Панельные здания. Стеновые панели для наружных и внутренних стен: навесные и несущие. Здания из объёмных блоков.

 

Панельные здания. Эти здания используют главным образом в жилищном строительстве. Ширина зданий из условий освещенности и удобства планировки внутрен­них помещений назначается 12-16 м. Панельные дома массового строительства решаются в одном из следующих вариантов:

1) с продольными и поперечными несу­щими стенами;

2) только с продольными несущими;

3) только с поперечными несущими стенами.

Конструк­тивная схема с поперечными несущими стенами более выгодна, так как панели перекрытий в этом случае опи­раются на внутренние поперечные стены (перегородки), а наружные панели не воспринимают нагрузки от перекрытий и могут быть изготовлены из легких эффектив­ных материалов. Основными конструкциями панельных зданий являются внутренние и наружные стеновые па­нели и панели перекрытий.

- Внутренние несущие панели стен(а) обычно проектируют однослойными из тяжелого бетона класса не ниже В15. Толщину панелей определяют тре­бованиями прочности, звукоизоляции и огнестойкости.

-Наружные ненесущие стены выполняют в виде од­нослойных панелей толщиной 240-350 мм из ячеистого бетона.

-Наружные несущие панели(б,в) проектируют преимуще­ственно двухслойными или трехслойными. Арматуру устанавливают только в слоях тяжелого бето­на и выполняют в виде пространственного арматурного блока. Расчетной является только арматура перемычек.

- Навесные стены воспринимают нагрузки от собственного веса и ветровые нагрузки в пределах только одного этажа; они выполняют в основном функции ограждающих конструкций и изготовляются обычно многослойными из легких эффективных материалов.

Также разработан «скрытый каркас», совмещаю­щее достоинства зданий каркасного и панельного типа. Несущими вертикальными конструкциями являются стеновые панели, усиленные бортовыми стальными элементами. Стыки пане­лей скрытого каркаса с перекрытиями выполняются платформенными или сборно-монолитными. Кон­струкции «скрытого каркаса» экономичнее обычных кар­касных за счет хорошей совместной работы панелей с бортовыми элементами и позволяют довести этажность здания до 50 и более.

-Объемно-блочные здания. Дальнейшим усовершен­ствованием панельных конструкций являются объемные блоки, изготовляемые на комнату или квартиру. Объем­но-блочная схема отличается наибольшей заводской го­товностью. Затраты труда на изготовление блоков со­ставляют 75...80 % от общих трудозатрат. Применяют «блок-стакан», «блок-колпак», «блок-стакан лежащий». Блоки изготовляют монолитными или из плоских панелей путем сварки закладных деталей. Затем блоки поступают на специальный конвейер, на котором выполняются обделочные и санитарно-технические рабо­ты. Масса блока до 10 т. Блоки опираются друг на друга в углах или по линиям сопряжения стен. В первом слу­чае этажность объемно-блочных зданий обычно ограни­чивается пятью этажами. Недостатком этого типа зда­ний является ограниченность планировочных решений, небольшая вариантность размещения блоков в плане здания.

 

43. Классификация по конструктивным признакам. Конструктивные схемы одноэтажных производственных зданий. Устройство температурно-деформационных швов. Продольные и поперечные рамы здания. Обеспечение пространственной жесткости.

Классификация по конструктивным признакам. В настоящее время найбольшее распространение получили одноэтажные промышленные здания. Во многих случаях их оборудуют мостовыми и подвесными кранами значительной грузоподъемности, создающих большие усилия во многих элементах здания. Существуют следующие разновидности одноэтажных промышленных зданий: однопролетные и многопролетные, здания без мостовых кранов, с подвесными и мостовыми кранами, здания с фонарями и бесфонарные, со скатной и малоуклонной кровлей. Рекомендуется проектировать здания прямоугольными в плане, с одинаковыми пролетами без переподов высот во избежание снеговых мешков.

Устройство температурно-деформационных швов. Жб конструкции помимо деформаций от внешней нагрузки могут также испытывать деформации связанные с температурно влажностными воздействиями окружающей среды. Т.к. при снижении тем-ры жб эл-ты укорачиваются, и при твердении бетона(проявляется его усадка) тоже, кроме этого при возведении здания на неоднородных грунтах, оно оседает т.е. смещаются разные части здания относительно друг друга, что приводит к раскрытию трещин в элементах здания или же разрушению. С целью уменьшения этих усилий, здания большой протяженности разделяют на отдельные части температурно-усадочными швами. Обычно их устраивают на спаренных колоннах с общим фундаментом протяженностью 2-3 см.

Конструктивные схемы одноэтажных производственных зданий. Большинство зданий решаются по каркасной схеме. Каркас может быть образован из плоских элементов, работающих по балочной схеме(стропильных конструкций- ригелей на которых опираются плиты покрытия и колонн заделанных в фундаменты) или включать в себя пространственную конструкцию покрытия(оболочки опертые на колонны) оболочки более эффективны(экономия бетона и перекрывают большие пролеты) Пространственный каркас расчленяют на поперечные и продольные рамы.(11.1 а)

Продольные и поперечные рамы здания.Поперечная рама является основным элементом каркаса, состоящая из колонн защемленных в фундаментах ригелей и покрытия под ним в виде плит (11.1 б). Плиты покрытия привариваются к ригелям не менее чем в 3 точках с помощью закладных деталей, швы замоноличиваются при этом покрытие образует жесткий диск в своей плоскости, ригели соединяются с колонной шарнирно. Поперечная рама воспринимает нагрузку от массы покрытия, снега, кранов, стен, ветра и обеспечивает жесткость здания в поперечном направлении. В продольную раму включают один ряд колонн в пределах температурного отсека и продольные конструкции(подкрановые балки, вертикальные связи распорки по конструкциям покрытия и колоннам). Продольная рама обеспечивает жесткость здания в продольном направлении воспринимает нагрузку от продольного торможения кранов и ветра, действующего в торец здания.

Обеспечение пространственной жесткости. Пространственная жесткость в поперечном направлении обеспечивается расчетом и конструкцией поперечной рамы. Основные факторы обеспечивающие пространственную жесткость- защемление колонн в фундаментах и их изгибная жесткость. Пространственная жесткость в поперечном направлении: уменьшают сечение колонн экономя бетон, для обеспечения пространственной жесткости используют вертикальные связи из стального проката, устанавливаемые по продольным рядам колонн(11.1в) устраиваются от пола до низа подкрановых балок. Вертикальные связи: крестовые и портальные.

 

44. Колонны. Типы поперечных сечений колонн: сплошные, двухветвевые, квадратные, прямоугольные, круглые.

а) прямоугольные б) сплошного сечения в) двухветвевые г)кольцевые(центрифугированные); д) определение размеров сечений; е,ж) армирование и расчет двухветвевой колонны

Сборные типовые колонны применяют при высоте здания <18м шаге <12м и грузоподъемности менее 50т. В других случаях применяют стальные колонны. Типовые колонны применяют при высоте до 80 м, шаге до 12м и грузоп. до 30т. (серии КЭ- 01-49 крайний ряд; 01-50; 01-60 средние ряды). Колонны сплошного сечения применяют при высоте от пола до головки кранового рельса 14.4 м, грузоподъемности до 30 т., и шаге колонн 6м,. Колонны кольцевого сечения изготавливают методом центрифугирования, что позволяет снизить расход бетона до 50, стали до 30% по сравнению с типовыми. Двухветвевые используются в зданиях с привязкой 250 мм, грузоподъемности более 30т, высоте 10,8м, и шаге 12м, а также в случаях когда высота сечения нижней части колонны превышает 1м. В бескрановых цехах обычно применяют колонны постоянного сечения по высоте. Высота сечения крайних колонн в надкрановой части назначается из условия размещения кранового оборудования: при нулевой привязке ----не больше 0,75-В1-0,07

при привязке 250---- не больше 1,0-В1-0,07. Где В1- расстояние от оси кранового рельса до края моста; 0,07- горизонтальный зазор необходимый по условиям эксплуатации крана. Высота сечения верхней части колонн назначается из условия опирания двух ригелей на торец колонны, если высота (ht) меньше 60см, по верху устраивают симметричные двусторонние консоли. Высоту сечения подкрановой части (hb) определяют как 1/9….1/12 H. Ширину (b) колонны из условия изготовления принимают одинаковой по всей высоте: для колонн крайнего и среднего ряда с шагом 6м- не менее 40см, а с шагом 12 м-50см. Ширина должна удовлетворять требованиям жесткости и быть не менее 1/25H. Сквозные колонны в нижней части имеют две ветви высотой сечения hbr=25;25;30см, соединенные распорками. Высота сечения распорок кроме верхней-40см. Расстояние между распорками 2..3м, а от пола до низа второй распорки 1,8 м. Верх первой распорки не должен выступать за уровень пола. Класс бетона применяется С16/20, для сильнозагруженных С20/25. Колонны армируются стержневой арматурой класса S400,500, объединенными сварными каркасами диаметром не менее 16 мм. По ширине устанавливается не более 4 стержней. Поперечная арматура колонны стержневая диаметром от 6 до 12 мм классов 240 и 400, колонны рассчитываются на внецентренное сжатие. Концы колонн усиливают поперечными сетками и заканчивают стальной центрирующей прокладкой. Арматура подкрановой и надкрановой части здания рассчитывается и подбирается отдельно на комбинированные усилия Mmax Nсоотв, Mcоотв и Nmax. Расчетная длинна подкрановой и надкрановой частей здания зависит от вида здания.

 

45. Расчет и проектирование консолей колонны.

Размеры консолей и их армирование определяются расчетом и условиями опирания подкрановых балок. В колоннах предусматривается устройство закладных деталей для установки стропильных конструкций, стеновых панелей и подкрановых балок. В соответствии с номенклатурой консоль колонны принята прямоугольной размером 150х150 мм. Ее арматура представляет собой две или три двутавровые балки составного сечения, поясами которых являются стержни, а стенки выполнены из листовой стали. Из-за большого насыщения металлом консоль рассчитывается не как жб а как металлическая. Металлическая консоль- консольная балка работающая на изгиб. ЕЕ расчет заключается в определении сечения поясов и стенок. Т.к. стенки не сквозные и у граней колонн обрываются, в работе сечения они участвовать не будут и изгибающий момент в сечении воспринимается только продольными стержнями- полками.

Определяют момент возникающий на консоли:

где расчетная поперечная сила в рассматриваемом сечении вызванная действием нагрузок

- расстояние от точки приложения силы до опорного сечения консоли

a=20мм ---зазор между торцом ригеля и колонной. Предварительно условно принимают арматуру и рассчитывают плечо внутренней пары сил

-защитный слой

- толщина закладной пластины консоли

Требуемая площадь поясов

Толщину листа стенки принимают конструктивно-6мм. Между собой балки соединяют поверху закладными пластинами консоли, понизу коротышами.