Компоновка конструктивной схемы здания
Обеспечение пространственной жесткости каркаса. Пространственную жесткость каркаса, т.е. его способность сопротивляться воздействию горизонтальных нагрузок, обеспечивают защемленные в фундаментах колонны, жесткий диск покрытия и система стальных связей (вертикальных и горизонтальных).
В поперечном направлении вертикальные связи не могут быть установлены, так как они препятствовали бы технологическому процессу. Поэтому пространственную жесткость каркаса в поперечном направлении обеспечивают колонны (по расчету) и диск покрытия, распределяющий местные горизонтальные нагрузки между колоннами.
В продольном направлении общую устойчивость каркаса в целом обеспечивают вертикальные крестовые или портальные металлические связи по колоннам. В зданиях с мостовыми кранами такие связи устраиваются всегда и размещаются в одном шаге каждого ряда колонн посредине температурного блока на высоту от пола до низа подкрановых балок (рис. 1.7, поз. 6). Эти связи рассчитываются на действие ветровых нагрузок, приложенных к торцовым стенам, и продольных тормозных нагрузок от мостовых кранов. В бескрановых зданиях небольшой высоты (Н < 9,6 м) связи по колоннам могут не устанавливаться.
Рис. 1.7. Виды связей в одноэтажных промышленных зданиях: 1 — колонна;
2 — ригель; 3 — диск покрытия; 4 — вертикальные связи-фермы; 5 — распорки; 6 — вертикальные связи по колоннам
При высоте опорных частей ригелей более 800 мм, например в зданиях с плоской кровлей, между ними устанавливают вертикальные связи-фермы, располагаемые в крайних ячейках температурного блока, а поверху каждого продольного ряда колони — стальные распорки (рис. 1.7, поз. 4, 5). Связи-фермы имеют номинальную длину 6 либо 12 м и высоту, равную высоте ригеля на опоре. Необходимость устройства таких связей обусловлена тем, что горизонтальная сила от ветровой и крановой нагрузок, приложенная к покрытию, может вызвать деформацию ригелей поперечных рам (стропильных балок или ферм) из плоскости. Следовательно, назначение этих связей-ферм и распорок — передать продольные горизонтальные усилия с диска покрытия на колонны и, в конечном счете, на вертикальные связи по колоннам.
При высоте опорных узлов ригелей покрытия не более 900 мм и наличии жесткого опорного ребра вертикальные связевые фермы и распорки допускается не ставить, однако в этом случае сварные швы в сопряжении ригеля с колонной должны быть расчетными.
В высоких зданиях (Н ≥ 18 м) с большими пролетами горизонтальные нагрузки на диск покрытия (от ветра в торец здания) достигают значительных величин, поскольку диск покрытия: представляет горизонтальную опору для торцевой стены, воспринимающей ветровую нагрузку. Это может вызвать расстройство креплений плит покрытия к стропильным конструкциям.
Уменьшить горизонтальную силу на диск покрытия можно путем устройства дополнительной опоры для торцевой стены. Такая опора устраивается у торцевых стен в уровне нижнего пояса стропильных балок или ферм в виде горизонтальных связей» служащих дополнительными опорами для колонн фахверка. Эти связи выполняют в виде горизонтальной фермы с крестовой решеткой из стальных уголков, поясами которой служат нижние пояса двух смежных стропильных балок или ферм. При необходимости горизонтальная связевая ферма может быть установлена и в уровне подкрановых путей (рис. 1.8).
Рис. 1.8 — Горизонтальные связи: 1 — торцевая стена; 2 — фахверковая колонна;
3 — горизонтальные связи; 4 — колонна; 5 — вертикальные связи по колоннам; 6 — подкрановые балки; 7 — распорки; 8 — ригель; 9 — диск покрытия
Устойчивость сжатых поясов ригелей из плоскости при беспрогонной системе покрытия и отсутствии фонаря обеспечивается плитами покрытия, приваренными к ригелям с последующим замоноличиванием швов.
Таким путем достигается образование жесткого диска, и необходимость постановки дополнительных связей в плоскости покрытия отпадает.
В зданиях со светоаэрационными фонарями сжатый пояс ригеля имеет свободную длину, равную ширине фонаря, поэтому необходимо предотвратить возможную потерю устойчивости из плоскости сжатого пояса ригеля в пределах ширины фонаря. Это обеспечивается постановкой стальных распорок
4 по оси фонаря (рис. 1.9), которые крепят к горизонтальным крестовым связям
3, устанавливаемых в уровне верхнего пояса ригеля в пределах ширины фонаря по концам температурного блока (рис. 1.9). Если же фонарь не доходит до конца температурного блока, то горизонтальные связи по верхнему поясу ригеля не ставятся и достаточно одних распорок.
Жесткость фонарей в продольном направлении обеспечивается вертикальными стальными связями 5 (рис. 1.9, сеч. I—I).
Рис. 1.9. Схема связей покрытия при наличии фонаря: 1 — ригель покрытия;
2 — светоаэрационный фонарь; 3 — горизонтальные крестовые связи; 4 — распорки по оси фонаря; 5 — вертикальные связи в плоскости остекления фонаря
5.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ КРОВЕЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ И ТОРМОЗНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Жесткости дисков покрытий определены для кровель наиболее распространенных типов, применяемых в эксплуатирующихся зданиях: из стальных профилированных настилов по прогонам; из плоских стальных листов по прогонам; из крупноразмерных железобетонных плит; из мелкоразмерных железобетонных плит по прогонам. Жесткости определены на основании исследований, выполненных как в нашей стране, так и за рубежом. При этом участки расположения фонарей не учитываются
Жесткость кровли из стальных профилированных настилов по прогонам. Стальные профилированные настилы широко применяются в строительстве с 60-х годов. Жесткость настила зависит от его геометрических характеристик, способов взаимного соединения листов и их крепления к прогонам. Наиболее широкое распространение получили соединения профилированных листов между собой на заклепках и крепление их к прогонам самонарезающими болтами.
Из исследований жесткости профилированных настилов (в плоскости настила) наибольший практический интерес представляют исследования Э.А. Айрумяна и Е.Брайана. Э.А. Айрумяном разработана методика определения коэффициента сдвиговой жесткости профилированного настила, основанная на испытаниях эталонных образцов, и предложена формула
Если в покрытии применен профилированный настил, отличающийся по своим параметрам от настилов, для которых получены значения, то необходимо провести испытания по определению жесткости панели-эталона. В этом состоит основной недостаток метода, предложенного Э.А, Айрумяном.
Методика определения сдвиговой жесткости, предложенная Е,Брайаном, более трудоемка, но отличается универсальностью. Общая податливость покрытия из профилированного настила определяется следующими основными факторами:
деформативностью настила, включающей в себя сдвиг и депланацию гофров настила;
Под коэффициентом сдвиговой жесткости с понимается значение сдвигающей силы, которая вызывает единичное смещение рассматриваемого прямоугольного участка, расположенного в пределах шага поперечных рам.
деформативностью соединения листов настила между собой и крепления их к прогонам 52 =62i + б22 (621» 622);
деформативностью крепления прогонов к стропильным фермам
Результаты экспериментально-теоретических исследований свидетельствуют о том, что деформативность покрытия определяется его жесткостью на сдвиг. Значение сдвиговой жесткости может быть получено по формуле
Если известны результаты испытаний панели-эталона, то коэффициент с удобно определить по формуле. При отсутствии данных о жесткости панели-эталона коэффициент с определяется по формуле
Жесткость кровли из плоских стальных листов. В покрытиях с плоскими стальными настилами листы между собой и к прогонам крепятся сварными швами, Пренебрегая податливостью этих соединений, считаем, что деформативность покрытия складывается из сдвиговых деформаций стального настила и деформации крепления прогонов к стропильным фермам. В предположении бесконечной изгибной жесткости податливость определяется по формуле
Жесткость кровли из крупноразмерных железобетонных плит. В соответствии с принятым в настоящее время подходом к учету кровли в пространственной работе каркаса покрытие из крупноразмерных железобетонных плит считается бесконечно жестким. Такой подход достаточно условен и не учитывает фактическое состояние покрытия эксплуатирующихся производственных зданий, оборудованных мостовыми кранами. В результате натурных обследований было установлено, что замоноличенные швы между -плитами через один, два года эксплуатации разрушаются [16]. Сдвиговая жесткость такого покрытия равна сумме жесткостей отдельных плит, которая значительно меньше, чем жесткость единого диска покрытия. Исследование работы замоноличенных швов показало, что швы разрушаются, если сдвигающая нагрузка превышает 3 кН/м. Сдвигающая нагрузка такой величины характерна для покрытия зданий, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 50 т и более тяжелого и весьма тяжелого режимов работы.
Результаты исследования действительной работы покрытия из крупноразмерных железобетонных плит (1,5×6 м и 3×6 м) приведены в работе [8]. Для определения жесткости покрытия испыты-вались натурные образцы железобетонных плит на динамические, а также на статические воздействия. Секции плит размерами 6х х12—24×24 м испытывались разными способами соединения: плиты приварены к ригелям; дополнительно произведено замоно-личивание швов.
Для покрытия, в котором использовался первый способ соединения элементов, для участка 6×18 м жесткость была определена теоретически. Расчетная схема принималась в виде системы отдельных пластинок, соединенных между собой шарнирами в узлах сопряжения панелей с ригелями. Расчеты были проведены для панелей 1,5×6 м и полученные результаты оказались весьма близки к экспериментальным. На основании испытаний установлено, что замоноличивание швов увеличивает жесткость диска примерно в 3,5 раза. Рассматривалась также жесткость покрытия, состоящего из панелей размером 3×6 м. По расчетам жесткость покрытий с такими панелями примерно в 2,7 раза больше, чем с панелями 1,5×6 м. Так как жесткость покрытия с плитами 3×6 м экспериментально не проверена, автором [8] рекомендуется ввести при оценке жесткости поправочный коэффициент 0,5. Исследования также показали, что деформативность покрытий определяется сдвиговой жесткостью.
На основании имеющихся данных может быть рекомендована эмпирическая формула по определению коэффициента сдвиговой жесткости покрытий из крупноразмерных железобетонных плит, учитывающая фактическое состояние стыков и размеры плит
Жесткость кровли из мелкоразмерных плит. Жесткость покрытий одноэтажных производственных зданий определена по результатам испытаний [5].
Автором испытывались одно-, двух- и трехпролетные промышленные здания в стадии их возведения, что позволило выявить влияние отдельных элементов конструкций зданий на работу каркаса. При испытаниях горизонтальная поперечная сила прикладывалась к промежуточным рамам в уровне нижних поясов ферм. Одновременно замерялись смещения колонн на этом же уровне. Нагружение и замер смещений производились в разных стадиях готовности, начиная от плоской рамы и кончая готовым зданием. На каждом этапе исследования дополнительно включался только один из видов соединений или элементов, что позволяло определить степень участия каждого из элементов в общей работе каркаса.
С достаточной для практических целей точностью может быть принята линейная зависимость между сдвиговой жесткостью и шириной покрытия, что соответствует и результатам исследования покрытий из крупноразмерных железобетонных плит. В результате получена эмпирическая Формула для определения сдвиговой жесткости покрытия из мелкоразмерных железобетонных плит
Жесткость продольных связей по нижним поясам стропильных ферм. Горизонтальные продольные связи по нижним поясам стропильных ферм совместно с покрытием создают продольный диск, участвующий в пространственной работе каркаса. Горизонтальные продольные связи представляют собой фермы с параллельными поясами и крестовой или треугольной решеткой.
По определению изгибной жесткости сварных ферм имеются обоснованные рекомендации. Соединения связей могут быть сварными или на болтах нормальной точности («черных» болтах). Увеличение деформативности связей на болтах можно учесть уменьшением их изгибной жесткости. Количественную оценку влияния соединений связей на болтах на их жесткость можно получить на основании результатов дифференцированных испытаний [5].
Жесткость тормозных конструкций определяется их сечением и конструктивными решениями узла крепления подкрановых балок и тормозных листов (ферм) к колонне. Различают узлы жесткие и шарнирные. Такое разделение условно, так как конструктивные решения шарнирных узлов приводят, как правило, к частичному защемлению тормозных конструкций на опорах (частичной неразрезности). Поэтому тормозные конструкции принимают участие в пространственной работе каркаса как при жестком, так и при шарнирном сопряжении с колоннами. Влияние типа крепления тормозных балок или ферм можно учесть уменьшением их изгибной жесткости
Коэффициент Кт принят на основании результатов экспериментального исследования, приведенных в работе [24]. Автором была испытана открытая подкрановая эстакада на действие горизонтальной поперечной силы, приложенной к колонне, Испытания проведены для различных конструктивных схем узла крепления подкрановых конструкций к колонне. По результатам смещения нагруженной колонны в уровне тормозного листа автор определил жесткости сплошных тормозных листов и значения коэффициента Кт с учетом разных типов узлов крепления. Согласно экспериментальным данным работы [18], жесткость различных тормозных листов, закрепленных на колонне с помощью «черных» болтов, более чем в 3 раза меньше жесткости неразрезных конструкций, Рекомендуется принимать следующие значения коэффициента К : 1 — для сплошных тормозных листов при жестком сопряжении с колоннами; 0,2 — для сплошных тормозных листов при шарнирном сопряжении; 0,8 — для тормозных ферм при жестком сопряжении; 0,15 — для тормозных Ферм при шарнирном сопряжении.
Определение эквивалентной изгибной жесткости, Исследования показали, что смещения дисков покрытий из профилированных настилов, плоских стальных настилов, крупноразмерных и мелкоразмерных железобетонных плит определяются сдвиговой жесткостью G А. Изгиб продольных связей по нижним поясам стропильных ферм и тормозных конструкций определяется изгибной жесткостью. Чтобы суммировать жесткости покрытий и продольных связей, необходимо перейти от жесткости покрытий на сдвиг к эквивалентной изгибной жесткости, За критерий эквивалентности принимаем равенство смещений средней опоры четырех пролетной балки, полученных при учете или только сдвиговых деформаций, или только изгибных.
В связи с этим к теплозащите кровельных покрытий предъявляются более жесткие требования. Крыши жесткой кровли тоже бывают плоскими, хотя и редко. .
bibliotekar.ru/spravochnik-78/141.htm
Конструкции перекрытия как горизонтальные диски жесткости здания
Конструкции перекрытий высотных зданий кроме своей основной функции — восприятия и передачи вертикальных нагрузок — выполняют еще существенную функцию по передаче горизонтальных нагрузок и обеспечению устойчивости отдельных элементов и всего здания, поэтому конструкции перекрытий должны выполнять следующие задачи:
— обеспечивать устойчивость сжатых элементов, например, сжатых поясов второстепенных и главных балок перекрытия;
— соединять вертикальные конструкции между собой для обеспечения устойчивости здания в целом, например, чтобы колонны и стены жесткости работали из своей плоскости, как шарнирные стойки с длиной, равной высоте этажа, т.е. с помощью жесткого диска перекрытия соединены с системой жесткости здания;
— передавать локальные горизонтальные нагрузки, например, от колонн фасада на связи жесткости (что особенно важно при больших расстояниях между вертикальными связями);
— распределять горизонтальные нагрузки, действующие на здание, на вертикальные связи пропорционально их жесткостям; при больших различиях в жесткостях вертикальных связей диск перекрытия находится в напряженном состоянии, особенно от сил сдвига.
Выполнение этих функций конструкцией перекрытия зависит от типа конструктивной системы, плиты перекрытия и последовательности проведения строительных работ, поэтому и различают состояние монтажное и эксплуатационное (окончательное).
При выполнении конструкций перекрытия из монолитного железобетона для осуществления этой функции не существует никаких проблем: конструкция перекрытия работает в горизонтальном направлении как балка-стенка, при этом вспомогательные и главные балки являются ребрами или поясами. При применении сборных железобетонных конструкций перекрытий важным является вопрос замоноличивания конструкций, т.е. соединения плит с балками и плит между собой. Это достигается за счет перестыкованной арматуры, сварки соединяемых элементов и арматуры, соединяющих элементов, и заливки швов.
Конструкции перекрытий, выполненные из стальных главных и второстепенных балок, представляют собой подобие системы, которая не в достаточной мере работает в горизонтальном направлении как диск жесткости, поэтому систему необходимо дополнить определенными элементами (диагональными связями), чтобы обеспечить полную неизменяемость и жесткость диска (рис. 6.34). В этом случае одновременно обеспечивается правильность геометрии смонтированных конструкций. Однако дополнительные стержни решетчатой конструкции нарушают однотипность конструкции; могут усложнять конструкцию плиты, размещение инженерных коммуникаций, устройство проемов и т.п. Функции диагональных связей могут быть выполнены плитами перекрытия, т.е. заменить решетчатую систему связей монолитной плитой. Если плита железобетонная — монолитная, сборная или состоящая из листа и слоя железобетона, то при определенных конструктивных решениях можно обеспечить необходимую жесткость диска перекрытия. Однако в этом случае остается нерешенным монтажное состояние. При относительно частом расположении второстепенных балочных элементов, при широких поясах второстепенных и главных балок и при их жестком взаимном соединении и небольших расстояниях между связями жесткости можно считать, что такая система способна в Монтажном состоянии выполнять функцию горизонтального диска. В других случаях функцию горизонтального диска дополняет конструкция плоских листов перекрытия (например, усиленная ребрами), если они должным образом соединены с второстепенными, главными и дополнительными балками. Более сложным вариантом является применение профилированных трапециевидных листов, которые не имеют достаточной несущей способности на сдвиг в горизонтальной плоскости, их эффективность будет зависеть от пролета, поэтому в высотных зданиях с этими листами, применяемыми для плит перекрытий, приблизительно на каждом третьем этаже выполняют горизонтальные связи жесткости. Если трапециевидные листы имеют надежное соединение со стальными балками, то такие горизонтальные связи ставятся из условия монтажа.
Диск жесткости в строительстве это
Сергиев Посад, Скобяное шоссе, д.5
Обратный звонок
Показать почту beqre@tovfc.eh Оставить заявку
- Главная
- Каталог
- ЖБИ для гражданского и индивидуального жилищного строительства
- Диафрагмы жесткости
Диафрагмы жесткости
Показать цены
Диафрагма жесткости — это элемент железобетонного здания либо сооружения, который служит для восприятия и перераспределения горизонтальных нагрузок, а также для связи остальных элементов и блоков в единое целое. Нагрузки передаются диафрагме жесткости посредством перекрытий между этажами.
ЖБИ диафрагмы жесткости здания: виды
Железобетонные диафрагмы жесткости могут быть выполнены в самой различной форме, выбор которой зависит от назначения строения и особенностей проекта. Наиболее востребованными в современном строительстве являются такие формы диафрагм жесткости как: — плоские стены; — уголки; — замкнутые сечения многоугольников; — швеллеры. ЖБИ диафрагмы жесткости могут быть изготовлены с проемами и без них, также различают плоские железобетонные изделия и диафрагмы жесткости со специальными приставками, предназначенными для перекрытий. В зависимости от толщины опирающихся на железобетонные диафрагмы жесткости плит, ЖБИ подразделяются на: — легкие – предназначенные для перекрытий толщиной 220 мм; — тяжелые – используемые в совокупности с перекрытиями толщиной 400 мм). При строительстве одноэтажных сооружений широкое применение получили железобетонные диафрагмы жесткости, представляющие собой сборные ЖБИ.
Характеристики диафрагмы жесткости
Промышленностью выпускаются диафрагмы жесткости с одной и с двумя полками, а также сплошные, с вентканалами либо дверными проемами. Их параметры регламентируются государственным стандартом ТУ 5832-019-03984346-97. Толщина сплошной диафрагмы жесткости составляет 140 мм, диафрагмы с полками имеют толщину 200 мм, причем полки привариваются в процессе монтажа здания. Помимо того, для монтажа активно используются закладные детали, осуществляющие связь диафрагм жесткости с несущими колоннами и друг с другом. Для изготовления диафрагм жесткости используется железобетон с морозостойкостью не менее F50 и отпускной прочностью не менее 70% от показателя марки бетона в летнее время и 90% — в зимнее время. Прочность бетона выбирается в зависимости от расчетных нагрузок конструкции.
Способы применения диафрагм жесткости
Диафрагмы жесткости незаменимы при строительстве многоэтажных зданий из сборных железобетонных блоков и монолитного железобетона, а также при возведении зданий сборно-монолитным способом. Обычно они предназначаются для эксплуатации в неагрессивной газовой среде (обычный воздух) либо слабоагрессивных средах. В том случае, когда химическая агрессивность газовой среды может достигать среднего показателя, для изготовления диафрагм жесткости используется бетон с соответствующими добавками, нейтрализующими влияние среды. Это обстоятельство обязательно должно найти отражение в проектной документации здания или сооружения, согласно СНиП II-28-73. На практике наиболее часто диафрагмами жесткости в проекте являются лестничные клетки, лифтовые шахты и наиболее соответствующие своей несущей роли участки стен. Можно сказать, что эти элементы служат своеобразным позвоночником или опорным столбом здания, придающим конструкции достаточную жесткость для сопротивления ветровым и другим нагрузкам горизонтальной направленности.
Маркировка диафрагм жесткости
В отечественной строительной промышленности принята следующая маркировка для диафрагм жесткости: Д — сплошная 1Д — однополочная 2Д — двуполочная ДП — с проемом После указания конфигурации в маркировке присутствуют два числа, разделенные точкой. Первое число указывает длину диафрагмы (в дециметрах), второе — высоту диафрагмы. Пример: 2Д 26.20 — двуполочная диафрагма жесткости, имеющая длину 26 дм и высоту 20 дм.
Приобретение и доставка диафрагм жесткости
Мы предлагаем купить железобетонные дифрагмы жесткости с доставкой по Москве и Московской области автомобильным транспортом, а также жби диафрагмы жесткости с доставкой по России железнодорожным транспортом по наилучшей цене.
диафрагмы жесткости купить без переплаты по ценам ниже завода с доставкой