книги из ГПНТБ / Митрофанов, Е. Н. Армоцемент

а также в вершине пирамиды для соединения элементов с ребри­ стой плитой. Ребристая плита имеет размеры в плане 1,5X1,5 м, высота ребра 100 мм, толщина полки 15 мм. Армирование элемен­ тов покрытия — комбинированное.

Изготовление армоцементных элементов регулярной структуры производилось методом вибролитья на экспериментальном заводе треста «Ленинградоргстрой». При этом осуществлялась одновре­ менная формовка четырех пирамид.

Монтаж элементов покрытия производился укрупненными бло­ ками размером в плане 9x3 м, состоящими из пирамидальных элементов марки ПЭ и верхних ребристых плит марки ПВ, соеди­ ненных между собой посредством сварки. Установка блока в про­

щая из одного слоя пароизоляции (пергамин на клебемассе), утеп­

вешенной к покрытию в виде плиты регулярной структуры. Технико-экономические характеристики покрытий в виде плит

бетона и уступают им по расходу металла. По стоимости, в срав­ нении с аналогом — железобетонными фермами пролетом 18 м, панелями покрытия ПНС и подвесным потолком — покрытие в виде плиты регулярной структуры дает экономию 5—6 руб. на 1 м2 площади пола.

Анализ показал, что изготовление арматурного каркаса, вклю­ чая заготовку стержней, сварку и обтяжку сеткой, составляет 62,5% от общей трудоемкости изготовления элементов, которая определена в 16 чел.-ч]м2. Это обстоятельство определило направ­ ления совершенствования технологии в части механизации арма­ турных работ. Дальнейшее проектирование плит регулярной струк­ туры должно идти по пути разработок регулярно-пластинчатой структуры. В таких системах можно ожидать снижения расхода бетона на 15—25%.

В ЛенЗНИИЭП создаются новые конструктивные схемы плит­ ных покрытий, в том числе для пролетов 24, 30 и 36 м, а совместно с Ленпроектом и ЦНР1ИЭП торговых зданий разрабатываются чертежи для покрытий: ресторана на 400 мест в пос. Ольгино, бассейнов, бань, кинолекционных залов, магазинов.

Рассмотрим другой тип конструкций покрытий зальных поме­ щений— призматическую армоцементную складку замкнутого тре­ угольного сечения, разработанную ЛенЗНИИЭП. Такая складка образуется из трех маложестких армоцементных полос корыто­ образного сечения, которые после соединения превращаются в же­ сткую, обладающую достаточной несущей способностью конструк-

152

(рис. 42). Результаты испытании показали, что армоцементные оболочки в сводчатом покрытии обладают высокой жесткостью и прочностью. Подвеска сосредоточенной нагрузки к таким систе­ мам вполне допустима, но не должна превышать 500 кГ. За пе­ риод с 1966 г. на станциях и наклонных ходах Ленинградского метрополитена установлено свыше 2300 оболочек общей площадью

20 000 м2.

Опыт применения водозащитных зонтов из армоцементных обо­ лочек машинного изготовления позволяет рекомендовать эти про­ грессивные конструкции для строящихся метрополитенов.

В последние годы ЛенЗНИИЭП, ЦНИИЭП жилища и другие организации уделяют большое внимание разработке новых типов конструкций стеновых панелей из армоцемента.

Совершенствование конструктивных решений связей наружной и внутренней скорлуп осуществляется путем использования трех­ слойной схемы панели. В этом отношении интересны предложе­ ния ЛенЗНИИЭП. Для повышения сопротивляемости теплопере­ даче предусматривается перфорирование связей, т. е. ребер жест­ кости, как в середине пролета панели, так и в опорных ее сечениях. Отверстия в ребрах заполняются пенополистиролом, основной теплоизоляционный слой принимается из этого же мате­ риала. Отверстия в ребрах, заполненных теплоизоляционным ма­ териалом, обеспечивают «рассасывание» температурного поля, сни­

с Укрлегпромпроектом успешно разрабатывают и внедряют на раз­ личных объектах промышленного строительства Украинской ССР армоцементные панели-оболочки для подвесных потолков и па­ нельные перегородки.

Панели-оболочки размером 1,24-2,4x6 м разработаны, иссле­ дованы в НИИСК, изготовлены и смонтированы трестом № 1

готовляются из бетона М-400. Панели разработаны применительно к типовой секции с шагом колонн 12x18 м. Подвесной потолок в пределах секции монтируется из девяти панелей размером 2,4X Хб м и шести доборных панелей 1,2x6 м, укладываемых с разры­ вами в 560 мм для установки светильников. Панели подвесного потолка опираются на предварительно напряженные балки дли­ ной 12 м, с шагом 6 м, опирающиеся на подвесные опоры в узлах нижнего пояса фермы.

155

Изготовление панелей производится методом виброштампо­ вания. Промышленное производство панелей осуществляется на

Экономия на трудозатратах и стоимости по сравнению с желе­ зобетонным вариантом соответственно составляет 26 и 17%.

290кг;

2)плоские с продольными ребрами (АПЦ 60-10-6), толщиной плиты 10 мм, весом 270 к,г;

3)плоские спаренные (АПЦ 60-10-7), весом 420 кг. Армирование перегородок — комбинированное. Для изготовле­

ния панелей применялся бетон М-400.

Сравнительно с перегородками из кирпича, керамзитобетонных плит и шлакобетонных блоков армоцементный вариант дает

шение толщины перегородок дает экономию производственной пло­ щади в размере 0,1 м2 на 1 пог. м перегородок, что в стоимостном выражении составляет 6—7 руб.

Особое значение в настоящее время приобретает проектиро­ вание конструкций покрытий производственных зданий и складских помещений сельскохозяйственного назначения, ибо потребности в таких конструкциях огромны. Для ускорения ввода в эксплуа­

были построены производственные здания полностью из армоце­ ментиых складчатых элементов трапецеидального сечения.

Не исключая повторного применения таких конструкций для сельскохозяйственных зданий, рационально разработать и другие варианты с ориентацией на индустриальный метод изготовления — послойного виброформования.

В 1971 г. ЛенЗНИИЭП разработал новый вариант конструк­ ции сводчатых зданий пролетом 12—18 м. Свод в них образуется двумя армоцементными элементами волнистого сечения. В стати­ ческом отношении он представляет собой трехшарнирный свод стрельчатого очертания. Распор свода воспринимается затяжками, устанавливаемыми в бетонном полу через 6 м, или фундаментами. Элементы свода изготовляются на поточно-агрегатной технологии

156

методом послойного формования с совмещением операции по ар­ мированию.

Отличительная особенность сводчатого здания заключается в конструкции элемента, представляющего оболочку двоякой кри­ визны. К элементу свода одновременно приформовываются с одной стороны опорная часть, а с другой — диафрагма. Целесообразность такой операции на стадии изготовления оправдывается существен­ ным повышением степени готовности его, а также жесткости. За­ водское изготовление всех конструкций машинным способом, про­ стота конструктивного решения и монтажа позволили существенно уменьшить расход материалов по сравнению с типовыми реше­ ниями, снизить их стоимость до 50% и уменьшить сроки их воз­ ведения в 1,5—1,8 раза.

В настоящее время ЛенЗНИИЭП совместно с Псковским объе­ динением «Облмежколхозстрой» ведет строительство эксперимен­ тальной технологической линии по изготовлению сводчатых кон­ струкций.

Следует особо остановиться на применении комплексных армо­ цементных конструкций покрытий промышленных, гражданских и сельскохозяйственных зданий. Разработки (ЦНИИ промзданий, Н И И Ж Б , Ленинградского, Киевского и Приднепровского Промизоляционного покрытия. Изготовление подобных конструкций для утепленных типовых покрытий промышленных зданий позво­ лили внедрить в строительство типовую панель покрытия полной заводской готовности. На объекте после монтажа плит произво­ дится лишь дополнительная укладка одного или двух слоев гидро­ изоляционного покрытия. Изготовление подобных конструкций

Таким образом, аналог производства комплексных железобетон­ ных плит покрытий в Советском Союзе имеется. Развивая это на­ правление, М. П. Нетреба предложил унифицированные комплекс­ ные армоцементные оболочки для покрытий промышленных, сель­ скохозяйственных и гражданских зданий пролетами 12, 18 и 24 м. При этом автор использовал опыт ЛенЗНИИЭП по устройству конструкции ограждения снизу, а гидроизоляционного слоя — сверху несущей конструкции.

Для комплексных оболочек применены следующие варианты конструкции ограждения:

а) твердая древесноволокнистая плита толщиной 5 мм; б) два слоя пергамина на клею (пароизоляция);

в) мягкая древесно-волокнистая плита (по теплотехническому расчету);

157

Г л а в а ш е с т а я

ОПЫТ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КОНСТРУКЦИИ НА МОДЕЛЯХ ИЗ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО БЕТОНА, АРМИРОВАННОГО ТКАНЫМИ СЕТКАМИ

§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Пространственные конструкции различных типов находят все более широкое применение в практике проектирования и строитель­ ства. Важную роль в этом играет развитие экспериментальных методов расчета с использованием моделей. С помощью моделей возможно изучение конструкций сложной формы, трудно поддаю­ щихся аналитическому расчету на упругопластической стадии и на стадии разрушения. Для армоцементных конструкций данное об­ стоятельство имеет также исключительно важное значение.

Все это предопределяет выбор такого моделирующего мате­ риала, свойства которого повторяли бы свойства материала реаль­ ной конструкции.

Для получения качественной картины работы конструкций на моделях могут быть использованы различные материалы, однако для количественных оценок напряженно-деформированного состоя­ ния одним из лучших моделирующих материалов является мелко­ зернистый бетон. Обладая высокой плотностью, однородностью, хорошей формуемостыо, мелкозернистый бетон обеспечивает по­ лучение моделей с толщиной поля 4—5 мм без усадочных трещин. Для приближения условий работы натуры и модели под нагруз­ кой мелкозернистый бетон следует армировать.

Армирование модели ткаными сетками позволяет изучить ра­ боту конструкций на упругопластической стадии, при которой про­ исходит перераспределение и формирование устойчивой кинемати­ ческой схемы разрушения.

Интенсивность армирования зависит от толщины сечения поля модели, а также от целевой направленности эксперимента.

В настоящей главе рассмотрены принципы выбора модели­ рующего материала, технология изготовления моделей, а также приведены конкретные примеры экспериментального исследования различных типов оболочек.

§ 2. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ВЫБОРУ МОДЕЛИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА

Вопрос о выборе материала решается в зависимости от требуе­ мого характера работы моделируемой конструкции и методов, ко­ торыми намечается проводить испытания.

159

В мировой практике накопился известный опыт по использова­ нию различных материалов, призванных моделировать частично или полностью работу бетона в конструкциях и отвечающих в той или иной мере предъявляемым к ним требованиям.

данное требование выдвигается как практикой изготовления мо­ делей тонкостенных оболочек, где толщина оболочки ограничи­ вает максимальную фракцию зерен заполнителя, так и необходи­

Из-за сложной структуры бетон подвержен воздействию многих факторов, способных вызвать начальные напряжения и деформа­ ции еще до приложения нагрузки, приводящие к нарушению сплош­ ности материала. Это особенно опасно для многократно статически неопределимых систем.

5. Коэффициент Пуассона должен быть близким к таковому для бетона, а критерий подобия по микротрещинообразованню со­

ботке, не испытывая при этом внутренних напряжений, что осо­

струкций ЛенЗНИИЭП уже в течение ряда лет для изготовления моделей железобетонных пространственных конструкций исполь­ зуется мелкозернистый бетон. Он хорошо формуется и позволяет изготавливать конструкции сложной конфигурации заданной тол­ щины. Повышенная однородность материала уменьшает поле раз­ броса механических характеристик, а сеточное армирование бе­ тона сокращает количество усадочных трещин, уменьшая тем самым физическую неоднородность материала. Наименьшая тол­ щина сечения поля модели может быть получена равной 4 мм. Армирование такого элемента осуществляется одной тканой сеткой

160

График напряжений — деформаций при изгибе и растяжении образцов тонкостенного армоцемента на упругой и в начале упру­ го-пластической стадии подобен графикам для железобетона.

Коэффициент Пуассона тонкостенного армоцемента мало отли­ чается от коэффициента Пуассона железобетона.

При разрушении элементов армоцементных пространственных конструкций под действием растягивающих или изгибных напря­ жений в наиболее напряженных зонах возникает большое коли­ чество дискретно расположенных трещин, что позволяет более точно установить схему и механизм разрушения конструкции. Это особенно важно для экспериментальных исследований, цель кото­ рых— выявление вероятных кинематических схем разрушения про­ странственных конструкций, могущих лечь в основу расчета несу­ щей способности методом предельного равновесия.

В ряде случаев целесообразно в цементный раствор на основе быстротвердеющих цементов вводить добавки полимера. Это об­ стоятельство позволяет варьировать прочностно-деформатнвными

тон, была модель покрытия центрального -зала Некрасовского рынка в Ленинграде, испытанная в 1960 г. (рис. 43).

Натурная конструкция — пологая оболочка с плоским контуром и размерами в плане 30X30 м. Контурные элементы спроектиро­ ваны в виде железобетонных балок с двумя предварительно-на­ пряженными арматурными пучками, опирающихся с шагом 6 м на железобетонные колонны. Поле оболочки толщиной 10 см ар­ мировалось двумя слоями арматурной сетки с ячейками ЮОХ XI00 мм и стержнями диаметром 6 мм.

Срединная поверхность модели повторяла поверхность натур­ ной конструкции. Размеры модели в осях контурных элементов составляли 2X2 м. Бортовые элементы сечением 80X80 мм арми­ ровались каркасами из четырех стержней диаметром 6 мм, с хому­

дели толщиной 7 мм армировалось тканой сеткой № 5 из прово­ локи диаметром 0,7 мм.

Испытание преследовало цель изучение напряженно-деформи­ рованного состояния конструкции под действием равномерно рас­ пределенной и различных комбинаций односторонних распределен­ ных нагрузок.

Загруженне оболочки производилось кирпичом, который укла­ дывался столбиками (рис. 44). Испытание позволило сделать следующие в ы в о д ы :

161