Особенности определения усилий в двухветвеиных колоннах

При двухветвенных 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) 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. Для определения реакций при неподвижной верхней опоре двухветвенную колонну рассматривают как стержень, обладающий изгибной жестко­стью Е_bI₁ и конечной сдвиговой жесткостью К.

. Рис. XI 11.25. Расчетные схемы двухветвенных колонн

КОЛОННЫ

Колонны каркасного здания могут быть сплошными, прямоугольного сечения или сквозными двухветвевыми (Рис.XIII.9). Глубина заделки колонны должна быть проверена из условия достаточной анкеровки продольной рабочей арматуры.

Рис. XIII.9. Колонны одноэтажного здания

а - сплошные прямоугольного сечения; б - сквозные двухветвенные

Рис. XIII.10. Конструкции соединения двухветвенной колонны с фун­даментом

а - с одним общим стаканом; б - с двумя отдельными стаканами; в - при устройстве шпонок; 1 - бетон замонолнчивания; 2 – колонна прямоугольного сечения или сквозными двухветвенными (рис. XIII.9).

Рис. XIII.11. Армирование колони одноэтажного здания

а - сплошных прямоугольного сечения; б - сквозных двухветвенных

Подкрановые балки

Железобетонные предварительно напряженные под­крановые балки испытывают динамические воздействия от мостовых кранов и поэтому их применение рациональ­но при кранах среднего режима работы грузоподъемно­стью до 30 т и кранах легкого режима работы. Наиболее выгодна двутавровая форма поперечного сечения подкрановой балки (рис. XIII.15). Развитая верхняя полка повышает жесткость балки в горизон­тальном направлении, уменьшает перемещения при по­перечных тормозных усилиях, а также улучшает условия монтажа и эксплуатации крановых путей и крана; нижняя полка дает возможность удобно разместить напрягаемую арматуру и обеспечить прочность балки при отпус­ке натяжения. Расчетным на вертикальные нагрузки яв­ляется тавровое сечение с верхней сжатой полкой, а на горизонтальные нагрузки — прямоугольное сечение с верхней полкой.

Высоту сечения подкрановых балок назначают в пре­делах h=(1/8...1/10) l, толщину верхней полки - h_f = (1/7...1/8) h, ширину верхней полки -b`<sub>f</sub> = (1/10... ...1/20) l. По условиям крепления и рихтовки крановых путей принимают размер полки b`_f =500...650 мм.

Рис. XIII.15. Расчетные сечения подкрановой балки

а - на вертикальную нагрузку; б - на горизонтальную нагрузку

Типо­вые подкрановые балки имеют высоту сечения h = 1000 мм при пролете 6 м и высоту сечения h = 1400 мм при пролете 12 м (рис. XIII.16).

Расчетная вертикальная на­грузка

расчетная горизонтальная нагрузка (от одного колеса моста)

Горизонтальная сила Н приложена в уровне головки крановых рельсов, но для упрощения расчета, пренебре­гая незначительным влиянием эксцентриситета, ее пола­гают приложенной посередине высоты полки таврового сечения.

Расчет прочности ведется на расчетную нагрузку от двух сближенных мостовых кранов одинаковой грузо­подъемности. Расчет ведут по линиям влияния, располагая одну силу в вершине ли­нии влияния (рис. ХШ.17,б). Максимальные усилия оп­ределяют суммированием произведений сил на соответст­вующие им ординаты.

Рис. XIII.16. Конструкция предва­рительно напряженной подкрано­вой балки пролетом 12 м а - общий вид; б - армирование напрягаемой проволочной армату­рой; в - то же, стержневой арма­турой

Прогиб определяют с учетом действия длительных и кратковременных нагрузок при коэффициенте перегруз­ки, равном единице, значение прогиба должно быть f≤l/600.

Предварительно напряженные подкрановые балки ар­мируют высокопрочной проволокой, стержневой армату­рой, канатами. Арматурные каркасы в связи с динами­ческими воздействиями на балку выполняют не сварны­ми, а вязаными. На опорах балки усиливают ребрамии дополнительной поперечной ар­матурой в виде стержней, хомутов, сеток, обеспечиваю­щих прочность и трещиностойкость торцов при отпуске натяжения. Для подкрановых балок применяют бетон классов ВЗО—В50. Масса подкрановой балки пролетом 12 м составляет 10—12 т. Соединение подкрановых балок с колоннами выпол­няют на сварке стальных закладных деталей (рис. XIII.18,о). Для передачи горизонтальных тормозных усилий в стыке устанавливают ребровые накладки, при­вариваемые к верхним закладным листам балок и спе­циальному закладному листу колонны. Чтобы смягчить удары и толчки, передаваемые на подкрановую балку при движении мостового крана, и уменьшить износ пу­тей, между подкрановой балкой и рельсом укладывают упругую прокладку из прорезиненной ткани толщиной 8—10 мм. Рельс после рихтовки прикрепляют к балке болтами с помощью стальных деталей (рис.XIII.18,б).

Рис. XIII.17. К расчету подкрановой балки По найденным усилиям строят огибающие эпюры М, Q. Ординаты огибающих эпюр можно определить по таб­лицам, приведенным в справочниках.

Рис. XIII.18. Детали креплений

а - подкрановой балки к ко­лонне; б - рельса к подкрано­вой балке; 1 - ребровые план­ки 100X12; 2 - закладная де­таль подкрановой балки; 3 - анкеры, выпущенные из колонны; 4 - лапка-прижим; 5 - уп­ругие прокладки; 6 - закладные детали колонны δ = 8 мм

лекция 3

§ X1II.3. КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

Плиты покрытий

Плиты беспрогонных покрытий представляют собой крупные ребристые панели размером 3х12 и 3х6 м, ко­торые опираются на ригели поперечных рам.,

Ребристые плиты 3x12 м имеют продольные ребра сечением 100х450 мм, поперечные ребра сечением 40х150 мм, полку толщиной 15 мм, уширения в углах — вуты, которыми обеспечивается надежность работы в условиях систематического воздействия горизонтальных усилий от торможения мостовых кранов (рис. XIII.28). Продольные ребра армируют напрягаемой стержневой или канатной арматурой, перечные ребра и полки — сварными каркасами и сет­ками. Бетон принимают классов В30, В40. Плиты ребристые 3x6 м, также принятые в качестве типовых, имеют продольные и поперечные ребра и армируются напряга­емой арматурой.

Плиты двухконсольные 2Т размерами 3х12 и 3х6 м имеют продольные ребра, расположенные на расстоянии 1,5 м, и консольные свесы полок (рис. XIII.29, а,б). Благодаря уменьшению изгибающих моментов в попереч­ном направлении ребер не делают, форма плиты упро­щается. В плитах размером 3х12 м продольные предва­рительно напряженные ребра изготовляют заранее, а за­тем бетонируют полку. Связь ребер с полкой создается устройством выпусков арматуры и сцеплением бетона. Раздельное изготовление плиты позволяет снизить класс бетона полок до В15.

2. Балки покрытия

Двускатные балки выполняют из бетона класса В25—В40 и армируют напрягаемой проволочной, стерж­невой и канатной арматурой (рис. XIII.34). Стенку балки армируют сварными каркасами, продольные стержни которых являются монтажными, а поперечные — расчетными, обеспечивающими прочность балки по наклонным сечениям; приопорные участки ба­лок для предотвращения образования продольных тре­щин при отпуске натяжения арматуры (или ограничения ширины их раскрытия) усиливают дополнительными по­перечными стержнями, которые приваривают к стальным закладным деталям.

Двускатные балки прямоугольного сечения с часто расположенными отверстиями условно называют решет­чатыми балками (рис. XIII.36). Типовые решетчатые балки в зависимости от значения расчетной нагрузки имеют градацию ширины прямоугольного сечения 200, 240 и 280 мм. Для крепления плит покрытий в верхнем поясе балок всех типов заложены стальные детали.

Балки покрытия рассчитывают как свободно лежа­щие, нагрузки от плит передаются через ребра. При пя­ти и больше сосредоточенных силах нагрузку заменяют эквивалентной равномерно распределенной. Для дву­скатной балки расчетным оказывается сечение, располо­женное на некотором расстоянии х от опоры. Поперечную арматуру определяют из расчета прочно­сти по наклонным сечениям. Затем выполняют расчеты по трещиностойкости, прогибам, а также расчеты проч­ности и трещиностойкости на усилия, возникающие при изготовлении, транспортировании и монтаже

Плиты ребристые под малоук­лонную кровлю имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1 : 20, 1 : 30, поперечные ребра с шагом 1000 мм и полку толщиной 25 мм (рис. ХШ.32).

Лекция 4

Фермы

Железобетонные фермы применяют при пролетах 18, 24 и 30, при шаге 6 или 12 м. В железобетонных фермах в сравнении со стальными расход металла почти вдвое меньше, но трудоемкость и стоимость изготовления не­много выше. При пролетах 36 м и больше, как правило, применяют стальные фермы. Однако технически возмож­ны железобетонные фермы и при пролетах порядка 60 м и более.

При скатных, малоуклонных и плоских покрытиях применяют железобетонные фермы, отличающиеся очер­танием поясов и решетки. Различают следующие основ­ные типы ферм: сегментные с верхним поясом ломаного очертания и прямолинейными участками между узлами (рис. XIII.37,а); арочные раскосные с редкой решеткой и верхним поясом плавного криволинейного очертания (рис. XIII.37,б); арочные безраскосные с жесткими узлами в примыкании стоек к поясам и верхним поясам криволинейного очертания (XIII.37, в); полигональные с параллельными поясами или с малым уклоном верхнего пояса трапециевидного очертания (XIII.37,г); полиго­нальные с ломаным нижним поясом

Рис. XI11.37. Конструктивные схемы железобетонных ферм

Рис. XIII.38. Эпюры моментов в верхнем поясе арочной фермы

Высоту ферм всех типов в середине пролета обычно принимают равной 1/7 – 1/9 пролета. Панели верхнего поя­са ферм, за исключением арочных раскосных, проектиру­ет размером 3 м с тем, чтобы нагрузка от плиты покры­тия передавалась в узлы ферм, и не возникал местный изгиб. Нижний растянутый пояс ферм всех типов и рас­тянутые раскосы ферм некоторых типов проектируют предварительно напряженными с натяжением арматуры, как правило, на упоры.

Наиболее благоприятное очертание по статической работе имеют сегментные и арочные фермы, так как очер­тание их верхнего пояса приближается к кривой давления. Решетка этих ферм слабоработающая (испытывающая незначительные усилия), а высота на опорах срав­нительно небольшая, что приводит к снижению массы фермы и уменьшению высоты

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ БИЛЕТЫ (3 часть ЖБК)

1. Одноэтажные промышленные здания Общие сведения.

2. Конструктивные схемы ОПЗ

3. Основы расчета одноэтажных промышленных зданий

4. Обеспечение пространственной жесткости, устойчивости ОПЗ, нагрузки.

5. Одноэтажные каркасные здания

6. Основы расчета и конструирование большепролетных плит покрытий.

7. Основы расчета и конструирование стропильных балок

8. Основы расчета и конструирование подстропильных балок.

9. Основы расчета и конструирование стропильных ферм.

10. Основы расчета и конструирование арок

11. Основы расчета и конструирование сплошных колонн.

12. Основы расчета и конструирование сквозных колонн с двумя ветвями

13. Основы расчета и конструирование подкрановых балок.

14. Конструктивные схемы многоэтажных промышленных зданий.

15. Конструктивные схемы многоэтажных гражданских зданий.

16. Основные сведения о расчете гражданских зданий.

17. Основы расчета и конструирования многоэтажных промышленных зданий.

18. Конструирование и основы расчета монолитных рам.

19. Основы расчета и конструирование сборных и сборно-монолитных рам.

20. Каркасные многоэтажные здания. Системы рамные, рамно-связевые, связевые.

21. Практические методы расчета многоэтажных железобетонных рам на вертикальные и горизонтальные нагрузки.

22. Основные сведения о расчете многоэтажных каркасных и панельных зданий на горизонтальные нагрузки как пространственно работающих систем.

23. Учет усилий при монтаже и транспортировании на конструктивные решения сборных элементов. Обеспечение устойчивости зданий в процессе монтажа. Деформационные швы.

24. Жесткие и шарнирные узлы сопряжений ригеля и колонны, колонны и фундамента.

Экзаменационные билеты часть 3 ЖБК.

Билет №1

1. Одноэтажные промышленные здания Общие сведения.

2. Основы расчета и конструирование стропильных балок

Билет №2

1. Основы расчета одноэтажных промышленных зданий

2. Основы расчета и конструирование сплошных колонн.

Билет №3

1. Конструктивные схемы многоэтажных промышленных зданий.

2. Основы расчета и конструирование большепролетных плит покрытий.

Билет №4

1. Одноэтажные каркасные здания

2. Основы расчета и конструирование подстропильных балок.

Билет №5

1. Обеспечение пространственной жесткости, устойчивости ОПЗ, нагрузки

2.Основы расчета и конструирование арок

Билет №6

1. Конструктивные схемы многоэтажных гражданских зданий.

2. Основы расчета и конструирование сквозных колонн с двумя ветвями

Билет №7

1. Конструирование и основы расчета монолитных рам

2Основы расчета и конструирование стропильных ферм.

Билет №8

1. Основные сведения о расчете гражданских зданий

2.Основы расчета и конструирование подкрановых балок.

Билет №9

1. Основы расчета и конструирование сборных и сборно-монолитных рам.

2. Основные сведения о расчете многоэтажных каркасных и панельных зданий на горизонтальные нагрузки как пространственно работающих систем

Билет №10

1. Основы расчета и конструирования многоэтажных промышленных зданий.

2. Каркасные многоэтажные здания. Системы рамные, рамно-связевые, связевые.Практические методы расчета многоэтажных железобетонных рам на вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Билет №11

1.Учет усилий при монтаже и транспортировании на конструктивные решения сборных элементов. Обеспечение устойчивости зданий в процессе монтажа. Деформационные швы.

2.Жесткие и шарнирные узлы сопряжений ригеля и колонны, колонны и фундамента.