Конструирование и расчет арок покрытий.

Арки применяют при l.=30м.

Жб арки бывают трехшарнирные, двухшарнирные и бесшарнирные.

 

 

Для стропильных конструкций одноэтажных пром. зданий применяют сборные пологие двухшарнирные арки с затяжкой.

 

 

Такие арки имеют высоту сечения h=(1/30..1/50)l и ширину b=(0,4..0,50h. Сечение арки прямоугольное или двутавровое.

По аркам укладывают ж/б плиты длиной 6..12м.

Арки выполняют из бетона классов В25..В40.

Рассчитывают арки на нагрузку от собственного веса и покрытия, нагрузку от снега, от подвесного транспорта.

 

 

13.Определение размеров подошвы фундамента.

Чтобы определить размер подошвы фундаменто, необходимо чтобы выаплднялось 3 условия:

-среднее давление под подошвой фундамента не более расчетного сопротивления грунта, p=<R

-максимальное давление р мах =<1.2R

-минимальное давление p min >= 0.25 p max при наличии мостовых кранов 75т. И более и p min >= 0 при кранах меньшей грузоподъемности.

Давление под подошвой фундамента

p=N sk/A p max min = N sk/A +-M sk/W

N sk = N sk,0 + Gнп +гамма m H

M sk = M sk,0+V sk,0 h+ Gнп eнп

А=ab, W=ba²/6

N sk,0 M sk,0 V sk,0 – расчетные нагрузки действующие на фундамент в уровне обреза

M sk N sk - в уровне подошвы фундамента

W- момент сопротивления подошвы фундамента

Gнп – нагрузки от нижних стеновых панелей

енп – эксцентриситет приложения нагрузки от нижней панелей.

Н- глубина заложения подошвы фундамента

Гамма m – усредненное значение удельного веса тела фундамента и грунта на уступах.

Подставляем значелия в формулу р мах мin и сравниваем с расчетным сопротивлением грунта, определяем приблизительное значение а и b.

Где возможны три случая соотношений: a>=b, a>>b, a<b

В первом случае принимаем как есть, во втором размер b увеличиваем до (0.6-0.7)a.

Размеры подошвы принимаем кратными 300 мм.

 

Расчет тела фундамента.

Высота фундамента определяется в зависимости от способа его сопряжения с фундаментом. Монолитного и стаканного сопряжения. При стаканном сопряжении определяется минимальная толщина дня стакана из условия прочности дна стакана на продавливание.

Условие продавливания V sd= V Rd,с

V sd – погонная поперечная сила, вызванная нагрузкой от колонны

d=>(-B+ корень B²-4AC)2A

Высоту нижней ступени фундамента принимают равной 300 или 450 мм. Более трех ступеней не выполняют.

 

 

Расчет арматуры фундамента.

Арматура определяется по изгибающим моментам от реактиного давления грунта. 1.Вычисление моментов в направлении длинной стороны M1-1=1/24(2p max+ p1) (a-a1)^2b M2-2=1/24(2p max+ p2) (a-a2)^2b M3-3=1/24(2p max+ p3) (a-hc)^2b 2.в направлении короткой стороны M1’-1’ = 1/8pm(b-b1)^2a M2’-2’ = 1/8pm(b-b2)^2a M3’-3’ = 1/8pm(b-bc)^2a

P m=N sk/A p max min = N sk/A +-M sk/W

N sk = N sk,0 + Gнп +гамма m H

M sk = M sk,0+V sk,0 h+ Gнп eнп

А=ab, W=ba²/6

N sk,0 M sk,0 V sk,0 – расчетные нагрузки действующие на фундамент в уровне обреза

M sk N sk - в уровне подошвы фундамента

W- момент сопротивления подошвы фундамента

Gнп – нагрузки от нижних стеновых панелей

Требуемая площадь арматуры

- в направлении действия моментов

As1=M_1-1/0.9d1*f yd

-в перпендикулярном направлении

A’s1=M_1’-1'/0.9d1*f yd

Из трех значений площадей выбираем наибольшую в каждом направлении.

Диаметр арматурных стержней должен быть не менее 10 мм, шаг стержней не менее 100 мм и не более 200 мм.

 

 

Классификация тонкостенных пространственных конструкций покрытий.

Ж/б пространственные конструкции принято различать:

По очертанию срединной поверхности оболочки различают:

-цилиндрические (б)

-складка (а)

-купола (в)

-пологие оболочки положительной гауссовой кривизны на прямоугольном плане (г)

-висячие оболочки (ж)

 

По конструктивным признакам

-отдельно стоящие

-неразрезные

-многоволновые

-с ж/б и металлическим корпусом

-гладкие и ребристые

По способу изготовления

-монолитные

-сборные

 

 

Армоцементные оболочки.

Для изготовления армоцементных конструкций применяют мелкозернитый бетон с крупностью зерен до 5 мм, который состоит из песка и цемента.

Для армоцементных оболочек используют пакет сеток из проволоки диаметром 0,7до 12 мм. сетки могут быть вязанными или сварными.

Причем для армирования применяются пакеты сеток

 

Расстояния между сеткой фиксируют укладкой отдельных монтажных стержней.

Сетки стыкуют с нахлестом.

Толцина армируемой конструкции от 10 до 30 мм.

АЦ конструкции обладают малой объемной массой, след. Что позволяет покрыть большие пролеты.

Армоцементная панель-оболочка пролетом 18 м.

 

 

Пологие оболочки.

 

Сборные плиты оболочек, диафрагма арка.

Пологие оболочки применяются в строительстве для перекрытия промышленных зданий, стадионов, междуэтажных перекрытий.

Пологие оболочки могут быть гладкими или ребристыми. Опорами их служат диафрагмы в виде арок, ферм, балок или стен.

Для покрытий производственных зданий часто применяют оболочки размерами в плане 18х24. 18х30 м

Сборные оболочки выполняют из ребристых плит, плоской или цилиндрической.

Плоские плиты 3х3, 3х6, 1,5х6м и цилиндрические размером 3х6, 3х12м.

Толщину полки плиты принимают 30..35 ммм, а при больших пролетов до 40..50 мм.

 

Гипары.

Гипары (гипербалические папаболоиды) состоят из оболочки и диафрагм.

Покрытия могут быть выполнены в виде одного гипара(б) или составными – из нескольких гипаров (д).

По способу возведения – сборными, монолитными.

Такие оболочки применяют для покрытий общественных, производственных зданий, панелей стен и в малых архитектурных формах. Размеры перекрываемого плана находятся в пределах от 10 до 70 м, достигая иногда 100 м.

Гипары возводятся, главным образом, из железобетона

А, б — одиночные гипары; В... З — составные однопролетные гипары; И... -л — составные много пролетные гипары

 

 

Купола.

Применяют для покрытий круглых и многоугольных зданий пролетом до 200м.

Выполняются из: монолитного ж/б, сборного ж/б, сборно-монолитного ж/б.

В зависимости от характера образующей длины круга эллипса, параболы купала бывают: -шаровые –элептические –конические -стрельчатые

Сборные купола проецируют из ребристых цилиндических или плоских панелей.

После окончания монтажа швы между сборными элементами замоноличиваются бетоном, а выпуски арматуры и закладные детали свариваются между собой.

Опорное кольцо купола может быть сборным или монолитным.

 

 

Цилиндрические оболочки.

Цилиндрическими оболочками называют тонкостенные покрытия которые состоят из тонкой криволинейной плит, бортовых элементов и поперечных диафрагм.

Оболочки бывают: однопролетные и многопролетные, одноволновые и многоволновые.

В зависимости от характера работы под нагрузкой оболочки условно делят на:

-длинные, l1/l2>4

-средней длины при 1<l1/l2<4

-короткие l1/l2=<1

Длинные оболочки имеют размеры l1=24.30.36 м, l 2 =12 м

Короткие l1=12м l₂=30 м

В длинных цилиндрических оболочках высоту оболочки h принимают (1/10..1/15)l₁,

Высоту бортовых элементов (1/20..1/30)l₁

Оболочки бывают монолитные и сборные ребристые.

Опорные диафрагмы выполняют в виде арок или балок переменной высоты, опирающихся на колонны или стены.

Короткие оболочки l₁=3//12 м, l2=12..30м, высота бортового элемента h=(1/10..1/15)l1

1-оболочка 2-бортовой элемент 3-диарагма 8.9 арматура 10сборные плиты оболочек

 

Висячие оболочки.

Висячие ж/б оболочки состоят из вант, ж/б покрытия и опорной кострукции 9рис).

Основные несущие элементы – ванты, которые работают на растяжение. Пролет более 100м.

Их выполняют преднапряженными.

По конструкции в плане и взаимному расположению вант бывают:

-с параллельными

-с радиальными

-с перекрестным расположением

1 применяют при прямоугольном плане.

2.при круглом плане здания

Висячие ж/б оболочки проектируют пологими с провесом (1/100,,1/30)l

Покрытия выполняют из сборных ж/б плит, которые крепятся к вантам с помощью выпусков рабочей арматуры.

 

Цилиндрические резервуары.

Служат для хранения воды, нефтепродуктов.

	Цилиндрический монолитный резервуар с безбалочным покрытием 1 — стенка; 2 — люк; 4— колонны; 5 —капители; 6 — днище;
	Схема сборного покрытия цилиндрического резервуара 1— цилиндрическая стенка;2— колонны; 3 — кольцевые балки; 4 — круглая плоская плита; 5 — трапециевидные плиты с ребрами по периметру

Швы между панелями заполняют бетоном.

Толщину стеновых панелей назначают в пределах 120...200 мм (кратной 20 мм).

Стеновые панели ар­мируют двойной сеткой, сечеиие стержней которой назначают конструктивно

 

Прямоугольные резервуары.

Покрытия резервуаров обычно делают плоскими по колоннам, днища — также плоскими или для увеличения вместимости резервуара с внутренними откосами по периметру стен.

Конструктивные схемы монолитных резервуаров

-с ребристым покрытием при сетке колонн 6X6 м

-с безбалочным

Стенки прямоугольных ж/б резервуаров могут быть: гладкими, ребристыми, монолитными, из ж/б сборных панелей.

Стеновые панели для каждого резервуара принимают только одного типоразмера.

В резервуарах большой протяженности через каждые 54 м предусматривают температурно-усадочные швы.

 

 

Бункера.

Днища устраивают в виде воронок. Угол наклона плоскостей днища – 5..10. высота h=,1.5a (a>b)

Ж/б бункера строят монолитными и сборными.

Все сборные элементы соединяются на монтаже с помощью сварки закладных деталей, швы замоноличиваются.

 

Силосы.

Емкости для хранения сыпучих материалов, у которых соотношение глубины h и размеров в плане a и b отвечает условию h>1.5a.

Бывают отдельные и группированные.

По форме могут быть цилиндрические или призматические с четырьмя, шестью или восемью гранями.

Для циллен. Оптимальный диаметр 6м., для квадратных сторон 3..4м.

Полная высота принята 15..42,6м.

Монолитные (толщина стенок 1800..240мм) и сборные (возводят из кольцевых или сегментных элементов).

 

Подпорные стены.

Служат для удержания в требуемом положении грунта или других сыпучих тел.

По конструктивному решению делят на массивные и тонкие.

Массивные выполняют из бетона и каменной кладки.

Различают ж/б подпорные стены: уголковые, с контрфорсами, анкерные.

Уголковые применяют когда полная высота стены не более 4.,5м. 9монолитные сборные)

На угловую подпорную стену действует боковое давление грунта F, нагрузка от собственной массы стены.

 

 

28.Каналы и туннели.

Каналами наз. Сооружения для прокладки коммуникаций, но без прохода по нему людей.

Туннелем наз подземное горизонтальное или наклонное протяженное сооружение, предназначенное для размещения коммуникаций и оборудования с проходом для обслуживающего персонала.

Проецируют 1,2,3 пролетными. Высота каналов в свету 0,3..1,5 м, туннелей 1,8..6м.

Ширина одного пролета канала 0,3..3м., туннеля 1,5..6м.их выполняют из сборного ж/б.

Каналы выполняют из лотковых элементов и плит (а.б)

Туннели - лотковых(в), уголковых (д), объемных (е)

Рассчитывают на прочность, трещиностойкость и по деформациям на вертикальное и горизонтальное давление грунта.

 

 

Дымовые трубы.

Применяют для отвода продуктов горения от котельных и различных тепловых объектах. Бывают: кирпичные, ж/б, сборные, монолитные, возводимые из тяжелого бетона и легкого жаростойкого бетона.

Высота ж/б труб от 20 до 500 м.

Конструктивные элементы: 1-ствол, 2-фундамент, 3-зольник, 4-световые площадки, 5- молниеотвод, 6 футеровка.

Ствол сборных ж/б труб высотой до 60м. и имеет цилиндрическую форму.

Футеровку ствола выполняют из шамотного или керамического кирпича, а также из мелких жаростойких бетонных блоков.

Между футеровкой и стволом остается зазор 30..50 мм., который заполняется теплоизоляционным материалом.

 

 

Опоры ЛЭП.

По конструктивному решению ж/б опоры могут быть6 одностоечные для линий с напряжением до 220 кВ (а0, портальные – 320 и500 кВ (б). при больших усилий на орору, устраивают оттяжки (в).полная высота типовых опор включая фундаментную часть: 10.5,,15 м, 14-25м, 26-30 м. пролеты линий 85..115 м, достигают 400м.

ж/б стойки опор могут быть кольцевого, двутаврового и прямоугольного сечения.

 

 

31.Методы усиления железобетонных конструкций.

Усиление железобетонных колонн (рис. 2.2) с недостаточной несущей способностью в результате разрушения бетона и значительной коррозии арматуры, потери несущей способности арматуры производят путем изготовления железобетонной обоймы или наращиванием.

Для усиления устанавливается дополнительная рабочая арматура (2) и дополнительная поперечная арматура в виде спирали (4) диаметром не менее 6 мм, при этом предварительно скалывается защитный слой, не менее чем на диаметр рабочей арматуры. Расстояние между витками спирали в осях принимается 50-70 мм. Спираль охватывает всю рабочую арматуру усиления и существующую продольную арматуру колонны. После установки арматуры колонну бетонируют в опалубке

Усиление сборных железобетонных плит (рис. 2.6), имеющих в полках ребристой плиты разрушенного на всю ее толщину бетона или отсутствие сцепления рабочей арматуры с бетоном, обнажение стержней рабочей арматуры выполняется следующим образом: при наличии в многопустотной плите (рис. 2.6 а) разрушенного бетона нижней полки для ее усиления в пустотные каналы устанавливаются дополнительные арматурные каркасы (3) с последующим замоноличиванием бетоном этих каналов.

1 - многопустотная панель; 2 - борозда, пробитая в полке вдоль пустотного канала; 3 - дополнительный арматурный каркас; 4 - монолитный бетон; 5 - усиливаемая плита; 6 - усиление в шве; 7 - дополнительная арматура; 8 - коротыши; 9 - арматура ребер плиты

 

32.Реконструкция зданий из железобетонных конструкций.

 

33.Водонапорные башни.

Предназначены для создания необходимого напора в водонапорной сети и запаса воды при остановке насосных станций.

Состав: резервуар, опора, фундамент, шатер (для ограждения резервуара от температурных воздействий.

Вместимость резервуара водонапорных башен 15..3000 м³, высота опорной части 6-50м.

Стальные и ж/д.

ж/б опора башен выполняется в виде сплошной монолитной цилиндрической оболочки, а также в виде сборных ж/б пространственных конструкций рамной или сквозной сетчатой системы.