Delist.ru

 Совместная сопротивляемость, деформативность железобетонных элементов перекрытия сборно-монолитных каркасов с плоскими плитами и скрытыми ригелями (17.12.2008)

Автор: Никоноров Руслан Михайлович

Прочность шпоночных стыков при смятии может быть оценена следующими формулами:

- значения усилий, соответствующие разрушению бетонной шпонки круглого

- расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельного состояния первой группы;

- длина шпонки;

- диаметр шпонки.

определяется по формуле:

- площадь поперечного сечения шпонки.

Расчет прочности верхней полки многопустотной плиты на отрыв следует производить по формуле:

при неармированных межпустотных стенках

при армированных межпустотных стенках

=0.9 при цилиндрической шпонке;

n - количество стенок в многопустотной плите;

t - толщина ребра плиты;

fsc - площадь сечения поперечной арматуры в ребре плиты на длине вхождения шпонки в полость плиты;

Rsc - расчетное сопротивление поперечной арматуры ребер плиты

bst – ширина ребра многопустотной плиты.

Проведенные исследования в данной работе позволили определить усилия, действующие в бетонной шпонке в месте примыкания к несущему монолитному ригелю. В соответствии с этим принят следующий практический способ расчета шпонки на срез и по предельному состоянию.

Прочность одной шпонки на срез определяется по формуле:

- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для предельного состояния первой группы;

- срезающие силы в шпонке в направлении осей z и х;

- предельная срезающая сила, которая может быть воспринята бетонной шпонкой и определяется по формуле:

- площадь среза шпонки.

Расчет прочности шпонки на совместное действие изгибающего момента и продольной силы производится по формуле:

где Ny – продольная сила в бетонной шпонке от внешней нагрузки;

Мх, Мz- изгибающие моменты в направление осей х и z от внешней нагрузки;

Nb, ult, Mb, ult – предельная продольная сила и изгибающий момент, которые могут быть восприняты бетонным сечением шпонки при их раздельном действии.

В формуле 12 знак «плюс» принимают при сжимающей продольной силе N, «минус» - при растягивающей силе.

Значения изгибающих моментов Мх и Мz в формуле 13, для среднего монолитного ригеля при равных смежных пролетах, принимается равным нулю.

В диссертационной работе приведены технико-экономические показатели основных конструктивных систем зданий на 1м2 общей площади. Для сравнения приведены показатели для 9-ти этажных трехсекционных домов с площадью, равной трем секциям серии 111.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Базируясь на результатах исследований, следует сделать следующие обобщающие выводы.

На основании анализа отечественных и зарубежных каркасных систем установлено, что сборно-монолитные каркасные системы с плоскими плитами и скрытыми ригелями является весьма перспективными для применения в строительстве. Опыт строительства и эксплуатации зданий на основе данных систем показал, что они отличаются минимальной себестоимостью строительства, высокими потребительскими качествами (комфорт, экономичность и т.д.), а также высокой надежностью и долговечностью.

Из анализа современных методов расчета конструктивных систем и выполненных исследований следует, что наиболее полную и близкую к фактической картину распределения усилий и перемещений в несущих элементах сборно-монолитного каркаса с плоскими плитами позволяет получить пространственный расчет системы методом конечных элементов. При этом основным фактором, влияющим на результаты расчета, является учет в жесткостных характеристиках конечных элементов особенностей работы железобетона (образование трещин, неупругих деформаций бетона и арматуры).

Показано, что физическую нелинейность железобетонных элементов рекомендуется учитывать в формате разработанных программных комплексов прямой заменой упругих жесткостных характеристик на жесткостные характеристики, определенные с учетом возникновения трещин и неупругих деформаций в зависимости от усилий, действующих в элементах конструктивной системы. Для практического использования предложен упрощенный метод определения жесткостных характеристик железобетонных элементов с учетом трещин и неупругих деформаций, с использованием диаграммы «момент-кривизна».

Разработана конечно-элементная модель сборно-монолитного каркаса, позволяющая учитывать ранее не учитываемые эффекты: наличие реактивного распора при изгибе сборных многопустотных плит, перераспределение усилий на менее нагруженные элементы перекрытия.

Разработан комплексный метод расчета, сборно-монолитных каркасных систем с плоскими плитами перекрытия и скрытыми ригелями, позволяющий определять усилия в элементах конструктивной системы и деформации, значительно более точный по сравнению с существующими методами расчета данных каркасных систем.

Натурные испытания фрагмента каркаса подтвердили правильность методики моделирования и расчета сборно-монолитных каркасных систем с плоскими плитами и скрытыми ригелями без трещин и с трещинами.

Установлено, что в плитах, работающих в каркасе, возникают знакопеременные моменты, на опорах растянута верхняя полка плиты, в пролете - нижняя. Наибольшие напряжения возникают на краях возле опор в крайних плитах. Качественный и количественный характер перераспределения усилий в перекрытии сборно-монолитного каркаса зависит в каждом конкретном случае от конструктивных особенностей перекрытия (условия сопряжения плит с ригелем, геометрических размеров, армирования).

Определено влияние распора на жесткость перекрытия каркаса. Установлено, что при работе перекрытия каркаса без трещин распор уменьшает прогиб плит перекрытия в среднем на 6.1%. После образования трещин в несущих ригелях влияние распора на значения прогиба в плитах перекрытия снижается до 2%. Распор в крайних пролетах каркаса вызывает изгиб крайнего несущего ригеля в горизонтальной плоскости, а совместно с вертикальной реакцией от многопустотных плит - косой изгиб с кручением.

Показано, что в сборно-монолитных каркасных системах с плоскими плитами и скрытыми ригелями осуществляется перераспределение усилий между их элементами под нагрузкой, что подтверждается расчетами.

загрузка...