Основные вертикальные конструкции

Ленточные фундаменты

Под несущими стенами ленточные фундаменты вы­полняют преимущественно сборными. Они состоят из блоков-подушек и фундаментных блоков (рис. 1). Бло­ки-подушки могут быть постоянной и переменной тол­щины, сплошными, ребристыми, пустотными. Укладыва­ют их вплотную или с зазорами. Рассчитывают только по­душку, выступы которой работают как консоли, загруженные реактивным давлением грунта р (без учета массы веса и грунта на ней). Сечение арматуры подушки подбирают по моменту

М = 0, 5рl^2, где l — вылет консоли,

Толщину сплошной подушки h устанавливают по рас­чету на поперечную силу q= рl, назначил се такой, что­бы не требовалось постановки поперечной арматуры.

Рис. 1. Сборные ленточные фундаменты под стенами

а - общи й вид; б — типы блоков-подушек фундаментов; в — к расчету подушки фундамента; 1 — фундаментные блоки; 2 - блоки-подушки.

11 Ж.Б.К. Типы колонн одноэтажного промздания. Выбор конструкции ко­лонн. Особенности определения усилий в двухветвенных колоннах. Выбор класса бетона и арматуры для колонн. Порядок расчета арми­рования колонн

Колонны каркасного здания могут быть сплошными прямоугольного сечения или сквозными двухветвевыми (рис. 1). При выборе конструкции колонны следует учитывать грузоподъемность мостового крана и высоту здания. Сплошные колонны применяют при кранах гру­зоподъемностью до 30 т и относительно небольшой вы­соте здания; сквозные колонны — при кранах грузоподъ­емностью 30 т и больше и высоте здания более 12 м.

Размеры сечения колонны в надкрановой части назна­чают с учетом опирания ригелей непосредственно на то­рец колонны без устройства специальных консолей.

Для колонн применяют бетоны классов В15...В30.

Особенности определения усилий.

При двухветвевых колоннах расчет поперечной ра­мы с учетом пространственной работы каркаса здания аналогичен расчету рамы со сплошными колоннами. Двухветвевая колонна представляет собой многоэтаж­ную однопролетную раму (рамный стержень) с расстоя­нием с между осями ветвей, расстоянием s между осями распорок, числом сплошной части, общей длиной / (рис. 2, а).

Рис. 2. К расчету двухветвевой колонны

а — расчетная схема; б — местный изгиб ветвей; в эпюра моментов от единичной силы; г —де­формация от единичною смещения; д — реакция верхнего конца колонны от кранового момента..

Поскольку ригелями рамного стержня служат короткие жесткие распорки, а стойками — менее жест­кие ветви колонны, деформациями ригелей можно прене­бречь и с практически достаточной точностью считать их абсолютно жесткими. Другая возможная расчетная схема — с упругими ригелями — как показали исследования, приводит к несущественному уточнению результатов расчета. Для определения реакций при неподвижной верхней опоре двухветвевую колонну рассматривают как стержень, обладающий изгибной жесткостью Еь l ко­нечной сдвиговой жесткостью К. Сдвиговая жесткость двухветвевой колонны обусловлена местным изгибом ветвей, она равна силе, вызывающей перекос ветвей на единичный угол (рис. 2, б):

K = 24 Еь l /s², где / — момент инерции ветви.

15 Ж.Б.К. Многоэтажные гражданские здания. Основные вертикальные конструкции. Колонны, их разрезка, материалы. Вертикальные связе­вые диафрагмы. Стыки ригелей с колоннами. Монолитные ядра жест­кости, их армирование.

Многоэтажные гражданские каркасные и панельные (бескаркасные) здания для массового строительства проектируют высотой 12…16 этажей, а в ряде случаев – 20 этажей и более. Конструктивные схемы зданий, возводимых из сборных элементов, характерны постоянством геометрических размеров по высоте, регулярностью типовых элементов конструкций, четким решением плана.

Основные вертикальные конструкции

Многоэтажные рамы высотой до 16 этажей имеют ко­лонны постоянного сечения по всей высоте здания (рис. 1, а). Увеличение несущей способности колонн ниж­них этажей достигают повышением класса бетона, про­цента армирования, применением жесткой арматуры. Элементы сборных колонн в целях снижения трудоемко­сти на монтаже выполняют размером на 2...4 этажа.

Комбинированные вертикальные связевые диафраг­мы, состоящие из сплошной и рамной частей, сохраняют регулярную структуру — размеры элементов и пролетов ригелей — по всей высоте здания (рис.1,6). Верти­кальные связевые диафрагмы с проемами и ядра жест­кости имеют железобетонные перемычки, жестко свя-занные на опорах с простенками, и также сохраняют ре­гулярную структуру по всей высоте здания (рис. 1, в).

Рис. 1. Основные вертикаль­ные конструкции многоэтажных зданий

а — многоэтажные регулярные рамы; б — связевые комбинированные диаф­рагмы: в — связевые диафрагмы с про­емами

Стыки ригелей с колоннами выполняют жесткими на консолях, бесконсольными и шарнирными. При жестком соединении ригелей с колоннами сущест­венно повышается общая жесткость многоэтажного зда­ния и достигается экономия металла на армирование ри­гелей (по условиям прочности, трещиностойкости и пре­дельных прогибов).

Элементами сборных вертикальных связевых диа­фрагм в одном из возможных решений являются колонны каркаса и панели с полками для опирания плит пе­рекрытий (рис. 15.22). Элементы соединяют сваркой закладных деталей и замоноличиванием; Горизонтальньм стыки панелей, если не возникают растягивающие напря­жения, осуществляют на растворных швах.

Вертикальные связевые конструкции в виде ядер жесткости чаще выполняют монолитными в скользящей опалубке, так как в сборных ядрах жесткости элементы стенок малоповторяемы; кроме того, из-за значительных сдвигающих усилий, возникающих в углах стенок, на монтаже увеличивается объем сварочных работ.

Монолитные ядра жесткости армируют вертикальны­ми пространственными каркасами, которые на монтаже стыкуют соединительными стержнями (рис. 15.23). Пе­ремычки над проемами армируют горизонтальными кар­касами. Продольную и поперечную арматуру ядер жест­кости и перемычек назначают по расчету. Толщину сте­нок ядер жесткости также устанавливают по расчету (обычно 200...400 мм). По условиям технологии возве­дения в.скользящей опалубке наименьшая толщина сте­нок— 200 мм. Стены и перемычки ядер жесткости могут быть предварительно напряженными. Для монолитных ядер жесткости применяют бетон классов В15, B25.

21 Ж.Б.К. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. Сущность предварительного напряжения. Области применения преднапряженных ж. б. конструкций.

Предварительно напряженный железобетон.

Предварительно напряженными называют такие же­лезобетонные конструкции, в которых в процессе изго­товления искусственно создают значительные сжимаю­щие напряжения в бетоне натяжением высокопрочной арматуры. Начальные сжимающие напряжения создают в тех зонах бетона, которые впоследствии под воздейст­вием нагрузок испытывают растяжение. При этом повы­шается трещиностойкость конструкции и создаются условия для применения высокопрочной арматуры, что приводит к экономии металла и снижению стоимости конструкции.

Суть использования предварительно напряженного железобетона в конструкциях — экономический эффект, достигаемой применением высокопрочной арматуры; вы­сокая трещиностойкость и как следствие повышенная жесткость, лучшее сопротивление динамическим нагруз­кам, коррозионная стойкость, долговечность.

Ж.Б.К.

В производстве предварительно напряженных элементов возможны два способа создания предварительно­го напряжения: натяжение арматуры на упор и натяже­ние ее на бетон.

Рис. 1. а — натяжение арматуры на упоры; б—готовый элемент; в — натяжение арматуры на упоры при непрерывном ар­мировании; г — натяжение арматуры, на бетон; д — го­товый элемент; 1 — форма; 2 — арматура; 3 — упор; 4 — домкрат; S — отвердевший бетон; 6 — поддон; 7 — штыpu поддона; 8 — трубки; 9— зажим; 10 — канал; II — ан­кер; 12 —заинъецированный канал.

При натяжении на упоры арматуру заводят в форму до бетонирования элемента, один конец ее закрепляют в упоре, другой — натягивают домкратом или другим приспособлением до заданного контролируе­мого напряжения (рис. 1, а). После приобретения бе­тоном необходимой кубиковой прочности перед обжати­ем R_bp арматуру отпускают с упоров. Арматура при восстановлении упругих деформаций в условиях сцепле­ния с бетоном обжимает окружающий бетон (рис. 1,6). При так называемом непрерывном армировании форму укладывают на поддон, снабженный штырями, арматурную проволоку специальной навивочной маши­ной с заданным усилием навивают на трубки, надетые на штыри поддона, и конец ее закрепляют плашечным зажимом (рис. 1, в). После того как бетон наберет необходимую прочность, изделие с трубками снимают со штырей поддона, при этом арматура обжимает бетон.

Стержневую арматуру можно натягивать на упоры электротермическим способом. Стержни с высаженными головками разогревают электрическим током до 300... 350 °С, заводят в форму и закрепляют концами в упорах форм. При восстановлении начальной длины в процессе остывания арматура натягивается на упоры. Арматуру можно натягивать также электротермомеханическим способом.

При натяжении на бетон сначала изготовляют бетон­ный или слабоармированный элемент (рис. 1, г), за­тем при достижении бетоном прочности R_bp создают в нем предварительное сжимающее напряжение. Напря­гаемую арматуру заводят в каналы или в пазы, оставля-; емые при бетонировании элемента, и натягивают на бетон (рис. 1, д). При этом способе напряжения в ар­матуре контролируют после окончания обжатия бетона. Каналы в бетоне, превышающие диаметр арматуры на 5...15 мм, создают укладкой извлекаемых впоследствии пустообразователей (стальных спиралей, резиновых тру­бок и т. п.) или оставляемых в бетоне гофрированных стальных трубок и др. Сцепление арматуры с бетоном создается после обжатия инъецированием — нагнетани­ем в каналы цементного теста или раствора под давлени­ем через заложенные при изготовлении элемента трой­ники— отводы. Натяжение на упоры как более индустриальное яв­ляется основным способом в заводском производстве. Натяжение на бетон применяется главным образом для крупноразмерных конструкций и при соединении их на монтаже.