Введение - Технология изготовления и конструирования ферм

Масштабность применения бетона и железобетона обусловлена их высокими физико-механическими показателями, долговечностью, хорошей сопротивляемостью температурным и влажностным воздействиям, возможностью изучения конструкций сравнительно простыми технологическими методами, использованием местных материалов (кроме стали), сравнительно невысокой стоимостью.

Железобетонные и каменные конструкции являются основной базой современного индустриального наземного и подземного строительства. Они применяются при возведении промышленных, жилых и общественных зданий, инженерных сооружений, а так же других объектов народного хозяйства.

При проектировании железобетонных конструкций зданий основным нормативным документом является СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции (эти нормы не распространяются на бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений, мостов, автомобильных дорог, и аэродромов и т. п.).

Согласно этому нормативному документу:

Бетонные и железобетонные конструкции, должны быть обеспечены с требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний расчетом, выбором материалов, назначением размеров и конструированием.

При проектировании должны приниматься расчетные схемы, обеспечивающие необходимую прочность, устойчивость, и пространственную неизменяемость здания в целом, а также отдельных конструкций.

Расчет по предельным состояниям конструкции в целом и отдельных ее частей должен, как правило, производится для всех стадий - изготовления, возведения, эксплуатации, а так же и транспортировки.

Элементы сборных конструкций должны отвечать требованиям механизированного изготовления на специализированных предприятиях. При выборе элементов сборных конструкций предусматривается преимущественно предварительно напряженные конструкции из высокопрочных бетонов и арматуры. Конструкции узлов соединений элементов должны обеспечивать с помощью различных технологических и конструктивных мероприятий надежную передачу усилий, прочность самих элементов в зоне стыка.

Расчетные параметры окружающей среды принимаются в соответствии с СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика".

Значения нагрузок и воздействий, коэффициентов надежности по нагрузке принимаются с учетом и в соответствии со СНиП 2.01.07.- 85 "Нагрузки и воздействия"

Вообще весь расчет делится на :

Расчет по предельным состояниям первой группы, который должен обеспечит конструкции от:

Хрупкого или вязкого разрушения

Потери устойчивости формы конструкции

Усталого разрушения

Разрушения от совместного действия внешних силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды.

Расчет по предельным состояниям второй группы, которой должен обеспечить:

Образования трещин, а также их чрезмерного и продолжительного раскрытия.

Чрезмерных перемещений.

Расчет монолитной плиты выполняется в соответствии со СНиП, особого внимания заслуживает расчет главной балки.

Статический расчет балки монолитного перекрытия, выполняется с учетом перераспределения усилий в стадии предельного равновесия. Это позволяет рассчитать главную балку перекрытия с более высокими технико-экономическими показателями.

Расчет балок с учетом перераспределения усилий может выполнятся по-разному в зависимости от поставленных задач перераспределения. Выбор той или иной задачи перераспределения выполняется проектировщиком самостоятельно. Вообще, выбор той или иной задачи перераспределения - процесс творческий, и он определяется условиями работы конструкции, ограничениями на ее армирование и условия изготовления, а также получением необходимых технико-экономических показателей.

Как известно, причиной разрушения нормальных сечений изгибаемых железобетонных конструкций является либо достижение в растянутой арматуру предела текучести, либо достижение в бетоне сжатой зоны сечения предела прочности на сжатие. Нормами проектирования железобетонных конструкций запрещено проектировать элементы, разрушающиеся по второму из указанных видов разрушения, а первый вид обеспечивается соблюдением условия:

,

Где X - высота сжатой зоны сечения в стадии разрушения; ХR - предельно допустимая высота сжатой зоны сечения для первого вида разрушения.

Переход нормального сечения изгибаемого элемента в предельное состояние происходит не внезапно, а постепенно, до тех пор, пока деформации текучести арматуры не приведут к чрезмерному развитию нормальных трещин по ширине и высоте, как следствие этого, к сокращению высоты сжатой зоны сечения, концентрации в ней сжимающих усилий и разрушению бетона сжатой зоны от раздавливания.

Если при этом деформации изгибаемого элемента ничем не ограниченны (например, в статически определимой конструкции), то произойдет разрушение элемента по этому сечению. Если же эти деформации сдерживаются за счет работы конструкции в других сечениях, как это имеет место в статически неопределимых конструкциях, то разрушения элемента в сечении, в котором начались деформации текучести арматуры, может и не произойти за счет перераспределения энергии внешней нагрузки на другие менее нагруженные, части конструкции. Эта стадия работы нормального сечения изгибаемого элемента, при которой в арматуре развиваются пластические деформации, а бетон сжатой боны еще не разрушен, называется пластическим шарниром. Свое название она получила потому, что изгибающий момент в этом сечении остается постоянным от начала развития деформаций текучести арматуры до момента разрушения бетона сжатой зоны.

Деформирование конструкций в пластическом шарнире приводит к появлению дополнительных внутренних усилий в других сечениях конструкции. Поэтому этот процесс называется перераспределением усилий, происходящим в стадии предельного равновесия конструкции.

При расчете и конструировании статически неопределимых железо бетонных конструкций процесс перераспределения усилий может быть направлен проектировщиком в нужное русло в зависимости от поставленной задачи перераспределения. Для этого ему нужно правильно выбрать места конструкции, в которых должны образовываться пластические шарниры. Для того, чтобы в заданном сечении вызвать образование пластического шарнира, проектировщик назначает армирование в этом сечении недостаточное для восприятия момента, действующего в этом сечении в упругой стадии расчета конструкции. Величина изгибающего момента, действующего в пластическом шарнире, определяется количеством арматуры, поставленной в этом сечении. Поэтому количественным процессом перераспределения проектировщик может управлять по своей воле.

Сборное железобетонное балочное перекрытие состоит из панелей и поддерживающих их балок (приложение 2). В учебной литературе панели иногда называют плитами или настилами, а балки - ригелями или прогонами. Балки вместе с колоннами, на которые они опираются, образуют плоский каркас здания. Плоский каркас и панели создают несущую систему здания, воспринимают вертикальную нагрузку. Горизонтальная нагрузка (например, ветер), действующая в двух направлениях, воспринимается в одном направлении каркасом, а в другом - специальными связями. Возможно опирание балок на наружные стены. Тогда каркас называется неполным.

Разработаны типовые конструкции перекрытий: серии альбомов чертежей - ИИ 20-24 и 1/020. В качестве панелей перекрытия в этих сериях используются плоские панели с цилиндрическими пустотами и плоские панели с продольными ребрами, выступающими на нижней поверхности. Сечение балок проектируется в виде прямоугольника, или с полками в нижней зоне.

От способа соединения балок с колоннами зависят условия их работы. При шарнирном соединения балки работают как отдельно лежащие статически определимые стержни. При соединении балок различных пролетов с передачей изгибающего момента и шарнирным опиранием на колонну балки работают как неразрезные статически неопределимые стержни. Если баки и колонны соединяются с передачей изгибающего момента на колонны, то образуется рамный каркас с жесткими узлами, в котором балки работают как ригели каркаса. Иногда в этой схеме соединение балок с колоннами осуществляется с частичной, небольшой по величине передачей изгибающего момента на колонны.

В зависимости от способа соединения назначается расчетная схема каркаса и соответственно балок. Панели, как правило, опираются на балки без передачи изгибающего момента, т. е. шарнирно, а поэтому работают как статически определимые стержни (в одном направлении, перпендикулярном линии опирания их на балки).

Похожие статьи




Введение - Технология изготовления и конструирования ферм

Предыдущая | Следующая