36.Понятие о методе расчета конструкций зданий по методу предельного равновесия, пластический шарнир и перераспределения усилий (моментов) в неразрезных конструкциях.

25.Понятие о методе расчета конструкций зданий по методу предельного равновесия, пластический шарнир и перераспределение усилий в нераз-резных конструкциях

Исходя из принципа расчета по 1гр предельных состояний, несущую способность ЖБ элементов определяют на третей стадии НДС, которая характеризуется упруго-пластичной работой бетона в сжатой зоне и растянутой арматуры. При этом считается что для нормально заармированных элементов, в момент когда деформации в растянутой арматуре достигли значений соответствующих пределу текучести арматуры, деформации в сжатой зоне бетона также достигают своих предельных значений, что в конечном итоге приводит к разрушению элемента. Совсем иное поведение ЖБ элементов в предельном состоянии при слабом армировании и при переармировании элемента. При слабом армировании напряжение в сжатой зоне бетона м.б. ≤ предельного при напряжении в растянутой арматуре, соответствующей пределу текучести. А для переармированных элементов напряжение как в сжатой зоне бетона, так и в растянутой арматуре м.б.< своих предельных значений.

Рассматривая случай слабоармированых элементов, При некотором значении внешней нагрузки, напряжение в растянутой арматуре достигает предела текучести, при этом усилие в данной арматуре перестает расти и остается некоторое время постоянным и равным Fst=const=fyd·Ast.

Внутренний изгибаемый момент воспринимаемый сечением, остается величиной постоянной. MRd=const=fyd·Ast·z.

В переармированных и нормально армируемых элементах происходит разрушение элемента.

Появление пластического шарнира в статически определимых системах превращает их в механизм и приводит к их разрушению.

На внутренний изгибающий момент влияют следующие факторы: 1). Прочностные и деформационные характеристики арматурной стали. 2). Количество арматуры в сечении элемента, т.е. % армирования. 3). Высота элемента.

37.Многоэтажные промышленные и гражданские здания их конструктивные схемы. МЗ по способу восприятия нагрузки и особенностям обеспечения пространственной работы разделяются на 4 конструктивные схемы: Каркасные – применяют в основном в пром. и гражд. стр-ве в случае организации значительных объемов помещений, необходимости организации технического процесса по вертикали(промздания) и в случае необходимости устр-ва технических проемов в перекрытии. Несущие элементы таких зданий: верт.(колонны, диафрагмы жёсткости в виде панелей, вертикальные связи, ячейки жёсткости) и гориз.(элементы пер-ий), входящие в каркас здания.1 – колонна, 2 – ригель, 3- плиты перекрытия, 4 – поперечная диафрагма.Панельные – применяются в гражд. и общ-ых зданиях, для кот. необходима организация часто распространённых продольных и поперечных стен. Основные требования: треб. по звукоизоляции, т.к в конструктивном плане стены, связанные в единое целое с перекрытиями сами воспринимают нагрузку и не треб. устройства каркаса. Прим-ся для пром. , админ. , гражд. и общ-ых зданий, треб. частого распространения поперечных стен. исходя из треб. по звукоиз-ии, толщина стен в пан-ых зд. >/=16см. Они свободно могут воспринимать нагр-ки, поэт. выступ. в кач-ве несущ. верт. эл-ов, поддерживающих м/д этажные пер-ия., кот. проект-ся на комнату, что знач-но упрощает конструкцию и кол-во стыков. Т.к. плиты перекрытия опираются по всем 4-ем сторонам, их толщина м/б уменьшена до 120мм, что значительно сокращает объем бетона и армир-ие перекрытия.. 3 системы блоков: 1) Блок-стакан, 2) Блок-колпак, 3) Перев-ый блок-сьакан.Комбинированные – нашли широкое применение в гражданских зданиях, когда 1-ые этажи здания используются в качестве офисных или торговых помещений. В этом случае 1-ые этажи проектируются по каркасной схеме, последние – по бескаркасной.

38.Многоэтажные здания рамной, связевой, рамно-связевой систем. Каркасные здания по конструктивной схеме подразделяются на здания:

рамной, связевой, рамно-связевой систем,СмешанныеДанное подразделение связано с тем, что каждая из данных систем подразумевает определённый способ восприятия вертикальных и гориз. нагрузок. А так же способ сопряжения ригеля с колонной, колонн м/д собой и других дополнительных элементов с каркасо1) Рамная Здесь имеет место жестк. сопряжение ригеля с колонной, а так же жесткое защемление колонны с фундаментов.

Осн-ые эл-ты системы – попер. и прод. рамы, образованные колоннами и ригелями. Простр. жестк-ть данных систем обесп-ся за счет работы дисков перекрытий или покрытий связанных с рамами. У системы имеются сущ. недостаток , связанный с величиной усилий от гориз. нагрузок. Данный недостаток выражается в том, что в рамах нижних этажей имеет место высокое значение усилий и следовательно для нижних этажей необходимо увеличить геометрические размеры поперечного сечения колонн, или увеличить их армирование. Применяются при количеств этажей </=20.2)Рамно-связевая Предполагает, что вертикальные нагрузки будут воспр-ся рамами каркаса, а гориз. нагрузки – как рамами, так и жесткими вертикальными элементами в виде диафрагм, кот. могут быть сплошного сечения (балки-стенки) или сквозные (металлические связи). При данной системе подразумевается, что нагрузки в здании повышенной этажности будут восприниматься рамами и диафр-ми в зависимости от их жесткости.3)СвязеваяИмеется шарнирное сопряжение ригеля с колонной или условно узел должен воспринимать строго фиксированный изгиб. Момент = 55кН*м. Для обеспечения стат-ой работы рамного восприятия нагрузок в данных зданиях должны быть устроены поперечные и продольные диафрагмы.4) СмешаннаяГориз-ные нагрузки в одном напр-нии должны быть воспр-ты рамами, в другом – связями. Данная система чаще всего применяется в мног-ных зданиях повыш-ой этажности (>25 эт). Для данных зданий устр-ют спец. конт-ые верт-ые эл-ты замкн. или крестообр. типа и - ядер жест-ти. Как правило внутри данных эл-ов будут расп-ся раз-ого рода техн-ие комм-ии. Лифт. шахты, лест. клетки и др.

39.Несущие конструкции многоэтажных каркасных гражданских зданий: колонны, диафрагмы, ядра жесткости, плиты и ригели и особенности конструирования стыков. В зданиях каркасного типа рассчитываются:1) верт. эл-ты – колонны, диафр. , ядра жесткости.2)гориз. эл-ты – плиты пер-ий, ригеля.Колонны-Производятся квадр. и прямоуг. сечения размерами: в гражд. зданиях – 30х30,35х35см, в пром. зданиях – 40х50, 40х60см.

Для повыш. несущ. сп-ти колонн 1-ых эт. их проект. из бетона боле высокого класса с выс. коэф-ом армирования или насыщают данные колонны косв. арм-ем. Арм-ие колонн м/б осущ. как гибкой, так и жестк. арм-ой, а в опред. ситуациях – предворительно напряжонной.Общие принципы проект. колонн многоэтажных зданий должны соотв. проект-ию сжатых эл-ов, т.е. при арм-ии гибкой арм-ой должны вып-ся треб-ия по разм. данной арм-ры в сеч. исходя из способов обр-ия каркасов и треб. по мин. и макс. расст-ию м/д стержнями.

Разрезка колонн в карк-ых зданиях осущ-ся ч/з 2 эт., что позвол. сущ-но сниз. трудозатр. и униф-ть эл-ты сборных констр-ий рам. При проектировании разрезок на 4, 5 этажей для пов-ия трещинност-ти , деф-ти колонн (l=15м) их вып-ют с предв. напр. арм-ой. Стык колонн различных ярусов вып-ся с исп-ем ванной сварки выступов гибкой арм-ры.

Диофрагмы

Данные эл-ты гл. обр-ом воспр-ют гор-ые нагр-ки. Обычно пр-ся из спл-ых ж/б панелей толщиной 14 – 18см, в осн-ом расп-ся м/д колоннами и соед-ся с ними с исп-ем связей, воспр-их сдвиговые усилия.

Панели диофрагм м/б 1) плоскими и 2) двухконс-ми: 1- колонна, 2 – панель диафр-мы, 3 – гибкая связь

1) 2П л-ие диофрагмы как правило устр-ся по осям паралл-ым напр-ию панелей настилов пер-ий.

Д вухконсольные устр. в пл-ях паралл-ых рамам каркаса, сов-ая их с ригелями. Армируют панели диофрагм как правило каркасами с раб арм-ой диам. 12-16мм, или сетками с арм-ой диам. 5-6мм с шагом 200, расп-ых по противопол. граням.

Связь м/д панелью диофрагмы и колонной осущ. путем сварки заклодный деталей. Верт. швы зад-ся ц-п р-ром. Гориз. Швы в ур-не пер-ий должны бет-ся бетоном на мелком щебне.

Кол-во диофрагм в плане здания должно обесп-ть необх. прочность и простр. жесткость здания в обеих напр-иях.

Ячейки жёсткости

Вып-ся монол. в панельн. и объемн. – блочных – м/б сборными. В осн-ом прим-ют - коробчатые, тавров. и двут-ые сечения ЯЖ, сто связ. с возм-ю расп-ть внутри ЯЖ разл. рода комм-ии или др. техн-ие помещения. Кол-во ЯЖ заисит от конфиг-ии здания в плане. Толщина стенок – 20-40см. В сб. вар-те – из станд-ых панелей Д. Осн-ое назн-ие – воспр-ие гор. Нагр-ок в высотн. Зданях или ветровых.

Плиты и ригели-Панели пер-ий и покр-ий МЗ подр-ся на связевые (укл-ся по внутр. Осям здания), рядовые и фасадные (по наружн. Осям зд.)

Связ-ые проект-ся шириной не < 80см и имеют спец. Вырезы для пропуска колонн. Рядовые и ФП связ-ся поверху монт-ми накладками, обеспеч. Передачу раст-их усилий в гориз. Дисках покр-ий и пер-ий. Чаще всего данные накл-ки уст-ся в местах устр-ва монтажных петель.В кач. ПП примен. Ребр-ые или многопуст-ые ПП.Для эфф-ого воспр-ия сдв-ых усилий по бок. Граням ребр. Или многопуст. Панелей им-ся спец. Шпонки в виде вмятин или подрезок, кот. заполн-ся в посл-ии бетоном на мелком щебне.Ригели к. правило вып-ют прямоуг. Или тавр-ого попер. сеч., что позв. Опереть панели или на ригель или в пред. его высоты. Соед-ие ригеля с колонной в рамных каркасах – жесткое, в связевых – с исп-ем шарн-ого соед-ия на скрытой консоли с Ме накл-ой в виде рыбки. Иногда по пер-ру здания устр-ся обвязочные балки в уровне пер-ий. Ширина попер. сеч. данных эл-ов прин-ся равной размеру колонн, а высота – соотв. Высоте ригеля. К. правило данные балки вып-ся в монол. варианте с армир-ем арм-ой диам. >/=12мм.

В админ-ых зд-иях разл-ого назн-ия, в общ-ых зд-иях, если треб. увел-ие сетки колонн в кач-ве паелей пер-ий м/б прим-ны крупноразм-ые поиты типа 2Т.

40.Несущие конструкции многоэтажных панельных гражданских зданий и особенно' з конструирования элементов и стыков.В осном данные типы зд. прим-ют в стр-ве. Ширина здания назн-ся исходя из условий освещённостити и удобства планировки внутр. помещений и прин-ся 12-16 м.Панельные дома вып-ся в одном из 3-х вар-ов:1) С прод-ми и попер-ми нес-ми стенами (жилое здание)2)Только с прод-ми несущ-ми стенами3)Только с попер-ми несущ-ми стенами2)и 3) – общ-ые здания3) – более выгодны, т.к панели пер-ия оппир-ся на внутр. стены, что позв. сущ-но обл-ть наруженность стеновой панели, кот. будут вып-ть роль огр-их констр-ий и м/б выполнены из легких бетонов.

В посл. время нашла массов. прим-ие 1-ая констр. схема, кот. дает возм-ть сов-ть в наружн.панелях ф-ии огр-ей и несущ. к-ии, вып-ть ее многослойной.Внутр-ие несущ. панели обычно пр-ся многосл-ми из тяжелого Б. класса > C12/15 толщиной 12 или 16 см. При этом толщина панели уст-ся не сколько несущ. сп-ю, а сколько треб. по звукоизоляции и мин. площадкой опирания панелей пер-ия = 50 и > мм. Армирование данных панелей осущ-ся плоскими каркасами или сетками, устан. у противоп-ых граней панели в кол-ве >/=0,2см2 на м. пог.(> диам. 5 мм шагом 100, >/= диам. 12)Наружн. несущ. стенов. панели пр-ся преим-но двухсл-ми или 3-хсл-ми. 2 – слой утепл-ля, 3- фактурный или декор-ый слой, 1 – тяжелый бетон, 4 – слой бетона с меньшей почностью (слой легк-ого Б)Наружн. несущ. СП проект-ют длиной до 4,8м без предв. натяж-ия арм-ры, при больших пролетах – с преднапр-ем. Рабочую арм-ру уст-ют только в слое тяжелого Б. Наружн.ненесущ. СП вып-ют из легкого Б.( ячеист., керамзит-ого Б. ). Толщина панелей = 200 – 350мм. Арм-ся аналогично односл.панелям. ПП в зав-ти от констр-ой схемы здания м/б как панели, опертые по 2-ум , 3-ем, 4-ем сторонам. Толщина =160 – 220мм. К. правило они вып-ся сплошного попер. сечения. В панельн. зданиях все сдвиг. усилия воспр-ся за счет совм-ой работы стеновых панелей и панелей пер-ий без устр-ва доп. диафрагм. Верт-ые швы м/д панелями осущ. с пом-ю бет-ых шпоночных швов и сварки ЗД. По сп-бу передачи усилий от панелей на стены разд-ют 3 осн-ых вида стыков:

1)Платформенный2)Конт-ый3)Комбинированный

41.Плоские железобетонные перекрытия многоэтажных жилых и производственных зданий их классификация и характеристика.Перекрытия МЗ делят здания по высоте на ярусы, воспр-ют верт-ую нагр-ку, перед-ая ее на верт-ые нес-ие элементы и воспр-ют сдвиговую нагр-ку от гориз-ых усилий.В осн-ом пер-ия будут рассч-ся на верт-ую нагр-ку, а обесп-ие жест-ти в гориз-ом напр-ии осущ-ся констр-ми меропр-ми.

Перекрытия:1) По констр-ой схеме (балочные, безбалочные)2) По виду бетона и изг-ия- монолитные –сборные-сборно-монолитные3) По констр-му признаку-Монол-ые ребр-ые с балочн. плитами -//-//-//- с плитами опертыми по контуру-Сборные ребристые с балочн. панелями- Безб-ые монол-ые-Безб-ые сборные-Сб-но-монол. Балочные-Сб-но-монол. безбалочныеПри проектировании здания ставится задача обеспечения его прочности и жесткости при минимальных расходах. Поэтому плоские перекрытия – наиболее распространенные конструкции в промышленных и гражданских зданиях и сооружениях, ввиду их высокой индустриальности, экономичности, жесткости, огнестойкости и долговечности. Перекрытия в многоэтажных зданиях при проектировании рассматриваются, как горизонтальные жесткие диски.Достоинства и недостатки:1. Сборные.« + » серийное производство; минимум мокрых процессов на площадке;« - » увеличивается стоимость; необходимость перевозки, монтажа и обеспечения жесткости (швы, связи жесткости), вследствие меньшая жесткость, чем в монолитных перекрытиях; вынужденная градация размеров при изготовлении;2. Монолитные.« + » свобода в выборе конфигурации пролетов; повышенная жесткость перекрытия;« - » повышение трудоемкости изготовления (опалубка, арматура, укладка смеси, уход); сезонность работ или необходимость утепления;3. Сборно-монолитные.Появились, чтобы снизить долю отрицательных факторов сборных и монолитных перекрытий. Основа – сборные преднапряженные облегченные конструкции, остающиеся в качестве опалубки.« + » в результате снижается масса при перевозке и монтаже; снижаются расходы на опалубку; жесткость перекрытия обеспечивается монолитной частью.« - » на площадке два процесса производства работ с различной технологией и механизмами.