в-третьих были не­качественно приварены плиты по­крытия, в четвертых "на потом" была отложена приварка верхних заклад­ных деталей ригелей и т. д.

Обеспечение пространственной жесткости зданий

 

Здание в целом и отдельные его элементы, подвергающиеся воздействию различных нагрузок, должны обладать:

  • прочностью, которая определяется способностью здания и его элементов не разрушаться от действия нагрузок;
  • устойчивостью, обусловленной способностью здания сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок;
  • пространственной жесткостью, характеризующейся способностью здания и его элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.

 

Общая устойчивость и пространственная жесткость здания зависят от взаимного сочетания и расположения конструктивных элементов, прочности узлов соединений и т.д.

В зданиях с несущими стенами пространственная жесткость обеспечивается:

  • внутренними поперечными стенами, в том числе и стенами лестничных клеток, соединяющимися с продольными наружными стенами;
  • междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и расчленяющими их по высоте на ярусы.

В каркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается:

  • совместной работой колонн, ригелей и перекрытий, образующих геометрически неизменяемую систему;
  • устройством между стойками каркаса специальных стенок жесткости;
  • стенами лестничных клеток, лифтовых шахт;
  • укладкой в перекрытии настилов-распорок;
  • надежными соединениями узлов.

Указанные конструктивные решения дают лишь общие конструктивные представления о мерах по обеспечению пространственной жесткости здания.

Деформационные швы

 

Здания большой протяженности подвержены деформациям под влиянием колебаний температуры наружного воздуха в течение года, неравномерных осадок грунта основания, сейсмических явлений и других причин. Во всех этих случаях в стенах, перекрытиях, покрытиях и других частях здания могут появиться трещины, резко снижающие прочность и эксплуатационные качества здания. Для предупреждения появления трещин в несущих и ограждающих конструкциях предусматривают деформационные швы, разрезающие здание на отсеки. В зависимости от назначения применяют следующие деформационные швы: температурные, осадочные, антисейсмические и усадочные.

Температурные швы делят здание на отсеки от уровня земли до кровли включительно, не затрагивая фундамента, который, находясь ниже уровня земли, испытывает температурные колебания в меньшей степени и, следовательно, не подвергается существенным деформациям. Расстояние между температурными швами принимают в зависимости от материала стен и расчетной зимней температуры района строительства.

Отдельные части здания могут быть разной этажности. В этом случае грунты основания, расположенные непосредственно под различными частями здания, будут воспринимать разные нагрузки. Неравномерная деформация грунта может привести к появлению трещин в стенах и других конструкциях здания. Другой причиной неравномерной осадки грунтов основания сооружения могут быть различия в составе и структуре основания в пределах площади застройки здания. Тогда в зданиях значительной протяженности даже при одинаковой этажности могут появиться осадочные трещины. Во избежание появления опасных деформаций в зданиях устраивают осадочные швы. Эти швы, в отличие от температурных, разрезают здания по всей их высоте, включая фундаменты.

Если в одном здании необходимо использовать деформационные швы разных видов, их по возможности совмещают в виде так называемых температурно-осадочных швов.

Антисейсмические швы применяются в зданиях, строящихся в районах, подверженных землетрясениям. Они разрезают здание на отсеки, которые в конструктивном отношении должны представлять собой самостоятельные устойчивые объемы. По линиям антисейсмических швов располагают двойные стены или двойные ряды несущих стоек, входящих в систему несущего остова соответствующего отсека.

Усадочные швыделают в стенах, возводимых из монолитного бетона различных видов. Монолитные стены при твердении бетона уменьшаются в объеме. Усадочные швы препятствуют возникновению трещин, снижающих несущую способность стен. В процессе твердения монолитных стен ширина усадочных швов увеличивается; по окончании усадки стен швы наглухо заделывают.

 

 



Дата добавления: 2017-01-16; просмотров: 13475;


Похожие статьи:

Обеспечение пространственной жесткости

Пространственная система, состоящая из колонн, подкрановых балок и несущих конструкций покрытия называется каркасом одноэтажного промышленного здания.

Пространственная система, состоящая из колонн, подкрановых балок и несущих конструкций покрытия называется каркасом одноэтажного промышленного здания.

Сборный каркас состоит из поперечных рам: колонна — стропильная конструкция — колонна; и продольных: колонна — подкрановая балка — подстропильная конструкция — колонна.

Поперечные рамы воспринимают нагрузку от покрытия, снега и кранов.

Продольные рамы — от ветра, торможения кранов и обеспечивают устойчивость поперечных рам.

В поперечном направлении устойчивость здания обеспечивается

  • жестким креплением колонн с фундаментами;
  • жестким диском покрытия.

В продольном направлении устойчивость здания обеспечивается

  • дополнительными стальными связями, установленными по всем рядам между колоннами и опорами стропильных конструкций.

Связи располагают между колоннами в середине температурного отсека в пределах надземной высоты колонн. В здании с мостовым краном — в пределах подкрановой части здания.

Стальные связи бывают

  • крестовыми;
  • портальными.

Крестовые связи устанавливают при шаге колонн 6 метров.
Портальные — при 12 м.

В зданиях с тяжелыми опорными кранами вертикальные связи между стропильными конструкциями устанавливают в крайних шагах и в середине температурного отсека.

Основу каркаса одноэтажного здания составляют поперечные рамы. Между собой их шарнирно связывают стропильные конструкции. Что касается поперечной жёсткости, то её обеспечивают ключевые элементы — колонны. Они жёстко защемляются в фундаменте посредством диска покрытия.

Если кровля здания состоит из железобетонных плит, уложенных на сплошной настил, то отдельные рамы несут гораздо меньшую нагрузку благодаря тому, что такая «жёсткая» кровля частично передаёт вес смежным рамам.

Если же кровельные плиты укладываются по прогонам, то условия получаются не такими благоприятными. Ведь местные нагрузки на рамы могут оказаться чрезмерными и деформировать их, а из-за этого могут нарушиться и эксплуатационные качества всего здания в целом.

Именно поэтому проектирование высотных бескрановых зданий или использование мостовых кранов большой грузоподъёмности должно предусматривать в верхних поясах стропильных конструкций наличие продольных связей. Благодаря этому, поперечная работа рам будет в некоторой мере объединена.

Только при бескрановом возведении зданий обеспечение продольной жёсткости лишь посредством колонн оказывается экономически выгодным. Для этого длина пролёта не должна превышать 24 метров, а высота — 8,4 метра, либо длина пролёта должна составлять 30 метров, а высота — не более 7,2 метра. Конструкция зданий с мостовыми кранами и высотных зданий должна включать наличие вертикальных связей в продольном направлении для обеспечения жёсткости. Эти связи устраиваются как между колоннами, так и, при необходимости, в самом покрытии здания.

Можно передавать ветровую нагрузку на вертикальные связи и колонны, разгружая таким образом посредством кровли торцевые стены, но это актуально лишь для зданий с определённой длиной пролётов и высотой. Если пролёты слишком велики, а высота — более или менее значительна, то при использовании такой кровли стропила будет труднее крепить к колоннам. Конструкции, которые призваны обеспечивать устойчивость покрытий, будут более сложными, а в некоторых случаях спроектировать их таким образом вообще не получится, не нарушив целостность кровли и, следовательно, прочность её связи со стропильными конструкциями.

2.2. Как обеспечивается про­странственная жесткость крупнопанельных зданий?

Обеспечивается жесткостью про­дольных и поперечных стен и жест­кими дисками перекрытий. Однако жесткости одних панелей для этого недостаточно, необходимы надеж­ные соединения между ними.

Почти все обрушения панельных зданий в стране происходили вес­ной в период оттаивания раствор­ных и бетонных швов, а сами зда­ния были возведены зимой. Непос­редственной причиной аварий яв­лялось применение раствора (и бе­тона замоноличивания) без противоморозных добавок и утолщение до 40...50 мм горизонтальных швов (платформенных стыков). В ряде слу­чаев, когда монтаж осуществлялся при очень низких температурах, не помогали и противоморозные добав­ки — при оттаивании прочность ра­створа и бетона была близка нулю.

Утолщение и низкая прочность швов вызывали неравномерные вер­тикальные деформации стен. Здания могли бы и устоять, если бы к ука­занному дефекту не добавлялись другие: отсутствие сварки панелей перекрытий со стенами и между собой или отсутствие сварки выпус­ков арматуры в вертикальных сты­ках стеновых панелей, или некаче­ственное бетонирование вертикаль­ных стыков и т. д. В итоге происхо­дила потеря устойчивости положе­ния стеновых панелей — их гори­зонтальное скольжение из плоско­сти (боковое выдавливание), за ко­торым следовало обрушение.

При качественном монтаже круп­нопанельные дома обладают весь­ма высокой пространственной жес­ткостью. Это показал не только дли­тельный опыт обычной эксплуатации, но и состояние зданий после чрез­вычайных воздействий — землетря­сений, взрывов бытового газа и пр.

2.3. Для чего на период отта­ивания зимней кладки устанавли­вают временные стойки под окон­ными и дверными перемычками?

Делается это для того, чтобы раз­грузить простенки, пока раствор не наберет требуемую прочность. Та­кой прием применяют в тех случа­ях, когда кладка ведется методом замораживания, а она имеет проч­ность в несколько раз ниже, чем летняя кладка из кирпича и раство­ра тех же марок. Причиной боль­шинства обрушений кирпичных зда­ний являлась именно перегрузка простенков и их разрушение в пе­риод оттаивания раствора. Поэто­му в проектах всегда должно быть указано, какая высота кладки мето­дом замораживания является пре­дельной, какая марка раствора при этом должна быть применена и ка­кими должны быть временные противоаварийные меры.

Аварийные ситуации могут воз­никнуть и тогда, когда с опоздани­ем применяют раствор с противоморозными добавками. Например, поздней осенью, при чередовании положительных и отрицательных су­точных температур, кладка на тене­вой стороне здания за день не ус­певает оттаивать, обычный раствор, не набрав требуемую прочность, "уходит в зиму" и оттаивает вес­ной, когда нагрузка на стены мно­гократно возросла.

2.4. Что произойдет, если пе­рекрытия не связать со стенами анкерами?

Зачастую полагают, что анкеровка нужна для того, чтобы предотв­ратить выдергивание перекрытий из стен при воздействии случайных неблагоприятных факторов. Авторы такого взгляда путают причину со следствием.

Расчетная схема несущей камен­ной стены многоэтажного здания представляет собой многопролетную вертикально ориентированную бал­ку. Опорами балки служат перекры­тия, но при условии, что стена свя­зана с ними анкерами (рис. 10, а), поэтому правильнее говорить не "анкеровка перекрытий в стенах", а "анкеровка стен в перекрытиях".

Если анкера не установлены хотя бы в одном перекрытии, это озна­чает, что пропущена одна опора, пролет балки и ее гибкость возрос­ли вдвое (рис. 10, б). В результате, стена окажется перегруженной, что чревато аварийными последствиями. Вот почему анкеровке стен в уров­не перекрытий необходимо уделять самое серьезное внимание, памя­туя о том, что исправление подоб­ного дефекта — мероприятие ис­ключительно дорогостоящее как по расходу металла, так и по затратам труда. Следует также помнить и о том, что если со стеной анкером связан один конец плиты или бал­ки, то с противоположной стеной должен быть связан и другой конец. Кроме того, анкера должны распо­лагаться строго перпендикулярно оси стены и не иметь начальных искрив­лений, в противном случае свою задачу они выполнить не смогут.

Обеспечение пространственной жесткости каркасно-панельного общественного здания

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 19Следующая ⇒

Здание в целом и отдельные его элементы, подвергающиеся воздействию различных нагрузок, должны обладать:

  • прочностью, которая определяется способностью здания и его элементов не разрушаться от действия нагрузок;
  • устойчивостью, обусловленной способностью здания сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок;
  • пространственной жесткостью, характеризующейся способностью здания и его элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.

Общая устойчивость и пространственная жесткость здания зависят от взаимного сочетания и расположения конструктивных элементов, прочности узлов соединений и т.д.

В зданиях с несущими стенами пространственная жесткость обеспечивается:

  • внутренними поперечными стенами, в том числе и стенами лестничных клеток, соединяющимися с продольными наружными стенами;
  • междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и расчленяющими их по высоте на ярусы.

В каркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается:

  • совместной работой колонн, ригелей и перекрытий, образующих геометрически неизменяемую систему;
  • устройством между стойками каркаса специальных стенок жесткости;
  • стенами лестничных клеток, лифтовых шахт;
  • укладкой в перекрытии настилов-распорок;
  • надежными соединениями узлов.

Указанные конструктивные решения дают лишь общие конструктивные представления о мерах по обеспечению пространственной жесткости здания.

Существуют различные схемы членения каркаса на отдельные составные части. Среди них наиболее часто применяют схему с колоннами высотой в один или два этажа (стыкование колонн между собой происходит вне узла сопряжения их с ригелем; стык делают на высоте 0,6 м от уровня пола) и схему с колоннами, соединяемыми между собой и с ригелем в виде платформенного стыка. На рис. показан фрагмент плана каркасно-панельного здания с расположением ригелей поперек здания, а на рис.— фрагмент фасада. Жесткость здания обеспечивается также созданием горизонтального диска с помощью плит перекрытия. Стеновые панели в этом случае являются самонесущими или навесными. Пространственная жесткость каркасных высотных зданий обеспечивается, кроме гото, созданием специальных жестких горизонтальных дисков, образующих так называемые технические этажи. Их используют также для расположения инженерного оборудования. Такие пространственные горизонтальные диски вместе с вертикальными обеспечивают хорошую жесткость зданий. В практике строительства зданий в 60... 100 этажей находят применение связевые системы в виде решетчатых бесраскосных или раскосных ферм, жестко скрепленных в углах и образующих как бы в ней гний короб-оболочку, в которую заключено здание. Это очень эффективная система, так как обладает высокой пространственной жесткостью и вместе с внутренним ядром жесткости воспринимает горизонтальные нагрузки. Строительство зданий по данной конструктивной системе весьма эффективно в южных районах (обеспечивается хорошая солнцезащита) и в сейсмических (в связи со значительной их жесткостью). В случае применения для высотных зданий стальных каркасов сильные колонны по высоте скрепляют монтажными болтами, для установки которых к стальным пакетам ствола колонны приваривают ушки. Опирание нижнего стального пакета колонны на фундамент производится с фрезеровкой торца и применением весьма точно установленной на место (по слою бетона класса не ниже В25) стальной плиты с пристроганной горизонтальной площадкой для опирания колонны. Нижний конец стальной колонны закрепляют анкерными болтами, заложенными в фундамент. Стальные сварные ригели перекрытий и система косых связей с последующим забетонированием их в стены жесткости обеспечивают высокую жесткость и устойчивость несущего остова здания. Для уменьшения общей массы конструкций каркасных высотных зданий используют легкие бетоны, что позволяет снизить массу надземной части здания почти на 30%. Наружные стены применяют обычно навесными облегченного типа Рис. 12.22. Фрагмент фасада каркасно-панельного здания. МФ — фасадная стеновая панель, МП - простеночнаястеновая панель

Выполнить поперечный разрез одноэтажного двухпролетного производственного здания с мостовыми кранами грузоподъемностью 30т, пролет 18м, высота 10,8 м, ширина 6м для крайних рядов колонн, 12 м для средних рядов колонн. Конструкции железобетонные. Проведите обоснование отметок верха колонн и верха консолей по крайним и средним рядам.

Разрез производственного здания

На поперечную раму здания действуют следующие нагрузки:

1. Постоянные – от веса ограждающих (кровля, стены) и несущих конструкций (фермы, связи, колонны).

2. Кратковременные – атмосферные (снеговые, ветровые), технологические (от мостовых кранов, подвесного оборудования, рабочих площадок) и др.

Расчет конструкций по первой группе предельных состояний выполняется на расчетные нагрузки и воздействия. Величины расчетных нагрузок определяются умножением нормативных значений на коэффициенты надежности по нагрузке.

.Значение момента, действующего на колонны крайнего ряда, от постоянной нагрузки, кНм:

При расчете поперечных рам снеговая нагрузка определяется на 1 м2 горизонтальной проекции. Величина снеговой нагрузки зависит от снегового района

S0 – расчётное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной проекции земли. Соликамск – 5 снеговой район. S0=3,2 кН/м2

- коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие. при

Расчетная погонная снеговая нагрузка на поперечную раму:

где Всррам – шаг средних колонн.

ce- коэффициент снижения снеговой нагрузки

Узловая снеговая нагрузка на ферму:

- площадь сбора нагрузки на узел фермы.

Значения моментов от снеговой нагрузки:

Схемы загружения поперечной рамы нагрузками: а – постоянной, б - снеговой.

Рис. Расчетные схемы рамы и колонны




About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *