3 Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания




Скачать 119.55 Kb.
Название3 Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания
Дата конвертации01.04.2013
Размер119.55 Kb.
ТипДокументы
3.1 Проблемные узлы конструктивного решения здания

3.1.1. Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания

Выбор конструкции перекрытия является важной технико-экономической задачей, т.к. конструкции здания должны полностью удовлетворять назначению сооружения, быть надежными, долговечными и наиболее экономичными.

Для перекрытия офисного центра принято сборное железобетонное перекрытие.

К основным преимуществам железобетона, обеспечивающим ему широкое распространение в строительстве, относятся: огнестойкость, долговечность, высокая механическая прочность, хорошая сопротивляемость сейсмическим и другим динамическим воздействиям, возможность возводить конструкции рациональной формы, малые эксплуатационные расходы (по сравнению с деревом и металлом), хорошая сопротивляемость атмосферным воздействиям, возможность использования местных материалов. Затраты энергии на производство железобетонных конструкций значительно ниже, чем металлических и каменных.

Недостатки железобетона: большая плотность, высокая тепло- и звукопроводность, трудоемкость переделок и усилений; необходимость выдержки до приобретения прочности, появление трещин вследствие усадки и силовых воздействий. Железобетонные конструкции по сравнению с конструкциями из других материалов (камня, стали, дерева) являются новыми. Их возникновение и развитие связано с развитием производительных сил общества. Появление железобетона совпадает с периодом бурного роста промышленности, торговли и транспорта во второй половине XIX в., в связи с чем потребовалось строительство большого количества фабрик, заводов, мостов и других инженерных сооружений.

Сборные железобетонные конструкции и изделия основной вид конструкций и изделий, применяемых в различных отраслях строительства: жилищно-гражданском, промышленном, сельскохозяйственном. Сборные конструкции имеют существенные преимущества перед монолитными. Они создают широкие возможности для индустриализации строительства: применение крупноразмерных железобетонных элементов позволяет основную часть работ по возведению зданий и сооружений перенести со строительной площадки на завод с высокоорганизованными технологическим процессом производства. Это значительно сокращает сроки строительства, обеспечивает более высокое качество изделий при наименьшей их стоимости и затратах труда. Использование сборных железобетонных конструкций позволяет широко применять новые эффективные материалы (лёгкие и ячеистые блоки, пластмассы и др.), уменьшает расход лесоматериалов и стали, необходимых в других отраслях народного хозяйства. Сборные конструкции и изделия технологичны и транспортабельны, они особо выгодны при минимальном количестве типоразмеров элементов, повторяющихся много раз.

3.1.2. Стык ригеля с колонной

Для соединения ригеля с колонной применяют ригели двух типов: с полками для опирания а плит и прямоугольного сечения. Стыки ригелей с колоннами по характеру воспринимаемых усилий бывают шарнирные или жесткие.
В шарнирном стыке в большинстве случаев ригель опирают на консоль колонны или ее торец, а затем сваривают их закладные детали. Бели ригель или балку опирают непосредственно на торец колонны, то в оголовке колонны предусматривают анкерные болты. На оголовке колонны устанавливают ригель, к опорным листам которого приваривают стальные пластины с вырезами для анкерных болтов. После установки и выверки ригель закрепляют на анкерных болтах через шайбы, затягивая гайки. В шарнирных стыках заделка пространства между торцами ригеля и колонной по расчету не требуется.

При жестком соединении ригель в уровне нижнего пояса приваривают к колонне через закладные детали, а в уровне верхнего пояса соединяют выпуски арматуры закладных элементов и заполняют стыковую полость бетонной смесью. В каркасе исследуемого здания используется жесткий стык колонны с ригелем, получаемый пропуском верхней арматуры ригеля сквозь стержень колонны.

3.1.3. Стык колонн на высоте

Местом сосредоточения наибольшего количества дефектов сборных железобетонных колонн является стыки элементов колонн друг с другом. Наиболее сложной задачей при проектировании колонн является решение их неразрезных стыков, работающих в условиях повышенных нагрузок и обеспечивающих сплошность тела колонны по высоте здания.

Стык колонн по высоте выполняется ванной сваркой выпусков рабочей арматуры и последующим замоноличиванием цементным раствором. Для удобства ведения работ стык располагается на высоте 640 мм выше уровня пола. В стыке колонн расположены четыре угловых ниши. Вместо стальных центрирующих прокладок предусмотрены бетонные выступы. Концы колонн армированы поперечными арматурными сетками. При качественном выполнении стыка его прочность превышает прочность ствола колонны.

Однако и этому типу стыка присущи серьезные недостатки. Для возможности выполнения ванной сварки выпусков арматуры колонн несоосность выпусков должна быть не более 0,05d (1...2 мм при диаметре d = 20...40 мм). Такой точности расположения выпусков арматуры относительно опалубки (а именно по поверхности колонн выверяется их монтаж) можно добиться только при жесткой фиксации арматуры в опалубке. К сожалению, в типовых проектах каркасных зданий не разработаны вопросы фиксации арматуры в опалубке.

Предполагается, что это должно выполняться технологами на заводах железобетонных изделий. Однако практика строительства показала, что эти вопросы на заводах не решаются должным образом, поэтому происходят смещение арматуры, которые делают невозможным ванную сварку выпусков арматуры.

Наличие бетонных выступов на торцах колонн нельзя признать удачным. Как показали обследования, в большинстве колонн еще до монтажа бетонные выступы были частично или полностью разрушены. Вероятнее всего эти выступы обламываются еще при распалубке. Прочность стыка колонн с разрушенными бетонными выступами снижена и является недостаточной в процессе монтажа, когда омоноличивание стыков производят после монтажа двух этажей каркасного здания.

Предусмотренная проектом зачеканка цементным раствором зазора между торцами колонн на стройках обычно заменяется простым заполнением бетоном при бетонировании угловых ниш, что снижает несущую способность стыка. Монолитный бетон, укладываемый в ниши летом часто пересушивается, а зимой подвергается раннему замораживанию.

Из сказанного можно сделать вывод, что решение стыка колонн путем отпирания их на бетонные выступы, ванной сварки арматурных выступов и последующего обетонирования далеко не совершенно и служит предпосылкой для появления многих дефектов при изготовлении и монтаже колонн.

3.1.4. Опирание колонны в стакан фундамента

Конструктивное решение столбчатого фундамента в первую очередь определяется способом обеспечения жесткого соединения колонны с фундаментом, способного передать на него изгибающий момент. Такое решение достигается заделкой нижнего конца колонны в специальный стакан фундамента. Форма и размер фундамента и глубина стакана определяются расчетом, а также глубиной заложения подошвы фундамента.

3.1.5. Вывод о сильных и слабых сторонах принятого конструктивного решения здания

К сильным сторонам железобетона относятся: огнестойкость, долговечность, высокая механическая прочность, хорошая сопротивляемость сейсмическим и другим динамическим воздействиям, возможность возводить конструкции рациональной формы, малые эксплуатационные расходы (по сравнению с деревом и металлом), хорошая сопротивляемость атмосферным воздействиям, возможность использования местных материалов. Затраты энергии на производство железобетонных конструкций значительно ниже, чем металлических и каменных.

К слабым сторонам железобетона относятся: большая плотность, высокая тепло- и звукопроводность, трудоемкость переделок и усилений; необходимость выдержки до приобретения прочности, появление трещин вследствие усадки и силовых воздействий. Железобетонные конструкции по сравнению с конструкциями из других материалов (камня, стали, дерева) являются новыми.

Принятое конструктивное решение здания в виде сборного железобетонного каркаса позволяет существенно повысить скорость монтажа и обеспечить заводскую надежность отдельных строительных конструкций по отношению к монолитному варианту каркаса, что позволит сократить сроки возведения объекта и гарантировать его конструктивную надежность и функциональную безопасность.

В то же время технология монтажа сборных железобетонных конструкций требует устройства качественных арматурных соединений и обетонирования получающихся стыков, надлежащее выполнение которых позволяет считать конструкции однородными по всей длине и высоте здания и максимально использовать из проектную несущую способность. Качество выполнения стыков сборных железобетонных конструкций находится в прямой зависимости от квалификации рабочих и общей культуры строительного производства, что, зачастую, является самым слабым звеном цепочки производственных отношений заказчика и подрядчика строительно-монтажных работ в российской строительной практики. При условии надлежащего и строго контроля качества выполнения стыков, оформления их актами скрытых работ сборный железобетонный каркас может быть признан наиболее долговечным, надежным, технологичным и ремонтопригодным конструктивным решением здания, допускающим широкий спектр его будущей модернизации.

3.2 Расчет и конструирование ригеля перекрытия

3.2.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Таблица 3.1 - Нагрузки на плиту перекрытия


Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, кПа

Коэффициент надежности по нагрузке


Расчетная нагрузка, кПа

1. Постоянная g :










вес перегородок

gn0=1,5

γf0=1,1

g0=1,5*1,1=1,65 γn=1,5*1,1*0,95=1,57

вес пола

gn1=0,92

γf1=1,3

g1=0,92*1,3=1,2

вес плиты

gn2=5

γf2=1,1

g2=5*1,1=5,5

ИТОГО

7,42




g= 8,35


2. Временная р

Pn=2

γf3=1,2

Р=2,4

3. Полная q

qn=9,42




Q=10,75


Расчетные нагрузки:

от веса пола:

от веса ламината: 0,008*7=0,06 кПа,

от веса фанеры: 0,0204*7=0,14 кПа,

от веса цементно-песчаной стяжки: 0,0166*18=0,3 кПа,

от веса стяжки из легкого бетона класса В 7,5: 0,035*12=0,42 кПа

итого 0,92 кПа.

от веса плиты: 0,2*25=5 кПа.

Определяем полную расчетную нагрузку на 1 погонный метр плиты

qn=q* bn

qn=10,75*1,5=16,13 кН/м

3.2.2 Статический расчет ригеля

Максимальные изгибающий момент и поперечная сила в плите





Запроектируем ригель с полужесткими стыками на опорах. Величина опорного момента в ригелях каркасов всегда равна 55 кН*м. Это обеспечивается за счет использования во всех стыках одинаковых калиброванных закладных деталей – «рыбок».



Рисунок 3.3 – Конструкция стыка ригеля с колонной

«Рыбки» приваривают к закладным деталям колонн и ригелей. Для возможности последующего обетонирования в целях защиты стальных деталей от коррозии в верхней части ригелей устраивают углубления.

Для опирания ригелей консоли на колоннах выполняют скрытыми в подрезках ригелей, что обусловлено эстетическими требованиями. Подрезки у опор ригелей снижают высоту их поперечного сечения, а следовательно, и прочность наклонных сечений в зонах действия максимальных поперечных сил.

Для обеспечения достаточной прочности наклонных сечений ригелей в местах подрезок часть нижней продольной арматуры отгибают под углом 45º и анкеруют сварным соединением с опорной закладной деталью.

Определяем нагрузки на погонный метр



q – полная расчетная нагрузка на 1 м2 плиты;

В – шаг ригелей;

А – площадь поперечного сечения ригеля, м2;

γ – объемный вес железобетона;

γf – коэффициент надежности по нагрузке.



Расчетный пролет ригеля



l – пролет ригеля;

bк – ширина сечения колонны.



Максимальные расчетные усилия в ригеле:

В пролете



На опорах



3.2.3 Подбор арматуры ригеля

Подбор площади продольной арматуры:

1. Задаемся видом бетона (тяжелым) и классом В 20. Коэффициент принимаем равным 1,0. Назначаем класс арматуры: продольная – А400, поперечная – А240

2. RВ=11,5 МПа и Rs=355 МПа.

3. Находим рабочую высоту сечения

h0=60-3=57 см.

4.

- нейтральная ось находится в полке; сечение рассчитывают как прямоугольное шириной

5. Определяем величину ,

6. и

7. Определяем



Проверяем условия:

8. Требуемая площадь арматуры

см2

Принимаем 4 стержня А400 диам. 28 мм (АS=24,63см2).

Учтем, что часть поперечной силы воспринимается отгибами



Аinc – площадь поперечного сечения отгибов(Аinc=0,5Аs);

Rs – расчетное сопротивление отгибов;

α – угол наклона отгибов



Поперечная сила, воспринимаемая бетоном сжатой зоны и поперечной арматурой





Подбор площади поперечной арматуры:

1. Rbt=0,9 МПа

2. Rsw=170 МПа.

  1. Принимаем 2 каркаса диам. 7 мм

  2. Аw=0,77 см2

  3. Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном

Qb=1,25Rbt*в*h0

Qb=1,25*0,9*103*0,6*0,4=270 кН

270 кН < 274,38 кН – хомуты ставятся конструктивно

  1. S= 0,5*0,6=0,3м

Принимаем шаг равный 30 см.

Закладная деталь («рыбка») выполняем из условия, что она должна обеспечить восприятие изгибающего момента на опоре ригеля М=55кН*м. При плече внутренней пары сил h1 усилие, воспринимаемое закладной деталью



Требуемая площадь поперечного сечения закладной детали из стали ВСт3пс



Толщину калиброванной закладной детали принимаем равной 10 мм, ширину средней части 170 мм.

Калиброванная закладная деталь крепится сваркой к закладной детали ригеля, которая в свою очередь должна быть приварена к верхним продольным стержням арматурного каркаса ригеля. Требуемая площадь этих стержней из арматуры класса А400.



Принимаем 2 стержня диам. 14 мм.

Монтажная продольная арматура класса А240 диам. 10 мм

Поперечная арматура А240 диам. 3 мм с шагом 500 мм.

3.2.8. Вывод о конструктивной безопасности и эксплуатационной пригодности строительной конструкции

Выполненные в соответствии с действующими нормами и правилами расчет и конструирование ригеля позволяют гарантировать работоспособность конструкции на нагрузки, соответствующие функциональному назначению здания в течение срока его эксплуатации при условии проведения предупредительных осмотров, профилактических мероприятий по предотвращению разрушения защитного слоя бетона ригеля, влажностной коррозии его арматуры, локальной перегрузки конструкции, нарушении целостности его поперечного сечения в процессе модернизации и реконструкции здания, проведения монтажных и отделочных работ.

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

3 Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания icon1. Анализ существующей системы подготовки кадров (сильные и слабые стороны, возможности и ограничения)
Не довольствуйся поверхностным взглядом. Успех крупных дел часто зависит от мелочей

3 Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания iconАнализ методической работы моу «сош №39 им. Г. А. Чернова» г. Воркуты за 2011-2012 учебный год
Выявить слабые и сильные стороны управления методической работой с учетом поставленных целей

3 Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания iconГипотезы возникновения жизни
Задача: показать многообразие теорий происхождения жизни, их слабые и сильные стороны; рассмотреть основные гипотезы, выявить в них...

3 Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания iconАлгоритм фильтрации нежелательной электронной корреспонденции с использованием теоремы Байеса
Рассматривается применение системы обнаружения «спама», основанной на использовании вероятностной теоремы Байеса. Сильные и слабые...

3 Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания iconБизнес-план включает разработку цели и задач, которые ставятся перед предприятием на ближайшую и дальнюю перспективу, оценку текущего состояния экономики, сильных и слабых сторон производства, анализ рынка и информацию о клиентах.
Актуальность планирования работы предприятия заключается в возможности наилучшим способом оценить шансы на успех, уберечься от коммерческой...

3 Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания iconСтатья посвящена вопросам развития туристического потенциала Магаданской области. Автором проанализированы сильные и слабые стороны развития туристической отрасли и факторы, способствующие росту привлекательности туризма в регионе
Спицына Мария Аркадьевна – ст преподаватель Магаданского филиала Российского государственного гуманитарного университета (г. Хабаровск)....

3 Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания iconЭкономика сельского хозяйства России №10. – 2010 г. Эффективность диверсификации в птицеводстве
Дан ретроспективный анализ деятельности птицефабрики до переориентации производства, выявлены сильные и слабые стороны этого процесса....

3 Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания iconЭлектролитическая диссоциация. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Ионные уравнения реакций

3 Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания iconВсе ткани организма пропитаны и омываются биологическими жидкостями, в которых растворены сильные и слабые электролиты. Поэтому такие биологические жидкости как
Все ткани организма пропитаны и омываются биологическими жидкостями, в которых растворены сильные и слабые электролиты. Поэтому такие...

3 Сильные и слабые стороны принятого конструктивного решения здания iconОрганизация системы оценки качества образования на основе единой корпоративной информационной системы управления вузом
Успешное решение этой проблемы в условиях конкретного вуза возможно лишь в том случае, если он будет на регулярной основе заниматься...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница