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 Rbp 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 Rbp 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.