билет № 28

1

Билет № 28

1. Сборно-монолитные железобетонные конструкции зданий и сооружений ТЭС и АЭС. Перекрытия. Конструктивное решение. Расчёт на нагрузки строительного периода и в стадии эксплуатации

Сборно-монолитная конструкция перекрытия состоит из сборных эл-ов и монолитных частей, бетонируемых непосредственно на площадке. Затвердевший бетон этих монолитных частей связывает конструкцию в единую совместно работающую систему.

Сборные эл-ты служат остовом для монолитного бетона и в них размещена основная, чаще всего ненапрягаемая ар-ра. Дополнительную ар-ру при монтаже можно укладывать на остов из сборных эл-ов. Сборные эл-ты изготовляют из бетона относительно высоких классов, бетон же монолитных участков модет быть класса В15.

Работа сборномонолитной конструкции характеризуется тем, что деформации бетона сборных эл-ов, и трещины в монолитном бетоне не могут развиваться до тех пор, пока они не появятся в предварительно напряжённом бетоне сборных эл-ов.

При пролётах до 9 м возможны перекрытия с предварительно напряжёнными эл-ами, которые имеют вид ж/б доски и служат остовомрастянутой зоны балки, снабжённой ар-рой на которую укл-ся монолитный бетон.

Рис. Х1.32. Сборно-монолитные перекрытия 1—монолитный бетон; 2—предварительно напряженная железобетонная доска; 3—сборный элемент

конструкция сборно-монолитного перекрытия, в которомобъём монолитного бетона сост. 30 % общего бетона в перекрытии, образована из сборных предварительно напряжённых досок и панелей.

Рис. XI.33. Ребристые сборно-монолитные перекрытия с остовом из железобетонных панелей

Расчёт сборномонолитных конструкций по предельным состояниям пр-ся по 2 стадиям:

1.до преобретения бет. омоноличивания заданной пр-ти на воздействие нагрузки от массы этого бетона и от других нагрузок, действующих на данном этапе возведения к-ии.

2. после приобретения бетоном омоноличивания заданной прочности, т.е при совместной работе со сборными эл-ми на нагрузки, действующие на данном этапе возведения и при экспл. Зд-ия.

Расчёт прочности сборно-монолит. конструкции на сдвиг принимается из условия: Qsh/(bshLsh)≤ sh Qsh- расчётное усилие сдвига

bsh- ширина пов-ти сдвига по которой происходит проверка прочности контакта Lsh-расчётная длина

sh- среднее суммарное сопротивление сдвигу.

2

2. Приведите методику подбора толщины стенки вертикального цилиндрического стального резервуара для хранения жидкостей. Опишите нагрузки, действующие на стенку резервуара и их определение. Краевой эффект

Стенка корпуса является несущим элементом резервуара и рассчитывается по методу предельных состояний в соответствии с требованиями СНиП. Нормативные нагрузки, действующие на стенку резервуара, а также коэффициенты перегрузки принимают в соответствии со СНиП 2.01.07—85. Кроме того, принимаются следующие дополнительные содержащиеся в СНиП 2.09.03—85 коэффициенты надежности по нагрузкам и коэффициенты условий работы: для избыточного давления и вакуума P = 1,2; при расчете нижнего пояса стенки резервуара на прочность C = 0,7, при расчете остальных поясов стенки резервуара на прочность C = 0,8; при расчете стенки на устойчивость C = 1; при расчете узла сопряжения стенки с днищем CKP = 1,2; при расчете на устойчивость вертикальных стенок от действия ветровой нагрузки W = 0,5; при расчете сферических крыш резервуаров на снеговую нагрузку S = 0,7. Расчет на прочность. Стенку резервуара рассчитывают на прочность по безмоментной теории как цилиндрическую оболочку, работающую на растяжение от действия гидростатического давления жидкости и избыточного давления газа в паровоздушной среде между свободной поверхностью жидкости и крышей резервуара.

Рис. 1. Расчетная схема вертикального цилиндрического резервуара

Расчет на устойчивость. Верхние пояса стенки корпуса в результате расчета на прочность получаются сравнительно небольшой толщины, поэтому их необходимо проверить на устойчивость по формуле. Меридиональные продольные сжимающие напряжения в стенке определяются по формуле

где Ркр - нагрузка от собственного веса крыши и установленного на ней оборудования, кН/м2 ; РS - нагрузка от снега на крышу, кН/м2; РPBAK - нагрузка от вакуума, кН/м2 ; РW - ветровая нагрузка на крышу (отсос), кН/м2; =0,9—коэффициент сочетания нагрузок; W – напряжения от собственного веса вышерасположенного участка стенки толщиной tWMIN .

Нагрузки на стенку:

1.Постоянные:

-от собственного веса конструкции;

2.Временные длительные:

-вес теплоизоляции;

-гидростатическое давление хранимой жидкости;

- давление газа в паровоздушном пространстве (избыточное давление);

3

3. Кратковременные нагрузки:

-снеговая;

-ветровая;

-давление вакуума, которое может возникнуть при опорожнении резервуара; 4. Особые нагрузки:

-сейсмические;

-аварийный вакуум;

Нагрузка от гидростатического давления жидкости:

Поскольку гидростатическое давление переменно по высоте, то и нагрузка на стенку по высоте переменна. В этой связи целесообразно делать стенку разной толщины. Гидростатическое давление определяется для каждого пояса стенки, поскольку сварные швы между листами являются как бы дополнительными кольцами жесткости, то расчетное давление на пояс принимается на расстоянии на 300мм выше кромки пояса.

Давление газа в паровоздушном пространстве.

Указывается в нормах, в зависимости от типа жидкости и системы клапанов.

Нагрузка от вакуума. Указывается в нормах, аналогична давлению газа.

4

Снеговая нагрузка.

Ветровая нагрузка. Нагрузка на стенку весьма сложная, она заменяется равномерным давлением по кольцу с половинной величиной ветровой нагрузки.

Принцип расчета стенки.

Врезервуарах стенки относительно тонкие t/r=1/100#1/2000. Изгибная жесткость гибких стенок мала и при расчете используется безмоментная теория. Считается, что в стенке возникает либо растяжение, либо сжатие. Из рассмотрения условия равновесия внешних и внутренних усилий определяется кольцевое усилие. Под действием нагрузок, направленных вертикально возникают соответствующие вертикальные усилия в стенке (меридиональные). Кольцевое напряжение определяют от каждой нагрузки отдельно, а потом составляют опасные комбинации напряжения.

Стенка рассчитывается на два варианта нагрузок:

1. Резервуар заполнен. Стенка подвергается растяжению от гидростатического давления жидкости и давления газа. От гидростатического давления меридиональное напряжение равно нулю. От давления газа будут и кольцевое и меридиональное напряжения. От постоянных нагрузок в стенке будет возникать меридиональное сжатие, но кольцевое напряжение будет равно нулю.

2. Резервуар пустой. На стенку действует меридиональное напряжение от постоянной нагрузки, кольцевое и меридиональное напряжение от вакуума.

Учитывается так же ветровая и снеговая нагрузки.

При пустом резервуаре стенка оказывается сжатой и должна быть проверена на устойчивость. Краевой эффект.

Вместах, где свободная деформация стенки стеснена днищем, кровлей или промежуточными кольцами жесткости стенка подвергается изгибу, даже тонкая. В местах изгиба возникают местные моменты, которые быстро затухают. В местах изгиба локальный момент определяется методом сил строительной механики. Днище рассматриваем как балку на упругом основании.

M,loc 0.6P rt

5

Локальное меридиональное напряжение добавляется к меридиональному от соответственных нагрузок. Местный момент действует и на днище, следовательно окрайки получаются толще, чем остальное дно. Центральные стойки обычно делаются из трубы и работают на центральное сжатие.

рассчитываются на нагрузки, отрывающие днище от основания. Предварительно напряженные цилиндрические резервуары.

Нижняя, наиболее напрягаемая часть стенки обматывается проволокой под натяжением. В результате стенка подвергается сжатию, которое вычитается от растяжения от внешнего давления. Сама проволока является вторым слоем оболочки. Чем больше разница в прочности проволоки и стенки, тем больше

экономический эффект.

3. Определение глубины заложения фундаментов мелкого заложения (влияние климатических и инженерно-геологических условий, конструктивных требований)

Очевидно, что чем меньше глубина заложения фундамента, тем меньше объем затрачиваемого материала и ниже стоимость его возведения. Однако при выборе глубины заложения фундамента приходится руководствоваться целым рядом факторов:

Геологическое строение участка и его гидрогеология (наличие воды);

Глубина сезонного промерзания грунта;

Конструктивные особенности здания, включая наличие подвала, глубину прокладки подземных коммуникаций, наличие и глубину заложения соседних фундаментов.

1. Учет ИГУ строительной площадки заключается в выборе несущего слоя грунта. Этот выбор производится на основе предварительной оценки прочности и сжимаемости грунтов. По геологическим разрезам. Все многообразие напластования грунта можно представить в виде трех схем:

7

dfn – нормативная глубина сезонного промерзания грунта

d fn do Mt

Mt – коэффициент, численно равный ∑ абсолютных значений (-) температур за зиму в данном районе. do– коэффициент, учитывающий тип грунта под подошвой фундамента.

3. Конструктивные особенности сооружения.

Основными конструктивными особенностями возводимого сооружения, влияющими на глубину заложения его фундамента, являются:

Наличие и размеры подвальных помещений, приямков или фундаментов под оборудование;

Глубина заложения фундаментов примыкающих сооружений;

Наличие и глубина прокладки подземных коммуникаций и конструкций самого фундамента. Глубина заложения фундамента принимается на 0,2-0,5 м ниже отметки пола подвала (или

заглубленного помещения), т.е. на высоту фундаментного блока.

Фундаменты сооружения или его отсека стремятся закладывать на одном уровне.

Рис. 10.11. Выбор глубины заложения фундамента в зависимости от конструктивных особенностей сооружения:

а– здание с подвалом в разных уровнях и приямком; б

–изменение глубины заложения ленточного фундамента; 1 – фундаментные плиты; 2 – приямок; 3

–трубопровод; 4 – стена здания; 5 – подвал; 6 – ввод трубопровода; 7 – стеновые блоки

Вдругих случаях, разность отметок заложения расположенных рядом фундаментов (Δh) не должна превышать:

h a (tg I cPI )

a – расстояние в свету между фундаментами;

p – среднее давление под подошвой расположенного выше фундамента.

Фундаменты проектируемого сооружения, непосредственно примыкающие к фундаментам существующего, рекомендуется закладывать на одном уровне, либо проведение специальных мероприятий

(шпунтовые стены).

Ввод коммуникаций (трубы водопровода, канализации) должен быть заложен выше подошвы фундамента.

8

Рис. Схема неправильного и правильного ввода коммуникаций

При этом условии трубы не подвержены дополнительному давлению от фундамента, а фундаменты не опираются на насыпной грунт траншей, вырытых для прокладки труб. Кроме того, при необходимости замены труб не будут нарушены грунты основания.

4. Специфика монтажа промышленных зданий

Специфика монтажа промышленных зданий При выборе методов и организации монтажа конструкции промышленных зданий основными критериями являются: объем монтажных работ; объемно-планировочное и конструктивное решение здания; установленные сроки монтажа и возведения здания в целом; наличный парк монтажных механизмов.

Основной принцип - поточность, т.е. непрерывное и равномерное выполнение монтажных и всех сопутствующих и параллельно выполняемых работ.

Методы монтажа конструкций различаются в зависимости от:

-применяемого подъемно-монтажного оборудования (крановый и бескрановый методы монтажа);

-степени укрупнения элементов в блоки перед монтажом (поэлементный, крупноблочный монтаж, конвейерная сборка, рулонирование);

-последовательности установки элементов в проектное положение;

-движения крана вдоль и поперек здания при монтаже;

-способов наведения и установки элементов на опоры;

-последовательность сборки конструкции по вертикали;

-конструктивных особенностей зданий, сооружений и работы конструкций в процессе монтажа;

-направления возведения объекта (методы наращивания, подращивания, надвижки).

Подъемно-монтажное оборудование подразделяют на три основные группы:

1)монтажные краны - автомобильные, пневмоколесные, краны на спецшасси, гусеничные, башенные, козловые, железнодорожные;

2)бескрановая оснастка - для подъема и укладки конструкции с использованием лебедок, полиспастов, подъемников, укосин, домкратов;

3)грузоподъемные устройства - монтажные мачты» шевры, портальные подъемники, домкраты для монтажа конструкций, масса которых превышает грузоподъемность серийных кранов.

Различают два метода монтажа в зависимости от последовательности сборки: монтаж наращиванием и подращиванием. Монтаж наращиванием заключается в том, что отдельные этажи или ярусы сооружений возводят последовательно снизу вверх, а при строительстве многоэтажных зданий вышерасположенные конструкции последовательно устанавливают на ранее смонтированные и закрепленные ниже конструкции. Этим способом возводят жилые многоэтажные и административные здания, многоярусные промышленные сооружения, доменные печи, резервуары и др.

Монтаж подращиванием позволяет в пределах каждого яруса выполнять все сборочные и сварочные работы на земле, т.е. в наиболее благоприятных условиях. С подмостей при данном методе производят только сборку и

9

закрепление монтажных стыков между ярусами. Такой метод возведения характеризуется упрощенной сборкой всех ярусов на уровне земли, в большинстве случаев не требует применения индивидуального монтажного оборудования большой грузоподъемности. Метод применяют при подъеме этажей и перекрытий, возведении высотных сооружений, в частности телевизионных башен.

Полунавесная сборка характеризуется тем, что в процессе монтажа конструкция удерживается временными растяжками или устанавливается на промежуточные опоры. Этим способом монтируют купола, некоторые конструкции арок, пролетных строений мостов.

Навесную сборку производят без дополнительных опор. Конструкцию закрепляют одной стороной на постоянной опоре или в ранее смонтированной части, образуя временную консольную систему (сооружения с консолями большого вылета).

Различают методы монтажа вертикальным подъемом, поворотом, надвижкой, накаткой и др. Установка вертикальным подъемом применяется в тех случаях; когда масса поднимаемой конструкции или сооружения не превышает грузоподъемность монтажных механизмов, а также возможность подведения временных или постоянных опор под поднятую конструкцию и способность этих опор сразу включиться в совместную работу с этой конструкцией.

Методом поворота производят монтаж в целом виде сооружений, имеющих значительную высоту и большую массу. Этим методом монтируют опоры ЛЭП, дымовые трубы, башни и другие сооружения массой 100 т и больше. При методе надвижки сборку конструкций производят в стороне от своих постоянных опор, а затем устанавливают на эти опоры путем горизонтального перемещения по временным путям. Монтаж мостов, конструкций покрытия одноэтажных промзданий эффективен при реконструкции действующих технологических сооружений. Новое сооружение собирается в стороне и затем выдвигается на фундамент демонтированного старого, что резко сокращает период остановки действующего объекта. Процесс надвижки возможен в двух вариантах: скольжения на салазках при массе блока до 250 т; качением на стальных катках при массе блока более 10 тыс .т. Метод накатки по направляющим рельсам используют для монтажа некоторых горизонтальных цилиндрических конструкций.

В зависимости от точности установки элементов на опоры применяют монтаж с выверкой (рихтовкой) конструкций перед постановкой постоянных монтажных креплений в узлах. На монтаже промзданий в металлоконструкциях широко внедрен безвыверочный монтаж колонн с фрезеровкой подошвы башмака, опирающегося на стальные плиты со строганной поверхностью, что резко сокращает трудоемкость этих работ. Направление монтажного потока по возведению зданий по отношению основных осей объекта может быть продольным, поперечным и комбинированным. При продольном методе здание монтируют последовательно, отдельными пролетами, что позволяет в короткие сроки сдавать их под монтаж оборудования. При поперечном методе кран перемещается поперек пролетов. Такой метод применим преимущественно при шаге колонн 9 м и 12 м в зданиях бескрановой системы. Комбинированный (продольно-поперечный) метод основан на установке колонн продольным методом и монтаже покрытия при поперечной проходке крана Одноэтажные промышленные здания, в зависимости от шага и высоты колонн, разделяют на типы: легкий - пролет 6...18 м, высота 5... 12 м; средний - пролет 18...30 м, высота 8...25 м; тяжелый - пролет 24.. .36 м, высота 18...30 м.

5. Что такое стройгенплан. Виды стройгенпланов.

Стройгенпланом (СГП) называют генеральный план площадки, на котором показана расстановка основных монтажных и грузоподъемных механизмов, временных зданий, сооружений и установок, возводимых и используемых в период строительства.

СГП предназначен для определения состава и размещения объектов строительного хозяйства в целях максимальной эффективности их использования и с учетом соблюдения требований охраны труда. СГП

— важнейшая составная часть технической документации и основной документ, регламентирующий организацию площадки и объемы временного строительства.

Различают стройгенплан общеплощадочный и объектный. Общеплощадочный СГП дает принципиальные решения по организации строительного хозяйства всей площадки в целом и выполняется проектной организацией на стадии проекта или РП в составе проекта организации строительства (ПОС). Объектный СГП детально решает организацию той части строительного хозяйства, которая непосредственно связана с сооружениями данного объекта и охватывает

10

территорию, примыкающую к нему. Составляется он строительной организацией на одно или несколько зданий и сооружений на стадии рабочей документации в составе ППР. Различия в методах проектирования между СГП в составе ПОС и ППР сводятся, по существу, к степени детализации разработки плана и точности расчетов.

Общие принципы проектирования:

СГП является частью комплексной документации на строительство, и его решения должны быть увязаны с остальными разделами проекта, в том числе с принятой технологией работ и сроками строительства, установленными графиками;

решения СГП должны отвечать требованиям строительных нормативов;

временные здания, сооружения и установки (кроме мобильных) располагают на территориях, не предназначенных под застройку до конца строительства;

решения СГП должны обеспечивать рациональное прохождение грузопотоков на площадке путем сокращения числа перегрузок и уменьшения расстояний перевозок. Это требование прежде всего относится к массовым, а также особо тяжелым грузам. Целесообразность промежуточной загрузки массовых материалов необходимо каждый раз подвергать тщательному анализу. Правильное размещение монтажных механизмов, установок для производства бетонов и растворов, складов, площадок укрупнительной сборки— основное условие решения этой задачи;

СГП должен обеспечивать наиболее полное удовлетворение бытовых нужд работающих на строительстве (это требование реализуется путем продуманного подбора и размещения бытовых помещений, устройств и пешеходных путей);

принятые в СГП решения должны отвечать требованиям техники безопасности, пожарной безопасности и условиям охраны окружающей среды; затраты на временное строительство должны быть минимальными. Сокращение их достигается использованием постоянных объектов, уменьшением объема временных зданий, сооружений и устройств с использованием инвентарных решений.

Технико-экономическими показателями СГП при сопоставлении вариантов могут служить следующие данные:

удельные затраты на временные здания и сооружения — стоимость строительного хозяйства (%) по отношению к общей сметной стоимости. Этот показатель сравнивается со сметным лимитом на эти затраты (1,5... 12%) и с другими вариантами СГП;

продолжительность работ по организации строительного хозяйства в подготовительный период;

объем и стоимость затрат на временные здания и сооружения в целом и по отдельным видам строительства (дороги, здания, сети и т. д.) и работ (транспортные, складские и т. п.), отнесенных к 1 млн. руб. стоимости СМР или к 1 га территории строительства;

трудоемкость работ но организации временного хозяйства по тем же измерителям. ОБЩЕПЛОЩАДОЧНЫЙ СГП разрабатывается на строительство комплекса (промышленного,

гражданского, сельскохозяйственного) или на отдельные сложные здания и сооружения. При одностадийном проектировании (рабочий проект), осуществляемом в основном при привязке отдельных несложных типовых зданий и сооружений, общеплощадочный СГП не выполняют.

Исходными данными для разработки общеплощадочного СГП служат: генплан площадки строительства; геологические, гидрогеологические и инженерно-экономические изыскания; смета; сводный календарный план; расчеты объемов временного строительства и другие материалы ПОС.

Материалы геологических и гидрогеологических изысканий используют при размещении объектов строительного хозяйства, когда необходимо знать несущую способность грунта и уровень грунтовых вод, например при выборе места и конструкции траншейных складов цемента или других объектов, имеющих заглубленные помещения. Инженерно-экономические изыскания позволяют более рационально наметить транспортные связи строительства с карьерами. поставщиками и т. д.

На генплане показывают рельеф (горизонтали) и планировочные отметки существующих и проектируемых зданий и сооружений, насаждения, сети дорог и коммуникаций. Все эти сведения дают возможность в СГП правильно решить планировку территории строительства; отвод атмосферных вод; схему, отметки и конструкции временных дорог; установить необходимый объем и места присоединения временных сетей к источникам питания.