Использование железобетонных конструкций в строительстве

После установления размеров сечения плиты, задавшись классом рабочей арматуры и бетона, выписывают их расчетные характеристики; затем производят расчет прочности плиты по нормальным и наклонным сечениям. При расчете по нормальным сечениям для ребристой плиты вводят эквивалентное тавровое сечение (см. рис. 9.2, а), а для многопустотной -- двутавровое (см. рис. 9.2, б). Расчетную ширину сечений принимают равной суммарной толщине всех ребер. В ребристых панелях производят также расчет прочности верхней полки на местный изгиб. В этом случае при отсутствии поперечных ребер из полки плиты мысленно выделяют полосу шириной 100 см (см. рис. 9.2, а), расчет которой производят как частично защемленной по концам балки пролетом l=b'_f--b на действие пролетного и опорного моментов M=ql²/11. Далее выполняют расчет прогибов, трещиностойкости и проверку прочности плиты на монтажные нагрузки.

Класс бетона панелей В15...В25. Армируют панели сварными каркасами и сетками из горячекатаной арматуры периодического профиля и обыкновенной проволоки. Рабочая продольная арматура панелей без предварительного напряжения -- класса A-III, предварительно напряженных -- высокопрочная стержневая и канатная К-7. Сварные сетки плит укладывают в полках, каркасы -- в ребрах. Монтажные петли из арматуры класса A-I закладывают по четырем углам и приваривают к основной арматуре. Швы между панелями заполняют бетоном. Длину опирания панелей на кирпичные стены определяют расчетом кладки на местное смятие и принимают не менее 75 мм для панелей пролетов до 4 м и не менее 120 мм -- для больших пролетов. В целях устранения местных напряжений при опирании вышележащих стен пустоты панелей в пределах опоры заделывают кирпичной кладкой, бетоном и т. п.

26. Ж/Б балочные сборные перекрытия. Расчет и конструирование сборных ригелей

железобетон арматура строительство ригель

В состав балочного сборного перекрытия входят панели (плиты) и поддерживающие их балки, называемые ригелями. Ригели могут опираться на колонны (в зданиях с полным каркасом) или на внутренние колонны и наружные несущие стены (в зданиях с неполным каркасом) (рис. 9.1, а). Проектирование перекрытия включает в себя компоновку конструктивной схемы, расчет панелей, ригелей, узлов сопряжения их с колоннами, конструирование и т. п.

Сборные ригели, как правило, выполняются с полками для опирания на них плит перекрытий так, чтобы верх плит примерно совпадал с верхом ригеля. Такое расположение полок увеличивает вес ригелей по сравнению с ригелями, спроектированными под опирание плит поверху. Однако это уменьшает высоту перекрытий, что приводит при одинаковых высотах этажей «в свету» к экономии на стенах, перегородках, лестницах и эксплуатационных затратах..

Однако для каркасов открытых этажерок под технологическое оборудование, где высота сооружения не имеет значения, применяются ригели прямоугольного сечения или таврового сечения с полкой в верхней зоне, которые позволяют уменьшить влияние кручения при односторонней нагрузке.

Сборные ригели пролетами 6 м и более, как правило, проектируются с напрягаемой нижней арматурой, а при меньших пролетах - с ненапрягаемой арматурой. При небольших нагрузках, характерных для общественных и жилых зданий, ригели пролетом 6-7 м также могут быть с ненапрягаемой арматурой.

Ригели монолитных перекрытий проектируются сечением прямоугольной формы с монолитно связанными с ними плитами или второстепенными балками. Арматура в таких ригелях чаще всего ненапрягаемая.

При высоте сечения ригеля более 700 мм у боковых граней должны ставиться продольные стержни диаметром 8-10 мм с расстояниями между ними не более 400 мм.

Поперечная арматура ригелей обычно представляет собой вертикальные хомуты (поперечные стержни). При этом их шаг на отдельных участках принимается разным с увеличением от опоры к середине пролета (с уменьшением поперечной силы).

Хомуты, как правило, принимаются в виде 2-3 плоских сварных каркасов, связанных поверху и понизу горизонтальными стержнями. При этом, если имеют место заметные крутящие моменты (например, в крайних ригелях или при расчетных нагрузках в примыкающих пролетах, различающихся более чем в 2 раза), эти стержни привариваются к продольным стержням точечной сваркой сварочными клещами или с помощью скоб, привариваемых к хомутам дуговой сваркой протяженными швами длиной не менее 6d_w. При отсутствии условий для сварки, а также при вязаных пространственных каркасах вертикальные и горизонтальные хомуты должны быть загнуты с перепуском не менее 30d_w.

При отсутствии заметного кручения горизонтальные соединительные стержни могут либо привариваться точечной сваркой к вертикальным стержням, либо в виде шпилек привязываться к продольным стержням (рис. 7.25). В последнем случае следует обеспечить монтажную жесткость каркаса приваркой косых стержней, планок и т.п. Кроме того, соединительные стержни также могут привариваться к продольным стержням каркаса точечными прихватками (тип КЗ по ГОСТ 14098-91) с соблюдением технологии, исключающей пережег продольных стержней.

27. Расчет сжатых Ж/Б элементов. Учет их гибкости и эксцентричности нагрузки

Внецентренно-сжатыми называются элементы, подверженные одновременному воздействию продольной сжимающей силы N и изгибающего момента М, что равносильно внецентренному сжатию усилием N с эксцентриситетом

где, еа определяется по формулам:

а) еа=l0/600

б) еа=h/30

в)принимается 10мм

Из этих трёх полученных значений в расчет берется наибольшее.

Центрально сжатые элементы принято называть сжатыми элементами со случайным эксцентриситетом, с учетом ряда условий:

-на колонну действует нагрузка, приложенная со случайным эксцентриситетом;

-колонны прямоугольного сечения или квадратные;

-продольное армирование выполняется стержнями арматуры, расположенными по углам сечения;

-отношение расчетной длины колонны l_o к меньшей стороне сечения h не превышает 20 т.е. l_o/h?20;

-процент армирования м - отношение площади поперечного сечения арматуры к площади сечения колоны

Минимальный процент армирования можно определить из следующих соотношений:

1. м_min=0,2 если соотношение l_o/h<5;

2. м_min=0,5 если соотношение l_o/h>25;

Для элементов статически неопределимых конструкций величину эксцентриситета е_о принимают равной эксцентриситету, полученному из статического расчета конструкции (М/N), но не менее e_a. Для элементов статически определимых конструкций эксцентриситет е_о принимают по общему случаю.

Учитывая существенное влияние гибкости сжатых элементов на их несущую способность, конструкции со сжатыми элементами следует в общем случае рассчитывать по деформируемой схеме. Однако СНиП допускает производить расчет конструкции по недеформируемой схеме, учитывая при гибкости і14 влияние прогиба сжатого элемента на его прочность путем умножения эксцентриситета е_о на коэффициент h > 1,

где

h=1/(1-(N/N_cr))

Критической продольной силой N_cr учитывается геометрические характеристики сечения, неупругие свойства сжатого бетона, трещины в растянутой зоне, влияние предварительного напряжения и т.д. Если при подсчете h окажется, что N > N_cr, следует увеличить размеры сечения.

Экспериментальные исследования показали, что возможны два случая работы сжатых железобетонных элементов.

Случай 1 - при относительно больших эксцентриситетах. Разрушение элемента начинается с растянутой зоны при достижении арматурой предела текучести или чрезмерных деформаций. Этот случай реализуется при x Ј x_R.

Случай 2 - при относительно малых эксцентриситетах. Разрушение элемента происходит по сжатой зоне при достижении бетоном предельной сопротивляемости на сжатие до появления в растянутой или слабо сжатой арматуре предела текучести или чрезмерных деформаций.

28. Расчет несущей способности сборных Ж/Б колонн каркаса здания

Колонны обычно назначают квадратного сечения, иногда прямоугольного.

Минимальные размеры сечения сборных колонн жилых и общественных зданий - 200Ч200 мм, промышленных - 300Ч300 мм;

Продольная сила N, действующая на колонну, определяется по формуле:

N = г_n(g +V_p + ц_зV₀) n·A + g_b(n + 1) + g_col(n + 1) + г_n(g_roof + S)A,

где n - количество этажей.

В нашем случае n = 11;

А - грузовая площадь;

g, V_p,V₀ - соответственно постоянная и временная нагрузки на 1 м² перекрытия

_oof - постоянная нагрузка на 1 м² покрытия

S - полная снеговая нагрузка на 1 м² покрытия

g_b- собственный вес ригеля

g_col - собственный вес колонны;

Расчет по прочности колонны производится как внецентренно сжатого элемента со случайным эксцентриситетом е_а:

Для проверки несущей способности колонны в целом определяем геометрические характеристики принятого сечения.

При конструировании железобетонных колонн необходимо учитывать следующие требования:

а) колонны рекомендуется выполнять квадратного сечения;

б) минимальное поперечное сечение колонны должно составлять 20X20 см;

в) диаметр продольных рабочих стержней должен быть не менее 12 мм. В колоннах, меньшая сторона которых равна или более 250 мм, наименьший диаметр продольных стержней 16 мм;

г) наименьший диаметр хомутов 5 мм. Расстояние между ними следует принимать не более 15 диаметров продольной рабочей арматуры. Хомуты должны быть закрытыми;

д) продольные рабочие стержни должны доходить до верха балки или плиты перекрытия;

е) защитный слой бетона такой же, как и для балок.

29. Общие сведения о Ж/Б монолитных и сборных фундаментах

Фундаменты-- это часть здания, расположенная ниже отметки дневной поверхности грунта. Их назначение -- передать все нагрузки от здания на грунт основания. В случаях, когда под зданием устраивают подвалы, фундаменты выполняют роль ограждающих конструкций подвальных помещений.

Сборный фундамент (рис. 66, а) состоит из двух элементов: подушки, выполняемой из железобетонных блоков прямоугольной или трапецеидальной формы (рис. 66, б), укладываемой на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 150 мм, и вертикальной стенки из блоков в виде бетонных прямоугольных параллелепипедов (рис. 66, в).

Блоки-подушки изготовляют толщиной 300 и 500 мм, шириной 10, 12, 14, 16, 20, 24, 28 и 30 дм и длиной 12, 24 и 30 дм, блоки-стенки -- шириной 300, 400, 500, 600 мм, высотой 580 мм и длиной 780 и 2380 мм.

При строительстве на слабых (сильносжимаемых) грунтах в сборных фундаментах для повышения их жесткости и сопротивления растягивающим усилиям устраивают железобетонные пояса толщиной 100--150 мм или армированные швы толщиной 30--50 мм, размещая их между подушкой и нижним рядом фундаментных блоков, а также на уровне верхнего обреза фундамента.

Монолитные фундаменты могут быть простыми и армированными. Армированный бетон

Называют железобетоном. Простые монолитные фундаменты сооружают из бетона марки 50 и выше. Если при укладке бетона в него добавляют камни (общей массой 30 - 40 % от массы бетона), то такой бетон называют бутобетоном. Прочность бутобетона такая же, как и бетона, но его применение значительно сокращает расход цемента, что сказывается на стоимости строительства. Строительство монолитного фундамента предполагает сооружение деревянной опалубки из отдельных досок или инвентарных щитов. Использование стенок котлована в качестве опалубки возможно при условии изоляции рубероидом или поливинилхоридной пленкой. В противном случае цементное "молоко" будет впитываться в грунт и прочность фундамента снизится.

Фундаменты из монолитного железобетона считаются самыми надежными.

Они не разрушаются под воздействием влаги и прекрасно воспринимают все вертикальные и боковые нагрузки. На фундаментах, выполненных из монолитного железобетона, можно возводить здания высотой в несколько этажей без риска образования трещин в ограждающих конструкциях.

30. Расчет центрально-нагруженного Ж/Б фундамента под колонну здания

Расчет фундамента состоит из двух частей: первая включает определение формы и размеров подошвы фундамента, вторая - определение высоты фундамента, размеров его ступеней, сечения арматуры подошвы фундамента

Глубина заложения фундамента принимается с учетом:

- назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, наличия подвала и подземных коммуникаций;

- величины и характера нагрузок, действующих на основание;

- существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;

- инженерно - геологических и гидрогеологических условий площадки строительства;

- глубины сезонного промерзания грунтов.

Расчет фундаментов по первому и второму предельным состояниям производят на основное или особое сочетание действующих нагрузок. Расчет конструкций по прочности осуществляют по расчетным усилиям, принимаемым с коэффициентом нагрузки больше единицы, с учетом указаний действующих СНиП по нагрузкам: при расчете ширины раскрытия трещин этот коэффициент считают равным единице. Кроме внешних нагрузок, следует учитывать и другие усилия, например возникающие от температурных деформаций. Полные усилия от них учитывают в месте заделки колонны в тело фундамента, а на уровне его подошвы их принимают в 2 раза меньшими,

При расчете в действующие нагрузки не включают вес фундамента и грунта на его обрезах.

Высоту плитной части фундамента под колонны и отдельных ступеней определяют расчетом на продавливание. При этом предполагают, что действующие усилия должны восприниматься бетоном. В этом случае отпадает необходимость армировать фундамент поперечной арматурой, вследствие чего упрощается производство работ и уменьшается расход металла.

При расчете принимают, что продавливание фундамента происходит по боковым граням пирамиды, стороны которой образуют с горизонтальной плоскостью угол, равный 45° (рис. 5.1). При этом низ пирамиды располагается на уровне рабочей продольной арматуры, а верх -- в зависимости от вида соединения фундамента с колонной. При монолитном сопряжении колонны или подколонника расчет производят от верха плитной части (рис. 5.1, а, б), при стаканном сопряжении колонны с плитной частью -- от низа колонны (рис. 5.1, в).

Размещено на Allbest.ru