Конструкции из легких бетонов для сельскохозяйственных зданий

⇐ ПредыдущаяСтр 26 из 26

Основным типом с/х зданий являются одноэтажные производственные здания с полным каркасом, возводимые из сборного железобетона – основного материала индустриального сельскохозяйственного строительства.

Около 65% сельхоззданий имеют переменную относительную влажность, колеблющуюся от 70 до 90% и слабо или среднеагрессивную среду, поэтому к материалам и конструкциям предъявляют повышенные требования по прочности, морозостойкости и влагоустойчивости. Особенно это относится к конструкциям животноводческих зданий. Современное с/х строительство характеризуется внедрением эффективных конструкций, среди которых основное место занимают конструкции из легких бетонов (стеновые панели, плиты покрытий, балки, рамы, крупноразмерные конструкции и др.).

Панели стен

Для производственных с/х зданий применяют одно-, двух- и трехслойные панели горизонтальной разрезки стен повышенной заводской готовности.

Конструктивную высоту панелей при горизонтальной разрезке стен назначают 58, 88, 118 и 178см при основной длине 598см. Длину угловых панелей увеличивают на значение их толщины. Панели повышенной заводской готовности имеют номинальную длину 6м, равную шагу основных несущих конструкций, а высоту – высоте здания. Они позволяют заполнить каждый пролет стены одним монтажным элементом. Панели изготавливают с двумя оконными проемами (рисунок 7.11, а) или с одним оконным и дверным проемами. Полную толщину панелей определяют расчетом в зависимости от температуры наружного воздуха и температурно-влажностных условий эксплуатации помещений.

Однослойные панели изготавливают из легких бетонов класса В3,5 и В5 с устройством фактурного слоя толщиной 25мм из цементно-песчаного бетона класса В7,5 (см. рисунок 7.11, б).

а) – общий вид; б) – сечение однослойной панели; в) – сечение двухслойной панели; г) – сечение трехслойной панели.

1 – фактурный слой;

2 – конструкционно-теплоизоляционный слой;

3 – внутренний изолирующий слой;

4 – наружный слой;

5 – теплоизоляционный слой;

6 – внутренний несущий слой.

Рисунок 7.11 – Конструкции стеновых панелей заводской готовности

Армируют панели пространственными каркасами, состоящими из плоских каркасов, соединенных при помощи сварки поперечными стержнями. Для изготовления каркасов используют арматуру классов А-III и Вр-I.

В животноводческих зданиях, с целью повышения стойкости стен против коррозии бетона, на поверхность однослойных панелей необходимо наносить защитные покрытия или применять двухслойные панели, состоящие из внутреннего изолирующего, теплоизоляционного и фактурного слоев (рисунок 7.11, в). Фактурный слой толщиной 20мм из песчано-цементного бетона класса В7,5 со средней плотностью 1800кг/м³ предназначен для защиты наружной стороны панели от атмосферных влияний. Для теплоизоляционного слоя используют керамзитобетон, керамзитоперлитобетон, керамзитопенобетон, перлитобетон со средней плотностью 800…1200кг/м³, шлакопемзобетон, аглопоритобетон и шунгизитобетон со средней плотностью 1200…1600кг/м³. Теплоизоляционный слой выполняют из бетона класса В3,5, В5. Изолирующий слой толщиной 50мм устраивают из бетона класса В15 со средней плотностью 1800кг/ м³. Армируют панели сварными пространственными каркасами, изготовленными из сталей классов А-III и Вр-I.

Двухслойные панели предназначены для наружных самонесущих стен животноводческих и птицеводческих зданий со слабо- и среднеагрессивной средой при относительной влажности воздуха внутри помещения не более 85%. Панели из керамзитобетона, перлитобетона, а также те, у которых изолирующий слой выполнен из легкого бетона применяют только в зданиях с влажностью внутреннего воздуха до 75%.

Трехслойные панели из легких бетонов повышенной заводской готовности применяют для наружных стен животноводческих и птицеводческих зданий со слабоагрессивной средой и влажностью внутреннего воздуха помещений до 75%. Панели состоят из двух внешних Ж.Б. слоев, соединенных между собой стальными гибкими связями вилочного типа, и слоя утеплителя (рисунок 7.11, г). Толщина внутреннего несущего слоя 100мм, наружного – 50мм. Требуемую толщину утеплителя назначают в зависимости от расчетной температуры наружного и внутреннего воздуха, а также влажностных условий.

Ж.Б. слои выполняют из бетона класса не ниже В15 со средней плотностью 1800кг/м³ (керамзитобетон, аглопоритобетон, шлакопемзобетон). В качестве теплоизоляционного слоя используют плитный пенополистирольный пенопласт ПСБ марки 30 со средней плотностью 40кг/м³, полужесткие минераловатные плиты на синтетическом связующем со средней плотностью 125кг/м³, минераловатные плиты на битумном связующем со средней плотностью 200 кг/м³ и др. Каркасы и сетки изготавливают из арматуры классов А-III и Вр-I, гибкие связи из стали класса А-II.

Эффективными в сельском строительстве являются крупноразмерные конструкции, сочетающие в себе несущие и ограждающие функции. Крупноразмерная стеновая панель (рисунок 7.12) состоит из стоек, верхнего и нижнего ригеля и стенки. Длина панели 6м, высота ее определяется габаритными размерами здания. Ширину стоек и ригелей находят по теплотехническому расчету (при расчетной температуре наружного воздуха – 20⁰С и применении бетона со средней плотностью до 1700кг/м³ можно принять 300мм). Стенки панели трехслойные: наружные слои из керамзитобетона толщиной 50мм, средний – из жестких минераловатных плит толщиной 80мм. Утеплитель не доходит до наружных граней панели, а следовательно, защищен от попадания в него влаги. В таких панелях «мостики холода» не образуются, так как панель по контуру обрамлена уширениями в виде сеток и ригелей.

Слои керамзитобетона армируют сетками из обыкновенной проволоки Ø4 ВрI с размерами ячеек 200×200мм. Наружный и внутренний слои объединяют между собой гибкими связями в виде арматурных каркасов, устанавливаемых между плитами утеплителя.

Стойки выходят за габариты панели на длину, необходимую для установки панели в стакан фундаментов и надежной заделки. В каждый стакан фундамента устанавливают две стойки смежных панелей. Герметизацию стыков осуществляют пароизоловыми прокладками, которые помещают в два паза. Смежные панели объединяют сваркой закладных деталей. Верхний ригель панели воспринимает нагрузку от стропильных конструкций или большепролетных плит перекрытия ее на стойки и стенку. Нижний ригель воспринимает нагрузку от стенки и объединяет все элементы панели в жесткую замкнутую раму.

Для изготовления панелей используют легкие бетоны класса В15…В20. Стойки и ригели армируют пространственными сварными каркасами из арматуры класса А-III.

На восприятие ветровой горизонтальной нагрузки стенку панели рассчитывают как плиту, защемленную по четырем сторонам. При этом несущая способность стенки состоит из суммы несущих способностей двух слоев. В продольном направлении стеновую панель рассматривают как статически неопределимую двухконтурную раму воспринимающую нагрузку от конструкций покрытия. При расчете рамы в продольном направлении работу стенки не учитывают. В стойках также возникают усилия при работе их на восприятие внешней нагрузки в системе поперечных рам, поэтому стойки проектируют как работающие на косое внецентренное сжатие.

Панели оболочки КЖС (рис. 2.13)

Короткий цилиндрический пологий свод – оболочку с двумя ребрами – диафрагмами сегментного очертания.

Геометрическая форма конструкции обеспечивает постоянство усилий в сжатой и растянутой зонах по всей длине пролета. В сочетании с пространственным решением панели этим достигается максимальное использование в работе минимально израсходованного материала. Рабочая арматура панели запроектирована из двух предварительно напряженных элементов и расположена в нижней утолщенной зоне диафрагм. Надежную анкеровку арматуры в бетоне опорного узла панели достигают при помощи стальных анкеров.

Диафрагмы армируют сварными сетками в приопорных, а также стержнями-подвесками, расположенными в вертикальных ребрах диафрагм. Армированные оболочки определяют расчетом и осуществляют его сварными арматурными сетками рулонного типа.

Панели-оболочки КЖС рассчитывают по методике расчетных предельных состояний с учетом изменений геометрической схеме конструкций в процессе нагружения. Методику расчета см. практические занятия.

1 – оболочка; 2 – вертикальное ребро жесткости; 3 – стенка диафрагмы;

4 – напрягаемая арматура.

Рисунок 2.13. Схема крупноразмерной железобетонной сводчатой панели оболочки КЖС размером 3×18 м

8Висячие покрытия

Висячее покрытие образуется системой вант и жесткой контурной конструкцией, на которой удерживаются ванты. Кровельное ограждение укладывается по вантам; оно состоит из плоских сборных легких плит.

Рациональной фермой висячих покрытий являются криволинейные поверхности двоякой кривизны; однозначной (вогнутые) и разнозначной (вогнуто-выпуклые). По очертанию в плане могут быть круглые, эллиптические, овалоподобные, прямоугольные, ограниченные дугами (минимум двумя), и т.п.

A и B находим из .

Для любой точки С, взятой на нити,

H – натяжение нити;

у_с – стрела провисания нити;

М_сб – балочный момент на расстоянии х_с от опорных стенок.

Натяжение троса (нити):

а) покрытие круглого очертания с радиальной системой вант;

б) покрытие круглого очертания с ортогональной системой вант;

в) покрытие эллиптического очертания с ортогональной системой вант;

г) покрытие прямоугольной формы с ортогональной системой вант.

1 – жесткое опорное кольцо; 2 – ванты; 3 – плиты покрытия; 4 – центральное кольцо; 5 – жесткая рама.

Рисунок 8.1 – Висячие покрытия с поверхностями однозначной кривизны

Рисунок 7.2 – Схемы висячих покрытий с поверхностями разнозначной кривизны

Рисунок 8.3 – Расчетная схема нити

а) – любого загружения; б) – равномерно распределенной нагрузкой

При q

где .

Величина продольных усилий N в гибкой нити определяется по формуле:

где Q_б – поперечная сила соответствующей балки проекции.

н.к – Ø16000мм ∟140×10,

в.к – Ø400мм t=10мм.

н.к. .

12^-игранник: размер одной грани .

Шаг вант . Общее количество вант – 50. Нижних вант – 25шт.; стабилизирующих (верхних) вант – 25шт., длина ванты – 8м (8000) Ø_в^бр= 12мм; по резьбе – 10мм. Напряжение в вантах: срезу 100МПа; растяжению 100МПа.