Основы проектирования. Унификация, типизация. Технологичность. Деформационные швы.

Основы проектирования. Унификация, типизация. Технологичность. Деформационные швы.

Принципы проектирования

n Снижение материалоемкости;

n Снижение трудоемкости;

n Обеспечение надежности в течение всего срока эксплуатации здания.

Меры по снижению материалоемкости:

n в полной мере использовать несущую способность конструкций,уменьшать класс бетона, изменять армирование в соответствии с действующими усилиями

n Учитывать совместную пространственную работу элементов конструкций в системе здания,

n Уменьшать нагрузки на конструкции за счет применения легких бетонов, легких конструкций для ненесущих элементов, слоистых и многопустотных конструкций;

n Предотвращать образование трещин в конструкциях при их изготовлении и возведении преимущественно за счет технологических мер (подбор соответствующих составов бетона, режимов термообработки), не применяя дополнительного армирования

n Принимать такие схемы транспортировки, монтажа и извлечения из форм сборных элементов, которые не требуют дополнительного армирования;

n Предусматривать траверс, обеспечивающих вертикальное направление подъемных строп;

n Использовать подъемные петли для соединения сборных элементов между собой.

Меры по снижению трудоемкости:

n Укрупнять сборные элементы;

n Добиваться массового изготовления и монтажа с использованием высокопроизводительных машин и механизмов.

n Применять индустриальные решения скрытой электропроводки, рационально размещать системы инженерного обеспечения здания (водопровод, отопление, канализация, вентиляция)

n Уменьшать номенклатуру типовых Эл-тов

n Применение армиров какркасов

n автоматизация

Меры по обеспечению надежности в течение срока эксплуатации здания:

n Применять материалы, имеющие необходимую долговечность и отвечающие требованиям ремонтопригодности, тепло- и звукоизоляционные материалы и прокладки

n Выбирать конструктивные решения с учетом климатических районов строительства;

n Применять сочетания материалов в наружных слоистых конструкциях, исключающие расслоение бетонных слоев;

n Не допускать накопление влажности в конструкциях в процессе эксплуатации;

n Назначать класс по морозостойкости

n Предусматривать меры по защите от коррозии арматуры конструкции, связей и закладных деталей;

n Элементы конструкций и инженерного оборудования, срок службы которых меньше срока службы здания проектировать так, чтобы их смена не нарушала смежные конструкции.

Схема проектирования

n Выбор конструктивной системы здания;

n Компоновка;

n Выбор материала;

n Определение усилий;

n Подбор геометрических параметров несущих элементов

КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ЗДАНИЯ ИЗ ЖБК

 

Продолжения вопроса 1

Компоновка:

n Назначение разбивочных осей;

n Привязка к разбивочным осям;

n Назначение деформационных швов;

n Установление генеральных размеров несущих конструкций

Деформационные швы

n Виды деформационных швов:

n Температурно-усадочные для снижения дополнительных деформаций и напряжений от изменения температуры и усадки бетона;

n Осадочные – для обеспечения свободы деформаций при осадочных деформациях грунтов оснований

Принципы проектирования сборных элементов: 1.Унификация 2.Типизация 3.Укрупнение 4.Технологичность 5.Учет этапности работы элементов 6.Обеспечение прочности стыков и концевых участков

УНИФИКАЦИЯ - приведение к ограниченному числу типоразмеров.

Унифицируют: размеры элементов, пролеты, высоту этажей,привязки к разбивочным осям, габаритные схемы, формы сечений элементов, классы прочности и пр.

Размеры элементов и пролеты

Модуль – М = 100 мм, укрупненный модуль К х М

В каркасных промышленных зданиях пролеты кратны 60М (6 м) – 18, 24,30 м, высота от пола до низа несущих конструкций покрытия кратна 6М (0,6м);

В гражданских зданиях сетка колонн кратна 2М (0,2 м), высота этажа 3М - (0,3м)

В промышленных зданиях сетка колонн кратна 30М (3 м), высота этажа - 12М (1,2 м);

Типизация – отбор наиболее рациональных, проверенных на практике типов элементов и конструкций для массового применения

Уровни типизации: Детали, Элементы, Конструкции, Здания, Жилые или производственные комплексы

Назначение размеров элементов с позиций унификации опалубки;Устройство стыков с позиций массового производства элементов и удобства монтажа;Ограничение номенклатуры изделий;Удобство распалубки, сохранность при перевозке и монтаже;Обеспечение самофиксации при монтаже;Минимум «мокрых» процессов и сварочных работ на монтаже

 

Продолжение билета 3

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

n Глубина опорной площадки плит при опирании, мм:

– по контуру,

по 2 длинным и одной короткой стороне - 40;

– по 2 сторонам при пролете L≤ 4,2 м,

по 2 коротким и одной длинной стороне - 50;

– по 2 сторонам при пролете более L>4,2 м - 70.

n Минимальный зазор между плитами для жесткого перекрытия - 40.

Расчётна схема Виды сборных плит I – ребристая;II – тавровая 1 (2Т); III - пустотная;IV - коробчатая;V - с криволинейной нижней полкой;VI – трехслойная (1- тяжелый бетон; 2- легкий бетон; 3- арматура)

 

 

Продолжение билета 4

 

 

Плиты и балки покрытия.

а - П- образная ребристая; б - П- образная комплексная; б – типа 2Т обычная; г – типа 2Т комплексная; д – крупнопролетная ребристая с малым уклоном; 1 –продольное ребро; 2 – поперечное; 3 – поризованный керамзитобетон; 4 – напрягаемая арматура; 5 – сварная сетка плиты; 6 – сетка ребра в опорном узле

Конструктивные требования стропильных балок

• Высота сечения в середине h = (1/10…1/15)l

• Уклон верхнего пояса i = 1/12, малоуклонная кровля i = 1/30

• Высота сечения на опоре 800 или 900 мм.

• Ширина верхней сжатой полки для обеспечения устойчивости при перевозке и монтаже bf = (1/50…1/60)l

• Ширина нижней полки из условия размещения продольной растянутой арматуры bf = 250…300 мм

• Толщина стенки двутавровой балки для размещения каркасов b = 60…100 мм

• Ширина решетчатой балки b = 200…260 мм

ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ БАЛКА С ОБРЫВАМИ 1 АРМАТУРЫ В ПРОЛЕТЕ

 

 

Стропильные фермы.

Конструктивные схемы железобетонных ферм

а – сегментные; б – арочные с редкой решеткой; в – арочные безраскосные; г – полигональные с параллельными поясами и с малым уклоном верхнего пояса; д – полигональные с ломаным нижним поясом

Конструктивные требования

• Высота в середине пролета h = (1/7…1/9)l

• Класс бетона В30…В50

• Размер панели 3 м

• Ширина поясов при шаге ферм 6 мbf = 200…250 мм, при шаге 12 мbf = 300…350 мм

1 - стойка для опирания плит покрытия; 2 - рабочая ПНА; 3 – рабочая арматура раскосов; 4 – каркасы поясов; 5 – каркасы узлов; 6 – сетки косвенного армирования; 7 – ЗД с анкерными болтами; 8 – опорная ЗД;

Железобетонные фундаменты.

 

 

Классификация

n По форме

n Ступенчатые;

n Пирамидальные;

n По способу изготовления

n Сборные;

n Монолитные;

n По виду напряженного состояния

n Центрально нагруженные;

n Внецентренно нагруженные

Конструирование

n Глубина заложения – ниже уровня деятельного слоя грунта;

n Размеры подошвы и ступеней

n Металлическая опалубка – кратны 0,3 м;

n Деревянная опалубка – кратны 0,1 м;

n Толщина защитного слоя бетона:

n при бетонной подготовке сборные – 35 мм; монолитные – 40 мм;

n при отсутствии бетонной подготовки – 70 мм;

n Класс бетона: сборные В15…В20, монолитные В12,5…В15;

Монолитные фундаменты сборных колонн при отсутствии (а) и наличии (б, в) подколонника

1 – колонна; 2 – подколонник; 3 – фундамент;

4 – подошва фундамента; 5 – стакан; 6 - стык

Монолитные фундаменты под монолитные колонны

1 – колонна; 2 – подколонник; 3 – ступенчатый фундамент; 4 – подошва фундамента; 5 – шов бетонирования; 6 – бетонная подготовка

 

Сборные фундаменты сборных колонн при отсутствии (а) и наличии (б) подколонника

1 – колонна; 2 – подколонник; 3 – фундаментная плита; 4 – блок-подушка; 5 – стакан

 

 

Особенности ТПК

• Достоинства:

– Возможность перекрывать большие пролеты без промежуточных опор;

– Совмещение несущих и ограждающих функций;

– Экономия материалов (до 25…40%), снижение веса;

– Архитектурная выразительность.

• Недостатки:

– Трудоемкость изготовления, перевозки и возведения;

– Усложнение устройства кровли;

– Сложность устройства подвесного транспорта

Основы конструирования

• Ширина швов вшв =30 мм при hшв≤100 мм;

вшв =50 мм при hшв >100 мм;

• Шаг арматуры оболочки s= 200…250 мм; μ≥ 0,2%;

• При толщине плиты h>80 мм – арматура располагается у обеих граней;

• Участки примыкания оболочек к диафрагмам и бортовым элементам армируют двойными сетками из стержней d = 5-8 мм с шагом s ≤ 200 мм;

• При σt ≥ 3 Rbt – оболочка утолщается;

• Минимальная толщина оболочки

 

 

Цилиндрические оболочки.

Длинные цилиндрические оболочки

•

а – однопролетная; б - многоволновая; в – многопролетная. 1– оболочка;2 – бортовой элемент; 3 - диафрагма

Основы конструирования

• При l1 / l2 > 1 – длинные оболочки

• Типовые l1 = 24, 30, 36 м; l2 = 12 м.

• Высота оболочки h = (1/10…1/15) l1

Стрела подъема f = (1/6…1/8) l2

Высота бортового элемента h1 = (1/20…1/30) l1

Длинные цилиндрические оболочки из монолитного железобетона (а), сборных криволинейных ребристых панелей (б); и сборной длинной призматической складки из гладких плит легкого бетона (в)

1 – оболочка; 2 – диафрагма; 3 – бортовой элемент; 4 – сборная панель 3х12; 5 – сборная плита 3х3 или 3х6; 6 – арматура для восприятия местных изгибающих моментов; 7 – то же, главных растягивающих усилий;

Купола.

Классификация: 1)Оболочки 2)Ребристые 3)Ребристо-кольцевые 4)Волнистые 5)Складчатые 6)Сетчатые 7)Многогранные

10)

Основы конструирования

• Форма поверхности: сферическая, эллиптическая, коническая, многогранная, составная из волнистых или складчатых элементов

• Стрела подъема f = (1/2…1/10) D, наиболее экономичны при f = (1/3…1/5) D

• Толщина полки h ≥ 30…40 мм

• Разрезка: радиальная и радиально-кольцевая

Купол монолитный (а) и сборный (б) Расч-ая схема опорного кольца при Дей-ии распора 1 (а) и моментов (б)

1 – монолитная оболочка; 2 – сборная плита;

3 – опорное кольцо; 4 – фонарное кольцо;

5 – рабочая ненапрягаемая арматура;

6 – мощные канаты; 7 – выступ опорного кольца

 

 

10)Усилия в шаровом статически определимом куполе

• А – расчетная схема; б, в – эпюры меридиональных (N1) и кольцевых (N2) сил от веса покрытия

 

 

основы проектирования. Унификация, типизация. Технологичность. Деформационные швы.

Принципы проектирования

n Снижение материалоемкости;

n Снижение трудоемкости;

n Обеспечение надежности в течение всего срока эксплуатации здания.

Меры по снижению материалоемкости:

n в полной мере использовать несущую способность конструкций,уменьшать класс бетона, изменять армирование в соответствии с действующими усилиями

n Учитывать совместную пространственную работу элементов конструкций в системе здания,

n Уменьшать нагрузки на конструкции за счет применения легких бетонов, легких конструкций для ненесущих элементов, слоистых и многопустотных конструкций;

n Предотвращать образование трещин в конструкциях при их изготовлении и возведении преимущественно за счет технологических мер (подбор соответствующих составов бетона, режимов термообработки), не применяя дополнительного армирования

n Принимать такие схемы транспортировки, монтажа и извлечения из форм сборных элементов, которые не требуют дополнительного армирования;

n Предусматривать траверс, обеспечивающих вертикальное направление подъемных строп;

n Использовать подъемные петли для соединения сборных элементов между собой.

Меры по снижению трудоемкости:

n Укрупнять сборные элементы;

n Добиваться массового изготовления и монтажа с использованием высокопроизводительных машин и механизмов.

n Применять индустриальные решения скрытой электропроводки, рационально размещать системы инженерного обеспечения здания (водопровод, отопление, канализация, вентиляция)

n Уменьшать номенклатуру типовых Эл-тов

n Применение армиров какркасов

n автоматизация

Меры по обеспечению надежности в течение срока эксплуатации здания:

n Применять материалы, имеющие необходимую долговечность и отвечающие требованиям ремонтопригодности, тепло- и звукоизоляционные материалы и прокладки

n Выбирать конструктивные решения с учетом климатических районов строительства;

n Применять сочетания материалов в наружных слоистых конструкциях, исключающие расслоение бетонных слоев;

n Не допускать накопление влажности в конструкциях в процессе эксплуатации;

n Назначать класс по морозостойкости

n Предусматривать меры по защите от коррозии арматуры конструкции, связей и закладных деталей;

n Элементы конструкций и инженерного оборудования, срок службы которых меньше срока службы здания проектировать так, чтобы их смена не нарушала смежные конструкции.

Схема проектирования

n Выбор конструктивной системы здания;

n Компоновка;

n Выбор материала;

n Определение усилий;

n Подбор геометрических параметров несущих элементов

КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ЗДАНИЯ ИЗ ЖБК

 

Продолжения вопроса 1

Компоновка:

n Назначение разбивочных осей;

n Привязка к разбивочным осям;

n Назначение деформационных швов;

n Установление генеральных размеров несущих конструкций

Деформационные швы

n Виды деформационных швов:

n Температурно-усадочные для снижения дополнительных деформаций и напряжений от изменения температуры и усадки бетона;

n Осадочные – для обеспечения свободы деформаций при осадочных деформациях грунтов оснований

Принципы проектирования сборных элементов: 1.Унификация 2.Типизация 3.Укрупнение 4.Технологичность 5.Учет этапности работы элементов 6.Обеспечение прочности стыков и концевых участков

УНИФИКАЦИЯ - приведение к ограниченному числу типоразмеров.

Унифицируют: размеры элементов, пролеты, высоту этажей,привязки к разбивочным осям, габаритные схемы, формы сечений элементов, классы прочности и пр.

Размеры элементов и пролеты

Модуль – М = 100 мм, укрупненный модуль К х М

В каркасных промышленных зданиях пролеты кратны 60М (6 м) – 18, 24,30 м, высота от пола до низа несущих конструкций покрытия кратна 6М (0,6м);

В гражданских зданиях сетка колонн кратна 2М (0,2 м), высота этажа 3М - (0,3м)

В промышленных зданиях сетка колонн кратна 30М (3 м), высота этажа - 12М (1,2 м);

Типизация – отбор наиболее рациональных, проверенных на практике типов элементов и конструкций для массового применения

Уровни типизации: Детали, Элементы, Конструкции, Здания, Жилые или производственные комплексы