Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Пространственные рамные конструкции из складывающихся плит Бойтемиров Тимур Фаридович

Пространственные рамные конструкции из складывающихся плит
<
Пространственные рамные конструкции из складывающихся плит Пространственные рамные конструкции из складывающихся плит Пространственные рамные конструкции из складывающихся плит Пространственные рамные конструкции из складывающихся плит Пространственные рамные конструкции из складывающихся плит
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Бойтемиров Тимур Фаридович. Пространственные рамные конструкции из складывающихся плит : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.01.- Москва, 2005.- 148 с.: ил. РГБ ОД, 61 05-5/2769

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Состояние вопроса и задачи исследований 7

1.1. Быстровозводимые здания из сборного железобетона 7

1.2. Узловые сопряжения быстровозводимых зданий 16

1.3. Быстровозводимые здания из складывающихся конструкций 18

Цели и задачи исследований 22

ГЛАВА 2. Конструктивное решение и прочность узлового сопряжения складывающейся конструкции 23

2.1. Общие требования 23

2.2. Способ выполнения стыкового соединения элементов складывающейся железобетонной конструкции 23

2.3. Анализ напряженно-деформированного состояния узлового сопряжения при доэксплуатационных нагрузках на плиту 25

2.3.1. Нагрузки, возникающие при распалубке 25

2.3.2. Нагрузки, возникающие при транспортировании 29

2.4. Оценка несущей способности узлового сопряжения при эксплуатационных нагрузках 35

2.4.1. Расчет по прочности железобетонного сечения узла перелома 35

2.4.2. Расчет по прочности составного сечения стыка 42

Выводы по главе 47

ГЛАВА 3. Оценка деформативности узлового сопряжения складывающейся конструкции 49

3.1. Общие положения определения жесткости сечения стыка складывающейся конструкции 49

3.2. Приведенные геометрические характеристики сечения стыка 49

3.3. Учет податливости растянутой арматуры при определении высоты сжатой зоны 55

3.4. Определение деформаций податливости растянутой зоны... 60

3.4.1. Деформации, возникающие вследствие разгиба растянутой арматуры 60

3.4.2. Деформации обмятия бетона под изогнутой арматурой 66

Выводы по главе 70

ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния складывающихся конструкций из ребристых плит 72

4.1. Исследования складывающихся конструкций из ребристых плитразмером 1.5x6м 72

4.1.1. Цели и задачи исследований , 72

4.1.2. Конструкция узла перелома плиты 72

4.1.3. Результаты испытаний 76

4.1.4. Выводы по испытаниям 78

4.1.5. Конструкция рамного блока из ребристых плит и методика испытаний 78

4.1.6. Результаты испытаний 83

4.1.7. Выводы по испытаниям 87

4.2. Исследования полурамных блоков из плит 3x12м 87

4.2.1. Цели и задачи исследований 87

4.2.2. Конструкция опытных образцов и методика испытаний 88

4.2.3. Результаты испытания полурамного блока с наклонной стенкой 91

4.2.4. Результаты испытания полурамного блока с вертикальной стенкой 96

4.3. Испытание рамного блока из ребристых плит Зх 12м 99

4.3.1. Конструкция рамного блока и методика испытаний 99

4,3.3. Результаты испытаний 100

Выводы по главе 108

ГЛАВА 5. Практические рекомендации к расчету и проектированию пространственных рамных блоков 113

5.1. Общие положения 113

5.2. Формирование расчетных моделей пространственного рамного блока для расчета поМКЭ 115

5.2.1. Расчетные модели рамных блоков 115

5.2.2. Жесткостные характеристики элементов расчетной модели.. 115

5.2.3. Результаты расчета по пространственным моделям 121

5.3. Рекомендации по выбору геометрии рамных блоков из складывающихся плит 124

5.4. Оценка эффективности складывающихся конструкций 129

Выводы по главе 133

Выводы 134

Литература 137

Введение к работе

Актуальность работы. В настоящее время все большее распространение получают конструктивные решения зданий, как правило, вспомогательного назначения, на возведение которых затрачивается минимальное время или так называемые быстровозводимые здания. Они должны быть технологичными при изготовлении и монтаже, мобильными при транспортировании и при этом обладать требуемыми эксплуатационными качествами. В связи с этим поиск оптимальных конструктивных решений подобных зданий является актуальной задачей.

Одним из перспективных направлений развития сборных железобетонных конструкций является внедрение технологии трансформации линейных или плоскостных элементов в пространственные конструкции в построечных условиях. Для зданий производственного и вспомогательного назначения могут быть рекомендованы к применению системы рамного типа из складывающихся железобетонных конструкций.

Складывающимися названы конструкции, которые изготавливаются цельными в одной плоской опалубке, например ребристые плиты покрытия. В процессе формовки плиты при помощи специальных вкладышей разделяются на элементы, связанные между собой непрерывной арматурой, а затем при подъеме складываются по заранее установленным линиям сгиба. Торцы стыкуемых элементов выполняют с определенным наклоном, чтобы после перегиба общий угол между элементами удовлетворял принятой форме. В местах перегиба стыкуемые элементы привариваются, тем самым фиксируя приобретенную форму.

Складывающиеся конструкции перевозят в плоском виде, а требуемая пространственная форма образуется непосредственно на строительной

4 площадке. Примеры расчета и проектирования подобных конструкций в литературе встречаются крайне редко.

Целью настоящей диссертационной работы является исследование возможности и условий трансформации сборных железобетонных ребристых плит из плоских конструкций в пространственные рамные блоки, проведение экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния конструкций из складывающихся плит и разработка практических методов их расчета.

В диссертации были поставлены следующие задачи:

-определить условия обеспечения технологичности и работоспособности узла перегиба складывающейся конструкции;

-разработать методику стыкования сечений складывающихся конструкций;

-разработать методику расчета по прочности сечений стыка складывающейся конструкции с изогнутой рабочей арматурой;

-разработать методику расчета по деформациям сечений стыка складывающейся конструкции с изогнутой рабочей арматурой;

-провести экспериментальные исследования напряженно-

деформированного состояния складывающихся конструкций;

-разработать практические рекомендации по проектированию быстровозводимых зданий из складывающихся конструкций и оценить их экономическую эффективность.

Объектом исследования являются сборные железобетонные ребристые плиты, трансформируемые в пространственные рамные блоки.

Предмет исследования - изучение возможности и условий создания быстровозводимых зданий из складывающихся ребристых плит.

5 Научную новизну работы составляют:

-способ создания сопряжений для трансформирования плоских конструкций в пространственный элементы;

-методика расчета по прочности сечений стыка с изогнутой рабочей арматурой;

-методика расчета деформативности сечений стыка складывающейся конструкции;

-результаты экспериментальных исследований напряженно-

деформированного состояния рамных блоков из складывающихся ребристых плит.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

-разработаны рекомендации по определению рациональных габаритов рамных конструкций из складывающихся плит;

-разработаны рекомендации по расчету на прочность и деформативность сечений стыка складывающихся конструкций;

-разработаны рекомендации к конструированию складывающихся конструкций из сборных ребристых плит.

Обоснованность и достоверность результатов обеспечивается:

-применением для анализа напряженно-деформированного состояния конструкций методов сопротивления материалов, строительной механики и теории расчета железобетонных конструкций;

-проведением численных исследований на основе метода конечных элементов с использованием стандартных программных комплексов;

-сходимостью результатов теоретических расчетов с данными экспериментальных исследований на натурных конструкциях.

На зашиту выносятся:

-способ создания сопряжений для трансформирования плоских
конструкций в пространственные и методика стыкования сечений

складывающихся конструкций;

-методика расчета по прочности и деформативности сечений стыка складывающейся конструкции с изогнутой рабочей арматурой;

-результаты экспериментальных исследований напряженно-

деформированного состояния складывающихся конструкций и рамных блоков;

-результаты численных исследований работы пространственных блоков;

- анализ экономической эффективности быстровозводимых зданий из складывающихся конструкций.

Результаты работы внедрены при разработке рабочих чертежей вспомогательных зданий из сборных железобетонных ребристых складывающихся плит.

Апробация работы к публикации. Основные положения диссертации опубликованы в четырех научных статьях. Материалы диссертации доложены и обсуждены:

на Юбилейной научно-технической конференции аспирантов и студентов МИКХиС, г. Москва, 2004г.;

-на международной конференции «Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта» в Российском государственном открытом техническом университете путей сообщения, г.Москва, 2004г.;

-на четвертой всеукраинской научно-технической конференции «Научно-технические проблемы современного железобетона», Киев-Сумы,2005г.

7 Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных

выводов, списка литературы и изложена на 148 страницах, из них 102

страницы машинописного текста, 64 рисунков, 4 таблицы.

Быстровозводимые здания из складывающихся конструкций

Одним из важнейших элементов быстромонтируемых вспомогательных зданий, выполняемых полносборными например из плит "2Т", является узловое соединение покрытия со стеновым ограждением[11]. В зависимости от конструктивного решения сопряжения принимается расчетная схема здания в целом. В типовых решениях быстромонтируемых зданий на основе ребристых плит типа «П» жесткость верхнего узлового сопряжения обеспечивалась дополнительными подкосами, что по мнению авторов снижает технологичность возведения и уменьшает рабочий объем внутренних помещений. Кроме этого, подкосы требуют дополнительного расхода металла, а их устройство увеличивает число операций на монтаже, что находится в некотором противоречии с идеей быстромонтируемого здания.

В работе [11] были рассмотрены конструктивные решения трех вариантов узлов для одноэтажных неотапливаемых зданий вспомогательного назначения, возводимых полностью из предлагаемых плит 2Т без поперечных ребер, один из которых показан на рис.1.5.

В соответствии с требованиями п. 10.15 [76], горизонтальные перемещения бескаркасных зданий от ветровых нагрузок не ограничиваются, если их стены, перегородки и соединяющие элементы рассчитаны на прочность и трещиностойкость, В одноэтажных бескрановых невысоких (3-4,8 м) зданиях возникают относительно небольшие горизонтальные усилия. Следовательно, нет необходимости создания сложных жестких узлов сопряжения покрытия со стеной. В связи с этим основной задачей является выбор расчетной схемы с необходимой податливостью узловых сопряжений покрытия и стенового ограждения. Узел должен обеспечивать: во-первых необходимую пространственную жесткость здания и во-вторых целостность стыков (образование и допустимое раскрытие трещин, отсутствие выкрашивания бетона швов и т.д.) при знакопеременных горизонтальных нагрузках

Проведенные исследования [11] показали, что наиболее ответственным элементом быстромонтируемого здания из является сопряжение стены и кровли. Конструкция данного сопряжения является определяющей в обеспечении пространственной жесткости и прочности здания; В рассматриваемом конструктивном решении узлы сопряжения являются односторонними шарнирами, т.е. в одном направлении стык работает как рамный узел, а при воздействии усилий в другом направлении -как шарнир). Экспериментальное изготовление образцов узла сопряжения показало, что преимущество отдается узлу с более простой конфигурацией опалубочных форм, технологичности монтажа с контролируемым контактом стыкуемых поверхностей, с меньшим влиянием неточности монтажа на несущую способность конструкции и обеспечением свободного доступа к сопрягающимся поверхностям элементов. Кроме того установлено, что рамный узел сопряжения покрытия со стеновой частью обладает податливостью, величину которой предложено установливать по экспериментально-полученным зависимостям С =f( p) [11]. Для удовлетворения возросших требований современных технологий, обеспечения повышенной комфортности помещений и эффективности строительства, новые конструктивные решения должны соответствовать следующим критериям: -минимально возможная номенклатура элементов перекрытий, покрытий и стенового ограждения для одно и многоэтажных зданий с различными обьемно-планировочными решениями на основе укрупненной сетки колонн; -изготовление сборных элементов для наиболее распространенных пролетов - 6-18м должно производится в единой металлооснастке; -возможность использования плит в одно и многоэтажных каркасных зданиях и в зданиях с неполным каркасом не только в перекрытии и покрытии, но и в качестве несущих и ограждающих вертикальных конструкций. В результате изучения зарубежного и отечественного опыта было предложено использовать для устройства стеновой и кровельной частей здания однотипные серийно выпускаемые предприятиями строииндустрии ребристые железобетонные плиты размером 1,5 х 6 и 3 х 12 м. В процессе формовки таких плит при помощи специальных вкладышей они расчленяются на два, связанных между собой непрерывной арматурой, элемента, из которых путем «перелома» и устройства разработанного стыкового соединения образуются Г-образные пространственные полурамы (рис. 1.6). Стыкуемые элементы изготавливаются в одной опалубке, имеют общую непрерывную арматуру и разделены между собой призматическим клиновидным вкладышем, вершина которого расположена под верхней рабочей арматурой, а боковые плоскости наклонены друг к другу под заданным углом. Предложенный способ стыкования сборных элементов, признанный изобретением [а.с.№ 1562416,41,60], позволяет компановать рамно-арочные здания различных геометрических параметров практически из однотипных сборных элементов. Схема монтажа таких одноэтажных зданий промышленного и сельскохозяйственного назначения показана на рис. 1.7.

Расчет по прочности железобетонного сечения узла перелома

После полного опускания края плиты оценивалась степень совпадения и состояние бетонных поверхностей совмещаемых частей, геометрия узла перелома, контролировались деформации арматуры по показаниям тензометров. Полученную форму фиксировали путем приварки к закладным деталям, расположенным в нижней части ребра, металлической пластины. Аналогичные операции выполнялись и при втором варианте узла перелома плиты.

Опытная проверка предлагаемых вариантов узла перелома показала следующее: 1. В первом варианте поворот части плиты происходил практически по заданной оси. При этом наблюдался откол бетона с нижней поверхности полок, что свидетельствует о наличии растягивающих усилий в стержнях сеток. Продольная арматура изогнулась с некоторым зазором к бетонной поверхности. Совмещение двух поверхностей плиты по линии излома оказалось неполным. Зазор порядка 7-8 мм остался у оси изгиба. Неполное закрытие узла обусловлено неточностью геометрии излома. При изготовлении не устранили сцепление арматуры с бетоном на участках, предусмотренных для оголения, вследствие чего продольного усилия оказалось недостаточно для полного выпучивания продольной арматуры. Это не позволило полностью совместить две наклонных плоскости. 2. Во втором варианте узла перелома при удалении нижней арматуры и в начале процесса поворота произошло смещение частей плиты по вертикали, что в конечном счете не дало возможности совместить полностью две поверхности стыка. Смещение стыкуемых частей было впоследствии устранено. В процессе перелома частей плиты были произведены замеры деформаций верхней поверхности продольной рабочей арматуры. Для первого варианта деформации достигли =400хШ \ что соответствует напряжениям предела текучести Of, для второго - оказались несколько ниже. На основании проведенной экспериментальной проверки конструкций узла перелома плиты можно сделать следующие выводы: -второй вариант узла перелома позволяет достичь полное совмещение поверхностей стыкуемых частей плиты. При этом конструкция позволяет увеличить радиус загиба продольной рабочей арматуры с целью уменьшения напряжений сжатия - растяжения на поверхности изгибаемой арматуры; -для устранения появления вертикальных смещений частей плиты рекомендуется на уровне оси вращения в ребре устанавливать дополнительную продольную арматуру из мягких сталей; -закладные детали, устанавливаемые в нижней части ребра для образования жесткого узла, следует приваривать к продольному арматурному каркасу. Для проведения исследований было изготовлено два опытных образца, представляющих собой ребристые плиты размером 1,5 х 6м с одним узлом перелома на каждой из плит. Конструкцию узла перелома приняли в соответствии со вторым вариантом с опущенным центром вращения. В ребристых плитах изменили конструкцию торцов: один из торцов являлся опорным узлом, а другой - коньковым. Конструкция конькового и опорного узлов показаны на рис.4.5. Использовался бетон класса В25. При изготовлении опытных образцов на рабочую арматуру наклеивали тензорезисторы (рис.4.6) для измерения деформаций и определения напряженно-деформированного состояния сечений в процессе испытаний. Отдельно были изготовлены опорные части фундамента рамно-панельного блока. Размеры рамы в собранном виде показаны на рис.4.7. Нагружение рамно-панельного блока вертикальной нагрузкой осуществляли гидравлическими домкратами с передачей усилия через систему траверс на ребра блока (рис.4.7). Расположение нагрузки было принято в сечении с максимальным изгибающим моментом в пролете от равномерно распределенной нагрузки. Нагрузка прикладывалась ступенями не более 0,1хРразр. В процессе проведения испытаний измеряли: -деформации рабочей арматуры «ломанных плит» с помощью тензорезисторов с базой 20 мм; -деформации сжатой зоны бетона с помощью тензорезисторов с базой 50 мм; -деформации сжатой и растянутой зоны бетона с помощью индикаторов с ценой деления 0,01 мм; -прогибы в коньковом узле и промежуточных точках с помощью прогибомеров с ценой деления 0,1 мм; -повороты отдельных частей блока относительно первоначального положения с помощью индикаторов с ценой деления 0,01 мм; -величину возникающего распора с помощью специальных сило измерителей (электрических).

Деформации, возникающие вследствие разгиба растянутой арматуры

В настоящее время практически все расчетные операции по анализу напряженно-деформированного состояния строительных конструкций выполняется с помощью программных комплексов, реализующих, как правило, метод конечных элементов[62]. Программы отличаются между собой используемыми в них типами и разновидностями конечных элементов, способами ввода и вывода данных, сервисными возможностями и др., но большинство из них позволяет рассчитывать сложные конструкции как единые пространственные системы. Использование в МКЭ дискретной пространственной модели с задаваемой пользователем степенью дискретизации любых участков конструкции позволяет проводить вычисления по расчетным схемам, максимально отражающим работу несущей системы реального здания. Однако, как уже отмечалось, учет всех факторов, влияющих на расчетную схему здания, создает большую трудоемкость описания и ввода исходных данных. В связи с этим актуальным представляется разработки методики формирования расчетных моделей с минимально возможным разбиением на конечные элементы пространственного рамного блока, учитывающих специфику деформирования железобетона и податливость узловых сопряжений складывающейся конструкции.

Формирование расчетных моделей пространственного рамного блока для расчета по МКЭ Деформативность несущей системы а, следовательно, и характер распределения внутренних усилий, как уже указывалось, в значительной степени определяется податливостью узловых сопряжений складывающейся конструкции. Податливость сопряжений в методе конечных элементов может быть учтена несколькими способами [1,62]. Первый способ фундаментальный заключается в введении специальных координатных функций, описывающих дополнительные перемещения в узловой области конечного элемента [30,91]. Второй, наиболее практичный, основан на использовании специальных элементов, имитирующих податливые связи[86]. Поскольку податливость сильно зависит от напряженно-деформированного состояния узла, представляется целесообразным максимально дифференцированно назначать жесткостные характеристики каждого сопряжения. Для этого следует производить более частую разбивку на конечные элементы примыкающих к узлу участков[1,30,59,62,91,98]. Таким образом минимально необходимая разбивка на конечные элементы пространственной конструкции, с учетом податливости каждого сопряжения, в целом совпадает с разбивкой на конструктивные элементы. В то же время в каждом сборном элементе возникают напряжения, величина которых изменяется по его длине или площади. Поэтому при развитии физической нелинейности деформирования жесткостные характеристики также изменяются в пределах каждого элемента. Следовательно, для более точного учета неупругих деформаций необходима дополнительная разбивка элементов. Плоские элементы ребристой плиты при действии полезной нагрузки перпендикулярно к поверхности деформируются с образованием участков трещинообразования, следовательно, они также требуют дополнительной разбивки. При этом к.э. типа "оболочка", которыми моделируется плита, имеют наибольшее количество степеней свободы, и неоправданное увеличение частоты их разбивки приведет к заметному росту порядка канонических уравнений. Следовательно, дополнительная разбивка плит перекрытий на конечные элементы должна быть по возможности более редкой. Отметим, что влияние на напряженно-деформированное состояние изменения жесткости полок при их изгибе из плоскости значительно меньше, чем влияние изменения жесткости при изгибе продольных ребер, а другие виды деформаций (изгиб и сдвиг в своей плоскости, кручение) в эксплуатационной стадии происходят практически упруго. Расчеты отдельной панели на изгиб и кручение показали, что при разбивке на 4 элемента уже достигается достаточная точность. Стыковое соединение в месте перегиба плиты моделировалось в виде двух связей ограниченной длины, соответственно работающих на растяжение и сжатие. Геометрия пространственного блока из ребристых плит размером 1.5x6м показана на рис. 5.1. Плиты имеют номинальную длину 5970 мм с полкой шириной 1480 мм, расстояние между осями продольных ребер 1500 мм, высота 300 мм, толщина полки 35 мм. Ширина продольного ребра понизу равна 65 мм. Пространственный рамный блок из плит 3x12м принят такими же размерами, как и в экспериментальных исследованиях, геометрия которого показана на рис.5.2. Размеры ребристой плиты, место перелома, геометрия поперечного сечения показаны на рис.4.12. Плиты изготавливаются из бетона класса В25. Армирование плит выполнено в соответствии с результатами расчета (см. раздел 2.4.3).

Рекомендации по выбору геометрии рамных блоков из складывающихся плит

Используя данные табл. 5.2, были произведены статические расчеты рамы при различных значениях угла а и соотношений 1/12. При этом угол /? был принят равным 15, поскольку является оптимальным для обеспечения долговечности кровли при минимизации расхода материалов на кровельную часть рамы. На рис.5.8,а представлены результаты этих расчетов в виде графика изменения изгибающего момента в месте перегиба плиты. Схема загружения рамы также показана на рис.5.8,6. При этом значения равномерно распределенных нагрузок принимались для IV района по климатическим характеристикам. Представленный график позволяет выявить оптимальные значения параметров угла наклона стеновой части а и соотношение длин стеновой и кровельной частей 1/І2 рамного блока и при необходимости соотнести полученные внутренние усилия с усилиями при подъемно-транспортых воздействиях. При этом представляется возможность добиться, чтобы в рассматриваемом сечении рамы напряжения были одного знака при действии расчетных комбинаций усилий,

Представленные графики зависимости М=/(а,1ІГІ2) на рис.5.8,а могут послужить ориентиром для выбора размеров и очертания рамного блока, исходя из несущей способности плит. Минимальное значение изгибающего момента по сжатому бетону либо по растянутой арматуре является критерием для проверки принятых геометрических размеров рамного блока по представленному графику (см. рис.5.8,а).

Выбор армирования производится следующим образом: из расчета на доэксшгуатационные нагрузки, возникающие при распалубке или транспортировании (с коэффициентом перегрузки 1,6) определяется нижняя арматура в ребре плиты. После образования полурамы и установки в проектное положение рамного блока, подобранная нижняя арматура практически не учитывается при расчете прочности сжатой зоны, поскольку нет сварного соединения стержней в стыке; подбор верхней арматуры, растянутой от эксплуатационных нагрузок, производится по максимальному моменту в сечении перелома рамного блока в зависимости от его геометрии. Следует отметить, что диаметр и количество верхней растянутой арматуры в узле перегиба ограничены конструктивными и технологическими требованиями, поэтому результаты расчета на доэксплуатационные и эксплуатационные нагрузки должны быть взаимно увязаны. Поскольку в ребре плиты и в полке устанавливаются разделительные вкладыши и это сечение является ослабленным, целесообразно смещать место перегиба от середины пролета в зону действия меньших изгибающих моментов. Вместе с тем, смещение места перегиба близко к торцам плиты в зону максимальных поперечных сил нежелательно, поскольку обеспечение прочности ослабленного сечения при сдвиге требует дополнительных конструктивных мер. Расчет в этом сечении на поперечную нагрузку следует производить без учета поперечных хомутов. Армирование расчетного сечения должно выполняться с учетом конструктивных требований и условий, которые обеспечивают технологичность образования полурамы из линейного элемента. К этим условиям, в первую очередь, следует отнести то, что при сгибе плиты не должно быть допущено перенапряжение рабочей стержневой арматуры. При изгибе в верхнем стержне, возникают растягивающие и сжимающие напряжения. Величина их в любом случае не должна превышать jm. Поэтому при конструировании узла излома следует предусматривать максимально возможный радиус загиба верхней арматуры. 5 АОценка эффективности складывающихся конструкций Значительная часть в общем объеме вспомогательных зданий гражданского, промышленного и сельскохозяйственного назначения составляют одноэтажные, одно- и многопролетные здания с различными объемно-планировочными решениями и поперечными габаритами [78]. Большинство одноэтажных зданий - проектируются прямоугольной формы в плане, с параллельно расположенными пролетами одинаковой ширины и высоты. Здания различного назначения шириной до 24 м выполняют как с внутренними, так и без внутренних опор, а шириной 27 м и более - обычно с внутренними опорами с шагом 6,9 и 12 м. Конструктивные схемы таких зданий приведены в таблице 1.1. Использование унифицированных конструктивных схем полнокаркасных зданий с рамным, стоечно-ферменным, стоечно-балочным и арочным каркасами позволяет сократить номенклатуру выпускаемых строительных изделий и повысить индустриализацию строительства. Однако, и в этом случае номенклатура строительных конструкций разнообразная и большая. Эффективность предлагаемого конструктивного решения подтверждается несколькими позициями, В первую очередь следует выделить существенное сокращение сборочных единиц [15,63,78,96]. Выше было показано, что здания собираются из однотипных полурамных блоков (за исключением торцевого ограждения). Следующими немаловажными факторами, впрочем вытекающими из первого, являются расход материалов и трудоемкость изготовления. Расход арматуры на складывающиеся конструкции несколько выше чем на типовые ребристые плиты. Это вызвано в первую очередь другой схемой работы конструкции с необходимостью армирования верхней зоны продольных ребер плит и во вторую - установкой дополнительной конструктивной арматуры для обеспечения работоспособности и целостности узла перелома, конькового соединения и контакта опорных зон с распорными фундаментами. В то же время общий расход материалов на готовую конструкцию здания рамного (ангарного) типа невысок. Это можно проследить на основе сопоставления по расходу материалов — стали и бетона с аналогом по конструктивному решению - зданием арочного типа из железобетонных полурам, стеновых панелей и плит покрытия. Для сопоставления был принят блок пролетом 18м и длиной 6м без утепления кровельной части. Данные представлены в таблице 5.3, из которых видно, что сокращение расхода металла достигает 13,4%, а бетона, в том числе тяжелого и легкого, 23,8%.

Похожие диссертации на Пространственные рамные конструкции из складывающихся плит