Тонкостенных пространственных покрытий
Вопрос 8. КЛАССИФИКАЦИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПОКРЫТИЙ. Особенности расчета и конструирования. Армирование.
С. 432, с.454
Пространственные покрытия представляют системы, образуемые из тонкостенных оболочек (тонких плит) и контурных конструкций (бортовых элементов, опорных колец, диафрагм в виде балок, ферм, арок, брусьев и т. п.). Оболочкам придают очертания криволинейных поверхностей или многогранников.
Тонкостенные пространственные покрытия применяют с использованием в них (рис.1, а-ж):
- цилиндрических оболочек и призматических складок;
- оболочек вращения с вертикальной осью (купола);
- оболочек двоякой положительной и отрицательной гауссовой кривизны, преимущественно прямоугольных в плане;
- составных оболочек, образованных из нескольких элементов, по форме пересекающихся криволинейных поверхностей.
Особое место занимают волнистые своды, т. е. многоволновые или многоскладчатые покрытия в виде сводов (складок) с малыми размерами волны по сравнению с длиной пролета (рис.1, з), а также висячие покрытия (на вантах), весьма разнообразные по форме в пространстве и в плане (две схемы представлены на рис.1, и, к).
В практике находят применение многие другие разновидности тонкостенных пространственных покрытий.
Тонкостенные пространственные покрытия особенно целесообразны при строительстве производственных и гражданских зданий в условиях, когда требуется перекрывать помещения больших размеров (порядка 30×30 м и более) без промежуточных опор. Впрочем, их успешно применяют и при меньших пролетах.
|
|
|
В пространственных покрытиях благодаря работе конструкции в обоих направлениях в плане достигаются лучшее использование материалов, его существенная экономия, значительное уменьшение собственного веса в сравнении с покрытиями из плоских элементов (кровельных панелей, ферм, балок, арок, подстропильных конструкций). Пространственные покрытия обладают особой архитектурной выразительностью.
За рубежом тонкостенные пространственные покрытия возводят главным образом в виде монолитных конструкций с применением на строительной площадке лесов и опалубки. На территории России пространственные покрытия осуществляются преимущественно сборными, что отвечает принципу индустриализации строительства.
Рис.1. Характерные схемы наиболее часто применяемых тонкостенных пространственных покрытий
Для покрытий чаще всего применяют пологие оболочки с подъемом поверхности не более 1/5…1/6 доли любого размера основания.
Криволинейная поверхность положительной гауссовой кривизны характеризуется тем, что центры кривизн дуг всех нормальных сечений, проведенных через каждую точку, лежат по одну сторону поверхности. Если эти центры расположены с обеих сторон, то такая поверность называется поверхностью отрицательной гауссовой кривизны.
|
|
|
Тонкостенные оболочки имеет малую жесткость на изгиб в сравнении с жесткостью против действия сил, развивающихся в серединной поверхности. Поэтому внешним нагрузкам, действующим перпендикулярно срединной поверхности оболочки, препятствуют преимущественно силы N (продольные, на 92…98%). Дополнительную часть нагрузки (2…8%) воспринимают компоненты изгибного состояния M, Q.
Конструктивные особенности
тонкостенных пространственных покрытий
Схему тонкостенного пространственного покрытия выбираютв зависимости отназначения сооружения, его архитектурной компоновки, размеров, а также от способа возведения. При сборных покрытиях конструкция их должна быть такой, чтобы обеспечивались наименьшая трудоемкость при изготовлении сборных элементов, их многократная повторяемость, простота монтажных стыков, доступность средств монтажа, использование в процессе сборки минимального числа инвентарных поддерживающих приспособлений. В монолитных покрытиях должна предусматриваться возможность применения передвижной или переставной многократно используемой опалубки.
|
|
|
Чтобы придать сборным элементам необходимую прочность и жесткость на период изготовления, перевозки и монтажа, их обычно снабжают бортовым окаймлением по контуру. В этом случае оболочка получается ребристой. Краяплит вдоль монтажных разрезов можно не усиливать ребрами, тогда на время перевозки, монтажа и твердения бетона в швах безреберные края сборных элементов укрепляют съемными металлическими траверсами.
Конструкцию стыка элементов сборных оболочек выбирают в зависимости от характера и интенсивности усилий, действующих в стыке.
Стыки во всех случаях необходимо заполнять бетоном. Для обеспечения плотного заполнения шва ширину его следует назначать не менее 30 мм, если толщина (высота) элемента в месте стыка не превышает 100 мм, и не менее 50 мм, если толщина элемента в месте стыка более 100 мм.
Если через стык сборных элементов оболочки передается сжимающее усилие, приложенное центрально или внецентренно (но с эксцентриситетом в пределах ядра сечения), и небольшие сдвигающие силы, то достаточно ограничиться конструктивным армированием стыка, соединением выпусков арматуры внахлестку. Растягивающие и сдвигающие усилия, передаваемые через стык, могут быть восприняты арматурой, закладываемой в поперечных швах, если швы идут не реже чем через 1,5 м; выпуски арматуры сборных элементов оболочки в монтажных стыках соединяют посредством сварки. Арматура сборных элементов оболочки может также соединяться с помощью привариваемых к ней закладных деталей которые на монтаже соединяются между собой накладками на сварке. Сечение накладок и длину сварных швов определяют расчетом.
|
|
|
Если через стык передаются значительные сдвигающие силы, то очертание граней соединяемых элементов должно предусматриваться такой формы, чтобы после замоноличивания в швах образовывались бетонные шпонки, препятствующие взаимному сдвигу элементов.
Предварительное напряжение контурных конструкций в пространственных покрытиях весьма целесообразно, поскольку оно не только повышает трещиностойкость растянутых областей, но в ряде случаев является простым средством объединения сборных элементов в единую систему.
В областях двухосного сжатия оболочки необходима проверка ее устойчивости.
Несущая способность конструкций в стадии предельного равновесия практически не зависит от промежуточных напряженных состояний. Поэтому прочность пространственных сборных, монолитных, сборно-монолитных, предварительно-напряженных и ненапряженных покрытий рассчитывают одинаково. При расчете по другим предельным состояниям следует особо учитывать усилия, возникающие от собственной массы сборных элементов до замоноличивания.
В предварительно- напряженных пространственных конструкциях, кроме того, должна быть проверена трещиностойкость при эксплуатационных нагрузках, а также прочность в процессе предварительного обжатия.
Сборные элементы должны быть проверены на прочность от усилий, возникающих в них при изготовлении перевозке.
Подбор арматуры и конструирование тонкостенных пространственных конструкций производятся в соответствии с нормальными и касательными усилиями, а также изгибающими моментами, которые в них действуют.
Максимальное значение главных сжимающих напряжений не должно превышать Rb.
В сжатых зонах и зонах, где главные растягивающие напряжения меньше Rbt, арматуру ставят конструктивно площадью не менее 0,2% сечения бетона с шагом стержней 20…25 см. При толщине плиты более 8 см рекомендуется ставить двойные сетки.
В зонах, где главные растягивающие напряжении больше Rbt, усилия должны полностью восприниматься арматурой, поставленной либо в виде стержней, уложенных в близком соответствии с траекториями главных растягивающих напряжений, либо в виде сеток из продольных и поперечных стержней.
Сечение арматуры для восприятия изгибающих моментов в гладких оболочках определяют как в плитах. При этом арматуру устанавливают соответственно эпюре моментов в растянутой зоне с минимальным защитным слоем бетона.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 445; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!