Архитектура ->  Фермы, арки, конструкции 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

- (-!

A, /2

г:,:сп;лжение

Рис. 7.3. К расчету цилиндрической оболочки:

а - расчетная схе.ма; б. в - эпюры изгибающих моментов М и поперечных сил Q: г - расчетное поперечное сечение оболочки и усилия в стадии пре,аельного равновесия

оортовые элементы проектируют в виде оалок прямоугольного или двутаврового поперечного сечения, как правило, с предварительно напряженной арматурой.

Расчет длинной оболочки в продольном направлении сводится к определению площади сечения растянутой арматуры в бортовых элементах. С этой целью находят расчетные усилия: изгибающий момент М и поперечную силу Q:

М= (qjl2)li2/8\ (7.1)

Q = (qjl2)li/2, (7.2)

где Ц] - нагрузка на 1 м2 плана.

Растягивающее усилие, приходящееся на два бортовых элемента,

N, = M/zM/().8ho, (7.3)

где ItQ - рабочая высота сечения; z - плечо внутренней пары продольных усилий, приблизительно равное 0,8 Hq (0,8 - опытный коэффициент условия работы).

Необходимая площадь сечения продо.тьной растянутой ар.матуры, устанавливаемой в одном бортовом элементе:

A, = N,/2Rs. (7.4)

Площадь ар.матуры в промежуточных бортовых элементах многоволновых оболочек удваивается.

Поми.мо балочных изгибающих моментов в оболочке действуют касате.пьные усилия N„„ достигающие наибольших значений на опорах (диафрагмах):

.¥.= TI = eS , (7.5)

где Q - балочная поперечная сила в опорном сечении оболочки; Т- касательное напряжение; S - статический хюмент; / - момент инерции сечения.

Из общего количества продольной арматуры, определенной по формуле (7.4), в бортовом э.лементе располагают, примерно, 80 % плошади сечения, причем

60 % концентрируют внизу (тип I). Остальную арматуру (20 %) размешают в растянутой зоне плиты, примыкающей к бортовому элементу.

Сжатую зону плиты оболочки армируют в продольном направлении конструктивно проволокой или стержнями (сталь класса Вр-1, А-Ш) диаметром 5...6 мм и шагом 200...250 мм, обши.м сечением не менее 0,2 % площади сечения бетона. Поперечную (вдоль волны) арматуру опреде.ляют расчетсм плиты в этом направлении и укладывают стержни в соответствии со знаком эпюры .моментов. В монолитных оболочках стержни обоих видов объединяют в сетку (тип П), которую размешают по всей оболочке. Плиту сборной оболочки армируют конструктивно сеткой из проволоки или стержней 0 4...6 мм с шагом 100x150 мм. Расчетную ар.матуфу вдоль волны устанавливают в контурных ребрах сборной плиты.

Бортовые элементы армируют стержнями из ар.матурной стали классов A-IV, A-V, А-VI и арматурных канатов.

Вблизи диафрагм касательные силы A.j. и.%1еют максимальные значения. Они вызывают главные растягивающие напряжения ё„ф направленные под углом 45° к прямолинейной образующей. Если 4и< fc> то ставят дополнительную арматуру - наклонные под углом 45° стержни или ортогональные сетки (тип Ш). Ее ан-керуют в бортовых элементах и диафрагмах. В местах примыкания оболочки к диафрагмам предусматривают арматуру (тип IV), определяемую в соответствии с краевыми изгибающими моментами. Армирование обо.лочки показано на рис. 7.4.

Устойчивость длинной цилиндрической оболочки считается обеспеченной, если нормальные и касательные напряжения не превосходят соответствующих значений, приведенных в работах [6], [12].

-Тип А

Тип Ш

Тип I

вариант)

ТипШ

ЭпюраМ

Рис. 7.4. Армирование длинной монолитной оболочки:

а - схема армирования; б, в - армирование оболочки, соответственно, у крайнего и промежуточного бортовых элементов; г - то же, над промежуточной диафрагмой: 1 - плита; 2 - бортовой Э-лемент; i - бортовой элемент .многоволновой оболочки; 4 - диафрагма .многопролетной оболочки; J - основная арматура плиты; 6 - дополнительная арматура плиты; 7 - ар.матура бортового элемента

На диафрагму с оболочки передаются касательные силы Л.,, и рассчитывают ее, принимая во внимания взаимодействие с плитой оболочки. Статический расчет диафрагмы состоит в определении моментов М и сил Л и от воздействия

с учетом конструктивных особенностей диафрагмы и ее собственного веса. Например, в диафрагмах-фермах касательные силы Ny со срединной поверхности оболочки переносят на ось верхнего пояса фермы с соответствующим моментом и приводят к узловым нагрузкам. Определение продольных сил в элементах ферм и их конструирование выполняют по обычным правилам строительной механики.

Арочные диафрагмы с затяжками по конструкции подобны обычным аркам. Нод действием сил Л, средняя часть арки испытывает внецентренное растяжение, приопорные части - внецентренное сжатие, а затяжка - растяжение.

Наибольшее сжимающее усилие у вершины оболочки;

Nemo.. = - qihR (7.6)

где R - (1 + 4fi } / 8f - радиус кривизны плиты.

В балочной диафрагме действует усмие той же величины, но обратного знака.

Если диафрагма выполнена в виде арки с затяжкой или сегментной фермы, то растягивающее усилие в затяжке или нижнем поясе фермы;

N,-qihl2/16f. (7.7)

Затяжку (нижний пояс) рассчитывают как растянутый элемент с напрягаемой арматурой, проверяя прочность его сечения на сжатие, вызываемое предварительным напряжением.

В условиях строительства по индивидуальным проектам и отсутствия производственной базы сборного железобетона возведение монолитных оболочек, несмотря на сложность опалубки и производства работ, себя оправдывает.

В сборных покрытиях применяют два варианта разрезки на сборные элементы {рис. 7.5). В первом варианте плиту оболочки и бортовой элемент объединя-

Рис. 7.5. Сборные длинные цилиндрические оболочки:

а, б - схемы разрезки оболочки на сборные элементы; ! - полупанель, совмещенная с борто-панель, отделенная от бортового элемента; 3 - бортовой элемент; 4 - за-

вьем элементом;

тяжка; 5 - предварительно напряженная арматура (в каналах)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39