Панельно-балочные и безбалочные перекрытия. Проектирование сборных панельно-балочных перекрытий

По конструктивной схеме и технологии изготовления плоские ж/б перекрытия делятся на:

- балочные (состоят из панелей, опирающихся на балки или ригели, расположенные вдоль или поперек здания).

- безбалочные (состоят из плит, непосредственно опертых на колонны или капители. Применяются в пром. и

гражд. зданиях с гладкими потолками при сетке колонн 6х6м, 6х9м и полезной нагрузке более 1 т на 1м² (пром.

холодильники, гражд. здания, склады). Достоинства: малая высота перекрытия, отсутствие выступов и ребер,

улучшенная освещенность зданий, удобство прокладки коммуникаций.

В зависимости от способа возведения перекрытия делятся на: сборные, монолитные, сборно-монолитные.

По форме поперечн.сечения различают:

- сплошные (однослойные, двухслойные, ширина плит 1000мм, высота сечения 80…100 мм, пролет L ≤ 6м),

- ребристые (ребрами вниз, ребрами вверх, нормативн. нагрузка 700..2500 кг, в основном в пром. зданиях),

- многопустотные (с круглой, овальной пустотой, пустотой «домиком», ширина плит 1000…2500мм, высота

сечения 220мм (с домиком до 300мм), L= 3,6…6,0м без преднапряжения, L=6…9м с преднапряжением).

Все сборные плиты рассчитываются как свободноопертые балки, загруженные равномерно распред. нагрузкой.

Проектирование перекрытий включает в себя:

а) компановку конструктивной схемы,

б) расчет панелей и ригелей (выбор материала, статический расчет и подбор арматуры)

в) расчет узлов сопряжений конструкции с колоннами,

г) конструирование.

Компановка состоит из:

- разбивки здания на температурные блоки,

- выбора сетки колонн (зависит от типа и величины действующей нагрузки и архитект. требований заказчика),

- выбора направления ригелей (наибольшая жесткость достигается при поперечном расположении ригелей),

- выбора типа и ширины панелей.

Все это назначается с учетом технологич. хар-ра здания, величины нагрузок, требования по обеспечению пространственной устойчивости здания.

 

Особенности расчета и конструирования многопустотных панелей

По форме поперечн.сечения различают: сплошные, ребристые, многопустотные панели.

Многопустотные плиты бывают: с круглой, овальной пустотой, пустотой «домиком».

Ширина плит 1000…2500мм, высота сечения 220мм (с домиком до 300мм), пролет L= 3,6…6,0м без преднапряжения, L=6…9м с преднапряжением).

Армируются обычной и напрягаемой арматурой (стержни, проволока).

Достоинство: гладкая пов-ть, экономия материала. Недостаток: недостаточно эффективное сечение и небольшая нагрузка (предназначены для нормативной полезной нагрузки не более700 кг).

Особенности расчета и конструирования:

1) определение геометрических размеров плит (выбор ширины плиты, формы и высоты пустоты, назначение защитных слоев, расстояние между пустотами фиксированное)

2) фактическое сечение плиты заменяется приведенным (фактич. пустота заменяется квадратной или прямоугольной, исходя из равенства моментов инерции)

3) статический расчет (все сборные плиты рассчитываются как свободно-опертые балки (т.е. на шарнирных опорах), загруженные равномерно распределенной нагрузкой

4) выполняется расчет конструкции для 3-х стадий работы:

1-я стадия: эксплуатационная (расчет стадии разрушения)

- определяется расчетная схема плиты и пролет

- выполняется сбор нагрузок и определяется наиболее невыгодное сочетание нагрузок

- назначается высота сечения плиты

- выполняется расчет прочности ж/б конструкции(по нормальным сечениям, по наклонным сечениям, по 2-й

группе предельных состояний)

2-я стадия: изготовления (действует усилие обжатия, собственный вес и бетон не набрал проектную прочность)

3-я стадия: перевозки и монтажа (действует собственный вес и нестандартные условия закрепления)

5) конструирование (рассчитанная площадь арматуры преобразуется в стержни определенного Ø с учетом конструктивных требований по расстановке арматуры и обязательным выполнением коэф-та армирования.

 

 

Сборно-монолитные перекрытия

Сборно –монолитные перекрытия – это рациональное сочетание в общей конструкции заранее изготовленных сборных элем-ов и дополн-но уложенных на месте стр-ва монолитного бетона и арматуры.

После затвердевания бетона конструкция работает как единое целое.

Применяются: - в новом стротельстве (если несущая способность сборных эл-ов недостаточна)

- в эксплуатир-ых сооруж-ях (при необходимости ↗ несущ. способности отдельных констр-ий)

Достоинства: - возможность использования любых сборных конструкций

- простота устройства усиления конструкции.

Должны удовлетворять требованиям: - по несущей способности,

- по перемещениям, образованию, раскрытию и зажатию трещин.

Различают 3 класса сборно-монолитных конструкций:

Класс А: сборные эл-ты воспринимают всю монолитн. нагрузку от веса монолитн. бетона, служат несущей опалубкой и не нуждаются в доп. опорах в процессе изготовления.

Класс Б: сборные эл-ты воспринимают часть монтажной нагрузки и нагрузки от веса монолитн. бетона, явл-ся несущей опалубкой, но нуждаются в доп. опорах в процессе монтажа.

Класс В: сборные эл-ты не воспринимают нагрузку и служат лишь несъемной, несущей опалубкой. Обязательно нужны доп. опоры.

Расчет сборно-монолитных конструкций выполняется для 2-х стадий работ:

- стадия монтажа (до набора бетоном омоноличивания прочности на действие нагрузок)

- стадия эксплуатации (после набора монолитным бетоном проектной прочности).

Связь монолитного бетона с бетоном сборных эл-ов обеспечивается сваркой выпусков арматуры или устройством шпонок на пов-ти сборных эл-ов.

 

 

37.

Фундамент- подземная часть здания, предназначенная для передачи нагрузки от вышележащих конструкций на грунтовое основание.

В зависимости от назначения фундаменты бывают:

- мелкого заложения, возводимые в открытых котлованах

-Специальные (свайные, фундаменты глубокого заложения)

Фундаменты мелкого заложения бывают:

- отдельные. Устраиваются под каждой колонной. Применяются при относительно небольших нагрузках. Шаг колонн 6 м. бывают сборные и монолитные

- ленточные. Устраиваются под рядами колонн в 1 или 2-ух направлениях. Применяются при слабых грунтах и относительно больших нагрузках. Целесообразно их применять при неоднородных грунтах и внешних нагрузках различных по величине. Такие фундаменты должны выравнивать неравномерную осадку здания. Ленточные фундаменты под стенами выполняют сборными, под колоннами- монолитными.

- сплошные. Устраиваются под всем сооружением. Применяются для слабых и неоднородных грунтов при значительных нагрузках с перепадом по величине.

Тип фундамента зависит от:

- конструктивной схемы здания

- величины и характера нагрузок на основание

- геологических и гидрогеологических условий площадки

- с учетом вышеизложенного на основании технико-экономического сравнения.

Применение сборных фундаментов целесообразно для полносборного строительства, при большой повторяемости элементов, а также при строительстве удаленных объектов.

Сборные фундаменты позволяют сократить сроки строительства. Облегчают проведение работ в зимних и сложных гидрогеологических условиях. Если масса сборного фундамента не соответствует грузоподъемности кранов, то его можно монтировать из отдельных блоков. Сборные фундаменты проектируют под сборные колонны. Сборные колонны жестко фиксируются в стакане подколонника путем установки ее на подушку из раствора и последующей зачеканки зазора между колонной и стенками стакана раствором бетона. Фундамент состоит из плитной части и подколонника. Стенки стакана допускается не армировать, если толщина их поверху более 200мм и более 0,75 глубины стакана. Иначе стенки стакана армируются продольной и поперечной арматурой, диаметр которой принимают не менее 8мм. Подошву фундамента армируют сварными сетками из стержневой арматуры S400,S500 диаметра 12..20мм, шаг 100,150,200мм.

На рис. показаны фундаменты под отдельные опоры. На рис. б видны выпуски арматуры, с которыми стыкуется арматура опор. На рис. в изображен ступенчатый фундамент со стаканом, в который вставляется колонна.

Рис. Виды железобетонных фундаментов под отдельные опоры: а - пирамидальный; б — ступенчатый; в — ступенчатый со стаканом.

Фундаменты под отдельные колонны бывают центрально сжатые (квадратные в плане) и внецентренно сжатые (прямоугольные в плане).

 

 

38. Расчёт центрально нагруженного фундамента

При центральном нагружении линия действия равнодействующих всех нагрузок проходит через центр тяжести подошвы фундамента. Рассмотрим в качестве примера расчёт центрально нагруженного отдельно стоящего фундамента (см. схему с основными принятыми обозначениями).

Расчётная схема для центрально нагруженного фундамента.

Составляем условие равновесия на вертикальную ось:

N₀ + N_ф+N_гр - P × A = 0

Отсюда: A = (N₀ + N_ф + N_гр) / P - площадь подошвы фундамента.

Принимаем:P_max = R

Для упрощения расчёта принимаем, что N_гр + N_ф = А ∙ d ∙ γ_ср,

γ_ср ≈ 20 кH/м³, тогда, подставляя в исходную формулу, получим:

A = N₀ / (R - d ∙ γ_ср),

где γ_ср ∙ d - средняя интенсивность давления от веса фундамента и грунта на его обрезах,
R - γ_ср ∙ d - дополнительная величина давления, которую мы можем передать на грунт основания.

Из найденной площади подошвы фундамента определяются его линейные размеры А = b ∙ ℓ.

Следует подчеркнуть, что данный расчёт выполняется при известной величине R – которая сама зависит от А, R = f(A). Следовательно, данную задачу можно решить методом последовательных приближений с проверкой условия P ≤ R.

 

Принципиальная блок–схема расчёта центрально нагруженного фундамента.

1. - вычисление расчётного сопротивления грунта основания при принятой в первом приближении величине b равной 1 м.
2. - определение площади подошвы фундамента А и его ширины b (меньшая сторона площади).
3. N_гр + N_ф = А ∙ d ∙ γ_ср - определение веса фундамента и грунта на его ступенях (см. схему), по найденной площади.
4. Проверка выполнения условия: P = (N₀ + N_ф + N_гр) / A ≤ R_b.

В случае выполнения условия п. 4, расчёт считается законченным. В противном случае необходимо увеличение размера стороны подошвы, пересчёт R при новой ширине подошвы, определение новых величин веса фундамента и грунта на его ступенях (п. 3 алгоритма) и повторение проверки (п. 4 алгоритма).

Подобный цикл расчётов следует выполнять несколько раз, до тех пор, пока не выполниться условие п. 4.

После этого расчета производят конструирование фундамента (толщину подошвы фундамента и высоту ступеней – рассчитывают методом ж/б конструкций).