Железобетонные конструкции Лекции

T = hHэтRck

Q – расчетная поперечная сила в пределах одного этажа h – толщина стены

Rck – расчетное сопротивление кладки среза по вертикали перевязанному шву

Расчет на главные растяжения напряжения

Q (2) Q

Rtg =(3)

– расчетное сопротивление кладки при изгибе от главного растяжения напряжения

- коэффициент неравномерного распределения напряжений

=

Для I = 1,15

T = 1,35

O = 1,5

Если условие 2 не выполняет производится армирование кладки

Rstg =

армированной кладки

101

= ; =, когда выходит за пределы ядра сечения

Расчет перемычек или горизонтальных поясов концентрации

Произв. на действия M и а

M = RtW (4)

Если условие (4) не выполняется, производится армирование перемычки или горизонтального пояса или устройства железобетонной рамы

Гибкая конструктивная схема

При расстоянии между поперечными стенами превышающими предельно допустимые (для жестких конструкций) расстояния (13-26 м.) здания рассматриваются как работающие по гибкой конструктивной схеме рассчитывается схема в виде однопролетных или многопролетных рам, у которых стойки представляют собой фрагмент стены между проемами (по ширине плоских перекрытий), а ремнями являются плиты перекрытий или покрытий.

или фермы, балки или другие типы прогонов.

При этом предполагается, что вертикальные элементы рамы защемления в грунте, а горизонтального шарнирного закрепления со стойкой.

Сечение стоек принимает либо прямоугольное, либо тавровое (при наличии пилястр, или контрфорс)

102

Высота - H Bн = b + 2/3H 1/3H 6h

В случае использования в качестве репеля плит с плоской передачей, усилений на стену в расчет вводится вся ширина участка опирания во всех случаях Bн не превышает ширину простенки.

Определение усилий ведется по правилам строительной механики с использованием принципа незавершенности действия сил, и рассмотрения сочетаний основного и особого, при этом усилия определяются для расчета сечений в качестве которых принимается сечение защели стойки в фундамент и все сечения, где происходит изменение размеров сечения.

Примечание: Для зданий с каменными несущими элементами необходима проверка достаточной прочности здания в процессе монтажа, при котором стена рассматривается как консоль, жестко-защемленная внизу и загруженная собственной массой и ветровым давлением. При этом прочность раствора принимают от 0 – 0,2 МПа в зависимости от марки применяемого раствора.

Особенности проектирования кладок в зимних условиях

Способы ведения кладки:

1.Замораживания с оттаиванием в естественных условиях

2.Замораживание с искусственным оттаиванием

3.Беспрогревный способ с использованием химических добавок

4.Смешанный 1. Предполагает ведение кладки снаружи.

Согласно СНиП t не ниже -20 - -10 С. При скорости ветра не превышающей 6м/сек. Раствор марки не ниже М10. Состав раствора – цементный или цементно-известковый,

исключается использования известковых, известково-зольных, глиняных, не способных повышать прочность после начального замораживания. t раствора должна быть такой, которая позволяет вести кладку с соблюдением требуемых толщин и равномерности распределения горизонтальных швов, а в сейсмических районах и вертикальных швов (t раствора +15).

103

Кладка под замораживание не допускается – в сейсмических районах при расчете сейсмичности 9 баллов;

-при эксцентриситете стен или столбов e 0,25y (y – расстояние от сжатой грани до начальной оси), если марка раствора меньше М25

e 0,7y, если М25 и выше;

-не допускается кладка стен и столбов, у которых н/h > [H/h];

-не разрешается ведение кладки под замораживание из рванных камней.

Для кладок, выполненных методом замораживания, требуется проверка достаточности прочности для 2х стадий:

А - для стадии оттаивания, при которой прочность раствора принимается = 0,2НПа, или марка раствора не ниже М25 и о прочности, если марка раствора ниже M25 и о прочности, если марка раствора ниже М25 при толщине стены 380 мм. и более. При этом прочность кладки вводится с коэффициентом

Rt =

t = , где

t – температура в С со знаком «-» в случае армирования кладок вводятся коэффициент условий работ, учитывающее снижение сцепления сетки и растворов

msk = 0,5 при определении прочности кладки в стадии 1го оттаивания и msk = 0,7 при расчете

встадии окончательного твердения кладочных растворов после оттаивания.

2.Замороженные кладки с искусственным обогревом имеют в достижимой min прочности раствора и кладки, позволяющей вести непрерывный монтаж выше…… элементов покрытий без устройства дополнительных опалубочных элементов.

3.Кладка с использованием химических добавок в качестве химических добавок понижающих температуру используются нитрит, нитраты NaO3, NaO2 и ……. CuCO3.

В зависимости от температуры внешней среды (до -30) концентрация солей составляет 4- 12%, при этом установлено, что прочность растворов с использованием таких солей на 10-20% ниже при использовании подобных свойств в нормальных условиях твердений.

Особенности проектирования и ведения кладок в сейсмических районах

СНиП II – 7 – 81* Актуализированная версия

1. Необходимо: - проверка прочности каменных конструкций на совместное проявление горизонтального и вертикального сейсмического воздействия, при этом вертикальная

104

составляющая сейсмического воздействия принимается = 30; 15 % от горизонтального соответствия при расчете сейсмичности 9; 7-8 б.

2.Требование по заполнению вертикальных швов кладки.

3.Требования по зимней кладке:

Кладка под замораживание для расчета сейсмичности 9б исключается.

При расчете сейсмичности 7-8 б. разрешена зимняя кладка при условии обеспечения твердения раствора при «-» температуре.

Применяется либо полнотельный, либо пустотелый с max размером пустот до 16 мм. с маркой не ниже М100 (при обоснованности и расчете сейсмичности 7 б. разрешается использование камней М75). Раствор для зимней кладки не ниже М50, для летней – не ниже М25.

Устанавливается 2 категории кладки по сейсмостойкости, критерием которых является сопротивление кладки растяжению по неперевязанным швам.

1 - сц 180 кПа

2 - сц 120 кПа Ограничения по высоте этажа кирпичных стен принимается = 5; 4; 3; 5 соответственно при

расчете сейсмичности 7, 8, 9 б.

При наличии армирования кладки все указанные размеры увеличиваются на 1. Max соотношение Нэт/hст 12

Расстояние между поперечными стенами или рамами не должно превышать 18, 15, 12 м. соответственно при 7, 8, 9 б. расчета сейсмичности здания, при этом напряжение стен перпендикулярно направлению армированным сеткам по 1,5 м. в каждую сторону с шагом установки по высоте 700 мм. для 7, 8 б. и 500 мм. для 9 б.

Указания по проектированию каменных конструкций

СНиП II – 22 81*

Крупноразмерные элементы конструкций следует проверять для стадии транспортирования и монтажа, при этом собственная масса этих элементов принимается с коэффициентом динамики 1,8 при транспортировании, 1,5 при монтаже.

При этом коэффициент перегрузки t не учитывается.

Примечание: Коэффициент динамичности может быть снижен до 1,25 при достаточном обосновании соответствующих условий монтажа.

Для обеспечения сплошности кладки из камней правильной формы рекомендуется соблюдать следующие требования по перевязке швов:

а) для камней из полнотелого кирпича шириной 65 мм. один тычковый ряд на 6 рядов кладки

105

б) из полнотелых шириной 88 мм. и пустотелого шириной 65 мм. один тычковый ряд на 3 ряда кладки

Для каменных материалов и столбов, а также отдельных конструктивных элементов из каменных кладок (сливы, парапеты, карнизы), находятся в условиях постоянного или эпизодического увлажнения необходимо обеспечивать гидроизоляцию или сливов из оцинкованной стали.

Крупнопанельные или бескаркасные здания Конструктивные схемы

В зависимости от схемы передачи усилий различных следующих конструкций схем панельных зданий:

споперечными и продольными несущими стенами с перекрытиями, опирающимися по контуру, при этом все вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимаемые стенами обоих направлений.

споперечными несущими стенами и внутренними продольными диафрагмами при опирании плит перекрытий на поперечные стены, при этом все вертикальные нагрузки, воспринимаемаютс поперечными стенами, горизонтальные нагрузки в продольном направлении воспринимают диафрагмы жесткости, в качестве которых выступают продольные межквартирные стены.

спродольными несущими стенами и продольными диафрагмами жесткости, при этом ПП опираются на стены вертикальные нагрузки воспринимаемые продольными наружными и внутренними стенами, горизонтальные в продольном направлении несущими стенами в поперечном диафрагмами жёсткости роль которых играют лестничные клетки и межсекционные стены.

Для зданий высотой до 9ти этажей используется любая из вышеперечисленных конструктивных схем, при большей этажности предпочтение схемам а и б при шаге внутренних

поперечных стен 2,7 – 7,2 м.

106

Указанные схемы на практике – условные в силу следующее обстоятельство: в схемах (б) и (в) при реальных условиях эксплуатации часть вертикальной нагрузки объективно передается на элементы жесткости.

2. Некоторая часть вертикальной нагрузки передается на диафрагмы через связи, которыми соединены вертикальные стыки, и при этом часть горизонтальных нагрузок через связи передается на несущие стены.

В виду обеспечения такой схемы пространственной работы перераспределение усилий между элементами представляют собой неопределимость и при автоматизированном расчете позволяет учесть это обстоятельство путем задания соответствующих жесткостных характеристик стен, диафрагм и связей.

Классификация конструктивных элементов панельных зданий Наружные стеновые панели

Требования:

1.Обеспечение нормальных температурно-влажностных условий в ограждаемых сооружениях => достаточное термосокращение, теплоустойчивость, водо- и паронепроницаемость.

2.Прочность (если панели несущие)

3.Морозостойкость

4.Огнестойкость

5.Технологичность

6.Художественная и архитектурная выразительность.

7.Важнейшей из них является сопротивление теплопередачи и конструктивное решение панелей принимается таким, которое обеспечивает термосопротивление ограждения.

В зависимости от статистической работы стеновые панели подразделяются не несущие воспринимающие нагрузку от вышележащих этажей, включая перекрытия и покрытия, самонесущие воспринимающие нагрузку от собственной массы и ветрового давления в пределах этажа.

И несущие или навесные (могут опираться на перекрытия с передачей нагрузки на внутренние несущие стены).

По схеме разрезки панели различают однорядные, одномодульные шириной 2,4; 3,6 и однорядные двухмодульные шириной 5,4; 7,2 м.

По конструктивному решению панели делятся на однослойные, двухслойные и трехслойные.

107

Конструктивное решение наружных стеновых панелей

Однослойные панели выполняются с использованием легких бетонов в виде плоскостного элемента состоящего из фактурного, основного и отделочного слоев, при котором расчетноконструктивным является только основной слой, сформированный из легкого бетона марки не ниже М25 (В5). Плотность ячеистого бетона 700-1400 кг/м3. При этом толщина панелей зависит от района строительства или предъявляются требования к ограждениям. Однослойные панели используются в качестве несущих элементов.

Армирование панелей Осуществляется конструктивно < 0,1 как бетонного элемента и имеет целью:

а) обеспечить прочность в стадии изготовления, транспортировки и монтажа б) для ограничения развития случайных трещин в следствии механических, температурных,

силовых воздействий.

Армируется каркасами, установленными по контуру и у проемов. Шаг установки каркасов 1,2-1,5 м., проволока Вр-500, не менее 5 мм., каркасы соединены в пространственные системы,проволоки 5 мм. ОС-1 или устанавливается 600 мм. В нижней части панели и проема устанавливаются сетки С-1 с теми же диаметрами, что и каркас.

Над верхней частью проема обязательно установка каркаса К-1, который заводится за пределы проемов не менее чем на 300 мм.

С-2 – угловые сетки с ячейкой 50х50.

108

Особенности конструирования двухслойных и трехслойных панелей

1 – слой тяжелого бетона или пористого бетона на легких заполнителях, класс В10; В7,5 до 5 этажей. Ширина слоя 60-100 мм.

3 – ширина фактического слоя 20 мм.

2 – утеплитель, в зависимости от района строительства Панели принимают только в качестве несущих.

Значительно эффективнее однослойные за счет того, что используют в качестве утеплителя легкие бетоны с плотностью составления 600-800 кг/м3.

В качестве развития 2х-слойной панели и создания использования утеплителя меньшей объемной массы используют 3х-слойные панели, которые используются в качестве несущих и ненесущих элементов.

Наружныее панели из легкого бетона класса не ниже В10.

Наружный слой из тяжелого бетона 500 мм., легкого 80 мм.

Внутри для несущих 80 мм., ненесущих 65 – для тяжелых, 80-100 для легких. Утеплитель массой не превышающей 400 кг/м3. Утеплитель как формованный, так и литой.

Армирование осуществляется арматурой А240 для несущих панелей, 10 мм. И Вр-500 608 мм. Соединение арматур каркаса и стенки производится с использованием шпилек. Шаг установки 600-800 мм., 5 мм.

109

Внутренние панели

Для всех типов крупнопанельных зданий выполняются однослойные из легкого или тяжелого бетона класса не ниже В5-В7,5. Толщина определяется требованиями прочности (если панели являются диафрагмами жесткости соответствующего направления, огнестойкими и звукоизолирующими /от воздушного шума/).

По требованию звукоизоляции внутренние панели из тяжелого бетона должны иметь толщину не менее 160 мм., а из легкого бетона определяется соответствующими расчетами ~100 мм.

Толщина панелей раздельной комнаты внутри квартиры по условиям звукоизоляции не меньше 120 мм. для тяжелого и по расчетам для легкого бетона.

Примечание: при этажности более 12ти этажей внутренние стеновые панели армируются исходя из расчета на внецентренного сжатие, при меньшей этажности армирование панелей осуществляется конструктивно.

Панели бывают без проемов и с проемами.

Масса 7-8 т.

Армирование осуществляется либо конструктивно, либо по расчету (внецентренный сжатый элемент), зависит от этажности; пространственными каркасами. Расстояние между вертикальными каркасами К-1 ≤1,5 м.

Связь обеспечивает отдельные стержневые ОС. Шаг установки 600-800 мм. над проемами каркасы с рабочей арматурой 10-12 А300, заводится за грани не менее чем на 500 мм. При расчетном армировании min коэффициент армирования > 0,1.

110