39511

Служебно-представительское здание в монолитном каркасе, расположенное в сейсмически активной зоне

Дипломная

Архитектура, проектирование и строительство

Подбор сечения арматуры. Расчет поперечной арматуры. Стык осуществляемый путей сварки выпусков арматуры и укладки бетона в зоне соединения [4. Основные расчетные формулы Принимаем Полная высота плиты h=h0a=457514=5975 мм где а=10d 2=108 2=14 мм 10 мм – защитный слой d=8 мм – предполагаемый диаметр рабочей продольной арматуры Принимаем толщину плиты 100 мм.

Русский

2013-10-05

1.37 MB

8 чел.

Министерство образования Республики Беларусь

БГПА

Факультет:      строительный

Кафедра:      "Железобетонные и каменные

      конструкции"

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Расчетно-пояснительная записка

Тема дипломного проекта: Служебно-представительское здание в монолитном каркасе, расположенное в сейсмически активной зоне.

Заведующий кафедрой:     Пецольд Т.М.

Исполнитель:      студент Эль Ходер М.

       гр. 112106

Руководитель:      Босовец Ф.П.

Консультанты:

по архитектурной части:    Шипица В.И.

по конструктивной части:    Шипица В.И.

по технологической части:    Горячева И.А.

по экономике строительства:    Иванова П.П.

по технике безопасности и

противопожарной технике:    Углик Н.М.

Минск

2001

[1] Введение.

[2] 1. Архитектурно-конструктивное и объемно-планировочное решение

[3] 2. Расчет и проектирование конструкции.

[3.1] 2.1. Расчет конструкций монолитного ребристого перекрытия.

[3.1.1] 2.1.1. Расчет неразрезной плиты.

[3.1.2] 2.1.2. Расчетные пролеты плиты

[3.1.3] 2.1.4. Определение высоты сечения плиты

[3.1.4] 2.1.5. Подбор сечения арматуры.

[3.1.5] 2.1.6. Конструирование плиты.

[3.1.6] 2.1.7. Расчет второстепенной балки.

[3.1.7] 2.1.7. Расчет поперечной арматуры.

[3.2] 2.2. Расчёт и конструирование монолитной железобетонной колонны

[3.2.1] 2.2.1. Сбор нагрузок на колонну

[3.2.2] 2.2.2. Расчёт сечения колонны

[3.3] 2.3. Расчёт монолитного фундамента.

[3.4] 2.4. Расчет стены подвала

[3.5] 2.5. Расчет внецентренно-нагруженной железобетонной стены

[3.6] 2.6. Расчет сборных железобетонных колонн первого этажа

[3.7] 2.7. Расчёт сечения колонны

[4] 3. Научно-исследовательская часть

[4.1] 3.1. Введение

[4.2] 3.2. Основные требования, предъявляемые к конструкции стыков сборных железобетонных колонн.

[4.2.1] 3.2.1. Надежность стыка и равнопрочность с колонной.

[4.2.2] 3.2.2. Простота и технологичность монтажа

[4.3] 3.3. Применяемые в настоящее время типы стыков сборных железобетонных колонн и особенности их монтажа

[4.3.1] 3.3.1. Стык, осуществляемый путей сварки выпусков арматуры и укладки бетона в зоне соединения

[4.3.2] 3.3.2. Стык с металлическими оголовниками, привариваемыми к продольной арматуре.

[4.3.3] 3.3.3. Сферические стыки

[4.4] 3.4. Новые решения стыков колонн

[4.4.1] 3.4.1. Стык под большие нагрузки

[4.4.2] 3.4.2. Клеевые стыки колон

[4.5] 3.5. Сравнение технико-экономических показателей различных решений стыков колонн

[4.6] 3.6. Расчет стыка

[4.7] 3.7. Заключение

[5] 4. Технология строительства

[5.1] 4.1. Технологическая карта на устройство монолитного ребристого железобетонного перекрытия.

[5.2] 4.2. Организация и технология строительного    производства

[5.3] 4.3. Контроль качества.

[5.4] 4.4. Указания по технике безопасности.

[6] 5. Экономика

[6.1] Технико-экономические показатели конструктивных решений

[7] 6. Охрана труда

[7.1] 6.1. Бетонные и железобетонные работы.

[7.2] 6.2. Оценка огнестойкости строительных конструкций по номограммам.

[8] 7. Используемая литература


Введение.

Железобетонные конструкции являются базой современной строительной индустрии. Их применяют в промышленности, гражданском и сельскохозяйственном строительстве – для зданий различного назначения; в транспортном строительстве для метрополитенов, мостов, тунелей и т.д. Такое широкое широкое распростанение в строительстве железобетон получил вследствии его положительных качеств: долговечности, огнестойкости, стойкости против атмосферных воздействий, высокой сопротивляемости статическими и динамическими нагрузками, малых эксплуатационных расходов на содержание  зданий и сооружений и др.

В настоящее время сборные железобетонные конструкции в наибольшей степени отвечают требованиям индустриализации строительства, хотя следует отметить, что и монолитный бетон с каждым годом получает все большее признание.

Основным направлением экономического и социального развития РБ является задача капитального строительства, которая заключается в создании и ускоренном обновлении основных фондов народного хозяйства, предназначенных для развития общественного производства на основе научно-технического прогресса.

Основным направлением НТП в области строительства являются:

1. Концентрация предприятий в составе промышленных узлов, в которых предусматривается комплексная переработка сырья без создания отвальных зон. Подобное размещение предприятий в составе промышленных узлов, обеспечивает снижение сметной стоимости строительства в размере 4% и более.

2. Создание в малых городах предприятий относительно небольшой мощности, в том числе в виде филиалов и цехов крупных заводов.

3. Эффективное использование территории при строительстве путем увеличения этажности зданий, комплексного использования подземного пространства в промышленном строительстве, расположение основных производственных помещений в одном здании и переход к строительству предприятий по принципу "корпус-завод".

4. Создание индустриальных строительных систем, т.е. переход от изготовления отдельных видов изделий к изготовлению быстромонтируемых укрепленных и комплексно-балочных элементов зданий и сооружений, включающих элементы инженерного и технологического оборудования. Это создает условия для массового внедрения принципов поточного строительства.

В области строительного проектирования снижение мощности строительства, уменьшение его продолжительности за счет  высокой технологичности, конструктивных решений зданий и сооружений, внедрение  прогрессивных изделий и материалов, укрупненных монтажных блоков, конструкций высокой заводской готовности и передовых методов организации строительства.

6. При разработке проектов необходимо учитывать и обеспечивать высокий уровень архитектурных и градостроительных решений, предусматривать улучшение условий труда и быта работающих. В промышленном строительстве перспективным является создание большепролетных зданий с укрупненной сеткой колонн и крупноразмерными ограждающими конструкциями, при унификации объемно-планировочных решений и применении типовых конструкций.


1. Архитектурно-конструктивное и объемно-планировочное решение

Здание представляет собой прямоугольник в плане с размерами между разбивочными стенами 15000х30000 мм. По высоте в здании предусмотрено два подземных этажа с чердачным помещением. Высота этажей принята 3300 мм, высота подвала 3000 мм. В здании предусмотрена лестничная клетка размером 3000х6000 мм. Вход в подвал осуществляется через наружную лестницу, расположенную у оси 1-1.

В представительном здании предусмотрено два парадных и два служебных входа. Освещение помещений осуществляется через оконные проемы. В центре здания на первом этаже предусмотрен большой приемный зал площадью 88,6 м2, аванзал площадью 45,8 м2, вестибюль 36,1 м2 и гостинная-визитная 28,4 м. Приемный зал выполнен высотой 6000 мм. На втором этаже предусмотрены рабочие кабинеты, спальные и гостиные помещения и комната спортивных занятий.

Ванные и туалетные помещения предусмотрены как на первом, так и на втором этажах.

В конструктивном отношении здание до отметки  выполнено из монолитного железобетона, а выше из сборного связевого каркаса включающего в себя сборные железобетонные колонны и ригели. Перекрытие над подвалом представляет собой монолитную железобетонную плиту, утолщенную под главным и второстепенным балконом. Опорами главных балок являются монолитные железобетонные колонны  подвала. Стены подвала изготовлены из монолитного железобетона толщиной 200 мм с обмазочной вертикальной гидроизоляцией.

Перекрытиями над I и II этажами служат сборные многопустотные настилы размером 12000х6000 мм, колонны соединяются по высоте здания с использованием безметальных стыков с подрезкой бетона по углам сечений и ванной сваркой выпусков арматурных стержней в подрезках. Такая конструктивная схема дает возможность зданию противостоять сейсмическим воздействиям.

Наружные и внутренние несущие стены выполнены из кирпича КП-У 100/25 ГОСТ 530 на кладочном растворе марки "75". Цокольная часть наружных стен выполняется с облицовкой со стороны улиц полнотелым кирпичом К-1/100/35 ГОСТ 530 пластического прессования толщиной 130 мм. Облицовка входит в конструктивную толщину стен. Кладку перегородок толщиной 120 мм выполнять с горизонтальным армированием через 4 ряда кладки. Перемычки изготавливать сборными железобетонными. На каждом этаже в наружных и внутренних стенах предусматриваются железобетонные пояса.

С наружной стороны на стены навешивается изовер толщиной 50 мм и по нему выполняется штукатурка "Alsecco" толщиной 5 см.

Фундаменты под монолитными железобетонными плитами столбчатые, под стенами ленточные.

Несущими элементами чердачного пространства являются стропильная система состоящая из стоек распоров и рыгелей выполненных из пиломатериалом хвойных пород дерева. Строительные ноги приняты сечением 100х150 мм ГОСТ 8486-86Е по которым уложен настил из досок толщиной 20 мм (ГОСТ 8486-86Е). Обрешетка принята из брусков сечением 100х32 мм, кровлей служит металлочерепица фирмы Rannila, рисунок типа "Monterrey".


2. Расчет и проектирование конструкции.

2.1. Расчет конструкций монолитного ребристого перекрытия.

Разбивка сетки колонн и компоновка монолитного перекрытия.

 

Рис.1. Расположение главных и второстепенных балок монолитного ж/б перекрытия на плане.

2.1.1. Расчет неразрезной плиты.

Сбор нагрузок на 1 м2 плиты.

Таблица 1.

п/п

Наименование нагрузки

Нормативное значение, кПa

f

Расчетное значение, кПa

1.

2.

3.

4.

           Постоянная

Мраморная плитка

 =20мм (=2800 кг/м3)

цементная стяжка

=20мм (=2000 кг/м3)

шлаковой слой

=30мм (=1000 кг/м3)

плита перекрытия

=100мм (=2500 кг/м3)

0,56

0,4

0,3

2,5

1,1

1,3

1,2

1,1

0,616

0,52

0,36

2,75

ИТОГО:

 

g=4.246

1.

полезная

кратковременная

4,0

1,3

5,2

ИТОГО  

P=5,2

всего 7,76

9,446

2.1.2. Расчетные пролеты плиты

Рис.2. К определению расчетных пролетов

Предварительное назначение размеров сечений элементов перекрытия.

принимаем 400 мм.

, принимаем 200 мм.

принимаем 600 мм.

, принимаем 300 мм.

Рис. 3. Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил для полос I и II.

I полоса

II полоса

2.1.4. Определение высоты сечения плиты

Исходные данные:

бетон В15: Rb=0,9*8,5=7,65 МПа   Rbf=0,75*0,9=0,675 МПа

Рис. 4. Расчетная схема усилий.

Основные расчетные формулы

Принимаем

Полная высота плиты h=h0+a=45,75+14=59,75 мм,

где а=10+d/2=10+8/2=14 мм

(10 мм – защитный слой, d=8 мм – предполагаемый диаметр рабочей продольной арматуры)

Принимаем толщину плиты 100 мм.

Постановка поперечной арматуры не требуется.

2.1.5. Подбор сечения арматуры.

Исходные данные:

Армирование – сварные плоские сети. Класс арматуры – А I

Полоса I

а) М1=2,226 кНм

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона

Условие выполняется.

Требуемая площадь арматуры по моменту М1:

б)  М2=1,749 кНм

в) М3=0,997 кНм

Полоса II

б)  М2=1,749 кНм

в) М3=0,997 кНм

Полоса I

Полоса II

Рис.5. Площадь арматуры, требуемая по расчету.

2.1.6. Конструирование плиты.

Армирование производим отдельными стержнями сваринни сетками (рабочая арматура из класса А–II, распределительная–Вр–I)

Рис.6. К конструированию плиты.

Запроектированная арматура плиты показана в графической плоскости КП.

2.1.7. Расчет второстепенной балки.

Постоянная равномерно-распределенная нагрузка на балку с учетом собственного веса ребра балки:

Таблица 2.

п/п

Наименование нагрузки

Нормативное значение, кПa

f

Расчетное значение, кПa

1.

2.

3.

4.

5.

           Постоянная

Мраморная плитка

 =20мм (=2800 кг/м3) (0,02*28*1,5)

цементная стяжка

=20мм (=2000 кг/м3)

(0,02*20*1,5)

шлаковой слой

=30мм (=1000 кг/м3)

(0,03*10*1,5)

Собственная масса плиты перекрытия

=100мм (=2500 кг/м3)

(0,1*25*1,5)

Собственная масса ребра

(0,4-0,1)*0,2*2,5

0,84

0,6

0,45

3,75

1,5

1,1

1,3

1,2

1,1

1,1

0,924

0,78

0,54

4,125

1,65

ИТОГО:

 

g=8,019

1.

полезная

кратковременная 4*1,5

6,0

1,3

7,8

ИТОГО  

P=7,8

всего  

15,819

При ширине главной балки bг.б.=300 мм расчетные пролеты второстепенной балки:

а) в крайнем пролете  

б) в среднем пролете  

Значение коэффициентов принимаем по отношению .

Полная нагрузка q=P+G=7,8+8,019=15,819 kH

Определение изгибающих моментов в различных сечениях второстепенной балки

Таблица 3.

№ пролета

№ точек

Доля пролета

, кНм

М, мНм

+

-

+M

-M

1

2

3

4

5

6

7

8

I

1

2

max

3

4

5

0,065

0,09

0,091

0,075

0,02

-

-

-

-

-

-

0,0715

15,8196,1252=593,46

38,6

53,4

54,0

44,6

11,90

42,5


1

2

3

4

5

6

7

8

II

5

6

7

max

8

9

10

0,018

0,058

0,0625

0,058

0,018

0,0715

0,020

+0,007

+0,009

0,014

0,0625

15,819.5,72=513,96

9,3

29,8

32,2

29,8

9,3

42,5

10,3

+3,6

+4,6

7,2

32,2

III

10

11

12

max

13

14

15

0,018

0,058

0,0625

0,058

0,018

0,0625

0,013

+0,013

+0,013

0,013

0,0625

15,819.5,72=513,96

9,3

29,8

32,2

29,8

9,3

32,2

6,7

+6,7

+6,7

6,7

32,2

Величина перерезывающих сил у граней опор:

кН

кН

кН

Окончательно огибающие эпюр моментов и перерезывающих сил приведены на рис.9.

Рис.8. Огибающие эпюр моментов и перерезывающих сил.

Отношение , х=0,26,125=1225

Определение размеров сечения второстепенной балки.

Исходные данные: Мb=42,5кНм, Q=58,2кН, Rb=7,65МПа.

Назначаем ширину ребра b=200 мм.

 

Полезная высота сечения балки

Полная высота балки

h=h0+a=304+50=354 мм, принимаем h=400 мм.

Отношение находится в рекомендуемых пределах (0,4…0,5). Принимаем b=200 мм, h=400 мм, h0=400-50=350 мм.

Подбор сечения арматуры.

Исходные данные:

М1=54,0 кНм (1-й пролет), b=200 мм, h0=400-35=365мм. (Предполагаем, что арматура расположена в один ряд).

; , где

а) мм

б) мм

в)

В расчетную ширину полки  ввлдится минимальное значение

мм

Арматура из стали класса А– II

(6..8 мм)

Полка находится в сжатой зоне

Граница сжатой зоны в полке.

Расчет производится как для прямоугольного сечения шириной .

v=0,805

Требуемая площадь продольной арматуры

На опоре В:

Мb=42,5 кНм, b=200 мм, h0=365 мм.

Во 2-м пролете:

М2=32,2 кНм, =1700 мм, h0=365 мм.

На опоре С:

Рис.9. Требуемая по расчету площадь опоры.

2.1.7. Расчет поперечной арматуры.

Исходные данные:

Бетон класса В15: Rbf=0,675МПа, Rb=7,65МПа

Требуется постановка поперечной арматуры по расчету.

Принимаем

, т.к. полка расположена в растянутой зоне.

 

и не более 150мм.

Принимаем s=150мм.

Н/мм

Принимаем

Постановка отгибов не требуется.

Прочность по сжатому бетону между наклонными трещинами обеспечена, так как

где

Назначение количества и диаметров продольной рабочей арматуры.

 

Рис.10. Схема армирования второстепенной балки.

Определение ординат эпюры материалов.

2.2. Расчёт и конструирование монолитной железобетонной колонны

Под действием вертикальной нагрузки на здание от покрытия и перекрытий в колоннах возникают продольные силы и изгибающие моменты от неравномерного распределения полезной нагрузки.

В учебных целях допускается расчёт колонны как центральнол сжатого элемента квадратного сечения с симметричной арматурой со случайным эксцентриситетом.

2.2.1. Сбор нагрузок на колонну

Нагрузки на колонну складываются из постоянной (от собственной массы колонны, конструкций покрытия и перекрытий) и временной (снеговой и полезной) нагрузки. Нагрузка на колонну передаётся с грузовой площади

A= (l/2+l/2)* (l/2+l/2)=6*6=36м2

Сбор нагрузок приведен в таблице 3.

Таблица 3.

NN

п/п

Наименование нагрузки

Нормативная

qn, кН/м2

γf

Расчётная

qр, кН/м2

1

2

3

4

5

Покрытие

1

Постоянная

От металлочерепицы

(δ=0,5 мм, 1м2=5кг)

0,05

1,05

0,053

От массы деревяных брусков

(b*h=50*50мм, ρ=500кг/м3 )

0,0375

1,1

0,041

От сплошного дошатого настила,

(δ=25 мм, 0,25*1,0)

0,125

1,1

0,1375

От стропильной ноги,

(b*h=70*150мм, ρ=100кг/м3)

0,105

1,1

0,1155

Итого

0,3175

0,347

1

2

3

4

5

2

Временная

снеговая

краткавременная

0,7

0,7

1,4

1,4

0,98

0,98

Всего от покрытия

1,0175

1,327

Междуэтажное перекрытие

3

Постоянная

От мраморной плитки

=20мм(=2800 кг/м3)

0,56

1,1

0,616

От цементной-стяжки

=20мм (=2000 кг/м3)

0,4

1,3

0,52

От слоя шлака

=30мм (=1000 кг/м3)

0,3

1,2

0,36

От плиты перекрытия

=100мм (=2500 кг/м3)

2,5

    1,1

 2,75

От ребра второстепенной балки

=300мм (=2500 кг/м3)

0,3*,2*2,5

1,5

    1,1

 1,65

От ребра главной балки

(0,6-0,4)*0,3*2,5

1,5

   1,1

1,65

Итого

6,76

7,546

Временная

4

Полезная  длительная

В т.ч.краткавременная

2,5

1,5

1,2

1,2

3,0

1,8

Всего от перекрытия

10,76

12,346

От чердачного перекрытия

5

Постоянная

От цементной-стяжки

=20мм (=2000 кг/м3)

0,4

1,3

0,52

Шлак(теплоизолационой слой

=100мм (=1000 кг/м3)

1,0

1,3

1,3

Пароизолация(слой руберойд)

0,05

1,3

0,065

Выравнивающие слой из цементной печеного раствора

=30мм (=2200 кг/м3)

0,66

1,3

 0,858

1

2

3

4

5

От плиты перекрытия

=100мм (=2500 кг/м3)

2,5

 1,1

 2,75

От ребра второстепенной балки

=300мм (=2500 кг/м3)

0,3*,2*2,5

1,5

 1,1

 1,65

От ребра главной балки

(0,6-0,4)*0,3*2,5

1,5

1.1

 1,65

Итого

7,61

8,793

Временная

6

Полезная длительная

0,7

1,2

0,84

Всего от    чердачного перекрытия

8,31

9,633

Схема передачи нагрузки на колонну подвала 

Полная нагрузка на колонну подвала

N =Nld + Nsh + Nс.в.

N=1283,472+164,88+22,275=1470,627 кН

Длительная нагрузка на колонну подвала

Nld =

Nld =1,327*36+2*12,346*36+9,633*36=1283,472 kH

Кратковременная нагрузка на колонну подвала

Nsh =

Nsh = 0,98*36+2*1,8*36=164,88кН

Где Nс.в. – собственный вес колонны, кН

2.2.2. Расчёт сечения колонны

Рассчитаем колонну как центрально сжатый элемент квадратного сечения с симметричной арматурой со случайным эксцентриситетом. Это допускается для колонны прямоугольного сечения с симметричной арматурой класса А-I,II,III при l0<20*h и случайным эксцентриситетом e0 <h/30.

Исходные данные:

Сечение колонни b*h=300*300мм

Бетон класса В20

Rb =11,5. МПа 

арматура А-III, Rsc=365Мпа

(b 2 = 0.9)

Вычислин отношение

Расчётная длина колонны защемленной в фундаменте

l0 = 0,7*H1= 0,7(3+0,15)=2,205м

Гибкость колонни

Заданная процентом армирования %

По табл. 2.15[3] при  и

принимаем φb=0,913,

Общий коэффициент

Из условия равновесия найдем площадь сжатой арматуры

, отсюда

 мм2

Принимаем 425 с Аs=1963 мм2.

Шаг поперечни стержней ,S=(15–20)d=15*25=350мм

Получаемое значеие входит оптимальный диапозон , и отличается от первоначального =1,5% менее 50%. Поэтому пересчет не требуется.

2.3. Расчёт монолитного фундамента.

Исходные данные:

Бетон класса В15

Rb =8,5 Мпа, Rbf =0,75 Мпа

Для песков средней плотности R0=0,3Мпа, средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах  кН/м3. Глубины заложения фундамента Н=1,05 м.

Арматура А-III, Rcs=365 Мпа.

Расчетная нагрузка на фундамент от колонны 1-го этажа N=1470,62 кН.

Определим нормативную нагрузку на фундамент

где γf  =1,15 – средний коэффициент надёжности по нагрузке

Требуемая площадь фундамента

где γmf=20кН/м3 – средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах

Размеры стороны квадратного в плане фундамента

Принимаем размер подошвы фундамента 2,4x2,4м  (кратно 300 мм).

Аf=5,76 м2

Определим высоту фундамента.

1. Из условий продавления при действии расчетной нагрузки.

м

где кН

напряжение в основании фундамента от расчетной нагрузки

Rbf =0,75 Мпа – расчетное сопротивление бетона растяжению.

Полная минимальная высота фундамента

Нf,min=h0+a=48+5=53 см.

2. Из условий анкеровки арматуры

Нf=30+5=302,5+5=80 см.

Принимаем высоту фундамента Н=90 см.

Число ступеней 3.

Рис.11.Схема армирования фундамент

Проверим соответствие рабочей высоты нижней ступени фундамента

h0,3=25 см условию прочности по поперечной силе на 1м ширины

Минимальное поперечное усилие, воспринимаемое бетоном

Т.к. , то условие прочности удовлетворяется.

Расчетаем нижнюю арматуру фундамента на изгибающий момент по сечениям I-I, II-II, III-III.

Требуемая площадь арматуры в одном направлении

Принимаем сетку из арматуры 8 класса А-III с ячейкой 200х200, As=604мм2.

2.4. Расчет стены подвала

Для удобства расчета временную нормативную нагрузку на поверхности  земли заменяем добавочным эквивалентным слоем грунта высостой Hred, м

F – нормативная нагрузка на поверхности.

– объемная масса грунта

Эпюра бокового давлений грунта на 1 м.п. стены подвала представляет собой трапецию с верхней и нижней ординатами g1 и g2.

.

f1 – коэффицент надежности по нагрузке на поверхности земли f1=1,3.

f2 – коэффицент надежности по нагрузке для объемной массы грунта f2=1,2.

– расчетный угол внутренного грунта

Момент в стене подвала от бокого давления грунта

H1 – расчетная высота стены подвала.

X – растояние от верха стены подвала до рассматриваемого сечения.

При Х=0.

Если боковое давление приложено по всей высоте стены подвала, то приближенно можно считать что максимальное значение Мх будет на расстоянии Х=0,6Н1.

Мmax.=(0,05g1+0,064g2)=0,05*4,4+0,064*22)*2,92=13,7Kн.м.

N1=Nкол.+Nс.в.=245,10+6,06=251,16Кн.

Nкол=1/6*1470,627=245,1Кн.

Nс.в=2*3*1,0*1,8*1,1*0,51=6,06Кн.

N2= Кн

N3=2,5*1,0*0,2*1,8=0,9 Кн

Где

N1–нагрузка, действующая на стену

Nс.в–собственныи вес стены

N2–нагрузка от перекрытий

N3– собственый вес стены

M1=N1e1=251,160,155=38,93 kHм

M2=N2e2=37,040,06=2,3 kHм

Где е1, е2 – эксцентриситет, е1=25,5-10=15,5 см, е2=20,0/2-12/3=6 см

kHм

kHм

Найдем сумму всех моментов

 kHм

Наудем сумму все сил

 kH

Общий эксцентриситет

2.5. Расчет внецентренно-нагруженной железобетонной стены

Принимаем бетон марки Б20, Rb=11,5, b2=0,9

Сечение стены bxh=100x20см, см, h0=h-a=20-2,5=17,5 см

Расчептная длина

l0=0,7H=0,73=210см

1) Мmax=36,364 кНм, N=289,1кН

Мдл=0,87Мmax=31,63кНм; Nдл=0,87289,1=251,517кН

Гибкость

см

Находим начальный эксцентриситет

Случайный эксцентриситет

см

принимаем

Условная критическая сила

см4

кНм

кН

кН

Момент инерции арматуры

см

Тогда сечение сжатой арматуры назначаем из конструктивных требований

принимаем 510 А-III, As=3,95см2

Находим площадь растянутой арматуры

принимаем 516 А-III, с Аs=1045мм2

что близко к предварительному. Поэтому уточненный расчет можно не производить.

2.6. Расчет сборных железобетонных колонн первого этажа

Полная нагрузка на колонну первого этажа

N =Nld + Nsh + Nс.в.

N=839,016+100,08+14,855=953,946 кН

Длительная нагрузка на колонну первого этажа

Nld =

Nld =1,327*36+12,346*36+9,633*36=839,016 kH

Кратковременная нагрузка на колонну первого этажа

Nsh =

Nsh = 0,98*36+1,8*36=100,08кН

Где Nс.в. – собственный вес колонны, кН

2.7. Расчёт сечения колонны

Рассчитаем колонну как центрально сжатый элемент квадратного сечения с симметричной арматурой со случайным эксцентриситетом. Это допускается для колонны прямоугольного сечения с симметричной арматурой класса А-I,II,III при l0<20*h и случайным эксцентриситетом e0 <h/30.

Исходные данные:

Сечение колонни b*h=300*300мм

Бетон класса В15

Rb =8,5. МПа 

арматура А-III, Rsc=365Мпа

(b 2 = 0.9)

Вычислин отношение

Расчётная длина колонны защемленной в фундаменте

l0 = H1= 3м

Гибкость колонни

Заданная процентом армирования %

По табл. 2.15[3] при  и

принимаем φb=0,899,

Общий коэффициент

Из условия равновесия найдем площадь сжатой арматуры

, отсюда

 мм2

Принимаем 418 с Аs=1018 мм2.

Шаг поперечни стержней ,S=(1520)d=20·18=350мм

Получаемое значеие входит оптимальный диапозон , и отличается от первоначального =1,5% менее 50%. Поэтому пересчет не требуется.


3. Научно-исследовательская часть

3.1. Введение

Стык колонн является одним из наиболее ответственных узлов в сборном железобетонном каркасе. При решении его необходимо в первую очередь учитывать опыт проектирования и применения различных типов стыков сборных железобетонных колонн, накопленный в нашей стране и за рубежом. В связи с этим большое значение имеет обобщение этого опыта и критический анализ различных предложений. К сожалению, в технической литературе до сих пор нет обобщенной информации о стыках колонн.

Выполненная нами работа в какой-то мере восполняет этот пробел. При составлении настоящего обзора проанализированы типовые решения, предложения различных авторов и организаций (НИИЖБ, ЦНИИЭП  торгово-бытовых зданий, Минскспроекта-1, Минскпроекта), а также учтен зарубежный опыт. Кроме того, приведены некоторые результаты исследования прочности и деформативноcти стыков сборных железобетонных колонн, выполненные ранее в НИИЖБ Госстроя СССР и других организациях.

3.2. Основные требования, предъявляемые к конструкции стыков сборных железобетонных колонн.

К стыкам сборных железобетонных колонн предъявляют следующие   требования:

1.1. Возможность обеспечения непосредственной и простой передачи продольной силы N от верхней колонны к нижней. В рамных каркасах кроме того должна быть обеспечена передача изгибающего момента М   и перерезыващих сил  и Q.

При стыковании колон усилия от верхней колонны к нижней обычно передаются через стальные закладные детали, стыкуемую арматуру и через бетонные поверхности стыкуемых элементов. При этом стыки, воспринимающие растягивающие усилия во СНиП П-21-75 рекомендуется    ' выполнять одним из следующих способов:

  1.  сваркой стальных закладных деталей
  2.   сваркой выпусков арматуры.

3.2.1. Надежность стыка и равнопрочность с колонной.

Согласно действующим нормам проектирования железобетонных конструкций  при стыковании сжатых элементов с обрывом рабочей арматуры в месте стыка, концы стыкуемых элементов должны усилиться косвенных армированием в виде сеток, расчет которых должен производиться из условия восприятия усилия несколько большего несущей способности ствола колонны, т.е. из условия:

где Rb - расчетное сопротивление бетона сжатию (призменная прочность);

Rsc – расчетное сопротивление сжатию продольной арматуры колонны;

– расчетное сопротивление растяжению стержней сеток косвенного армирования;

– расчетное сопротивление сжатию стыкуемых стержней;

Аb  площадь сжатого бетона;

As – площадь продольной арматуры;

Aef – площадь сечения бетона у заключенного внутри контура сеток, считая но крайним стержням;

– коэффициент продольного изгиба, принимаемый по табл. IV.1 В.Н. Байков "ЖЕлезобетонные конструкции", и зависит от .

– коэффициент косвенного армирования, определяемый по формуле:

, где

– площадь бетона, заключенная внутри контура сеток;

n1 – количество коротких стержней;

n2 – количество длинных стержней;

l1,  l2 – длина стержней;

S – расстояние между сетками.

Влияние косвенной арматуры рассматривается как повышение прочности бетона. Признанная прочность бетона усиленного косвенной арматурой, называется приведенной призменной прочностью и обозначается

где  - коэффициент эффективности косвенного армирования;

- коэффициент условия работы конструкции.

Согласно СНиП 2.03.01-84* сварные сетки косвенного армирования должны устанавливаться у торца элемента в количестве не менее 4-х штук; при наличии продольной арматуры она должна проходить внутри контура сварных сеток, которые располагаются на длине (считая от торца) не менее 20d, если продольная арматура выполняется из гладких стержней и не менее 10 d, если она выполняется из стержней периодичного профиля (где  d - диаметр стержня). Первая сетка должна располагаться на расстоянии от торца не более толщины защитного слоя бетона, т.е. 20-15 мм.

3.2.2. Простота и технологичность монтажа

Конструкция стыка должна обеспечивать возможность быстрого в  устойчивого закрепления монтируемых колонн в рабочем положении и освобождение их от монтажных стропов. Кроме того, стык должен обладать малой чувствительностью к неточностям, возникающим при изготовлении сборных колонн и при их монтаже.

3.2.3. Экономичность стыка, которая достигается обычно уменьшением расхода стали на закладные детали и трудовых затрат на изготовление закладных деталей и монтажную сварку.

Обзор литературы показал, что требования к стыкая повышаются по мере увеличения прочности бетона и процента армирования колонн.     Следует отметить также, что еще мало изучены вопросы проектирования соединений сборных железобетонных конструкций из высокопрочных бетонов марок 600, 700 и 800. В тоже время имеются данные, показывающие, что концентрация напряжений в элементах из высокопрочных бетонов более опасна, нем из обычного бетона. В связи с этим на кафедре строительных конструкций БГПА начаты специальные исследования стыков колонн из высокопрочного бетона. Пока рассмотрим существуйте решения стыков колона из обычного бетона марок 200-500.

3.3. Применяемые в настоящее время типы стыков сборных железобетонных колонн и особенности их монтажа

3.3.1. Стык, осуществляемый путей сварки выпусков арматуры и укладки бетона в зоне соединения

В новых выпусках типовых изделий гражданских зданий связевого каркаса серии ИИ-04 с сеткой колонн 6х6; 6х4,5; 6х5 m; утвержденных Госстроем СССР в 1973 году, а также в новой серии связевого каркаса - серии 1.220 с сеткой колонн 6х12 м, утвержденной в 1975 году – стыки колон по высоте приняты "безметальными", разработанные лабораторией железобетона НИИЖБ Госстроя СССР (проф., доктором техн. наук Васильевым А.П. и канд. техн. наук Матковым Н.Г.) совместно с Моспроектом-1 (Н.И.Трифаяов, Л.Лирмунилов), Латгипрогорстроем (Рига) и др. организациями. Конструкция безметальных стыков представлена на рис. 1. Такие стыки осуществляются путем ванной сварки выпусков арматуры и укладки бетона в зоне соединения. Торцы колонн при этом запроектированы с подрезкой бетона (в плане и по высоте) для выпуска стержней арматуры и размещения съемных форм при сварке. Кроме того, в нижнем торце верхней колонны имеется плоская бетонная центрирующая площадка диаметром 120 мм, выступающая на 20 мм, предназначенная дня  передачи нагрузки в монтажном состоянии, а также для образования зазора между торцами колонн, с целью обеспечения возможности поворота колонны при выверке и сварке арматуры. Следует особо отметить, что косвенное армирование в "безметальных" типах стыков сжатых железобетонных элементов является мероприятием, компенсирующим ослабление сжатого остова и обрыв сжатых продольных стержней. На рис. 2 показан график, характеризующий работу сеток косвенного армирования /8/.

Сварные сетки косвенного армирования в стыках колонн выполняются как правило из стали классов А-П и А-III диаметром 6-12 мм в размерами ячеек 60 -100 мм и с шагом S:

40 мм  S  1/4b

где b – меньший размер сечения колонны.

На участке подрезки должно быть установлено не менее 2-х сеток. Первая сетка должна находиться на расстоянии от торца колонн не более защитного слоя батона (15-20 мм). Коэффициент насыщения торцевой части колонны косвенной арматурой  должен находиться в пределах  3-7%. По исследованиям Н.Г.Маткова косвенное армирование более 7% становится не эффективным, т.к. возникают трудности с укладкой бетона и ухудшается сцепление сварных веток с бетоном. Это хорошо видно на графике рис. 5, заимствованного из экспериментальной работы Н.Г.Маткова и других, где показано изменение произведения коэффициента эффективности косвенного армирования К на процент косвенного армирования .

Монтаж сопрягаемых элементов колонн начинается во срезки концов выпусков стержневой арматуры. Срезка производится кислородным резаком под углом 10-150 к горизонтали для нижних стержней и 45-500 для верхних. Межторцевой зазор в стыкуемых стержнях должен находиться в пределах 5-10 мм. Ванную сварку допускается выполнять при несоосности стержней не более 0,05d, перелома осей в стыке под углом не более 30 и после окончательной выверки колонн с помощью специальных струбцин. При этом бетон зоны стыка рекомендуется тщательно изолировать от нагрева влажным листовым асбестом с тем, чтобы ее допускать перегрева бетона. Ответственной операцией в монтаже стыков колонн является также замоноличивание. Качество зачеканки шва между торцами колонн и замоноличивания зоны подрезов в стыке в большой мере определяет его надежность в эксплуатации. Торцы колонн, центрирующие прокладки, арматурные выпуски в зоне стыков необходимо тщательно очищать от затеков бетона, загрязнений, ржавчины, снега, наледи и прочего металлическими щетками или компрессорами. Швы между торцами колонн тщательно зачеканиваются жестким раствором состава 1:3 (по весу). С В/ц 0,25. Замоноличевание зоны подрезок производится очень подвижной бетонной смесью с осадкой конуса 8-10 см, подаваемой растворонасосом в специальную пресс-форму, надетую на колонну. Бетон замоноличивания подрезок имеет прочность 200-300 кг/см2 и в расчете, как правило, не учитывается. Сечение в стыке колонн принимается ослабленным подрезкой,  но с учетом косвенного армирования концов колонны и с учетом работы продольной арматуры, расположенной в подрезках.

Выполненные в течение ряда лет в НИИЖБ исследования показали достаточную прочность, жесткость и трещиностойкость рассматриваемых безметальных стыков колонн из бетона марки 200-500. Однако, учитывая  трудности укладки бетона замоноличивания, наличия шва, проф. А.П.Васильев и канд. техн. наук Н.Г.Матков рекомендуют ввести коэффициенты условий работы для бетона колонны =0,9 и бетон замоноличивания - =0,9. Кроме того, по действующим нормам СНиП П-21-75 при длительном действии нагрузки расчетные сопротивления бетона необходимо снизить на 15% (mб=0,85). В связи с этим дискуссионным является вопрос о расчете рассматриваемого стыка на нагрузку в 1,5 раза большую несущей способности ствола колонны. Видимо ее можно применять  меньшей.

К основным преимуществам рассматриваемого стыка относят резкое снижение расхода стали (примерно на 136 кг по сравнению со стыком решаемым стальными обоймами) и значительное снижение (на 44 руб.) стоимости и трудовых затрат.

К недостаткам следует отнести, по-нашему мнению:

Во-первых то, что такой стык требует сложной опалубки и высокой точности изготовления изделий. Несоосность стержней диаметром, например, 25 мм не должна превышать 0,05х25=1,25 мм, что практически трудно осуществимо.

Во-вторых, в процессе сварки выпусков арматуры нарушается выверка колонны, а во время остывания сваренных выпусков возможен разрыв стержней, на что указывают сами авторы стыка.

В-третьих то, что надежность стыка в большой мере зависит от качества замоноличивания. Особенно трудно добиться требуемого качестве в зимних условиях.

3.3.2. Стык с металлическими оголовниками, привариваемыми к продольной арматуре.

Наиболее распространенный ранее в строительной практике, да и сейчас, является стык колонн со стальными обоймами, предусматривающий передачу усилий N и М   через центрирующую прокладку и сваренные между собой и арматурой обоймы колонн. На рис. 4 показав стык с обоймами из углов. К такой обойме внутри привариваются основные рабочие стержни арматурного каркаса, у обушка углов снимают фаску для удобства заварки обойм по контуру. По торцам стыкуемых колонн устанавливают  центрирующую прокладку толщиной около 3 мм. Шов между торцами колон зачеканивают раствором, после чего обоймы сваривают по контуру. При этом в расчетах принимается, что при центральном сжатии эпюра нормальных напряжений в бетоне стыка распределяется,  стык колонн с обоймами из полосовой стали, которые привариваются к продольной арматуре колонн. При монтаже колонна устанавливается на центрирующие металлические прокладки и стальные обоймы смежных элементов соединяются сваркой между собой  (серия ИИ-04) или приваркой арматурных накладок (серия ИИ-20).  Изгибающий момент, воспринимаемый стыком, определяется сечением накладок и сварных швов. К преимуществам рассматриваемых типов стыков (рис.4, 6) относят то, что он обеспечивает монолитность колонны и позволяет вести непрерывный монтаж многоэтажных каркасных зданий.

К недостаткам следует отнести следующее:

1. Стыки подобного типа требуют большого расхода металла (до 150 кг на один стык) и больших трудовых затрат на дуговую сварку (см.табл. I).

2. При сварке рабочей арматуры с обоймой образуются перекосы опорных плоскостей (рис. 7), что приводит в одностороннему примыканию торцов, концентрации напряжений в периферийной зоне и нечетности в передаче усилий. Все это снижает надежность конструкции.

Концы колонн усилены сварными сетками, размеры и шаг которых определяется расчетом. Обычно принимают шаг сеток 60 мм и размер ячейки 50х50 мм (или 60х60 ям) и определяют диаметр стержней сетки из стали кл.  АIII или B-I. Количество сеток должно быть ее менее 4-х, а длина, на которой они располагаются - не менее 10 диаметров рабочей арматуры колонны. На лист наваривают центрирующую стальную прокладку толщиной 3 мм с . При монтаже торцевые листы сваривают между собой дуговой сваркой, для чего на листах сняты фаски. Сварку выполняют электродами Э42. Толщина сварного шва определяется расчетом. Обычно  hш=10-12мм.

Недостатком такой конструкции является то, что соединяемые элементы колонн должны иметь весьма малые допуски размеров, а большая но площади центрирующая прокладка не вполне удовлетворяет своему назначению.


3.3.3. Сферические стыки

В 1931 г. в бывшем ЦНИПСе проф. А.П.Васильевым был исследован и внедрен "сухой" шарнирный стык колонны - стык с обрывом рабочей арматуры, со сферическими бетонными поверхностями и без подливки раствором (рис. 9). Он был рассчитан на передачу только центральной сжимающей силы. Поэтому стыкуемые элементы имеют сферические торцевые поверхности разных радиусов. Разница между радиусами около 6-8%. Величина радиуса принимается равной 1,25-1,50 наибольшего размера поперечного сечения колонны. По идее, под действием сжимающей силы вокруг центра сферической поверхности должна образовываться круговая площадка смятия, через которую и будет передаваться центральная сила. Для удобства центрирования при монтаже и для восприятия возможных поперечных сил в центре одного элемента ставят штырь, который заходит в трубу, заделанную в центре другого стыкуемого элемента. Для предотвращения возможности появления продольных трещин при местном смятии оба элемента вблизи стыка армируют сетками.

Применение таких стыков возможно только при очень точном выполнении сферических поверхностей, небольших нагрузках и обеспечении пространственной жесткости сооружения.

Известно, что лет 15 тому назад в Москве, Ленинграде, Киеве и  в других городах нашей страны при строительстве многоэтажных административных зданий широкое распространение получили сферические стыки колонн со сваркой арматуры (рис. 10), разработанные Моспроектом-1 и МНИИТЭПом. Торцы элементов выполнялись в виде сферической бетонной поверхности, а по углам в соответствующих гнездах в бетоне размещались выпуски рабочих стержней арматуры. Как показали испытания МНИИТЭП такое соединение имеет достаточную прочность, но трещиностойкость его не обеспечивается. Неточности изготовления сфер колонн и их монтаже приводили в отдельных случаях к большим эксцентриситетам. Приходилось размещать заказы на изготовление и ремонт опалубки на авиазаводах, что резко повышало стоимость изделий. Все это заставило отказаться от сферического торца и перейти на стык с плоскими торцами элементов, осуществляемый путем сварки выпусков арматуры и укладки бетона в зоне соединения

3.4. Новые решения стыков колонн

3.4.1. Стык под большие нагрузки

Вo втором номере журнала "Бетон и железобетон" за 1975 г. опубликована статья канд. техн. наук Довгалюка В.И., Котляра Н.Л. (ЦНИИЭП торгово-бытовых зданий) и инженера Крицмана Ю.Л.: "Новый стык колонн под большие нагрузки". Авторы предлагают соединять колонны сечением 40х40 см связевого каркаса, несущие нагрузку более 6000 кН путем сварки трубобетонного оголовка ванной сварки угловых стержней. Конструкция стыка с трубобетонными оголовниками приведена на рис. 11. Монтад его производится следующим образом. Верхняя колонна устанавливается в "ложе" нижней, образуемое кольцевой накладкой, приваренной к оголовнику заводским швом. При этом предварительно укладывается слой цементно-песчаного раствора, выполняющего роль упругой прокладки в шве, необходимой для снижения реактивных усилий, возникающих при ванной сварке стержней. После рихтовки и выверки колонны стержни попарно (по диагонали) свариваются. Затем кольцевая накладка приваривается монтажным швом к оголовнику верхней колонны. Для предотвращения выпучивания стержней под нагрузкой устанавливаются хомуты. Стыковая ниша замоноличивается бетоном.

Как видно, идея этого предложения сводится к усилению бетона концевых частей колонн обоймой из трубы вместо обоймы из отдельных плоских элементов (пластин, уголков). Это позволяет более эффективно использовать материал обоймы. По данным исследований д.т.н. Л.К.Лукши и к.т.н. Ю.В.Ситника несущая способность бетона в обойме можно изменять в широких пределах в основном только за счет изменения толщины и среднего радиуса трубчатой обоймы.

Отмечая положительные стороны рассматриваемого стыка, необходимо, на наш взгляд, сделать следующие замечания:

1. Авторы рекомендуют стык, представленный на рис.1 под расчетную нагрузку до 10000 кН, включительно, а исследовали свои стыки под расчетную нагрузку не более 6500кН.

2. Рассматриваемый стык не был опробирован в производственных условиях.

3. Технологичность монтажа колонн о таким стыком вызывает у нас сомнение.

3.4.2. Клеевые стыки колон

Для соединения сборных бетонных и железобетонных элементов в последние годы в СССР, ФРГ, Франции, США, Англии и др. странах все большее применение находит способ склеивания поллимерными клеями, обладающими высокой адгезией к бетону и металлу и высокой сопротивляемостью к различным воздействиям. Особенно широко и сравнительно давно (с 1956 г.) используется склеивание бетона для соединения члененных по длине балочных пролетных строений мостов. Здесь можно привести большое количество примеров. Клеевые стыки применены советскими мостостроителями в большепролетных мостах через Дон и Днепр, Французскими – через Сену и Рону и т.д. Причем, в ряде случаев неразрезная коробчатая балка моста собиралась навесным способом из отдельных блоков, соединяемых эпоксидными клеевыми стыками, что свидетельствует о большой надежности склеивания бетона полимерными клеями.

Работами, проводимыми с 1964 рода в НИИЖБ и НИС Гидропроект, установлено, что и сборные железобетонные колонны можно надежно соединять с помощью полимеррастворов. По сравнению с соединением на основе стальных оголовников это позволяет резко сократить трудозатраты на монтаж и значительно снизить расход металла на стыки.

Предлагаемый канд. техн. наук Горшковой В.М. клеевой стык железобетонных колонн . В этой конструкции соединение выпусков арматуры колонн производится с помощью стальных муфт, заполненных эпоксидным связующем. Торцевые поверхности стыкуемых колонн соединяется прослойком полимерраствора на эпоксидном связующем. Для склеивания рекомендуются композиции на основе эпоксида  ЭД-6, модифицированного полиэфиром МГФ-9.

Для соединения арматурных стыков композиция наполняется 300 в/ч, кварцевого песка, для соединения торцов колонны - 600 в./ч. песка. Отверждение производится при нормальной температуре полиэтиленполиамином, в ряде случаев применяется комплексный отвердитель – полиэтиленполиамин с триэтаноламином.

В НИИЖБе и других организациях исследовались физико-механические свойства полимеррастворов различных композиций и прочность анкеровки выпусков арматуры в стальных муфтах, заполненных полимер раствором.

Прочность соединения арматуры, показано на рис. 12, обусловлена силами склеивания полимерраствора с поверхностью стального стержня и внутренней поверхностью муфты, а также силами трения и прочностью на срез самого полимерраствора.

Установлено, что на базе эпоксидной смолы могут быть получены полимеррастворы с прочностью на сжатие 80,0-110,0 МПа на срез 30,0-50,0 МПа, на растяжение 20,0-30,0 МПа. Минимальная длина заделки арматуры, при которой стержни класса АIII достигали предела текучести, составляет для хорошо отвержденного полимерраствора 5 диаметров арматуры. Для полимеррастворов раннего возраста она доходит до 10 диаметров арматуры.

Полимеррастворы обладают повышенной деформативностью. Модуль упругости их колеблется в пределах  (23-200)102 МПа.

Деформативность призмы размером 10х10х40 см из полимерраствора более чем в 3 раза выше деформативности призмы из высокопрочного цента раствора. Однако повышенная деформативность клеевых швов в рассматриваемом стыке невелика по абсолютному значению не превышала 0,2 мм и уменьшается с уменьшением толщины шва.

В нашей стране колонны со стыками на эпоксидном полимеррастворе впервые были внедрены трестом Стальмонтаж на строительстве четырехэтажного каркаса здания Щелковского биокомбината. Это позволило: сократить трудозатраты на монтаж стыка более чем в 15 раз, сократить расход металла на 30% (благодаря исключению оголовников) и снизить себестоимость стыка на 16%.

В зарубежной практике примеров больше. Например, при возведении сборного железобетонного каркаса одного из колледжей в Англии колонны по высоте соединялись эпоксидным составом. Соединение предусматривалось в листах с нулевыми моментами, поэтому клеевой стых решался очень просто.

По нашему мнению нормальная работа "английского" клеевого стыка колонн может быть обеспечена только при особо точном монтаже элементов каркаса здания, исключающем эксцентриситеты. Если при монтаже возникнут дополнительные эксцентриситеты, то это может привести к раскрытий трещи в листах расположения горизонтального шва.

Стык В.М. Горшковой более надежен в этом отношении и его следует нам опробировать при решении вопроса соединения сборных железобетонных элементов из высокопрочных бетонов.

3.5. Сравнение технико-экономических показателей различных решений стыков колонн

В табл. I приведены некоторые показатели сравниваемых стыков колонн.

Показатели на один стык колонн сеч. 40х40 см

l=3,3 м, рассчитанной под нагрузку N = 6000кН

Таблица I.

Показатели и единица измерения

Тип стыков

Типовые металлические серии

НИИЖБа Моспроекта-1, Латгипрогорстроя

ВНИИТЭП

Клеевой на эпоксидном полимеррастворителе

ИИ-04

ИИ-20

1. Расход стали на закладные детали, кг

138

70

2

68

8

2. Трудозатраты на сварку, чел/час

5 (дуга)

12 (дуга)

22 (ванная)

2,5

1,0 на изгот. раствора

3. Трудозатраты при изготовлении закладных деталей, чел/час

5

2,6

0,1

2,5

-

4. Расход электродов при монтаже, куб.м.

0,016

0,03

0,015

0,04

-

5. Расход бетона и раствора замоноличивания, куб.м.

4,5

15

3

8

-

6. Полимерраствор на основе эпоксида ЭД-6, кг.

-

-

-

-

6,4

Как видно из рассмотрения этой таблицы применение "безметальных" стыков резко снижает расход стали и трудовые затраты. По данным Н.Г.Маткова стык, осуществляемый путем сварки выпусков арматуры и укладки бетона в зове соединения, дешевле стыка с металлическими оголовниками на 44 руб.

3.6. Расчет стыка

Стык выполняется на уровне 80-100 см от уровня перекрытия. Расчитываетеся на NI этажа.

Задаемся размером ячейки сеток, шагом и диаметром стержней их которых состоит сетка и проверяем условие прочности.

6-14 А I или А III,

принимаем B15, Rb=8,5, b2=0,9 и арматура из стали класса 6-АI, Rsc=225 МПа,  Аs=28,3 мм, с45, с=h/4, c100 мм. Принимаем с=60 мм.

После конструирования сетки можно определить коэффициент косвенного армирования.

где n1 – количество коротких стержней

n2 – количество длинных стержней

Aef – площадь бетона, заключенного внутри контура сетки.

Коэффициент эффективности косвенного армирования

Приведенное сопротивление бетона с учетом косвенного армирования

МПа

Несущая способность стыка

N1043кН, 953,9461043 кН

Условие выполняется.

3.7. Заключение

Ознакомление с литературой, посвященной вопросам расчета, конструирования и применения стыков сборных железобетонных элементов показывает, что в настоящее время предложено достаточно большое количестве различных решений стыков колонн многоэтажных каркасных зданий. Однако всем решениям присущи недостатки, хотя значимость их различная. По нашему мнению, удачное решение зависит, в первую очередь, от того, как полно авторы учитывают технологические возможности заводского производства и производства монтажных работ.

Если судить с экономической точки зрения, то наиболее экономичным стыком надо считать стык, осуществляемый путем сварки выпусков арматуры и укладки бетона в зоне соединения. Однако он требует высокой точности положения арматурных выпусков 2 мм, которое на производстве трудно обеспечивается. Поэтому не удивительно, что во многих местах и сейчас строители применяют металлические стыки, осуществляемые путем сварки сплошных стальных оголовков. В связи с этим нам представляется весьма перспективным наметившееся в последнее время направление на склеивание бетона и стыкование арматурных стержней с помощью полимерных клеев. Однако в этой области еще много не решенных вопросов и очень мало накоплено экспериментально-теоретического материала. Здесь непочатый край работ.

Как известно, в настоящее время, кафедра строительных конструкций работает над изучением стыков колонн из высокопрочных бетонов. Рекомендуем проверить целесообразность использования в данном случае фрезерованного стыка в котором фрезеруются стальные горизонтальные листы оголовников колонн, заанкеренные в бетоне. По мнению специалистов железобетонные колонны с фрезерованными стыками могут использоваться в строительстве зданий высотой до 40 этажей. При этом фрезерование необходимо организовать на заводе-изготовителе железобетонных изделий.


4. Технология строительства

4.1. Технологическая карта на устройство монолитного ребристого железобетонного перекрытия.

Область применения.

Технологическая карта разработана для производства бетонных работ в летнее время при  возведении монолитных ребристых железобетонных перекрытий. В карте представлены технология и организация работ по бетонированию монолитных ребристых железобетонных перекрытий, методы контроля качества этих работ, материально – технические ресурсы и безопасные методы условий труда.

Для ведения работ рекомендуется применять готовые к употреблению бетонные смеси тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В15, марка смеси по удобоукладываемости – П3 (с осадкой конуса 10-14 см).

Карта разработана в соответствии с требованиями:

  •  СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»;
  •  СНиП III-4-80* «Техника безопасности в строительстве»;
  •  СНиП 3.01.01-85 «Организация строительного производства»;
  •  ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия».

4.2. Организация и технология строительного    производства

До начала производства работ крупноблочной опалубки ребристых перекрытий должны быть выполнены следующие работы:

а) подготовлено основание для  лесов, поддерживающих опалубку монолитных ребристых перекрытий;

б) завезены и сложены в рабочие зоны блоки опалубки;

в) освещены рабочие места и зона строительной площадки (при работе в темное время суток);

г) подготовлены инвентарь, приспособления, инструмент;

д)  тщательно проверена маркировка элементов и сверена с установочным чертежем;

е) установлен и опробован башенный кран.

Монтаж опалубки ребристого перекрытия произодится по захваткам с помошью крана, предназначенного для производства бетонных работ.

Стойки устанавливаются на лагах из досок 40-50 мм или лежней. При отсутствии домкратов под стойки должны быть уложены деревянные парные клинья с уклоном 1:4 или 1:5.

Расстояния между стойками принимается 1-1,5 м по расчету. Стойки раскрепляются в двух взаимно перпендикулярных направлениях горизонтальными расшивами, которые располагаются на высоте 1,6-1,8 м от низа опалубки плиты (для возможности их испольхования при устройстве рабочих настилов).

Устройство опалубки ребристого перекрытия производится в следующей последовательности:

а) устанавливаются поддерживающие леса под днища прогонов и балок;

б) устанавливаются короба опалубки балок;

в) прибиваются прижимные доски и подкружальные доски;

г) укладываются укрепленные блоки опалубки плиты перектытия;

д) прибиваются фризовые доски.

Опалубные блоки плиты и короба опалубки балок собираются из щитов при помощи клиньев, схваток и стяжных болтов на заводе-изготовителе и доставляются к месту монтажа автотранспортом.

По демонтажу разборка опалубки ребристого перекрытия начинается с опускания домкратов или выбивания клиньев из под стоек. Этот процесс начинается плавно в 2-3 приема через одну стойку, под наблюдением мастера. Производят разборку подкружальных досок и схваток, затем снимают щиты опалубки и в последнюю очередь удаляют стойки и короба опалубки балок.

После разборки опалубки все элементы очищаются от бетона, ремонтируются и складываются по маркам в штабель.

1. До начала арматурных работ должны быть выполнены следующие работы:

а) полностью окончены опалубные работы на захватке и устроены настилы и площадки;

б) составлены акты приемки установленной опалубки;

в) завезены и складированы в зоне действия крана арматурные изделия в количестве не менее 2-3 сменного запаса;

г) исправлены от возможных повреждений, очищены от ржавчины и грязи арматурные изделия, проверена их маркировка;

д) подготовлены и опробованы механизмы, инвентарь, приспособления для монтажа и инструменты.

2. Работы по установке арматурных каркасов и сеток ведуться в следующем порядке:

  •  армирование главных и второстепенных балок отдельными арматурными стержнями;
  •  армирование плиты готовыми сварными сетками.

Арматурные сетки и отдельная арматура готовятся централизованно и поставляются на объект в виде маркировок.

Перекрытие разделяется на захватки. Бригада арматурщиков ведет работу последовательно по делянкам. Подъем и установка арматурных элементов производится гусеничным краном МКГ-25 грузоподъемностью 5 т с помощью четырехветвевого стропа и универсального стропа грузоподъемностью 2 т.

Производство арматурных работ начинаетмся с армировния главных и второстепенных стоек. Плиты перекрытия армируются готовыми отдельными сварными сетками.

На опорах сетку опирают на верхнюю арматуру балок, а в пролете прижимают гвоздями к опалубке до железобетонных подкладлк, обеспечивающих необходимый зазор на защитный слой.

Армирование плит начинается с укладки нижних арматурных сеток, затем после проверки положения этих сеток  и обеспечения необходимого защитного слоя бетона,  укладываются верхние сетки. Проектное положение верхних сеток обеспечивается путем установки подставок из круглой стали.

При монтаже стержней и сеток оставляется защитный слой бетона, толщина которого принимается в соответствии с рабочими чертежами.

Необходимая толщина защитного слоя достигается путем приварки к стержням отрезков стержней, упирающихся в стенки опалубки, установки бетонных подкладок и применения удлиненных  поперечных стержней самого каркаса.

1. До начала бетонирования перекрытия должны быть выполнены следующие работы:

  •  проверен и смонтирован монтажный кран;
  •  закончена установка опалубки, уложены арматура и закладные части перекрытия из расчета обеспечения бесперебойной работы в течение 2-3 смен.
  •  установлены необходимые рабочие площадки и настилы;
  •  подготовлены и опробованы механизмы, инвентарь и приспосо-бления, необходимые для укладки и уплотнения бетоной смеси;
  •  подведена силовая и осветительная электроэнергия и обеспечено освещение рабочих мест и зон бетонирования освещенностью не менее 25 люкс (при работе в темное время суток);
  •  составлены акты на скрытые работы по установке опалубки, арматуры и закладных частей;
  •  смонтирована и опробована звуковая и световая сигнализация у мест приема и укладки бетонной смеси;
  •  арматура и закладные части очищены от грязи и отслоившейся ржавчины.

Бетонная смесь доставляется с бетонного завода в автосамосвалах и выгружается в вибробадьи, расположенные на приемных площадках. Бетонирование междуэтажных перекрытий осуществляется с помощью монтажного крана грузоподъемностью 5 т с подачей бетонной смеси в вибробадьи емкостью 0.6м3 в следующей последовательности:

а) прием и подача бетонной смеси;

б) укладка и уплотнение бетонной смеси;

в) уход за бетоном в период твердения.

Бетонирование производиться по захваткам и делянкам начиная с наиболее удаленных участков бетонирования. Площадь должна соответствовать сменной производительности звена, с учетом требований по устройству рабочих швов.

В ребристых перекрытиях балки и примыкающие к ним плиты бетонируются одновременно. Укоадка смеси в балки должна производиться слоями толщиной от 300 до 500мм в зависимости от типа применяемого вибратора. В процессе бетонирования необходимо следить за правильным положением арматуры. Балки  и плиты, связанные с колоннами и стенами, следует бетонировать через 1-2 часа после устройства этих колонн и стен, ввиду необходимости осадки бетонной смеси в них.

Бетонная смесь в плитах толщиной до 250 мм с одинарной арматурой и толщиной 120 мм с двойной арматурой уплотняется поверхностными вибраторами С-414А. Уплотнение бетонной смеси поверхностными вибраторами производится параллельными полосами, перекрывая каждую полосу на 100-200 мм. Продолжительность вибрирования на каждой позиции должна обеспечивать достаточное уплотнение бетонной смеси, основными признаками которго служат прекращение ее оседания и появление цементного молока на поверхности.

Бетонирование плит производится по маячным рейкам. Маячные рейки с прибитыми к ним бобышками устанавливаются на опалубке рядами через 2-2,5 м. После снятия реек и бобышек оставшиеся в плите углубления заполются бетонной сместью и уплотныются штыклванием.

В ребристых перекрытиях при бетонировании параллельно направлению главных балок рабочий шов следует устраивать в средней трети  пролета, а при бетонировании перпендикулярно направлению главных балок – в пределах двух средних четвертей пролета прогонов и плиты.

Возобновление бетонирования перекрытия после перерыва продолжительностью более 2 часов допускается только после достижения бетоном прочности на сжатие не менее 15 кг/см2 и удаления цементной пленки с его поверхности. После окончания бетонирования в течение первых дней твердения бетона должна производиться переодическая поливка его водой. Поливку начинать не позже чем через 10-12 часов, а в жаркую и ветреную погоду – через 2-3 часа после окончания бетонирования.

Поливку при температуре +15С и выше следует производить в течение первых трех суток днем не реже чем каждые 3 часа и не менее одного раза ночью, в последующее время не реже трех раз в сутки. При температуре воздуха ниже +5С поливка не производится. Поверхность перекрытия в жаркую и ветреную погоду нужно укладывать влажной рогожей, опилками или песком на срок не менее двух суток.

Выбор монтажного крана

Требуемая грузоподъемность

0,5+1,5=2 тонны,

где Qбетона = 0,6*2,5=1,5 т – вес бетона в бадье,

Qбадьи = 0,5 т – вес бадьи.

Требуемый вылет крюка

Lкрюка=Rпов+lбез+Bзд=3,77+0,7+15=19,47 м,

где Rпов=3,77 – радиус поворота платформы крана,

lбез=0,7 – безопасное расстояние до здания для ведения работ,

Bзд=15 м – ширина здания.

Требуемая высота подъема крана

где =6,9 м – отметка верха бетонирования,

- запас по высоте,

- длина полиснаста.

По требуемым характеристикам Q, Lкр, Hкр подходит гусеничный кран МКГ-25 с гуськом и длиной стрелы Lстр=22,5 м.

Характеристика крана показаны на графике в графической части проекта.

Схема выбора монтажного крана.


4.3. Контроль качества.

В процессе установки опалубки правильность положения вертикальных плоскостей выверяется отвесом, а горизонтальность плоскостей уровнем или нивелиром. Правильность осей опалубки к разбивочным осям выверяется по отвесу и рискам, на опалубке теодолитом.

Плотность щитов, стыков и других сопряжений опалубки между собой определяется визуально.

Качество установочной опалубки определяется соблюдением допускаемых отклонений от проектного положения, которые приведены в СНиП 3.03.01-87.

Параметр

Величина параметра

Контроль (метод, объем, вид регистрации)

1. Точность изготовленной опалубки:

инвентарно:

По рабочим чертежам и техническим условиям не менее Н14, h14; по ГОСТ 25347-82; для формообразующих элементов - h14

Технический осмотр, регистрационный

2. Уровень дефектности

Не более 1,5% при нормальном уровне контроля

Измерительный по ГОСТ 18242-72

3. Точность установки и качества поверхности несъемной опалубки облицовки

Определяется качеством поверхности облицовки

Измерительный всех элементов, журнал работ

4. точность установки несъемной опалубки, выполняющей функции внешнего армирования

Определяется проектом

Измерительный всех элементов, журнал работ

5. Прогиб собранной лпалубки:

вертикальных поверхностей перекрытий:

1/400 пролета

1/500 пролета

Контролируется при заводских испытаниях и на строительной площадке

1. В процессе установки арматуры ребристых перекрытий из готовых сеток и отдельных стержней визуальным наблюдением и инструментальным измерением подвергается проверке:

  •  соответствие положения арматуры и арматурных элементов проекту;
  •  наличие и качество соединений;
  •  правильность стыкования сеток и стержней при монтаже;
  •  расстояния между арматурными элементами и опалубкой для образования защитного слоя.

2. Качество исполнения арматурных работ определяется соблюдением допускаемых отклонений от проектного положения.

Допускаемые отклонения для монолитных бетонных и железобетонных конструкций приведены в СНиП 3.30.01-87.

В процессе бетонирования ведется наблюдение за состоянием опалубки и уплотнением бетона.

4.4. Указания по технике безопасности.

При производстве опалубных работ необходимо соблюдать правила по технике безопасности согласно СНиП III-4-80.

  •  короба и крупнопанельные элементы опалубки, устанавливаемые при помощи крана, перед их монтажем должны быть проверены на неизменяемость (жесткость) конструкции;
  •  опалубные леса и рабочие настилы на них должны выполняться в точном соответствии с проектом;
  •  при разборке опалубки следуем принимать меры  против случайного падения элементов опалубки.

При производстве арматурныз работ необходимо выполнять правила по технике безопасности СНиП III-4-80, типовую инструкцию для лиц, ответственных за безопасное производство работ по перемещению грузов кранами, а также приводимые ниже общие требования:

  •  все грузоподъемные механизмы и такелажные средства (краны, стропы) перед началом работ, а также в процессе работы, должны проверяться и испытываться согласно требовниям Гостехнадзора и правилам техники безопасности;
  •  арматурные работы разрешается производить только под руководством бригадира или мастера.

При выполнении работ по бетонированию перекрытия руководствуются правилами техники безопасности в строительстве СНиП III-4-80. Особое внимание обратить на ниже приведенные правила:

  1.  Работа кран при ветре силой 6 баллов и более (скорость ветра 10-12 м/сек) должна быть запрещена, а кран закреплен противоугонными приспособлениями. При скорости ветра более 15 м/сек необходимо принять дополнительные меры к закреплению крана.
  2.  Конструкция бадьи должна исключать самопроизвольное опрокидывание или раскрытие во время подъема и перемещении с грузом.
  3.  Очищать поднытые кузова автомобилей-самоствало следует скребками или лопатой с удлиненной рукояткой. Рабочие, производящие очистку, должны находиться на земле.
  4.  При уплотнении бетонной смеси электровибраторами надлежит соблюдать следующие требования:
  •  рукоятки вибраторов снабжать амортизаторами, обеспечивающими вибрацию не выше предельно допустимых нормами для ручного инструмента;
  •  не прижимать руками повержностные вибраторы;
  •  при перерывах в работе, а также при переходах бетонщиков с одного места на другое электровибраторы выключать;
  •  во избежание обрыва провода и поражения вибраторщиков током не перетаскивать вибратор за шланговый провод или кабель.


5. Экономика

Сметная стоимость общестроительных работ определяется на основании единых расценок на строительные конструкции и работы введенных в действие с 01.01.1991 года.

Расценки на все виды работ принимаем по ЕР-91, сборники 1-15. Стоимость материалов и конструкций определяем по сборнику сметных цен на местные строительные материалы изделия и конструкции для строительства в Республике Беларусь.

При определении накладных расходов и плановых накоплений вводились коэффициенты соответственно:

накладные расходы:    136,4/100*0,996

плановые накопления:   260,3/100*0,96

При расчете условной цены объекта на текущий период вводились индексы изменения стоимости по элементам затрат на апрель 2000 года. При составлении данной главы дипломного проекта использовались рекомендации учебно-методического пособия под редакцией И.Б. Гусева, П.П. Ивановой, Л.К. Корбан.

4 таблицы по экономике

Технико-экономические показатели конструктивных решений

Для сравнение технико-экономических показателей конструктивных решений принимаем два варианта перекритий:

  1.  Перекрытие выполненое из монолитного железобетона
  2.  Перекрытие выполненое из сборного железобетона с использованием многопустотных плит и сборного железобетонного ригеля.

Размер ячейки 6*6=36м2.

Показатели принимаемые технико- жэкономического сравнение приведены в следующих таблицах.


6. Охрана труда

6.1. Бетонные и железобетонные работы.

1. Опалубку, применяемую для возведения монолитных железобетонных конструкций, необходимо изготовлять и применять в соответствии с проектом производства работ, утвержденным в установленном порядке.

2.При установке элементов опалубки в несколько ярусов каждый последующий ярус следует устанавливать только после закрепления нижнего яруса.

3. Размещение на опалубке оборудования и материалов, не предусмотренных проектом производства работ, а также пребывание людей, непосредственно не участвующих в производстве работ на настиле опалубки, не допускается.

4. Разборка опалубки должна производиться (после достижения бетоном заданной прочности) с разрешения производителя работ, а особо ответственных конструкций (по перечню, установленному проектом) — с разрешения главного инженера.

5. Заготовка и обработка арматуры должны выполняться в специально предназначенных для этого и соответственно оборудованных местах.

6. При выполнении работ по заготовке арматуры необходимо:

  •  ограждать места, предназначенные для разматывания бухт (мотков) и выправления арматуры;
  •  при резке станками стержней арматуры на отрезки длиной менее 0,3 м применять приспособления, предупреждающие их разлет;
  •  ограждать рабочее место при обработке стержней арматуры, выступающих за габариты верстака, а у двусторонних верстаков, кроме этого, разделять верстак посередине продольной металлической предохранительной сеткой высотой не менее 1 м;
  •  складывать заготовленную арматуру в специально отведенные для этого места;
  •  закрывать щитами торцевые части стержней арматуры в местах общих проходов, имеющих ширину менее 1 м.

7. При выполнении работ по натяжению арматуры необходимо: устанавливать в местах прохода работающих защитные ограждения высотой не менее 1,8 м; оборудовать устройства для натяжения арматуры сигнализацией, приводимой в действие при включении привода натяжного устройства; не допускать пребывания людей на расстоянии ближе 1 м от арматурных стержней, нагреваемых электротоком.

8. Элементы каркасов арматуры необходимо пакетировать с учетом условий их подъема, складирования и транспортирования к месту монтажа.

9. При применении пара для подогрева инертных материалов, находящихся в бункерах или других емкостях, следует принять меры против проникновения пара в рабочие помещения. Паропровод следует периодически проверять на герметичность и целостность теплоизоляции. Вентили паропроводов следует располагать в местах с удобными подходами к ним.

10 Спуск рабочих в камеры, обогреваемые паром, допускается после отключения подачи пара, а также охлаждения камеры и находящихся в ней материалов и изделий до 40 °С.

11. При приготовлении бетонной смеси с использованием химических добавок необходимо принять меры к предупреждению ожогов кожи и повреждения глаз работающих.

12. Бункера (бадьи) для бетонной смеси должны удовлетворять ГОСТ 21807-76. Перемещение загруженного или порожнего бункера разрешается только при закрытом затворе.

13. Монтаж, демонтаж и ремонт бетоноводов, а также удаление из них задержавшегося бетона (пробок) допускается только после снижения давления до атмосферного.

14. Bo время прочистки (испытания, продувки) бетоноводов сжатым воздухом рабочие, не занятые непосредственно выполнением этих операций, должны быть удалены от бетоновода на расстояние не менее 10 м.

15. Ежедневно перед началом укладки бетона в опалубку необходимо проверять состояние тары, опалубки и средств подмащивания. Обнаруженные неисправности следует незамедлительно устранять.                

Перед началом укладки бетонной смеси виброхоботом необходимо  проверять исправность и надежность закрепления всех звеньев виброхобота между собой и к страховочному канату.

16. При укладке бетона из бадей или бункера расстояние между нижней кромкой бадьи или бункера и ранее уложенным бетоном или поверхностью, на которую укладывается бетон, должно быть не более 1 м, если иные расстояния не предусмотрены проектом производства работ.

17. При уплотнении бетонной смеси электровибраторами перемещать вибратор за токоведущие шланги не допускается, а при перерывах в работе и при переходе с одного места на другое электровибраторы необходимо выключать.

18. Рабочие, укладывающие бетонную смесь на поверхности, имеющие уклон более 20°, должны пользоваться предохранительными поясами.

19. Эстакады для подачи бетонной смеси автосамосвалами должны быть оборудованы отбойными брусьями. Между отбойным брусом и ограждением должны быть предусмотрены проходы шириной не менее 0,6м.

На тупиковых эстакадах должны быть установлены поперечные отбойные брусья.

20. При электропрогреве бетона монтаж и присоединение электрооборудования к питающей сети должны выполнять только электромонтеры, имеющие квалификационную группу по технике безопасности не ниже Ш.

21. В зоне электропрогрева необходимо применять изолированные гибкие кабели или провода в защитном шланге. Не допускается прокладывать провода непосредственно по грунту или по слою опилок, а также провода с нарушенной изоляцией.

22. При электропрогреве бетона зона электропрогрева должна иметь защитное ограждение, удовлетворяющее ГОСТ 23407-78, световую сигнализацию и знаки безопасности. Сигнальные лампы должны подключаться так, чтобы при их перегорании отключалась подача напряжения.

23. Зона электропрогрева бетона должна находиться под круглосуточным наблюдением электромонтеров, выполняющих монтаж электросети.

Пребывание людей и выполнение каких-либо работ на этих участках не разрешается, за исключением работ, выполняемых персоналом, имеющим квалификационную группу по технике безопасности не ниже II и применяющим соответствующие средства защиты.

24. Открытая (незабетонированная) арматура железобетонных конструкций, связанная с участком, находящимся под электропрогревом, подлежит заземлению (занулению).

25. После каждого перемещения электрооборудования, применяемого при прогреве бетона, на новое место следует визуально проверять состояние изоляции проводов, средств защиты ограждений и заземления.

СНиП 2.01.02-85. Противопожарные нормы.

Степень огнестойкости здания

Минимальные пределы огнестойкости строительных конструкций, ч (над чертой) и максимальные пределы распространения огня по ним, см (под чертой)

стены

Колонны

лестничные площадки, косоуры, ступени, балки, марши лестничных клеток

плиты, настилы и другие несущие конструкции перекрыитй

Элементы покрытий

несущие и лестничных клеток

самонесущие

наружные ненесущие (в том числе из навесных панелей)

внутренние ненесущие (перегородки)

плиты, настилы и прогоны

балки, фермы, арки, рамы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

2,5

0

1,25

0

0,5

0

0,5

0

2,5

0

1

0

1

0

0,5

0

0,5

0

Общественные здания и сооружения.

Степень огнестойкости

Наибольшее число этажей

Площадь, м2, этажа между противоположными стенами в здании

одноэтажном

2-этажном

3-5 этажном

6-9 этажном

10-16 этажном

I

16

6000

5000

5000

5000

2500

6.2. Оценка огнестойкости строительных конструкций по номограммам.

Методические указания для курсового и дипломного проектирования М. 1990 г.

Определение предела огнестойкости изгибаемых железобетонных элементов. Предел огнестойкости плиты перекрытия определяем с помощью номограммы № 1 (Оценка огнестойкости строительных конструкций по номограммам. Методические указания для курсового и дипломного проектирования. 1990 г.). Для этого определяем:

1.    приведенную толщину огнезащитного слоя бетона по формуле

, см где

— коэффициент, учитывающий расположение рабочей арматуры в сечении элемента и условия ее нагрева. При одностороннем нагреве = 1,0;

d — номинальный диаметр рабочей арматуры, см;

Ur — толщина защитного слоя бетона - см;    

2.     коэффициент температуропроводности, dвr (табл. 1) dвr для тяжелого бетона = 13,3.

3.    интенсивность растягивающих напряжений в арматуре, по формуле:    

, где

М - изгибающий момент от рабочей нагрузки, кНм;

h0 и b  - соответственно  полезная высота и ширина сечения элемента, см,

As  — площадь сечения арматуры в растянутом сечении, см2;

RЗП  — нормативное сопротивление арматуры на растяжение, мПа;

– нормативное сопротивление бетона сжатой зоны, мПа.

приведенную толщину огнезащитного слоя бетона

,см

.    интенсивность растягивающих напряжений в арматуре,     

,

Предел огнестойкости плиты равен:1.24 часа

Определение предела огнестойкости колонны (номограмма № 3 (Оценка огнестойкости строительных конструкций по номограммам. Методические указания для курсового и дипломного проектирования 1990 г.) Для этого определяем:

1.   ширину поперечного сечения элемента, в=30 см;

2. приведенный коэффициент температуропроводности бетона, abr  (таблица 1); 13,3 - для тяжелого бетона;

3. нормативную прочность бетона на сжатие RВП, мПа:

4. интенсивность напряжений в рабочей арматуре до огневого воздействия, Jgs

, где

Nn и N0 — рабочая (нормативная) нагрузка и несущая способность элемента до пожара, кН.

5. степень армирования сечения элемента

- процент армирования сечения, 1.5 %.

RЗП и RВП – нормативное сопротивление арматурной стали и бетона на сжатие, мПа.

интенсивность напряжений в рабочей арматуре до огневого

воздействия, Jgs

,

степень армирования сечения элемента

По этим данным с помощью номограммы №3 предел огнестойкости колонны равен: 2.6 часа.


7. Используемая литература

  1.  СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия" /Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988 г.
  2.  СниП 2.03-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989 г.
  3.  Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительно напряженной арматуры к СниП 2.03.01-84 М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989 г.
  4.  Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций: Учебное пособие для техникумов. М.: Стройиздат, 1989 г.
  5.  Байков В.Н., Сигалов Э.Е. «Железобетонные конструкции. Общий курс» М.: Стройиздат, 1991 г.
  6.  Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. А.Б.Голышев, В.Я. Бачинский – К.: Бдiвельник, 1985 г.
  7.  СНиП  III.4-80. "Техника безопасности в строительстве." М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1980 г.
  8.  СНиП 2.08.02-89 "Общественные здания и сооружения" /Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989 г.
  9.  СНиП часть IV «Сметные нормы».
  10.  БНБ 2.04.01-97 Строительная теплотехника. Минстройархитектура РБ: Минск, 1998 г.
  11.  Инструкция по эксплуатации мелкощитовой опалубки МОДОСТР и МОДСОТР-КОМБИ. БелНИИС., Минск, 1997 г.
  12.  ЕниР, сб.5. Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций. – М.: Стройиздат., 1987 г.
  13.  Индексы изменения стоимости строительно-монтажных работ за апрель 2001 года. Сообщение Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь.
  14.  Ставки налогов и отчислений, используемые в 2001 году.
  15.  Средневзвешенные цены на материалы-представители за апрель 2001 г.
  16.  Оценка огнестойкости строительных конструкций по номограммам. Методическое указание для курсового и дипломного проектирования. 1990 г.
  17.  СниП 2.08.01-89 «Жилые здания». Госстрой СССР. М.: ЦИТП, 1989 г.
  18.  СНиП 2.01.02-85* "Противопожарные нормы" /Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989 г.
  19.  ГОСТ 21.101-93 «Основные требования к рабочей документации». МНТКС Минск, 1995 г.
  20.  ГОСТ 21.501-93 «Правила выполнения архитектурно-строительных рабочих чертежей». МНТКС. Минск, 1995 г.


Q,
кН

М2,кН*м

М1,кН*м

9,125

6,140

9,125

6,083

2,226

0,798

1,749

2,226

0, 997

1,749

p+g=17.28кН/м

610

1300

Z

Rb*b*x

As*Rs

Rb

х

М

h0

a

b=1000мм

h


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

43890. ИС построения линейно-степенной регрессии 1.73 MB
  Алгоритм разделения данных на обучающую и проверочную. Проверка достоверности входных данных Проверка достоверности внутренней обработки данны. Шифрование данных.
43892. Решение задачи многокритериальной оптимизации, проектирование и разработка ПК 1.54 MB
  Существование решения основной ЗЛП и способы его нахождения. Этапы решения МЛП. В рамках теории принятия решений разработан конструктивный аппарат решения задач такого рода. Настоящая дипломная работа посвящена разработки программного обеспечения процесса решения задач МЛП основанного на некоторых известных методах.
43894. АПРОБАЦІЯ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ЯКІСТЮ ПРОДУКЦІЇ У ФАРМАЦЕВТИЧНИХ КОМПАНІЯХ НА ПРИКЛАДІ ЗАТ «БІОЛІК» 1.37 MB
  З іншого боку важливим чинником що визначає спрямованість України до правової держави та верховенства права є її європейський вибір та вступ до СОТ. Такою зокрема є фармацевтична i медична діяльність бізнессередовище тобто діяльність у сфері обігу виробництва виготовлення збуту обліку призначення продажу введення тощо лікарських засобів далі – ЛЗ важливими аспектами якої є забезпечення належної якості та ефективності ЛЗ засобами державного контролю Міністерство внутрішніх справ України Міністерство охорони здоров’я...
43895. Финансовая (бухгалтерская) отчетность организации, ее место в системе экономической информации на примере ЗАО БалаковоВолгоэнергомонтаж 258 KB
  Способы анализа баланса. Анализ ликвидности баланса. Собственникам руководителям организации данные баланса необходимы для контроля за наличием и структурой хозяйственных средств и их источников для определения сумеет ли предприятие в ближайшее время выполнить свои обязательства перед третьими лицами акционерами инвесторами кредиторами покупателями поставщиками и другими или оно находится на грани финансовых затруднений. Покупатели и держатели акций предприятия в большей мере оценивают финансовую устойчивость организации...
43896. Проектування автодороги Кіровоград – Кривий Ріг на обході с.м.т. Новгородка 1.06 MB
  Інтенсивність дорожнього руху. Взаємозв’язок коефіцієнту зчеплення з транспортно експлуа таційним станом покриття та режимами руху. Рекомендації БЕЗПЕКА ТА ОРГАНІЗАЦІЯ РУХУ. Оцінка безпеки руху методом підсумкових коефіцієнтів безпеки.
43897. Теоретические и практические аспектам маркетинговой деятельности СОАО «ВСК» и разработки стратегии дальнейшего развития 1.03 MB
  Во второй части работы проведен финансовый анализ СОАО ВСК в том числе дается характеристика предприятия проанализирована динамика и структура страховых услуг представлен анализ прибыли и рентабельности дается оценка финансовой устойчивости проведен анализ динамики и структуры бухгалтерского баланса. Он включает в себя: 1 определение размера страхового покрытия перечня страхуемых рисков а также страховых сумм и условий осуществления выплат; 2 расчет страховой премии и определение...
43898. Анализ и выявление пути совершенствования внешнеэкономической деятельности РУП «Гродноэнерго» 1.16 MB
  При обретении независимости в 1991 году Беларусь была одной из богатейших республик СНГ по показателям доходов на душу населения, что отражало устойчивый рост, происходивший в республике в 70-е и начале 80-х годов. Она развила промышленность, доля которой в ВВП превратила Беларусь в одну из самых индустриализированных стран мира.