Железобетонные конструкции. Часть вторая. Проектирование одноэтажных производственных зданий из железобетона. Тема 21

1. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Часть вторая
к.т.н. доцент кафедры ЖБК
Ванус Дахи Сулеман
2018 г.

2. ЦИКЛ 4

Проектирование одноэтажных
производственных зданий из железобетона
Тема 21
• Конструктивные схемы одноэтажных производственных
зданий и обеспечение их пространственной жесткости.

3.

Одноэтажные промздания составляют около 80%
общего объема всех промзданий.
Они обладают рядом преимуществ:
обеспечивают лучшие условия
- для организации производственных процессов,
-для размещения тяжелого и громоздкого
оборудования,
-для изменения в будущем технологического
процесса, возможность
-для использования мостовыми и подвесными
внутрицеховыми кранами большей грузоподъемности.
Здания с мостовыми кранами составляют 35%, с
подвесными 15%, без кранов 50%.

4.

К элементам конструкции одноэтажного каркасного
здания с балочным покрытием относятся:
-колонны (стойки), заделанные в фундаментах;
-ригели покрытия (балки, фермы, арки), опирающиеся на
колонны,
-плиты покрытия, уложенные по ригелям;
-подкрановые балки; световые или аэрационные фонари.
Основная конструкция каркаса - поперечная рама,
образованная колоннами и ригелями.

5.

Пространственная
жесткость
и
устойчивость
одноэтажного
каркасного
здания
достигаются
защемлением колонн в фундаментах.
В
поперечном
направлении
пространственная
жесткость здания обеспечивается поперечными рамами,
в продольном - продольными рамами, образованными
теми же колоннами, элементами покрытия, подкрановыми
балками и вертикальными связями
Одноэтажное промышленное здание с мостовыми кранами
а - конструктивный поперечный разрез; б - расчетная схема поперечной
рамы; в - расчетная схема продольной рамы

6.

Одноэтажные производственные здания могут быть также с
плоским покрытием без фонарей.
Примером может служить конструктивная схема здания, в
которой длинномерные панели покрытия на пролет уложены по
продольным балкам и служат ригелями поперечной рамы
Одноэтажные промышленное здания с плоским покрытием:
1 - длинномерные плиты покрытия; 2 - продольные балки

7.

Колонны
• Сетка колонн одноэтажных каркасных зданий с мостовыми
кранами в зависимости от технологии производственного
процесса может быть
12×18, 12×24, 12×30 м
или
6×18, 6×24, 6×30 м.
• Шаг колонн принимают преимущественно 12 м; если при
этом шаге используются стеновые панели длиной 6 м, то по
наружным осям кроме основных колонн устанавливают
промежуточные (фахверковые) колонны.
• При шаге колонн 12 м возможен шаг ригелей 6 м с
использованием
в
качестве
промежуточной
опоры
подстропильной фермы
Лучшие
технико-экономические
показатели
по
трудоемкости и стоимости достигаются в сборных
железобетонных покрытиях при шаге колонн
12 м без подстропильных ферм.

8.

Конструктивные схемы здания при шаге колонн:
а – 6м с подстропильными фермами;
б - 12м без подстропильных ферм

9.

В целях сохранения однотипности элементов покрытия колонны
крайнего ряда располагают так, чтобы разбивочная ось ряда
проходила на расстоянии 250 мм от наружной грани колонны
Привязка элементов конструкций к разбивочным
осям на поперечном разрезе

10.

Колонны крайнего ряда при шаге 6 м и кранах
грузоподъемностью до 30 т располагают с нулевой привязкой,
совмещая ось ряда с наружной гранью колонны. (рис. а)
Колонны торцов здания смещают с поперечной разбивочной
оси на 500 мм (рис. б). При большой протяженности в
поперечном и продольном направлениях здание делят
температурными швами на отдельные блоки.
Компоновочные
схемы привязки к
разбивочным осям
колонн:
а - крайнего ряда
при шаге 6 м; б - в
торце здания; в - у
продольного
температурного
шва;
г- у поперечного
температурного шва

11.

Продольный
температурный
шов выполняют, как правило, на
спаренных колоннах со вставкой
(рис.в), при этом колонны у
температурного
шва
имеют
привязку
к
продольным
разбивочным осям 250 мм (или
нулевую при 6м).

12.

Поперечный
температурный шов также
выполняют на спаренных
колоннах, но при этом ось
температурного
шва
совмещается с поперечной
разбивочной осью, а оси
колонн
смещаются
с
разбивочной оси на 500 мм
(рис. г).

13.

1.Классификация одноэтажных производственных
зданий (ОПЗ)
а) По способу возведения:
сборные
монолитные
сборно-монолитные
б) По крановому оборудованию:
с мостовыми кранами
с подвесными кранами
без кранов
в) По решению покрытия:
плоское покрытие
пространственное покрытие

14.

г) По количеству пролетов:
однопролетные
многопролетные
с пристройками
д) По способу освещения:
боковое освещение
с зенитными фонарями
е) По типу материалов конструкций:
полностью из железобетонных конструкций
полностью из металлических конструкций
железобетонные и металлические конструкции
(комбинированный)
ж) По назначению:
машиностроение
металлургическая промышленность
и другое

15.

2.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Состав конструктивной части проекта
одноэтажного производственного здания
Выбор и компоновка конструктивной схемы здания
Статический расчет каркаса одноэтажного
производственного здания
Расчет и конструирование фундаментов
Расчет и конструирование колонн
Расчет и конструирование стропильных конструкций
Расчет и конструирование плит покрытия
Расчет и конструирование ограждающих конструкций
Расчет и конструирование подкрановых балок
Расчет и конструирование подстропильных
конструкций

16.

1)
2)
3)
4)
Компоновка конструктивной схемы здания
Выбор сетки колонн и установление внутренних
габаритов здания
Компоновка покрытия
Разбивка здания на температурные блоки
Обеспечение пространственной жесткости
здания
Компоновка покрытия одноэтажного производственного здания
Плоское покрытие одноэтажного производственного
здания можно решить по двум схемам:

17.

а) Беспрогонная схема
B
B
шаг колонн
Стропильные
конструкции
L
пролет
L
Плита покрытия
б) Прогонная схема
Стропильные
конструкции
L
Прогоны опираются на
стропильные
конструкции
L
В
Плита покрытия
В

18.

Прогоны железобетонные ПРГ изготавливаются в соответствии с ГОСТ
26992-86 по чертежам серии 1.225-2 вып. 12 и предназначены для перекрытий
проемов в стенах общественных зданий из кирпича или стеновых блоков.
Прогоны рассчитаны под расчетную нагрузку 4000 кгс/м, т.е. используются в
несущих стенах.
Прогоны ПРГ представляют собой горизонтальный конструктивный
элемент здания и предназначаются для перекрытия различных (дверных и
оконных, в первую очередь) стенных проемов.
РГ-64-4,4-4т
Габариты (Д х Ш х В в мм.): 6400x400x40
Масса (в кг.): 2520

19.

При беспрогонной схеме покрытия ОПЗ возможны два варианта
расположения стропильных конструкций:
Первый вариант – С поперечным расположением стропильных
конструкций
Плиты
покрытия
При этом варианте возможны три схемы:
а) Без подстропильных конструкций
Стропильные
конструкции
B
L
B
В=6,12 м

20.

б) С подстропильными конструкциями
Плиты
покрытия
Стропильные конструкции
Подстропильны
е конструкции
B
L
B
В=12÷18 м

21.

в) Комбинированная схема
Плиты
покрытия
Подстропильные конструкции
Стропильные
конструкции
B
B
L
B
B
2
1
По оси 2 – В=12 м
По оси 1 – В=6 м

22.

Второй вариант – С продольным расположением стропильных
конструкций
Стропильные
конструкции
Плиты
покрытия
B
L
B

23.

Разбивка здания на температурные блоки
покрытие
колонны
B
B
B
B
B
B
длина здания
Колонны деформируются при температурном воздействии за счет
деформации диска покрытия.
Здание разбивается на температурные блоки
Длина температурного блока:
- для неотапливаемого здания 48 метров
- для отапливаемого здания 72 метра

24.

Унифицированные размеры привязки а колонн крайнего ряда
к продольной разбивочной оси в одноэтажных зданиях
•Привязка колонн к поперечным разбивочным осям
Характеристика промышленного здания
Здания (пролеты) со сборным железобетонным и смешанным
каркасом без мостовых кранов и подстропильных
конструкций:
•во всех случаях
Здания (пролеты) со сборным железобетонным и смешанным
каркасом с мостовыми кранами:
•Ш=6 м; Н≤14,4 м
•Ш=6 м; Н>14,4 м
•Ш=12 м при любой высоте
Здания (пролеты) со сборным железобетонным и смешанным
каркасом без мостовых кранов и с мостовыми кранами:
•при наличии подстропильных конструкций
привязка
нулевая
Здания с цельнометаллическим каркасом:
•Н=6 … 8,4 м без мостовых кранов
•Н=9,6 … 18 м без мостовых кранов
•с мостовыми кранами
нулевая
а=250 мм
а=250 мм
нулевая
а=250 мм
а=250 мм
а=250 мм

25.

Если длина температурного блока в этих пределах, то расчет на
температурное воздействие можно не делать.
Если запроектировали здание больше температурного блока,
тогда необходимо сделать расчет на температурное воздействие.
Решение температурного шва на спаренных колоннах
L
500 мм
500 мм
B
B
B
B
длина температурного
блока
500 мм

26.

Обеспечение пространственной жесткости одноэтажного
производственного здания. Система связей.
Пространственной жесткостью здания называется его
способность сопротивляться внешним нагрузкам и
воздействиям.
Общий принцип обеспечения пространственной жесткости ОПЗ -
необходимо создать жесткий диск покрытия и
ограничить его перемещение в поперечном и продольном
направлении.
Жесткий диск покрытия обеспечивается за счет
приваривания
плит
покрытия
к
стропильным
конструкциям не менее чем в трех точках и
замоноличивания швов.
Для обеспечения пространственной жесткости
одноэтажного производственного здания в поперечном
направлении – необходимо колонны жестко заделать в
фундаменты. Наша конструкция превращается в раму.
-

27.

L
L
Сопряжение стропильной
конструкции с колонной
принимается шарнирным.

28.

Пространственная жесткость одноэтажного производственного
здания
в
продольном
направлении
обеспечивается
продольными рамами и устройством вертикальных связей по
колоннам.
стеновое
ограждение
тип 2
стропильные
конструкци
покрытие
тип 1
распорки
распорки
вертикальны
е связи по
колоннам
фахверковая
колонна
B
B
B
B
длина температурного блока
B

29.

Варианты вертикальных связей:
а) портальные
б) крестовые
B=12 м
B=6 м
Зачем ставят вертикальные связи в середине температурного
блока?
1) В два раза уменьшается длина покрытия, а соответственно и
величина температурных воздействий.
2) При установке связей в середине температурного блока в них не
возникают усилия от температурных воздействий.

30.

Кроме обеспечения пространственной жесткости здания
необходимо обеспечить жесткость отдельных конструкций. С
этой целью ставятся следующие типы связей:
1) Вертикальные связи по опорным частям стропильных
конструкций. (тип 1)
Устанавливаются для обеспечения устойчивости стропильных
конструкций из плоскости при действии ветра в торец здания и
продольном торможении крана.

31.

Ветер
Торможение крана
В плане связи ставятся в торцах температурных блоков
тип 2
L
фахверковые
колонны
L
тип 1
B
B
B

32.

Если высота опорной части стропильной конструкции меньше одного
метра, то вертикальные связи можно не ставить, при этом распорки по
верху колонн должны быть поставлены в любом случае.
2) Горизонтальные связи по низу стропильных конструкций (тип 2).
Устанавливаются для обеспечения устойчивости нижнего пояса ферм и
уменьшения расчетной длины фахверковых колонн.
Связи ставятся при большой высоте здания и больших пролетах. Связи
располагаются по низу стропильных конструкций в торцах здания.
3) Горизонтальные связи по верхнему поясу стропильных
конструкций (тип 3).
Устанавливаются для обеспечения устойчивости верхнего пояса
стропильных конструкций в зданиях с зенитными фонарями. Связи
устанавливаются в торцах здания. В зданиях без зенитных фонарей
связи не ставятся.
распорка
L
тип 3
плиты
покрытия
B
B

33.

Тема 22
• Статический расчет каркаса одноэтажного
производственного здания
Условно разобьем этот расчет на два этапа:
1) Расчет на нагрузки, действующие на все здание одновременно
2) Расчет на нагрузки, действующие на здание местно
Расчет одноэтажного производственного здания на нагрузки
действующие на все здание одновременно
Такими нагрузками являются:
L
L
Постоянные нагрузки:
- от плит покрытия и кровли;
- от стенового ограждения;
- от массы подкрановых балок;
- от собственного веса колонн.
Временные нагрузки:
- от снега;
- от ветра.
Эти нагрузки одновременно действуют на все здание, поэтому
расчет каркаса можно свести к расчету одной поперечной рамы.
расчетная схема
поперечной рамы

34.

Цель
статического
расчета
–
определение усилий и перемещений в сечениях
элементов рамы.
Для расчета вначале принимают расчетную
схему, величины нагрузок и места их
приложения.
При действии общих для всего здания
нагрузок (собственного веса, снега, ветра)
пространственный характер работы каркаса
при симметричных рамах не проявляется, так
как все поперечные рамы находятся в
одинаковых
условиях
и
испытывают
одинаковые горизонтальные смещения верха
колонн.

35.

• Сбор нагрузок
1) Постоянные нагрузки
а) Нагрузка от массы покрытия
Нагрузка передается на колонну, как вертикальное опорное давление
стропильной конструкции.
На крайнюю колонну
Fg
gBL G
2
2
g – расчетная нагрузка на
1м2 от покрытия
G – расчетная нагрузка
от веса стропильной
конструкции
, где

36.

Схема приложения нагрузки
при нулевой привязке:
hв
2
e1 ( a 2 3см)
2
3
a
Fg
M1
Fg
2-3 CM
2a
3
hâ
2
e1
hâ
2
hâ
2
hâ
2
M2
e2
Fg
hH hH
2 2
M 1 Fg e1
hн hв
e2
2
M 2 Fg e2

37.

б) Нагрузка от стеновых панелей и остекления.
Fcm – расчетная нагрузка
от массы стенового
ограждения и остекления
tст hв
e3
2
hâ hâ
2 2
e3
Fñm
где tcm – толщина стеновых панелей
M 3 Fст (e2 e3 )
e2
hí
2
hí
2
0.00
M3
Fcm
hH/2 hH/2

38.

Стены из крупных панелей применяют по навесной
и самонесущей схемам.
Навесные стены устраивают, если панели имеют
небольшую толщину при использовании материалов с
небольшой плотностью.
Самонесущие
панельные
стены
применяют
в
зданиях с влажным режимом.
Навесные панели в этом случае нецелесообразны,
так как для опирания панелей необходимо устройство
стальных опорных консолей-столиков, которые в
процессе эксплуатации подвергаются коррозии.

39.

в) Нагрузка от подкрановых балок
750мм
Fпб – расчетная нагрузка от
массы подкрановой балки.
hн
e4
2
Fï á
M 4 Fпб e4
e4
hí hí
2 2
M4
Fï á
hH/2 hH/2

40.

г) Нагрузка от собственного веса колонны
hâ/2
FK
Fк – расчетная нагрузка от массы
верхней части колонны
hâ/2
hâ
2
hâ
2
M
e2
5
Fk
e2
hH/2hH/2
Окончательно схему приложения постоянных нагрузок к
поперечной раме можно представить следующим образом:
hH
2
hH
2
M 5 Fk e2
M M2 M3 M4 M5

41.

2. Временные нагрузки
а) Снеговая нагрузка
Снеговая нагрузка будет передаваться на колонну также, как от покрытия
На крайнюю колонну:
sBL , где S – полная расчетная снеговая нагрузка на 1м2 от покрытия
Fcн
2
S Sсн n
, где Sсн –расчетная снеговая нагрузка на 1м2 от покрытия
(определяется по СП в зависимости от района
строительства)
n –коэффициент надежности по назначению (от степени ответственности)
– коэффициент зависящий от формы покрытия и скорости ветра
0
1
25
при
M 1cн Fсн e1
M 2cн Fсн e2
при
600
0

42.

б) Ветровая нагрузка
Ветровая нагрузка передается на колонны через стеновое ограждение.
В общем случае ветровая нагрузка определяется по следующей формуле:
W Wm W p
, где
Wm – средняя составляющая ветровой нагрузки;
Wp – пульсационная составляющая ветровой нагрузки.
В большинстве случаев при проектировании ОПЗ Wp не учитывается.
Тогда расчетное значение ветровой нагрузки на 1 м2 стенового ограждения
будет равно:
Wв Wо c k f n
, где
Wо – нормативное значение ветровой нагрузки на 1м2 стенового ограждения
(определяется по СНиП);
f – коэффициент надежности по нагрузке;
n – коэффициент надежности по назначению;
k – коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте
здания и тип местности;
с – аэродинамический коэффициент, учитывающий реальную форму здания.

43.

Схема приложения ветровой нагрузки:
W2
акт
э
W
h
W3
H
W
акт
2 М
В
2
H
W2 W3
h B
2
W акт W пас W
W1
àêò
Wý
W акт
Wэ
акт
W
W пас
Wэ
пас
Wэ акт
Wэ пас

44.

Порядок статического расчета на нагрузки, действующие
одновременно на все здание
Составляем каноническое уравнение метода перемещений:
расчетная схема рамы
r11 R1 p 0
- неизвестное перемещение
верха рамы
, где
A
r11- реакция в дополнительной
B
C
основная система
связи от единичного
перемещения
R1p- реакция в дополнительной
связи от внешней нагрузки
A
B
C

45.

1
r11
r11
r11
B
A
r11 r11 r11 r11
В
С
В
А
А
1
1
С
из справочника
C

46.

A
R1p
W
C
R1p
Wэ акт A
B
C
Wэ пас
R1 p R1 p R1 p R1 p W ;
А
B
С
R1 p 0
B
А
R1 p
и
С
R1 p
из справочника
Из основного уравнения найдем неизвестное перемещение:
R1 p
r11
;

47.

Ищем упругие реакции в каждой колонне:
R r R
А
e
А
1p
A
11
ReA
Wэ
акт
R r
B
e
ReB
B
11
ReС r11С R1Сp
ReC
Wэ пас
Окончательно получаем эпюру изгибающих моментов в нашей раме:
M

48.

Расчет каркаса одноэтажного производственного здания на
нагрузки, действующие на здание местно
К таким нагрузкам относятся крановые нагрузки:
- Вертикальная крановая нагрузка;
- Горизонтальная поперечная крановая нагрузка (от торможения тележки
крана);
- Горизонтальная продольная крановая нагрузка (от торможения крана).
Сбор нагрузок
1)
n
Fmах
;
n
Fmin
;
Вертикальная крановая нагрузка
- нормативные значения давлений на
колесо крана принимаем из
справочника для кранов

49.

Q
F
n
F
max
n
min
L
Линией влияния (л. в.) называется график, показывающий изменение
искомой величины (R, Q, M) в данном сечении (опоре) при движении
единичного груза P = 1 по сооружению.

50.

Расчетная вертикальная крановая нагрузка на колонну вычисляется от двух
сближенных кранов по линиям влияния опорных реакций подкрановых балок.
B
F
n
B
F
max
n
F
max
y1
y2 =1
B
n
F
max
y3
n
max
y4

51.

Расчет каркаса одноэтажного производственного здания на
нагрузки, действующие на здание местно
К таким нагрузкам относятся крановые нагрузки:
- Вертикальная крановая нагрузка;
- Горизонтальная поперечная крановая нагрузка (от
торможения тележки крана);
- Горизонтальная продольная крановая нагрузка (от
торможения крана).
Сбор нагрузок
1)
n
Fmах
;
n
Fmin
;
Вертикальная крановая нагрузка
- нормативные значения давлений на
колесо крана принимаем из
справочника для кранов

52.

n
Dmax Fmax
y f n c
, где
Схема приложения нагрузки:
с – коэффициент сочетания крановых нагрузок
- при двух кранах с= 0,85
- при четырех кранах с= 0,7
f – коэффициент надежности по нагрузке
n – коэффициент надежности по назначению
Мкр, max
Мкр, min
Dmax
e4
hH hH
2 2
hн
e4
2
Мкр, max Dmax e4

53.

2. Горизонтальная поперечная крановая нагрузка
Нормативное значение горизонтальной поперечной крановой нагрузки.
Схема приложения нагрузки:
тормозной элемент
Ft n (Q Gt ) K f
, где
F
Кf – коэффициент трения колеса тележки о рельс;
t
- при жестком подвесе груза Кf =0,1
- при гибком подвесе груза Кf =0,05
Q – грузоподъемность крана;
Gt – вес тележки;
Данное усилие передается на один
крановый путь и передается поровну
между двумя колесами крана.
Расчетное значение горизонтальной
поперечной крановой нагрузки
определяется от двух сближенных
кранов по линиям влияния.
1 n
Ft Ft y f n c
2
Ft

54.

3. Горизонтальная продольная крановая нагрузка
Данное усилие передается полностью на вертикальные связи по колоннам.
Порядок статического расчета каркаса одноэтажного
производственного здания на нагрузки, действующие на
здание местно
L
B
B
B
B
B
Ft

55.

Используем метод перемещений:
r11к R1кp 0
, где
- неизвестное перемещение каркаса
r11к
- реакция в дополнительной связи от единичного перемещения
R1кp
- реакция в дополнительной связи от внешней нагрузки
R R1 p R1 p
к
1p
r11к r11 cs
, где
Cs – коэффициент, учитывающий пространственную работу каркаса
сs 1
Получаем:
сs r11 R1 p 0
и далее расчет ведется для отдельной рамы

56. Составление таблиц расчетных усилий

На основании выполненного статического расчета составляются таблицы
расчетных усилий M, Q, F от различных нагрузок для нескольких сечений
колонн, так как колонны переменного сечения по высоте.
Дальнейший расчет ведется на сочетание нагрузок, которые делятся на
основные и особые.
Для подбора арматуры в колоннах достаточно составить три невыгодных
сочетания:
1. Наибольший изгибающий момент Mmax и соответствующее значение F;
2. Наименьший изгибающий момент Mmin и соответствующее значение F;
3. Наибольшая продольная сила Fmax и соответствующий изгибающий
момент M.

57.

Тема 23
• Расчет и конструирование железобетонных
колонн одноэтажного производственного здания
Характеристики колонн
1. Колонны должны удовлетворять требованиям нормативных
документов, действующих в период строительства, к
следующим показателям:
-прочность,
жесткость
и
трещиностойкость;
-показатели фактической прочности бетона (в проектном
возрасте
и
отпускной);
-морозостойкость бетона, а для колонн, эксплуатируемых в
условиях воздействия агрессивной газообразной среды, также
водонепроницаемость
бетона;
-марки сталей для арматурных и закладных изделий, в том
числе
для
монтажных
петель;
-толщина
защитного
слоя
бетона
до
арматуры;
- защита от коррозии.

58.

2. Колонны подразделяют на типы и условно обозначают
в зависимости:
- от типа сечения:
- сплошного поперечного сечения,
- сквозного поперечного сечения (двухветвевые);
- от наличия кранового оборудования:
- бескрановые,
- крановые;
- от наличия прохода в уровне кранового пути:
- без прохода,
- с проходом;
- от числа консолей:
- бесконсольные,
- одноконсольные,
- двухконсольные;
- от назначения фахверка:
- рядовые,
- торцевые.
ГОСТ 25628.1-2016 Колонны
железобетонные для одноэтажных
зданий предприятий. Технические
условия

59.

Виды колонн сплошного сечения
а) колонна бесконсольная;
б) колонна одноконсольная;
в) колонна двухконсольная;
г) колонна крановая
одноконсольная;
д) колонна крановая
двухконсольная;
е) колонна крановая с проходом
одноконсольная;
ж) колонна крановая с проходом
двухконсольная;
и) колонна продольного
фахверка;
к) колонна торцевого фахверка

60.

Виды колонн сквозного сечения (двухветвевые)
а) колонна одноконсольная, колонна для продольного и торцевого
фахверка; б) колонна двухконсольная; в) колонна с проходом
одноконсольная; г) колонна с проходом двухконсольная

61.

1.
Типы колонн для одноэтажных производственных зданий
а) Колонны для зданий без мостовых кранов
крайняя колонна
средняя колонна
b
b
h
h

62.

б) Сплошные колонны для зданий с мостовыми кранами
â
â
â
â
â
â
hâ
hâ
hâ
hH
hH
hH
крайняя
колонна
средняя
колонна
средняя
колонна

63.

в) Двухветвевые или сквозные колонны для зданий с мостовыми кранами
â
â
hâ
hâ
â
hâåò
hH
крайняя
колонна
hâåò
hH
средняя
колонна

64. Расчет колонн

2.
Расчет колонн
Особенности расчета сплошных колонн
Расчет сплошных колонн ведется по трем схемам:
1)
2)
3)
Расчет колонны в плоскости рамы.
Колонна рассчитывается на усилия F и M как внецентренно
сжатый элемент
Расчет колонны из плоскости рамы.
Колонна рассчитывается на усилие F как сжатый элемент
со случайным эксцентриситетом
Расчет колонны на монтажные и транспортные нагрузки
Расчет сплошных колонн выполняется с учетом нарастания
начальных эксцентриситетов, как гибких сжатых элементов.
Так как колонны переменного сечения по высоте, расчет
выполняется отдельно для надкрановой и подкрановой
частей. При этом расчетная длина каждой части принимается в
зависимости от условий закрепления.

65.

Особенности расчета двухветвевых колонн.
Надкрановая часть рассчитывается как для сплошной колонны
Особенности расчета подкрановой части двухветвевой колонны
Первая особенность – подкрановая часть двухветвевой колонны
рассчитывается как однопролетная многоэтажная рама.
Fcol M col
Qcol
EJ
расчетная схема
подкрановой части
двухветвевой колонны
S
Продольное усилие в ветви:
Fcol M col
Fв ет
2
c
Далее возможны два случая:
C

66.

В расчетной схеме колонны верхняя распорка принимается абсолютно
жесткой, поэтому в эпюре изгибающих моментов нулевые точки будут по
центру распорок и ветвей. Вырежем из расчетной схемы один ярус по
нулевым точкам и определим усилия в ветвях и распорке.
1 случай: обе ветви сжаты
1
Q
2
1 S QS
M в ет Q
2 2
4
QS
M p 2 M в ет
2
Qp
QS
c
1
Q
2
S
2
S
2
Mp
M вет
M
1
Q
2
1
Q
2
c

67.

2 случай : одна ветвь сжата, а вторая растянута
Q
QS
M в ет
2
M р 2M вет QS
QS
Qp
c
Mp
S
2
S
2
Q
c
M вет

68.

Вторая особенность расчета подкрановой части двухветвевой
колонны заключается в том, что она обладает большей
деформативностью по сравнению со сплошной и расчетная
длина будет больше. Учесть эту особенность можно следующим
образом. Приведенную гибкость можно записать так:
2
2
2
, где
red
col
вет
col - гибкость подкрановой части колонны как сплошной;
вет - гибкость ветви в пределах расстояния между распорками;
Тогда получим:
2
2
2
2
red
col
(1 вет
)
K
red
col
2
col
l
Через red можно определить расчетную длину o подкрановой части колонны.

69.

Конструирование колонн
3.
а) Армирование сплошной колонны ++++++++++++
тип 1
тип 1 – расчетная продольная арматура
надкрановой части колонны (А–III , А–500)
тип 1
тип 2 – хомуты в надкрановой части
колонны (А–II , А–III , А–400 , А–500)
тип 2
тип 7
тип 5
тип 3 – расчетная продольная арматура
подкрановой части колонны (А–III , А–500)
тип 6
тип 4 – хомуты в подкрановой части
колонны (А–II , А–III , А–400 , А–500)
тип 3
тип 5 – поперечные стержни консоли
(А–II , А–III , А–400 , А–500)
тип 6 – окаймляющие стержни консоли
тип 4
тип 3
тип 7 – конструктивные стержни консоли

70.

Армирование двухветвевой колонны
S=const
тип 1
1-1
1
тип 2
тип 1
тип 8
1
тип 6
тип 5
тип 1 – расчетная продольная арматура надкрановой
части колонны (А400, А–500)
тип 2 – хомуты в надкрановой части колонны (А240, А400 ,
А500
тип 3 – расчетная продольная арматура ветви (А400,
тип 9
А500)
тип 4 – хомуты ветви (А240I,, А400 , А–500)
тип 3
тип 5 – расчетная продольная арматура распорки (А400,
А500)
тип 6 – поперечные стержни распорки (А240, А400 , А500)
тип 7
тип 10
тип 7 – поперечные стержни консоли (А240, А400 , А500
тип 8 – окаймляющие стержни консоли
тип 4
тип 3
тип 9 – конструктивные наклонные стержни консоли
тип 10 – конструктивные стержни консоли

71.

Тема 24
Расчет и конструирование железобетонных
фундаментов одноэтажных
производственных зданий
1.
Конструктивные решения фундаментов
а) Фундаменты под сплошные колонны 0.00
H
hф
b
a

72.

73.

б) Фундаменты под двухветвевые колонны
hн
0.00
- с одним стаканом при hн ≤ 2,4м
H
hф
a
- с раздельным стаканом при hн > 2,4м
hн
0.00
H
hф
a

74.

2.
Расчет фундаментов
Расчет фундамента по грунту
a)
Fcol
Mcol
Qcol
hф
Предварительно площадь подошвы
фундамента определяем из его
0,000
расчета, как центральнонагруженного с увеличением Fcol
на 10%, учитывающее наличие
изгибающего момента.
H
b
a
Приняв соотношение размеров
подошвы в пределах 0,6 0,8 ,
найдем a и b.

75.

Fcol
Далее найдем усилия на уровне подошвы фундамента:
Mcol
0,000
H
M
Qcol
F
F Fcol Ff
,где
Ff - усилие от массы фундамента и грунта на его
уступах;
Q Qcol ; M M col Qcol H
Q
Qcol принимаем из
Усилия Fcol , M col и
расчета колонны, с коэффициентом надежности
по нагрузке равным 1.
Pmin
Pmax
затем определяем давление в грунте под подошвой
фундамента:
6e0
F M F M6 F
Pmax
2 (1
) , где
min
aв W aв ва
aв
а
Pmin=0
Pmax
y
P
M
eo
F
если eo < a/6 , то эпюра будет трапециевидной
Pmax
если eo = a/6 , то эпюра будет треугольной
если eo > a/6 , то эпюра будет треугольной с
частичным отрывом

76.

a/2
a/2
В последнем случае Pmax считаем по другой формуле:
F 0
F
1
b y Pmax , где
2
Pmax
eo
a
y ( e0 ) 3
y/3
2
2F
y
P
Отсюда получаем:
max
a
Проверяем:
3b( e0 )
2
Pmax 1, 2 R , где R – расчетное сопротивление грунта
3
y a
Pm R
;
4
F
и окончательно устанавливаем размеры подошвы фундамента.
При этом следует учитывать:
- трапециевидная эпюра допускается для любых зданий;
- треугольная эпюра допускается для зданий, оборудованных мостовыми
кранами грузоподъемностью менее 750kH и для бескрановых зданий;
- треугольная эпюра с частичным отрывом допускается только для
бескрановых зданий.

77.

б)
Расчет тела фундамента
1) Расчет фундамента на продавливание
Из этого расчета определяем высоту фундамента.
Расчет выполняется, как для центрально нагруженных фундаментов.
Кроме этого высота фундамента определяется по конструктивным
- из условия устойчивости колонны в
соображениям:
стакане при монтаже:
hзад (1 1.5)hн - для сплошных колонн
hн
hзад 0,55 0,33hн - для двухветвевых колонн
h зад
hф
h1
hзад
- из условия обеспечения анкеровки
продольной арматуры колонны:
(20 35)d , где
s
ds – диаметр продольной арматуры
колонны
- из условия обеспечения дна
hф hзад h1
;
фундамента от продавливания: h1 20cм
Из двух значений hф (расчетного и конструктивного) принимается наибольшее.
2) Расчет арматуры фундамента (также как для центрально-нагруженного)
3) Проверка прочности нижней ступени по наклонному сечению (также как
для центрально-нагруженного)

78.

Для двухветвевых колонн, у которых одна ветвь растянута, необходимо
проверить прочность бетона замоноличивания между стенкой стакана
фундамента и колонной по контакту с последней, из следующего условия:
Fвет 2(b hвет ) hзад Rc
, где
Fвет – растягивающее усилие в ветви;
b, hвет – размеры поперечного сечения ветви колонны;
Rc – расчетное сопротивление сцепления:
Rc 0, 2 Rbt
- при изготовлении колонны в металлической опалубке
Rc 0, 4 Rbt
- при изготовлении колонны в деревянной опалубке
Rbt
- принимается для бетона замоноличивания.
Если условия не выполняются, в колонне делаются шпонки и выполняется их
расчет.

79.

3.
Конструирование фундамента
Выполняется по такому же принципу, как центрально-нагруженный
фундамент

80.

Тема 25
Конструктивные решения железобетонных
панелей покрытия ОПЗ
1.
Панели “П” – образного сечения
а) Обычные с пролетом до 12 м
поперечный разрез
δ=3см
С-1
A-IV, A-V
(A600,A800)
h
K
3x12 м
1,5x12 м
продольный разрез
C-1
h
каркасы поперечных ребер
L=6,12ì
3x6 м
1,5x6 м
b
1÷1,5м
Размеры панелей в плане:
основные
доборные

81.

б) крупноразмерные с пролетом L=18÷24 м
- трапециевидные
1-1
1
i=
i=1/ 20
ì
L=18
è
ð
ï
1/30
δ=3 см
ï ðè L=
24 ì
поперечные ребра
через 1÷1,5 м
L=18,24 ì
b=3 ì
1
- плиты “КЖС”
1-1
1
L=18,24 ì
1
b=3 ì

82.

2.
Панели типа “2Т”
поперечный разрез
Размеры в плане:
С-1
δ=3 см
напрягаемая
арматура
0,75 ì
1,5 ì
0,75 ì
Преимущества по сравнению с П-образными:
3x6 м, 3x12 м – при поперечном
расположении стропильных
конструкций
3x18 м, 3x24 м – при продольном
расположении стропильных
конструкций
а) изгибающие моменты в полке меньше
0,75 ì
3ì
б) отсутствует кручение продольных ребер
Недостатки:
а)внеузловое загружение ферм
б) сплошность замоноличивания продольных
швов между плитами.
1,5 ì
3ì
0,75 ì

83.

3.
Панели типа “Динакор”
поперечный разрез
L=12, 18 м
b=2÷3 м
Преимущества:
а) Большая жесткость на изгиб и кручение.
б) Внутренние отверстия используются для прокладки внутренних коммуникаций.
в) Гладкий потолок.
Недостатки:
а) Увеличение расхода бетона.
б) Трудоемкость изготовления.
в) Лишний расход арматуры.

84.

Тема 25
Конструктивные решения железобетонных
панелей покрытия ОПЗ
1.
Панели “П” – образного сечения
а) Обычные с пролетом до 12 м
поперечный разрез
δ=3см
С-1
A-IV, A-V
(A600,A800)
h
K
3x12 м
1,5x12 м
продольный разрез
C-1
h
каркасы поперечных ребер
L=6,12ì
3x6 м
1,5x6 м
b
1÷1,5м
Размеры панелей в плане:
основные
доборные

85.

б) крупноразмерные с пролетом L=18÷24 м
- трапециевидные
1-1
1
i=
i=1/ 20
ì
L=18
è
ð
ï
1/30
δ=3 см
ï ðè L=
24 ì
поперечные ребра
через 1÷1,5 м
L=18,24 ì
b=3 ì
1
(крупноразмерные,
- плиты “КЖС”
железобетонные, сводчатые)
1
1-1
L=18,24 ì
1
b=3 ì

86.

2.
Панели типа “2Т”
поперечный разрез
Размеры в плане:
С-1
δ=3 см
напрягаемая
арматура
0,75 ì
1,5 ì
0,75 ì
Преимущества по сравнению с П-образными:
3x6 м, 3x12 м – при поперечном
расположении стропильных
конструкций
3x18 м, 3x24 м – при продольном
расположении стропильных
конструкций
а) изгибающие моменты в полке меньше
0,75 ì
3ì
б) отсутствует кручение продольных ребер
Недостатки:
а)внеузловое загружение ферм
б) сплошность замоноличивания продольных
швов между плитами.
1,5 ì
3ì
0,75 ì

87.

3.
Панели типа “Динакор”
поперечный разрез
L=12, 18 м
b=2÷3 м
Преимущества:
а) Большая жесткость на изгиб и кручение.
б) Внутренние отверстия используются для прокладки внутренних коммуникаций.
в) Гладкий потолок.
Недостатки:
а) Увеличение расхода бетона.
б) Трудоемкость изготовления.
в) Лишний расход арматуры.

88.

Тема 26
Расчет и конструирование стропильных ферм
одноэтажных производственных зданий
1. Классификация
Железобетонные фермы применяют при пролетах 18, 24 и 30 м и шаге
6 или 12 м.
A.
По геометрической форме
1. С опиранием в уровне нижнего пояса
1) Фермы с параллельными поясами L=18÷24 м
L

89.

Высоту ферм всех типов в середине пролета обычно принимают
равной 1/7...1/9L пролета. Ширина верхнего пояса 1/7...1/9 L
2) Сегментные фермы L=18÷30 м
L
Достоинства: экономичней по расходу материалов
Недостаток: скатная кровля

90.

• Панели верхнего пояса ферм, за исключением арочных раскосных,
проектируют 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.
3) Трапециевидные фермы L=18÷24 м
L

91.

В арочных раскосных фермах изгибающие моменты от внеузлового загружения
верхнего пояса уменьшаются благодаря эксцентриситету продольной силы,
вызывающему момент обратного знака, что позволяет увеличить длину панели
верхнего пояса и сделать решетку более редком
L
Эпюры моментов в верхнем поясе арочной фермы:
а - от внеузловой нагрузки; б - от эксцентриситета продольной
силы

92.

4) Арочные фермы L=24÷30 м
L
Ширину сечения поясов ферм из условий удобства изготовления
применяют одинаковой. При шаге ферм 6 м ее принимают 200...250
мм, а при шаге ферм 12 м 300...350 мм

93.

5) Безраскосные фермы L=18÷24 м
Скатных кровель и для
плоской кровли
а) для скатной кровли:
б) для плоской кровли:
В арочных безраскосных фермах
возникают
довольно
большие
изгибающие моменты в стойках,
поясах и для обеспечения прочности
и
трещиностойкости
появляется
необходимость в дополнительном
армировании.

94.

• Верхний сжатый пояс и решетки армируют ненапрягаемой арматурой
в виде сварных каркасов.
• Растянутые элементы решетки при значительных усилиях выполняют
предварительно напряженными.
• В узлах железобетонных ферм для надежной передачи усилий от
одного элемента к другому создают специальные уширения - вуты,
позволяющие лучше разместить и заанкерить арматуру решетки
6) Комбинированные фермы
L
Для ферм всех типов уменьшение размеров сечений и снижение
общей массы достигается, применением бетонов высоких классов
(В30...В50) и высоким процентом армирования сечений поясов

95.

2. С опиранием в уровне верхнего пояса
L
Достоинства: 1) Лучше устойчивость при монтаже и эксплуатации;
2) Плоская кровля;
Недостатки: 1) Увеличенная высота колонны;
2) Сложность при осуществлении предварительного напряжения
нижнего пояса.
Б.
1)
2)
По способу изготовления
Фермы изготавливаемые целиком
Фермы с закладной решеткой

96.

В. По способу транспортировки:
1)
Фермы транспортируемые целиком
2)
Фермы транспортируются по частям ( при пролете более 24 м )
2.
Расчет ферм
1) Особенности статического расчета ферм
Ферму представляем с шарнирами в узлах и система становиться
статически определимой.
Рассчитываем эту систему любым методом строительной механики.
В реальной ферме все узлы жесткие, а не шарнирные. Это обстоятельство
учитывается при расчетах растянутых элементов ферм на
образование и раскрытие трещин

97.

• Расчет ферм выполняют на действие постоянных и временных нагрузок веса покрытия и фермы, нагрузки от подвесного транспорта.
• Вес покрытия считается приложенным к узлам верхнего пояса, а нагрузки
от подвесного транспорта - к узлам нижнего пояса.
• В расчете учитывают неравномерное загружение снеговой нагрузкой у
фонарей и по покрытию здания.
• Учитывают так же невыгодное для элементов решетки загружение одной
половины фермы снегом и подвесным транспортом.
• Расчет трещиностойкости растянутого пояса раскосной фермы
необходимо выполнять с учетом изгибающих моментов, возникающих
вследствие жесткости узлов.
Расчет фермы выполняют также на усилия, возникающие при изготовлении,
транспортировании и монтаже.

98.

2) Расчет и конструирование элементов фермы
A. Верхний пояс фермы
- при узловом загружении фермы
1
Верхний пояс работает на сжатие и
расчет прочности ведем как
внецентренно-сжатого элемента со
случайными эксцентриситетами.
1
1-1
Кв.п.
h
в
- при внеузловом загружении фермы
Дополнительно верхний пояс
рассчитываем на изгиб, как неразрезную
балку. И расчет прочности выполняется
по формулам внецентренного сжатия.
С-1
п/н
h
Б. Нижний пояс фермы
Расчет прочности выполняется как для центрально
растянутых элементов.
в

99.

B. Элементы решетки фермы
- сжатые элементы
Расчет прочности выполняется как внецентренно
сжатых
элементов
со
случайными
эксцентриситетами.
h
в
- растянутые элементы
Расчет прочности выполняется как центрально
растянутых элементов. Шаг хомутов принимается
из условия обеспечения жесткости каркаса при его
установке в опалубку.
h
в

100.

Г. Опорный узел
- армирование
ПС
Кв.п.
ОС
С-1
С-2
Кв.п. – каркас верхнего пояса
п/н
п/н – рабочая преднапряженная
арматура нижнего пояса
С-1 – сетки нижнего пояса
С-2 – сетки опорного узла
ПС – поперечные стержни
опорного узла
ОС – окаймляющие стержни

101.

- расчет
Опорный узел рассчитывается
по двум схемам разрушения:
а) Схема разрушения опорного узла
Fc
1) по наклонной трещине АВ
B
2) по наклонной трещине АС
C
Ft
A
R
б) Расчет опорного узла по наклонной трещине АВ.
c
F 0
Zswi
Rв в x Fsp Fs
Rв
(1)
x
Zspi
B
Fsp
A
R
Fsp
Fs
c
Fsw
Zsi
М ц . т .с . ж . 0
R с Fsp Z spi Fs Z si Fsw Z swi
(2)

102.

Арматурные стержни, пересекаемые трещиной АВ, могут иметь недостаточную
анкеровку и в расчет усилия в них необходимо вводить с пониженным
расчетным сопротивлением через соответствующий коэффициент
K ан
lз
lанк
, где
lз - фактическая длина заделки стержней;
lанк - длина анкеровки ( по СНиП )
Расчет выполняем методом последовательных приближений:
1) Задаемся величиной x;
2) Вычисляем
K ан для всех стержней;
3)Находим из уравнения (1) величину x с учетом полученных
K ан ;
4) Окончательно уточняем длину анкеровки стержней и вычисляем новые K ан ;
5) Проверяем прочность опорного узла по формуле (2) с учетом новых K ан ;
в) Расчет опорного узла по наклонной трещине АС.
Fsw
F 0 ;
C
Fsp
Fsp
Fs
A
Ft
Ft Fsp Fs
F
Усилия Fsp и
s вводятся в
расчет с учетом их возможной неполной
анкеровки.

103.

Д. Промежуточный узел фермы.
- армирование
K в .п.
K в.п. - каркас верхнего пояса;
ОС
K с. р . - каркас сжатого раскоса;
K в .п.
K р. р. - каркас растянутого раскоса;
ОС – окаймляющие стержни;
ПС
K с. р.
ПС – поперечные стержни
промежуточного узла.
K р. р.

104.

- принципы расчета
а) Схема разрушения промежуточного узла
Fс
3
3
1
Ft
Fс
Fsw
2
2
Fс
б) расчет
1
Fs
Ft
Ft Fsw cos Fs cos
Усилия
Fs и Fsw вводятся в расчет с учетом их неполной анкеровки

105.

Тема 27
Расчет и конструирование стропильных балок покрытия
одноэтажного производственного здания.
A.
Классификация
1. Балки односкатные
L=6÷12 м
а) с параллельными поясами L=6-9 м
1
2
i=1:1
h
1-1
1
L
h

106.

Балки покрытий могут иметь пролет 12 и 18 м, а в отдельных конструкциях пролет 24 м. Очертание верхнего пояса при двускатном покрытии может
быть
трапециевидным
с
постоянным
уклоном,
ломаным
или
криволинейным
Конструктивные схемы балок покрытий:
а-двускатных с очертанием верхнего пояса; а-прямолинейным; б-то же
ломанным; в-то же криволинейным; г – односкатных с параллельными
поясами ; д- то же с ломаным нижнем поясе; е– плоских

107.

б) с ломаным очертанием нижнего пояса L=12 м.
1
1-1
2
i=1:1
1
h
L
• Наиболее экономичное поперечное сечение балок покрытий - двутавровое
со стенкой, толщину которой (60...100 мм) устанавливают главным
образом из условий удобства размещения арматурных каркасов,
обеспечения прочности и трещиностойкости.
• У опор толщина стенки плавно увеличивается и устраивается уширение в
виде вертикального ребра жесткости.
• Высоту сечения балок в середине пролета принимают 1/10...1/15L.
Высоту сечения двускатной трапециевидной балки в середине
пролета определяют уклон верхнего пояса (1:12) и типовой размер
высоты сечения на опоре (800 мм или 900мм).

108.

• Ширину
верхней
устойчивости
при
сжатой
полки
транспортировании
балки
и
для
обеспечения
монтаже
принимают
1/50...1/60l.
• Ширину нижней полки для удобного размещения продольной
растянутой арматуры - 250...300 мм.
• Двускатные балки выполняют из бетона класса В25...В40 и
армируют
напрягаемой
проволочной,
стержневой
и
канатной
арматурой (рис).
• При армировании высокопрочной проволокой ее располагают
группами по 2 шт. в вертикальном положении, что создает удобства
для бетонирования балок в вертикальном положении.
Стенку
балки
армируют
сварными
каркасами,
продольные
стержни которых являются монтажными, а поперечные - расчетными,
обеспечивающими прочность балки по наклонным сечениям.

109.

Двускатная балка покрытия двутаврового сечения пролетом 18 м:
1- напрягаемая арматура; 2- сварные каркасы; 3- опорный лист δ=10 мм; 4анкеры опорного листа; 5- хомуты Ø5 мм через 50мм; 6- сетки Ø5 мм

110.

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.
Схема расположения напрягаемой арматуры двухскатной балки:
1 – нижняя арматура; 2 – верхняя арматура
Двускатная решетчатая балка покрытия прямоугольного сечения пролетом

111.

2. Балки двускатные
L=12÷24 м
а) с постоянным уклоном L=12,18 м
1-1
1
2
i=1:1
h
hоп
L
1
б) с ломаным очертанием верхнего пояса L=24 м
1-1
1
i=1:12
hоп
h
L
1

112.

3. Балки с параллельными поясами
L=12,18 м
1-1
1
hоп
h
1
L
Достоинства: плоская кровля
Недостаток: больший расход материалов
4. Балки с отверстиями
1-1
L=18 м
1
i=1:12
h
hоп
L
1
Достоинства: 1) использование отверстий для прокладки коммуникаций;
2) экономия бетона;
Недостатки:
1) лишний расход арматуры на косвенное армирование отверстий;
2) сложность бетонирования в вертикальном положении.

113.

Б. Расчет балок
Расчет прочности балок выполняется как изгибаемых элементов
таврового или двутаврового профиля:
- расчет по I группе предельных состояний:
а) расчет прочности по нормальным сечениям;
б) расчет прочности по наклонным сечениям;
- расчет по II группе предельных состояний:
а) расчет по образованию трещин;
б) расчет ширины раскрытия трещин;
в) расчет прогибов;
- расчет на монтажные и транспортные нагрузки.

114.

Особенности расчета двускатных балок
1) При расчете прочности по нормальным сечениям.
q
qL
qx 2
Mx
x
2
2
i
hx
hоп
x
L
hx hоп i x
Mx
s ( x)
As 0,9hx
• Расчетным
будет
сечение,
где
напряжения
достигают
максимального
значения.
Местоположение расчетного сечения
можно определить из уравнения:
M
σs
xp
Расчетным будет то сечение балки по ее длине, в котором достигает
максимального значения. Для отыскания этого сечения приравнивают нулю
производную
Отсюдаполучают
.
Из решения квадратного уравнения находят х=0,37l. В общем случае
расстояние от опоры до расчетного сечения х = (0,35...0,4)l.

115.

2) При расчете трещиностойкости и прогибов
Трещиностойкость проверяют в том же сечении, по которому ведут
расчет прочности.
Прогиб приближенно можно определить как для балки с параллельными
поясами с высотой, равной высоте двускатной балки в сечении,
расположенном на расстоянии x p 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.
• При расчете прогибов трапециевидных балок следует учитывать,
что они имеют переменную по длине жесткость.
• Для расчета балок покрытий на ЭВМ разработаны программы,
согласно которым можно выбрать оптимальный вариант
конструкции. Варьируя переменными параметрами (класс бетона,
класс арматуры, размеры поперечного сечения, степень натяжения
арматуры и др.

116.

B.
Конструирование балок с параллельными поясами.
1) Компоновка сечения.
2
1
h
1
L
15
;
b f ' 20см - из условия опирания
панелей покрытия
h
b f (0, 7 0,8)b f ' - при
l уш
1
L
вертикальном
бетонировании
2
щит опалубки
1-1
2-2
'
'
bf
bf
hf '
b
h
при горизонтальном
b f b f ' - изготовлении
балки
вертикальном
b 8см - при
бетонировании
h f ' b 6см - при изготовлении балки
в горизонтальном
hf
h
положении
- из условия размещения всей
рабочей продольной арматуры в
нижнем поясе
hf ' 10см - из условия возможного
откалывания бетона верхнего пояса
при монтаже и транспортировке
hf
bf
bf
l уш lап продольной рабочей арматуры

117.

1 – продольная рабочая арматура из расчета прочности
по нормальным сечениям ( как правило используются
канаты или другая высокопрочная арматура);
2) Армирование.
1-1
5
К-1 – вертикальный каркас
C-1 Поперечные стержни 2 из расчета прочности по
наклонным сечениям.
Продольные стержни 3 конструктивно.
Расстояние между стержнями не более 400 мм из
условия обеспечения жесткости каркаса при установке
в опалубку.
4
2
С-1 – конструктивная сетка как косвенное
армирование верхнего пояса.
3
K-1
C-2
1
2-2
6
Продольные стержни 4 можно использовать при
расчете прочности в качестве сжатой арматуры.
Поперечные стержни 5 можно рассчитать на
действие опорных реакций от панелей покрытия.
С-2 – конструктивная сетка как косвенное
армирование нижнего пояса.
Продольные стержни 6 можно использовать при
расчете прочности по нормальным сечениям
совместно с преднапряженной арматурой
(смешанное армирование).
C-3
С-3 – конструктивная сетка ставится в опорной
зоне на длину 30÷40см для предотвращения
возможного появления продольных трещин при
спуске натяжения напряженной арматуры.

118.

Тема 28
Расчет и конструирование арок одноэтажных производственных зданий
Сборные арки выполняют обычно двухшарнирными, а при больших
пролетах — трехшарнирными (из двух полуарок) .
1.
Классификация
а) по статической схеме:
1) Бесшарнирная арка
2) Двухшарнирная арка
3) Трехшарнирная арка
При пролете свыше 30 м железобетонные арки становятся экономичнее
ферм. Наиболее распространенные арки - двухшарнирные - выполняют
пологими со стрелой подъема f=(1/6..l/8)l.

119.

б) По стреле подъема:
1) Пологие арки
1
f L
5
2) Высокие арки
f
1
f L
5
L
в) По способу изготовления
1)
Сборные
2)
Монолитные
г) По способу восприятия распора
1)
Затяжками
затяжка
Распор арки обычно воспринимается затяжкой. В конструктивном
отношении выгодно очертание оси арки, близкое к кривой давления.
Арочный момент
M x M bmx Hy
где Mbmx- балочный момент; Н распор арки.

120.

Очертание кривой давления находят, полагая Mx =0. Тогда
y M bmx / H .
При равномерно распределенной нагрузке и несмещаемых опорах кривая
давления арки будет квадратной параболой
где .
x/l
y 4 (1 ) f ,
Полного совпадения оси арки с кривой давления достичь не удается, так как
при различных схемах загружения временной нагрузкой, а также под
влиянием усадки и ползучести бетона неизбежно возникают изгибающие
моменты.
2) Контрфорсами
3) Фундаментами

121.

• Конструирование арок выполняют по общим правилам, как для сжатых
элементов.
• Сечение арок может быть прямоугольным и двутавровым (рис), чаще с
симметричным
двойным
армированием,
так
как
возможны
знакопеременные изгибающие моменты.
• Затяжку выполняют предварительно напряженной.
• Для уменьшения провисания затяжки через каждые 5...6 м устраивают
железобетонные или стальные подвески.
Железобетонная арка двутаврового сечении с затяжкой

122.

• Арки рассчитывают на вес покрытия и арки, сплошную и одностороннюю
нагрузку от снега и сосредоточенную нагрузку от подвесного транспорта.
• Большепролетные арки рассчитывают также на усадку и ползучесть бетона, а
высокие арки - на ветровую нагрузку.
• Высоту и ширину сечения арки предварительно принимают
h= (1/30…1/40)l; b=(0,4…0,5)h.
• Площадь сечения арматуры затяжки предварительно подбирают по
распору
2
H 0, 9(ql
/ 8 f ).
• Двухшарнирные арки рассчитывают как статически неопределимые
системы с учетом влияния перемещений от изгибающих моментов и
нормальных сил.
• Для предварительно напряженной затяжки в расчете перемещений
учитывают приведенную площадь бетона
Ared
Арматуру затяжки подбирают как для растянутого элемента по условиям
прочности и трещиностойкости.

123.

Расчет арок
2.
а) Особенности статического расчета двухшарнирной арки
Эта арка один раз статически неопределима.
Используя метод сил, можно найти неизвестное усилие распора.
Приближенно это усилие можно определить по следующей формуле:
H
q
M0
K , где K 1 – коэффициент, учитывающий
податливость затяжки;
f
М0 – балочный момент в середине пролета;
f – стрела подъема в середине пролета.
q
y
Qx0
Fx
Qx
Mx
y
H
R
x
f
H
L
Qx Qx0 cos H sin
Fx Qx0 sin H cos
H
x
M x M x0 H y
2
qx
M x0 R x
;
2
0
Qx R qx

124.

3.
Расчет и конструирование элементов арки
а) Верхний пояс
Рассчитываем как внецентренно сжатый
элемент на усилия Fx и Mx
хомуты
h
1
h
1
Рабочая
продольная
арматура ( А400, А500)
в
б) Затяжка (нижний пояс)
Расчет затяжки выполняется как центрально
растянутого элемента
ОС – рабочая продольная
арматура преднапряженная ( К-7 )
С-1 – сетка косвенного
армирования
С-1
h
ОС
â
Расчет и конструирование опорного узла выполняется также, как для фермы.

125.

ЦИКЛ 5
Тонкостенные пространственные покрытия из
железобетона
Тема 29
Области применения и классификация тонкостенных пространственных
покрытий ( ТПП )
1. Общие сведения
Тонкостенные пространственные покрытия из железобетона состоят из тонкостенных
оболочек и контурных конструкций
Оболочкой называется геометрическое тело,
ограниченное двумя криволинейными
поверхностями, расстояние между которыми
значительно меньше других размеров.
оболочка
контурная
конструкция
колонна
Контурными конструкциями называются
конструкции, передающие нагрузку с оболочки на
колонны или несущие стены.
В качестве контурных конструкций используются балки, арки, фермы, контурный
брус, опорное кольцо.

126.

•Вследствие криволинейности пространственной работы и малой толщины
в
сечениях
оболочки
возникают
в
основном
продольные
и
касательные силы, напряжения от которых распределены равномерно
по сечению оболочки и поэтому наиболее эффективно используются
прочностные свойства материала.
•В ограниченных зонах (вблизи контура оболочки и отверстий, мест
приложения сосредоточенных сил и т.п.) возникают контурные изгибающие
моменты, но их влияние на напряженные состояния оболочек невелико.
•Эффективное
использование
материалов
позволяет
с
помощью
пространственных покрытий решать сложные инженерные задачи по
перекрытию большепролетных сооружений: рынки, торговые центры,
стадионы, гаражи, вокзалы, ангары, театры, цирки.
Опыт строительства таких сооружений в различных странах показывает,
что для сооружений при пролете до 100 м целесообразны железобетонные
оболочки, при больших пролетах возникает проблема обеспечения
устойчивости сжатой оболочки.
При пролетах больше 100 м применяются пространственные покрытия в
виде тонких стальных мембран.

127.

2. Достоинства и недостатки ТПП.
1) Возможность перекрытия больших площадей без промежуточных опор;
2) Более экономичны по расходу материалов по сравнению с решением
покрытий из плоских элементов;
3) Архитектурная выразительность;
4) Совмещение несущих и ограждающих функций;
5) Меньшая собственная масса конструкций.
К недостаткам пространственных покрытий относятся:
1)
трудоемкость возведения;
2)
сложности при изготовлении криволинейных элементов;
3)
трудности с восприятием сосредоточенных сил;
4)
сложные методы расчета.
3. Области применения ТПП
1) Одноэтажные производственные здания;
2) Стадионы и спортивные залы;
3) Выставочные залы;
4) Крытые рынки;
5) Киноконцертные залы;
6) Железнодорожные и аэровокзалы и другие.

128.

Классификация оболочек
В классификации оболочек отражены геометрические и расчетные свойства
оболочек.
1- По кривизне срединной поверхности (геометрии поверхности)
Исходной величиной является кривизна плоской кривой на плоскости.
Кривизна окружности равна
K=1/r
где r – радиус окружности. Для прямой линии K=0.
Конфигурация произвольной плоской кривой определяется кривизной в
каждой точке, равной кривизне окружности соприкасающейся с кривой в
данной точке
Поэтому K>0 для участка
кривой, вогнутость которой
обращена в сторону оси OZ, и
K<0 для участка кривой с
выпуклостью, обращенной в
сторону оси OZ.
График произвольной кривой на плоскости

129.

2- По способу образования поверхности оболочки
а) поверхности переноса;
образуются параллельным
переносом
одной кривой
(образующей) по другим кривым (направляющим);
б) поверхности вращения.
образуются вращением плоской кривой вокруг неподвижной
прямой осью вращения, вертикальной или горизонтальной.
3- По расчетно-конструктивным признакам
а) по форме плана: на прямоугольном, квадратном, круглом,
эллиптическом и других сложных планах;
б) в зависимости от отношения стрелы подъема f оболочки к
размерам опорного контура L:
пологие при f/L≤1/5 ;
подъемистые при f/L>1/5 .
4- По методу производства работ
- монолитные, сборно-монолитные, сборные;
Монолитные оболочки обычно выполняют гладкими, а
сборные – из ребристых криволинейных плит.

130.

• Оболочка,
т.е.
поверхность
в
пространстве,
характеризуется отдельными плоскими линиями на
ней.
• Для этого пересекают поверхность плоскостями
проходящими через нормаль к поверхности в
фиксированной точке и в результате образуются
плоские линии пересечений, имеющие свою кривизну
Образование
плоских линий на
В
теории
поверхностей поверхности
доказывается, что среди этих
линий имеются две особые,
называемыми
главными
кривыми, одна из которых
имеет
максимальную
кривизну,
а
другая
–
минимальную кривизну.
Эти кривизны называются
главными
кривизнами.

131.

Покрытие с применением оболочек переноса и оболочек
вращения
В зависимости от форм образующей и направляющей
применяются оболочки переноса следующих видов (рис.):
• а) цилиндрические с криволинейными направляющими и
прямолинейной образующей;
• б) призматические сладки с ломаными направляющими и
прямолинейной образующей;
• в) коноидальные с одной криволинейной и другой
прямолинейной
направляющими
с
прямолинейной
образующей;
• г)
оболочка
двоякой
положительной
кривизны
на
прямоугольном плане с криволинейными направляющими и
образующими;
• д) оболочка отрицательной гауссовой кривизны с
криволинейными направляющими и образующими;
• е) оболочка отрицательной гауссовой кривизны с
прямолинейными направляющими и образующими;
• ж) волнистые своды - оболочка положительной гауссовой
кривизны с малыми поперечными размерами;

132.

• з) висячие железобетонные оболочки, состоящие из стальных вант и
железобетонных плит;
• и) покрытия с составными оболочками, в зависимости от направления оси
вращения применяются;
• к) купола- оболочки вращения с вертикальной осью положительной
кривизны;
• л) оболочки вращения с горизонтальной осью вращения; торообразная
оболочка, верхняя часть которой имеет положительную кривизну, а
нижняя часть – отрицательную кривизну.
1) Цилиндрические оболочки
а) короткие при
оболочка
l2
1
l1
бортовой элемент
l2
диафрагма
l1
б) длинные при
l2
1
l1

133.

(высота1/10- 1/15 )L,
толщина 1/200-300)L

134.

2) Призматические складки
оболочка
бортовой элемент
диафрагма
3) Купола
оболочка
опорное кольцо
колонна

135.

4) Оболочки двоякой кривизны
а) Положительной кривизны
оболочка
контурная
конструкция
колонна

136.

б) Отрицательной кривизны
оболочка
контурная
конструкция
колонна
5) Волнистые своды
оболочка
диафрагма
затяжка

137.

6) Висячие оболочки
а) однозначной кривизны
оболочка
опорное кольцо
колонна
б) двоякой кривизны
оболочка
опорное кольцо
колонна

138.

139.

Тема 30
Особенности напряженного состояния
тонкостенных оболочек
1. Понятие гауссовой кривизны
n – нормаль в точке М к поверхности
криволинейная
поверхность
1
2
1
rmin
1
главные
кривизны
rmax
Через
нормаль
можно
провести
множество
вертикальных
плоскостей,
которые при пересечении с
поверхностью
образуют
множество кривых.
В теории поверхностей доказано, что среди
этого множества кривых всегда будут две
взаимно перпендикулярные кривые, имеющие
наибольший и наименьший радиусы кривизны.
Соответствующие им кривизны называются
главными кривизнами.
Гауссовой кривизной называется произведение главных кривизн.
1 2

140.

По признаку гауссовой кривизны поверхности делятся на три группы:
1) Положительной гауссовой кривизны
0
Радиусы кривизны находятся с
одной стороны поверхности
r1
r2
2) Отрицательной гауссовой кривизны
0
r1
Радиусы кривизны находятся с
разных сторон поверхности
r2
3) Нулевой гауссовой кривизны
0
r1
r2
Один из радиусов кривизны
стремится к бесконечности

141.

2. Способы образования поверхностей
А. Способ вращения
1) Поверхности с вертикальной осью вращения
а) Положительной гауссовой кривизны
0
б) Нулевой гауссовой кривизны
0
в) Отрицательной гауссовой кривизны
0
2) Поверхности с горизонтальной осью вращения
вертикальная
ось вращения

142.

Б. Способ переноса
направляющая
а) Положительной гауссовой
кривизны
0
образующая
направляющая
направляющая
б) Нулевой гауссовой кривизны
0
направляющая
в) Отрицательной гауссовой
кривизны
0
образующая
направляющая
образующая
направляющая

143.

• В нормальных сечениях оболочки возникают нормальные
N
и
S силы; изгибающие M и крутящие H моменты и
поперечные Q силы.
касательные
• Тонкостенные оболочки имеют малую жесткость на изгиб в сравнении
с жесткостью на продольные деформации. Поэтому большая часть
внешней нагрузки воспринимается продольными и касательными
силами, а изгибающими и крутящими моментами можно пренебречь и
рассматривать безмоментное напряженное состояние.
Это состояние справедливо при следующих условиях:
1) нагрузка на оболочку должна изменяться плавно, без наличия
сосредоточенных сил;
2) условия закрепленных краев оболочки должны обеспечивать
свободные перемещения в направлении нормалей к поверхности.

144.

3. Напряженное состояние оболочек
0
d
d
F , F - продольные усилия t
2) S , S - сдвигающие усилия
3) M , M - изгибающие моменты
Выделим из оболочки элементарный
участок размерами d d и
рассмотрим в общем случае
возникающие внутренние усилия от
действия внешней нагрузки
Q
M
T
1)
Q , Q - поперечные силы
5) T , T - крутящие моменты
4)
q
F
d
S
T
M
S Q
F
d
q - внешняя нагрузка
t - толщина оболочки
Группа усилий 1 и 2 действует в срединной поверхности ( безмоментное напряженное состояние)
Группа усилий 3,4,5 действует из срединной поверхности ( изгибное напряженное состояние)

145.

Далее будем рассматривать тонкостенные оболочки - это такие оболочки,
у которых соотношение толщины к наименьшему радиусу не более 1/20
( t/rmin ≤ 1/20 )
Тонкостенные оболочки имеют малую жесткость из срединной
поверхности, поэтому в них в основном будет безмоментное напряженное
состояние. Изгибное или полное напряженное состояние будет лишь в
отдельных зонах, где происходит искривление срединной поверхности.
q
F
S
S
F
При безмоментном напряженном
состоянии все внутренние усилия
действуют
в
срединной
поверхности
Полное (изгибное) напряженное состояние возникает в отдельных зонах,
где происходит искривление срединной поверхности:
а) места сопряжения оболочки с
контурными конструкциями
контурная
конструкция
зона
искривления
q
зона
искривления

146.

б)
места
приложения
сосредоточенных нагрузок
зона искривления
Далее будем рассматривать пологие оболочки, в которых угол между
плоскостью ее основания и плоскостью, касательной к ее поверхности
не превышает 200.
В пологих оболочках длина дуги срединной поверхности примерно
равна длине ее проекции на основание оболочки. Поэтому в них можно
рассматривать зависимость между нагрузками и проекциями усилий
на основание оболочки, а не усилиями в срединной поверхности.
F S
F Fy
S F
S yx
x
Fx
S xy
F Fx
y
Fy
S S xy

147.

Тема 31
Расчет и конструирование покрытий с оболочками
положительной гауссовой кривизны
1. Классификация
1) По геометрической форме оболочек
а) сферическая поверхность
б) поверхность эллиптического параболоида
в) поверхность тора
2) По способу возведения
а) сборные
l2
б) монолитные
3) По количеству и расположению ячеек здания
l1
а) отдельно стоящие(крупные общественные
и спортивные сооружения).
l2
l2
l2
б) многоволновые
- в одном направлении
l1
l2
l1
l1
l1

148.

- в двух направлениях
l2
l2
l2
4) По виду контурных конструкций
l1 l1 l1
а) с фермами
б) с арками
в) с контурными брусьями
5) По способу опирания контурных конструкций
а) на колонны по углам
б) на ряды колонн ;
l2
l1
в) на стены

149.

150.

Стыки элементов сборных длинных цилиндрических оболочек и складок:
а - ребристых плит с бортовыми балками в отдельно стоящей складке
между ребрами и в местах ребер;
б - панелей в угловых зонах (со сваркой выпусков и со сварными каркасами,
устанавливаемыми в углублениях сверху)

151.

2. Расчет покрытий
А. Определение усилий при безмоментном напряженном состоянии
Рассмотрим покрытие с оболочками на жестких в своей плоскости
контурных конструкциях
0
x
Граничные условия:
y
b
b
a
b
a
a
x
b
y
Fx 0; Fy 0; S xy 0
при y= ± b : Fx 0; Fy 0; S yx 0
a z
a
при х= ± a :
b
Fx
Fx
a
x
b
y
Fy
Fy

152.

a
a
b
b
S xy
Зная усилия
x
можно определить главные усилия:
Fm,1
m ,2
y
S xy
Fx Fy
2
Fx , Fy , S xy
Fx Fy
2
S
xy
2
2
a
a
b
зона двухосного сжатия
x
b
y
Fm ,2
область сжатия-растяжения
Fm ,1

153.

Б. Определение усилий при изгибном напряженном состоянии
1
2a
Расчет оболочки на усилия из
срединной поверхности можно
приближенно заменить расчетом ее
полосы единичной ширины, как
балки на упругом основании.
x
2b
z
В зависимости от характера
сопряжения оболочки с контурной
конструкцией получаем следующие
эпюры изгибающих моментов:
y
- при шарнирном сопряжении
2
M
2b
- при жестком сопряжении
зона местного изгиба
2
2a
M
зона местного
изгиба

154.

3. Конструирование покрытий
а) Армирование оболочек
2a
тип 1
x
2b
тип
1
–
конструктивная
арматура устанавливается по
всей оболочке
тип
2
–
угловая
арматура
рассчитывается на усилия Fm ,1
главные
растягивающие
усилия.
Обычно
эта
арматура
преднапряженная
y
тип 3
тип 2
тип
3
–
расчетная
арматура
устанавливается в приконтурной зоне
и
рассчитывается
на
действия
изгибающих моментов

155.

б) Конструктивные решения сборных оболочек
1 схема
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
3 3
3

156.

Панель 1
3M
1
2
1-1
3 CM
3M
1
3M
1 1 1 2
1 1 2 2
1 2 23
2 2 33
y
2a
2-2
2
3M
2b
x
Панель 2
Панель 3
Диагональное ребро в
панели 3 необходимо для
преднапряженной
арматуры

157.

2 схема (только для сферических оболочек)
Панель 1
2-2
2
1
1
1
1
1
1
3M
1
3M
1
1
1
2
6M
1-1
Достоинства:
6M
1) Меньше количество типоразмеров
2) Меньше количество монтажных элементов (меньше швов и более жесткая
конструкция)
Недостатки:
1) Сложность изготовления сборных элементов
2) Контурные конструкции наклонные

158.

в) Особенности расчета контурных конструкций
S xy
Контурную конструкцию рассчитываем на сдвигающие усилия
от оболочки и на усилия от собственной массы.
S xy

159. Конструктивные требования

• Максимальные значения главных напряжений не должны превышать Rb.
• В зонах, где по расчету арматура не требуется, ее ставят конструктивно.
Площадь арматуры должна быть не менее 0.2% от площади бетона, а шаг
200-250 мм.
• При толщине оболочки более 8 см рекомендуется ставить двойные сетки.
• В зонах, где напряжения превышают Rbt, ставится расчетная арматура
вдоль траектории главных растягивающих напряжений. Если
растягивающие напряжения превышают 3 Rbt, то толщина оболочки
увеличивается.
• В зонах примыкания бортовых элементов и диафрагм устанавливаются
двойные сетки из стержней диаметром 6-10 мм с шагом 200-250 мм.
• Ребра армируются сварными каркасами с поперечной арматурой
диаметром 5-6 мм с шагом 200-250 мм.

160.

Схема трещинообразования в оболочке:
1 – нормальные трещины в бортовом элементе от действия изгибающего
момента Mx,
2 – продольные трещины от действия изгибающего момента My в
поперечном направлении;
3 – трещины в угловых зонах оболочки от главных растягивающих
напряжений.

161.

Схема армирования длинных цилиндрических оболочек: 1 – основная напрягаемая
арматура; 2 – конструктивная арматура оболочки; 3 – армирование в угловых зонах
оболочки; арматура, рассчитываемая на краевой изгибающий момент
В растянутой зоне оболочки, где растягивающие напряжения меньше Rbt
процент армирования должен быть не меньше 0.2%.
Сжатую зону оболочки в продольном направлении армируют конструктивно
стержнями 5-6 мм с шагом 200-250 мм так, чтобы процент армирования был не
меньше 0.2%

162.

Тема 32
Расчет и конструирование покрытий с применением куполов
1. Классификация:
А) По форме поверхности
1) Сферический купол
2) Эллиптический купол
3) Конический купол
r const
r var
r

163.

Б. По способу возведения:
a)
б)
Сборные
Монолитные
В. По способу освещения:
1) боковое освещение
2) зенитное освещение
верхнее опорное
кольцо
опорное кольцо
опорное кольцо
стена с
проемами
3) комбинированное освещение
стена без
проемов

164.

Г. По способу опирания опорного кольца
1) на стены
опорное кольцо
2) на ряды колонн

165.

3) на пристройки
2. Расчет купольного покрытия
1) Безмоментное напряженное состояние
F1
S
S
F2
q
S
1
S
1
F1 - меридианальные усилия
F2 - кольцевые усилия
S - сдвигающие усилия
1
1

166.

При шарнирно-подвижном сопряжении полусферического купола с опорным кольцом и
осесимметричной нагрузке получим следующие эпюры усилий
F1
F2
F1
F2
F2
F1
2) Изгибное напряженное состояние
M
При жестком сопряжении купола с опорным
кольцом в приконтурной зоне возникают
изгибающие моменты
опорное кольцо

167.

3. Конструирование куполов
а) Армирование монолитных куполов
купол
Тип 2
Тип 3
опорное кольцо
Тип 1
Тип 4
тип 1 – конструктивная сетка по всему куполу;
тип 2 – кольцевая арматура рассчитывается на растягивающее усилие F2
и ставится в приконтурной зоне;
тип 3 – меридиальная арматура рассчитывается на изгибающий момент и
ставится в приконтурной зоне;
тип 4 – рабочая арматура опорного кольца.

168.

б) Конструктивные решения сборных куполов
1 схема (радиальная разрезка)
сборный элемент купола
2-2
верхнее опорное кольцо
2
сборный
элемент
1
1
опорное кольцо
2
1-1
3 4cм

169.

2 схема (радиально-кольцевая разрезка)
верхнее опорное кольцо
сборный элемент купола
сборный
элемент
1
1
2
опорное кольцо
2-2
2
1-1

170.

Достоинства:
1) Плоский сборный элемент проще в изготовлении
2) Нет ограничений на диаметр купола (при схеме I диаметр купола не более
40 м)
Недостатки:
1) Больше сборных элементов, увеличивается трудоемкость и сроки
возведения
2) Менее жесткая конструкция из-за большого количества швов
4. Особенности конструирования опорного кольца
торкрет-бетон
п/н
арматура
Рабочая арматура опорного кольца (тип 4)
рассчитывается как для центральнорастянутого элемента
Для повышения трещиностойкости и жесткости
опорное кольцо выполняют преднапряженным

171.

ЦИКЛ 6
Железобетонные конструкции инженерных сооружений
Типы инженерных сооружений и области их назначения
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
Резервуары - для хранения воды, технологических растворов,
нефти, нефтепродуктов и других жидкостей.
Водонапорные башни - для создания необходимого напора и
обеспечения запаса воды.
Бункера - для хранения сыпучих материалов (при H/а ≤ 1,5 , где H
- высота, а - большая сторона в плане).
Силосы - для хранения сыпучих материалов (при H/а ≥ 1,5).
Градирни - для охлаждения воды в системе ТЭЦ.
Теле и радио башни - для передачи теле и радио сигналов.
Подпорные стенки - для удержания в требуемом положении
грунта и других сыпучих материалов.
Каналы и туннели - для прокладки коммуникаций.
Мосты и эстакады - для организации проезда транспорта.
Дымовые трубы - для отвода продуктов горения в котельных.

172.

Тема 33
Проектирование железобетонных резервуаров
1. Классификация
А. По назначению:
а) для хранения воды
б) для хранения нефти
в) для хранения других жидкостей
Б. По способу возведения
а) Сборные
б) Монолитные
в) Сборно-монолитные

173.

В. По форме
а) Цилиндрические
б) Призматические
в) Сферические
г) Каплевидные
Г. По расположению относительно уровня земли
а) Наземные
б) Подземные
в) Полуподземные
Д. По условиям хранения
а) Закрытые (с покрытием)
б) Открытые (без покрытия)

174.

• Расчет и конструирование цилиндрических
резервуаров
покрытие
H
H=3÷6 м
стены
D=6÷42 м
D
днище

175.

1. Принципы расчета наземных резервуаров
Усилия в стенке резервуара зависят от характера сопряжения стенки с днищем
1. Идеальное сопряжение стенки с днищем (стенка резервуара отделена от днища)
r
t
F1 ( x)
0
1
H
x
F2 ( x)
усилие в стенке
P
F2 ( x-)кольцевое усилие в
1
стенке
P
P
F1 ( x)
а) без покрытия
F1 ( x)
H
б) с покрытием
F1 ( x)
P ( x ) - гидростатическое
давление воды
P( x) x f , где
- плотность воды
F2 ( x)
F 0
P (x )
r
F2 ( x)
1
F2 ( x)
H
F1 ( x) - вертикальное
F2 ( x)
P( x) 1 1 2F2 ( x) sin
1
1
sin
2r
F2 ( x) P( x) r

176.

2. Жесткое сопряжение стенки с днищем
M ст
F2 ( x)
F1 ( x)
M дн
H
3. Шарнирно-подвижное сопряжение стенки с днищем
F1 ( x)
H
F2 ( x)
M ст

177.

2. Принципы расчета подземных цилиндрических
резервуаров
При расчете подземных резервуаров рассматриваются две схемы:
1 схема – резервуар заполнен жидкостью, а внешний грунт отсутствует
(расчет как наземного резервуара)
2 схема – в резервуаре жидкости нет, а наружный грунт действует на
стенки ( смотри расчет подпорной стенки на действие грунта)

178.

3. Конструирование цилиндрических резервуаров
А. Армирование монолитных резервуаров
тип 1
тип 2
тип 3
тип 1 - вертикальная арматура стенки
получается из расчета стенки как
внецентренно сжатого элемента на
действия усилий F ( x) и M ст
1
тип 2 - кольцевая арматура стенки
получается из расчета стенки как
центрально-растянутого элемента на
действие F2 ( x)
тип 3 - радиальная арматура верхней
сетки днища рассчитывается на действие
тип 4
M дн
тип 4 - конструктивная арматура
верхней и нижней сеток днища

179.

При больших кольцевых усилиях стенки резервуара выполняют
преднапряженными одним из способов:
а) высокопрочной
б) высокопрочной
проволокой
стержневой арматурой
( В-II, Вр-II, В1200÷В1500 )
стенка
резервуара
( А-IV и выше, А-600 и выше )
стержневая
высокопрочная арматура
высокопрочная
проволока
торкрет-бетон
узел А
стенка
резервуара
В монолитных резервуарах с покрытием, последнее
выполняется монолитным по следующим
конструктивным схемам перекрытий:
- безбалочное монолитное покрытие;
- монолитное ребристое балочное покрытие;
- купольное покрытие.
упоры
узел А

180.

Б. Конструктивное решение сборного резервуара
H
H
3,14м (1,57м)
3,14м
(1,57м )
Сборный элемент делается равным
высоте резервуара
Сборные элементы между собой
стыкуются на выпусках арматуры

181.

Сопряжение сборных элементов стенки резервуара с днищем может быть двух
вариантов:
а) жесткое сопряжение
битумная
мастика
стенка резервуара
бетон замоноличивания
б) шарнирно-подвижное
сопряжение
стенка резервуара
асбестоцементный
раствор
днище
выравнивающий слой
раствора
выравнивающий слой
раствора
днище

182.

При сборном решении резервуара с покрытием последнее может быть
выполнено по следующим конструктивным схемам:
ребристая
плита
а) Сборное балочное покрытие с
прямоугольными ребристыми
плитами
стенка
резервуара
6м
колонна
ригель
б) Сборное балочное покрытие с
трапециевидными плитами
6м
стенка
резервуара
трапециевидные
ребристые плиты
колонна
балка
в) Сборное безбалочное покрытие

183.

В. Особенности расчета прямоугольных наземных резервуаров
1
H
1
стенка
покрытие
Расчет стен резервуара зависит от соотношения
размеров H/b:
днище
а) при H/b>3 (высокие резервуары)
1-1
стенки резервуара условно делятся на пояса
высотой 1 м и каждый пояс рассчитывается
как рама, загруженная максимальным
давлением воды в пределах высоты пояса.
а
b
F
1м
a
P
b
H
b
a
a
М
b
По усилиям F и M стенку рассчитывают как внецентренно
растянутый элемент и подбирают рабочую горизонтальную
арматуру. Вертикальную арматуру ставят конструктивно.

184.

б) при 3>H/b>1/3 (средние резервуары)
Стенки резервуара рассчитывают как плиты, опертые по контуру.
В зависимости от конструктивного решения резервуара могут быть три случая:
1) открытый резервуар (три стороны стенки защемлены, а четвертая свободна)
М
H
b
2) закрытый резервуар сборный (три стороны стенки защемлены, а четвертая
шарнирно опертая)
М
H
b
3) закрытый резервуар монолитный (четыре стороны защемлены)
М
H
b

185.

в) при H/b<1/3 (низкие резервуары)
Из стенки резервуара условно вырезаем
вертикальную полосу шириной 1м и
рассчитываем как балку с пролетом,
равным высоте резервуара H.
H
1м
a
В зависимости от конструктивного решения
резервуара возможны три расчетные схемы
балок:
b
1) открытый резервуар
H
P
2) закрытый резервуар сборный
М
H
3) закрытый резервуар монолитный
H
P
М
P
М

186.

Тема 34
Расчет и конструирование подпорных стен
1. Классификация
А. По способу возведения:
1) монолитные
2) сборные
Б. По способу работы:
1) массивные
2) тонкостенные
В. По конструктивному решению:
1) уголковые
а) одноэлементные
б) двухэлементные

187.

2) с контрфорсами
3) арочные
контрфорс
контрфорс
b
b
стенка
стенка
контрфорсы
4) анкерные
b
b
б) с закреплением тяги в фундаментную
плиту стенки
а) с закреплением тяги в анкер
граница призмы обрушения
сыпучего материала
контрфорсы
анкер
- угол естественного откоса
сыпучего материала

188.

5) с анкерным зубом
6) ряжевые
анкерный зуб
2. Расчет подпорных стен
N
фундаментная
плита
a
b
Pmax
Pv ( x) x f
Pv
H /3
A
- вертикальная составляющая
Ph
x
H
1) Определение давления сыпучего материала
стена
0
, где
- плотность сыпучего материала
- горизонтальная составляющая
Ph ( x) k Pv ( x)
, где k - коэффициент, зависящий от угла
естественного откоса сыпучего материала
2) Определение размеров фундаментной плиты подпорной
стенки на единицу ее длины
min
P
а) задаемся размером «
b»
б) вычисляем давление в грунте под подошвой фундаментной плиты

189.

F M
Pmax
min
A W
, где
, где
F F1 F2 F3
F1 - вертикальная расчетная нагрузка
F2
от массы стены
- вертикальная расчетная нагрузка
от массы фундаментной плиты
F3
- вертикальная расчетная нагрузка
от массы сыпучего материала на выступах фундамента
F3 Pv ( H ) (b a) H f (b a )
A b 1 - площадь подошвы фундамента на единицу длины подпорной стенки
в) проверяем условия Pmax 1, 2 R0 ; Pm R0 , где R0 расчетное сопротивление грунта
г) окончательно устанавливаем размер ширины фундамента «
»
b
3) Расчет подпорной стенки на опрокидывание
M уд 1,5M опр
M уд - момент, удерживающий стенку от опрокидывания относительно точки А
M опр- момент, опрокидывающий стенку

190.

4) Расчет подпорной стенки на скольжение
F 1, 2 N
, где
коэффициент трения бетона по грунту
5) Определение усилий в подпорной стенке
М
H
b
3. Армирование подпорных стен
С-3
Сетка С-2
Сетка С-1
Сетка С-3
H
С-4
С-2
b
b
b
H
Сетка С-4 - конструктивно
С-1

191.

ЦИКЛ 7
Каменные и армокаменные конструкции
Тема 35
Физико-механические свойства каменных конструкций
Каменные конструкции состоят из камней, соединенных между собой раствором
1. Достоинства и недостатки каменных конструкций
Достоинства:
а) Огнестойкость
б) Долговечность
в) Высокая механическая прочность
г) Высокая тепло и звукоизоляционная способность
д) Небольшие эксплуатационные расходы
е) Возможность использования местных материалов
Недостатки:
а) Большая собственная масса
б) Высокая трудоемкость

192.

250х120х65мм (стандартный размер одинарного кирпича);
250х120х88мм (стандартный размер полуторного кирпича,
его ещё называют утолщённый кирпич);
250х120х138мм (стандартный размер двойного кирпича,
двойной камень).

193.

• кирпич одинарный размером 250х120х65 мм. полнотелый
пластического формования (глиняный) имеет вес 3,2 -3,5 кг. (вес
кирпича зависит от его марки, плотности)
• кирпич
щелевой
(пустотелый)
размером 250х120х65 мм. весит 2 -2,3 кг.
одинарный
• кирпич
щелевой
(полуторный) размером 250х120х88 мм. весит 3 - 3,2 кг.
утолщённый
• кирпич щелевой двойной (камень) размером 250х120х138 мм.
имеет вес 4,8 - 5 кг.

194.

Он может быть:
белым кирпичом;
желтым кирпичом;
коричневым кирпичом;
нежно абрикосовым кирпичом;
любым кирпичом.

195.

2. Области применения каменных конструкций
а) Многоэтажные здания различного назначения;
б) Коттеджи различной этажности;
в) Инженерные сооружения;
- дымовые трубы;
- водонапорные башни; и другие.
г) Производственные здания;
д) Здания сельскохозяйственного
назначения; и другие.

196.

3. Материалы для каменных конструкций
А. Каменные материалы
1) Классификация
а) по происхождению
-естественного происхождения (известняк,
туф, ракушечник, гранит и другие)
- искусственного происхождения (кирпич,
керамические и бетонные камни)
б) по объемной массе
- тяжелые с ρ>1600 кг/м3
-- легкие с ρ<1600 кг/м3
в) по структуре
-Плотные
-пористые
- автоклавные (силикатный кирпич)
- обжиговые (глиняный кирпич, керамические камни)
- безобжиговые (бетонные камни)

197.

г) по способу изготовления
-автоклавные (силикатный кирпич)
- обжиговые (глиняный кирпич, керамические камни)
- безобжиговые (бетонные камни)
Конструкции стен
1 — утеплитель; 2—
металлические связи;
З — керамические
плиты; 4—лицевые
керамические камни; 5
— простеночные
блоки; б —
подоконные блоки; 7—
блоки
перемычечные

198.

2) Физико-механические свойства каменных материалов
а) Прочность камня на сжатие определяется его маркой , которая означает
временное сопротивление стандартных образцов сжатию.
Стандартные образцы:
- для природных камней – куб с ребром 20см
- для бетонных камней – куб с ребром 15см
- для кирпича – две половинки кирпича на растворе
При определении марки кирпича используется также прочность камня при изгибе.
По прочности камни можно разделить на три группы:
- высокой прочности с маркой 250÷1000 (25÷100 МПа)
- средней прочности с маркой 50÷250 (5÷25 МПа)
- низкой прочности с маркой 4÷50 (0,4÷5 МПа)
б) Морозостойкость камня определяется его маркой, которая означает
количество циклов замораживания и оттаивания в насыщенном водой
состоянии, выдерживаемых каменным материалом без снижения прочности.
в) Другие свойства в зависимости от области применения.

199.

Б. Растворы
1) Классификация
а) по виду вяжущих
- цементные;
- известковые;
- гипсовые;
- глиняные;
- смешанные (цементно-известковые, цементно-глиняные, известковогипсовые)
б) по объемной массе
- тяжелые с ρ≥1500 кг/м3
- легкие с ρ<1500 кг/м3
в) по назначению
- кладочные;
- отделочные;
- специальные (гидроизоляционные, акустические и другие)

200.

2) Физико-механические свойства растворов
а) Прочность раствора на сжатие определяется его
маркой , которая означает временное сопротивление
стандартных образцов сжатию.
В качестве стандартного образца используется кубик с
ребром 7,07 см. Испытания проводятся после твердения в
течение 28 суток при нормальных температурновлажностных условиях.
По прочности растворы можно разделить
на три группы:
- высокой прочности с маркой 50÷200 (5÷20 МПа)
- средней прочности с маркой 10÷50 (1÷5 МПа)
- низкой прочности с маркой 0÷10 (0÷1 МПа)

201.

Физико-механические свойства растворов практически повторяют
соответствующие свойства бетонов, которые были рассмотрены ранее
(усадка, ползучесть, диаграмма
и другие)
При этом раствор обладает одной особенностью – на прочность
раствора существенно влияет температура окружающей среды:
в возрасте 28 дней
при t 0 = +15 0 C
прочность равна R
при t 0 = +25 0 C
прочность равна 1,1R
при t 0 = +1 0 C
прочность составляет 0,55R
4. Физико-механические свойства каменной кладки
А. Прочностные характеристики каменной кладки
1. Прочность кладки на сжатие R ( Rкл
F
сж
R ( МПа ) для марки кирпича
Rк 100
4, 0
3, 0
2, 0
1, 0
F
50
100
150
)
Прочность кладки на сжатие зависит:
R f ( Rк сж )
сж
б) от прочности раствора R f ( Rр )
а) от прочности камня
R р ра
Прочность раствора
влияет на прочность
кладки пока прочность
раствора не превысит
прочность камня

202.

в) возраст кладки;
г) размеры камня;
д) качество кладки;
и другие факторы
р
2. Прочность кладки на растяжение Rt ( Rкл )
а) Прочность кладки на растяжение по неперевязанному сечению Rt
н .с .
F
Rt н.с. 1 2 кг / см 2 0,1 0, 2 МПа
F
б) Прочность кладки на растяжение по перевязанному сечению
F
F
d
c
Rt
п .с .
2 Rt
н .с .
c
d
Rt п.с.

203.

3. Прочность кладки на срез
F
F
Rsq 2Rt
н.с.
Rsq ( Rср )
f
,
f - коэффициент трения раствора о кирпич
f 0, 7 - для полнотелого кирпича
f 0,3 - для пустотелого кирпича
4. Прочность кладки при смятии Rс ( Rсм )
A
, где А – расчетная площадь
3
, где
Ac
Ас – площадь смятия
где
Rc R
Б. Деформативность каменной кладки
Начальный модуль деформации кладки E0
pl
el
0
E0 tg 0
Упругопластический модуль деформации кладки Е
определяется по эмпирической формуле (СНиП)
Для практических расчетов допускается
принимать:
- в стадии эксплуатации Е=0,8Е0
- в стадии разрушения Е=0,5Е0

204.

Прочность и
деформативность
каменной кладки
а— стадии работы
кирпичной кладки;
б — зависимость между
напряжениями
и деформациями при
сжатии;
в - разрушение кладки
при
растяжении
по
неперевязанному
сечению;
гто
же
по
перевязанному сечению;
1—1 — разрушение по
перевязанному сечению;
2—2 — по камню

205.

Тема 36
Расчет каменных и армокаменных конструкций
Расчет каменных и армокаменных конструкций выполняется методом
предельных состояний по двум группам предельных состояний
1. Расчет прочности центрально нагруженного кирпичного столба
F
При центральном сжатии принимаем, что напряжения
по сечению столба распределены равномерно.
Тогда условие прочности можно записать следующим
образом:
H
F mg R A
a
a
, где
F - расчетная продольная сила;
A - площадь поперечного сечения столба;
R - расчетное сопротивление кладки сжатию
принимается из СНиП по маркам кирпича и раствора
1 -коэффициент продольного изгиба, определяется в
зависимости от гибкости l0 / a и упругой
характеристики кладки (по СНиП)

206.

mg 1 - коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки
Fl , где
Fl - расчетная продольная сила от
mg 1
длительной нагрузки;
- коэффициент, зависящий от
вида кладки и гибкости
Расчетная длина кирпичного столба l0 определяется в зависимости от условий
mg 1 1
закрепления.
F
F
При этом
mg 1
H/3
коэффициенты
0,5H
1
по СНиП и m по высоте
g
l0 2 H
l0 H H / 3
m
g
столба определяются
по СНиП
0,5H
H/3
mg
согласно СНиП
1 следующим образом:
F
mg 1
Подбор сечения столба производиться методом последовательных приближений:
а) Задаемся маркой кирпича и раствора;
б) По СНиП определяем R;
в) Задаемся 1 и mg 1 ;
г) По условию прочности определяем А и сторону столба «
д) Определяем гибкость столба;
е) Уточняем величины
ж) По условию прочности определяем А* и сторону столба «
з) Сравниваем «
и
a »;
mg ;
a* »;
a» и « a * ». Если расхождение более 5%, то возвращаемся к пункту «д».
Если расхождение менее 5%, то расчет заканчиваем. При
этом окончательный размер столба должен быть кратным
размерам кирпича в плане (с учетом толщины швов кладки)

207.

2. Армокаменные конструкции
Армокаменными называются каменные конструкции, снабженные арматурой
для повышения их несущей способности.
Применяют два вида армирования:
1) Поперечное (сетчатое) армирование
Поперечная арматура в виде сеток укладывается в
горизонтальных швах кладки с шагом S 5 рядов.
Сетки могут быть двух типов:
а) прямоугольные
S
c 3 12 см
c
c
d s 3 5 мм
А240, В500 (А-I, Вр-I)
a
б) сетка типа «зигзаг»
d s 8 мм
А240, В500 (А-I, Вр-I)
Сетки типа зигзаг укладываются в двух смежных горизонтальных швах
так, чтобы направление стержней в них было взаимно
перпендикулярным

208.

Поперечное армирование применяется в центрально и внецентренно
сжатых элементах при малых эксцентриситетах с гибкостью l0 / a 15
2) Продольное армирование
Продольное армирование применяется во внецентренно сжатых элементах с
большим эксцентриситетом, изгибаемых элементах, в центрально сжатых и
внецентренно сжатых элементах при малых эксцентриситетах с гибкостью l0 / a 15
Продольное армирование может быть двух вариантов:
б) наружное
а) внутреннее
хомуты А240(А-I)
В500(Вр-I)
шаг хомутов S 20d s
диаметр хомутов 3÷8 мм
кирпич
вертикальная арматура
d s А240, 300(А-I, А-II)
кирпич
шаг хомутов S 15d s
диаметр хомутов 3÷8 мм
хомуты А240(А-I)
В500(Вр-I)
вертикальная арматура
ds
А240, 300(А-I, А-II)
При данном армировании хомуты располагаются в горизонтальных швах кладки.
3) Расчет прочности центрально нагруженного кирпичного столба
с сетчатым армированием

209.

Условие прочности:
F
F mg Rsk A , где
S
S
H
F - расчетная продольная сила;
A - площадь поперечного сечения столба;
m g - коэффициент, учитывающий влияние
a
a 2 R
s
Rsk R
c2
100
длительности действия нагрузки;
- коэффициент продольного изгиба;
Rsk - расчетное сопротивление кладки, армированной
сетками, сжатию
- расчетное сопротивление
2 R , где R
неармированной кладки сжатию;
Rs - расчетное сопротивление арматуры сеток;
c1
Ast1
Ast 2
- объемный процент армирования кладки
Vs
100% , где Vs - объем арматуры;
Vk
Vk - объем кладки
При c1 c2 c ; Ast1 Ast 2 Ast
Ast - площадь сечения арматуры сеток
При этом
2 Ast
Получаем:
100% , где
c S
0,1%
Подбор сечения столба с армированием выполняем методом последовательных приближений

210.

3. Конструктивные схемы каменных зданий
Конструктивные схемы каменных зданий делят на два типа:
1) Здания с жесткой конструктивной схемой.
В этих зданиях перекрытия и покрытия рассматриваются как жесткие опоры для
каменных стен и столбов.
К таким зданиям в основном относят жилые и общественные здания с часто
расположенными поперечными стенами, расстояния между которыми не
превышают предельные:
при монолитных перекрытиях – 54 м, при сборных – 42 м.
2) Здания с упругой конструктивной схемой.
К таким зданиям в основном относят одноэтажные производственные здания и
многоэтажные общественные здания с редко расположенными поперечными стенами,
расстояния между которыми превышают предельные.
В таких зданиях перекрытия и покрытия получают заметные перемещения в своей
плоскости при воздействии горизонтальных нагрузок и рассматриваются как упруго
податливые опоры для каменных стен и столбов.
Каменные стены в зависимости от конструктивной схемы здания делятся на:
- несущие, воспринимающие нагрузки от собственной массы, ветра,
покрытия и перекрытий;
- самонесущие, воспринимающие нагрузки от собственной массы стен всех
вышележащих этажей и ветра;
- ненесущие, воспринимающие нагрузки от собственной массы и ветра в
пределах одного этажа.

211.

Тема
Принципы проектирования ленточных и сплошных фундаментов
А. Ленточные фундаменты
Ленточные фундаменты делятся на две группы:
- ленточные фундаменты под несущие стены
- ленточные фундаменты под ряды колонн
1. Принципы расчета и конструирования ленточных фундаментов под
несущие стены
а) сборные
стена
фундаментный блок
фундаментная подушка
б) монолитные
стена
монолитный
ростверк
Сборные фундаментные подушки могут быть следующих типов:
а) прямоугольные
б) трапециевидные
в) ребристые
г) пустотные
Как правило, под несущие
стены ленточные фундаменты
выполняются сборными,
собираемые из фундаментных
блоков сплошного сечения и
фундаментных подушек

212.

Расчет ленточных фундаментов под несущие стены сводится к расчету подушки
в поперечном направлении:
фундаментный
1) Ширина подушки определяется из расчета по грунту
блок
c
2) Высота подушки определяется из расчета прочности
на поперечную силу, которая воспринимается бетоном
(поперечная арматура не ставится)
h h0
Q p c 1
b
p
c
M
p
3) Площадь арматуры подушки определяется из
расчета прочности подушки по нормальным
сечениям на действие изгибающего момента
p 1 c 2
M
2
;
M
As ( пог . м )
Rs 0,9h0
2. Принципы расчета и конструирования ленточных фундаментов под
ряды колонн
а) отдельные ленты в продольном или поперечном направлении
колонна

213.

б) перекрестные ленты
Как правило, такие фундаменты
выполняют монолитными
Расчет ленточных фундаментов под ряды колонн выполняют и в поперечном и
в продольном направлении.
В поперечном направлении расчет выполняется также как для ленточных
фундаментов под несущие стены
В продольном направлении расчет ведут по двум схемам:
а) как неразрезная балка на действие отпора грунта, в которой опорами
являются колонны.
Такая расчетная схема применяется для
жестких фундаментов, имеющих большое
поперечное сечение и небольшой шаг колонн.
Распределение давления под подошвой
фундамента принимается линейным.
M
б) как балка на упругом основании
Такая расчетная схема применяется для гибких ленточных фундаментов при большом
числе колонн.
При этом расчете важным является правильный выбор модели основания:

214.

1) упругое основание с одной характеристикой податливости
2) упругое основание с двумя характеристиками податливости
3) упругое полупространство
4) комбинированная модель
Б. Сплошные фундаменты
Сплошные фундаменты бывают следующих типов:
1) плитные
колонна
стакан
фундамент
2) плитно-балочные
колонна
фундамент
3) коробчатые
колонна
фундамент
Расчет плитных фундаментов можно
выполнять по методу упругого
полупространства. Для практических
расчетов можно приближенно
рассчитывать плитный фундамент
как систему перекрестных балок.
Армируются плитные
фундаменты нижними и верхними
сетками.