Файл: Сергеев, Д. Д. Проектирование крупнопанельных зданий для сложных геологических условий.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 96
Скачиваний: 0
ф у н д а м е н т ом полосы А по трапеции. Предельную горизонталь ную нагрузку определяют аналогично определению Рщ> по схеме,
данной на |
рис. |
22, д |
с учетом добавлений, принятых д л я |
схемы, |
|
показанной |
на |
рис. |
23, |
а. |
|
Н а рис. 23, в |
показана |
статическая схема трехветвевой стены, |
|||
в которой все полосы А с фундаментом и вертикальной |
нагруз |
||||
кой значительно меньше величины V. В таком случае при дей |
|||||
ствии предельной горизонтальной нагрузки Р п р слева |
направо |
можно рассматривать к а к единый диск полосы А и Б, а следо вательно, трехветвевая стена может рассчитываться как двух-
ветвевая д л я определения |
РП р |
по |
предельной деформации |
грун |
|
тового |
основания. |
|
|
|
|
На |
рис. 2 3 , з приведена |
статическая схема четырехветвевой |
|||
стены, |
п о к а з ы в а ю щ а я зависимость |
Рлр от деформаций грунтово |
|||
го основания. Определение Р„ѵ |
д л я этой системы ведется в |
таком |
|||
ж е порядке, как д л я системы |
по |
рис. 23, а. |
|
Этот приближенный прием определения предельной горизон тальной нагрузки по предельной деформации грунта д л я плоской панельной стены с проемами может быть применен с небольшими
коррективами для панельной стены сложного (в |
плане) про |
|
филя . |
|
|
СТАТИЧЕСКАЯ РАБОТА |
НАРУЖНОЙ СТЕНЫ |
|
НА ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ |
НАГРУЗКУ, |
|
Д Е Й С Т В У Ю Щ У Ю В ПЛОСКОСТИ СТЕНЫ |
|
|
Н а р у ж н а я продольная стена панельного дома |
при одноряд |
ной р а з р е з к е приближенно рассматривается на действие горизон тальной нагрузки вдоль здания как многоэтажная многопролет ная железобетонная рама, в которой стойки образуются простен ками панелей, а ригели — поясами панелей.
Расчетная схема наружной продольной стены в виде много этажной многопролетной рамной системы достаточно правомер на, если обеспечивается монолитное соединение панелей стены в вертикальных и горизонтальных стыках. Д л я этого необходимы специальные конструктивные меры. Одной из главных мер яв ляется применение малоподатливых связей в стыках между па нелями стены. Необходимы и мероприятия по уменьшению влия ний усадки бетона, заполняющего полости стыков, а т а к ж е меро приятия по уменьшению влияния колебаний температуры возду ха, которые могут вызывать большие деформации стыков между панелями наружных стен и значительно повышать податливость связей в стыках менаду панелями . Влияние колебаний темпера туры воздуха на стыки наружных стен может быть ослаблено применением слоистых стен с гибкими связями м е ж д у внешним ограждением и внутренним несущим слоем. Б о л е е подробно этот вопрос рассмотрен в I I I главе.
Статическую четкость работы наружной стены на горизои-
91
т а л ьн ую нагрузку по схеме работы многоэтажной миогоиролетпой рамы н а р у ш а ю т балконы и особенно асимметричное распо ложение балконных дверей. Р а б о т а стены может быть несколько
улучшена размещением |
балконных дверей по центру панелей |
|||
(рис. 2 4 , а ) , |
увеличением |
высоты ригеля рамы |
путем повышения |
|
порога |
на |
балкон и смещением вверх горизонтального стыка |
||
(рис. |
2 4 , а ) , |
усилением |
ослабленного участка |
ригеля часто по |
ставленными хомутами, н а д е |
ж н ы м соединением балконных па |
||
нелей стены на участках |
/—2 |
горизонтального стыка, укладкой |
|
панелей перекрытий на консольные выпуски или ж е |
применением |
||
в комнатах с балконом |
трехстороннего опирания |
перекрытий |
вместо опирания по всему контуру, укладкой балконных плит на специальные кронштейны, прикрепленные к внутренним попереч
ным |
стенам. Н а |
рис. |
24, а показаны |
эпюры изгибающих |
момен |
тов |
в элементах |
рамы |
около балкона |
от горизонтальной |
нагруз |
ки и схема армирования рамы продольной арматурой на дейст
вие горизонтальной нагрузки |
в плоскости |
стены. |
|||
Л о д ж и и |
с внешними |
ограждениями, |
расположенными в плос |
||
кости стены, |
р а з р е з а ю т |
такую |
стену на |
ряд |
почти самостоятель |
ных участков в виде коротких многоэтажных рам, суммарное со
противление которых |
действию |
горизонтальной |
нагрузки вдоль |
здания, а т а к ж е их |
с у м м а р н а я |
жесткость на |
ту ж е нагрузку |
значительно меньше, чем у наружной стены без лоджий . Устрой ство л о д ж и й усложняет з а д а ч у обеспечения сейсмостойкости мно
гоэтажных ж и л ы х зданий в |
связи с необходимостью |
передачи |
основной части продольных |
горизонтальных сил на внутренние |
|
продольные стены, которые |
обычно бывают очень |
ослаблены |
проемами и потому им трудно придать необходимую |
несущую |
|
способность. |
|
|
Такое ослабление наружных стен может быть частично лик видировано устройством для л о д ж и й ограждений в виде спе циальных конструктивно-декоративных решеток, способных ра ботать по схеме раскосов (рис. 24,6) на действие больших по перечных сил от горизонтальной нагрузки, направленной вдоль
здания . |
Аналогичное решение было дано д л я многоэтажных па |
нельных |
домов, разработанных Ц Н И И Э П ж и л и щ а д л я Алма - |
Аты. При применении таких решеток возникает проблема ликви дации влияния колебаний температуры воздуха на работу ре шетки и контактирующих с ней конструкций. Колебания температуры воздуха вызывают охлаждение и нагревание эле ментов открытой решетки и соответствующие температурные де формации их. Противодействие контактирующих утепленных кон струкций температурным д е ф о р м а ц и я м решетки вызывает боль
шие температурные н а п р я ж е н и я в элементах решетки и в |
кон |
тактирующих конструкциях. |
|
Л и к в и д а ц и я влияния колебаний температуры наружного |
воз |
духа на работу конструкций может быть достигнута примене нием специальных компенсаторов. Н а рис. 24, б показан один из
92
Рис. 24
в о з м о ж н ых вариантов соединения рамки решетки с панелями
стены |
(по |
горизонтали) и р а м к а м и смежных |
решеток |
(по верти |
к а л и ) . |
Р а |
з м е щ е н и е связей в четырех точках |
(7—4) |
уменьшает |
противодействие температурному удлинению и укорочению ре шетки по горизонтали и по вертикали в результате нзгибных де формаций обвязки решетки. Одновременно контакт решетки в этих точках со смежными конструкциями обеспечивает работу решетки на перекос, т. е. на восприятие поперечных сил в плос кости стены.
Улучшает работу наружных стен на действие горизонтальной нагрузки и применение жестких железобетонных рамок вместо
раскосных решеток |
с присоединением |
их |
в точках /—4 (рис. |
|
24,6), уменьшающих |
влияние температуры |
воздуха. |
|
|
При устройстве выносных л о д ж и й |
н а р у ж н а я стена |
ослабля |
||
ется так же, как и |
при устройстве балконов. Поэтому |
участки |
наружной продольной стены с выходами в выносные лоджии сле
дует |
проектировать по тому ж е принципу, что и стены с балко |
нами |
(рис. 24, с ) . |
Расчет и конструирование наружных продольных, панельных стен на действие в их плоскости горизонтальных сил целесооб разно вести по схеме многоэтажной многопролетной рамы, имею
щей жесткую |
заделку стоек |
в ригели, т. е. по схеме р а м ы с ну |
|
левыми |
моментами, расположенными в середине пролетов стоек. |
||
Т а к а я |
схема |
оправдана тем, |
что простенки наружных продоль |
ных стен, ввиду их малых размеров по сравнению с высотой зда ния, слабо работают на изгиб в качестве вертикальных консолей. Это, в отличие от условия работы внутренних стен, имеющих крупные простенки (вертикальные полосы), позволяет прене бречь изгибом простенков как вертикальных консолей и дает возможность рассматривать только влияние перекоса рамы .
Статическая работа продольной наружной степы на горизон тальную нагрузку аналогична статической работе рамы, имею
щей шарнирное соединение стоек |
в середине пролетов. |
П о д действием горизонтальной |
нагрузки предельная несущая |
способность наружной продольной стены, работающей по схеме многопролетной многоэтажной рамы, лимитируется развитием в ее узлах пластических шарниров, что может привести к потере устойчивости всей стены или ее части.
Появление пластического шарнира в узле рамы связано с развитием в а р м а т у р е этого узла деформаций текучести. Это
означает, что следует о ж и д а т ь появления пластических |
шарни |
||
ров в узлах стены, где а р м а т у р а имеет наибольшее |
напряжение |
||
при работе системы в упругой стадии. Кроме того, |
это |
значит, |
|
что предельная несущая |
способность стены может |
приниматься |
|
в проекте в достаточно |
большом диапазоне в зависимости от |
характера распределения а р м а т у р ы и ее количества по полю наружной стены.
И з г и б а ю щ и е моменты в наружной продольной стене, рабо-
94
т а ю щ ей при действии горизонтальной нагрузки по схеме много этажной многопролетной рамы, увеличиваются к низу степы. Поэтому количество стальной арматуры целесообразнее увели чивать внизу стены. Армирование д о л ж н о производиться сим метрично ввиду двухзначного действия горизонтальной нагрузки. По условиям унификации сборных элементов сечения а р м а т у р ы приходится принимать одинаковыми на несколько этажей . Та
кое |
армирование сокращает |
по высоте стены число горизонтов, |
||||
на |
отметках которых могут |
появляться пластические |
шарниры |
|||
в конструкциях. |
|
|
|
|
||
|
В простенках наружной продольной стены может распола |
|||||
гаться |
не только собственная |
вертикальная |
арматура, |
необхо |
||
д и м а я |
д л я восприятия усилий |
при действии |
горизонтальной на |
|||
грузки |
вдоль здания, по и вертикальная арматура, необходимая |
|||||
для |
восприятия усилий при |
действии горизонтальной |
нагрузки |
поперек здания . При большом перенасыщении простенков арма
турой неизбежно первоначальное появление |
пластических |
шар |
ниров в горизонтальных поясах, имеющих |
а р м и р о в а н и е ' т о л ь к о |
|
на собственные усилия. Кроме того, жесткое |
сопряжение |
нагру |
женных поперечных стен с простенками продольной стены спо собствует перетеканию вертикальной нагрузки от поперечных стен к простенкам продольной стены при действии горизонталь ной нагрузки вдоль здания . Это отдаляет момент образования де формаций текучести в вертикальной а р м а т у р е простенков, что свидетельствует о целесообразности определения продольной го ризонтальной нагрузки на наружную панельную стену с учетом образования пластических шарниров на опорах в поясах над ок нами первого э т а ж а .
Торцовые стены панельных зданий незначительно ослаблены проемами. Поэтому в предельном состоянии они р а б о т а ю т по схе ме работы внутренних поперечных стен с соответствующим рас положением проемов.
СТАТИЧЕСКАЯ РАБОТА ПАНЕЛЬНЫХ СТЕН В КАЧЕСТВЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ НА ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ НАГРУЗКУ
Рассмотренные схемы статической работы панельных стен как самостоятельных плоских систем на действие горизонталь
ной нагрузки |
с большей или меньшей |
степенью |
приближения |
о т р а ж а ю т их |
действительную работу |
как элементов прост |
|
ранственной |
сборной железобетонной |
панельной |
конструкции. |
При рассмотрении параллельно стоящих стен д о м а с различ ными конструктивными схемами в качестве изолированных плос ких систем ясно, что стены имеют неодинаковые по величине вертикальные и горизонтальные перемещения от действия на них одинаковых горизонтальных и вертикальных нагрузок. В усло виях ж е совместной работы перемещения таких стен выравни-
95
ваются в результате включения в работу горизонтальных дисков перекрытий и вертикальных дисков стен, перпендикулярных на правлению горизонтальной нагрузки. В выравнивании переме щений п а р а л л е л ь н ы х стен заключается одно из.основных прояв лений их совместной работы .
В упругих системах выравнивание горизонтальных |
перемеще |
||
ний дисками |
перекрытий приводит к |
перераспределению гори |
|
зонтальных |
нагрузок, непосредственно |
приложенных |
к к а ж д о й |
из параллельных стен. Более жесткие стены получают дополни
тельные |
горизонтальные нагрузки, а менее жесткие стены теря |
ют часть |
своей нагрузки. С у м м а р н а я внешняя горизонтальная |
нагрузка |
па систему параллельных стен остается неизменной. |
Если п а р а л л е л ь н о стоящие степы здания имеют одинаковую форму изгиба и одинаковую жесткость при действии на них одинаковых вертикальных и горизонтальных нагрузок, то объ единение таких стен дисками перекрытий и дисками перпендику лярных стен не меняет характер их статической работы как са
мостоятельных |
плоских систем и не вызывает перераспределение |
|
горизонтальной |
нагрузки. Такие системы представляются наибо |
|
лее н а д е ж н ы м и |
на действие горизонтальных сейсмических сил |
|
ввиду исключения в них концентрации усилий, |
всегда неизбеж |
|
ной при разной |
жесткости п а р а л л е л ь н ы х стен. |
Поэтому в про |
цессе проектирования необходимо стремиться к выравниванию жесткостей параллельных стен или к выравниванию суммарных жесткостей небольших групп смежных п а р а л л е л ь н ы х стен, раз личающихся по форме изгиба и жесткости.
К а ж д а я стена может отличаться от других параллельных стен здания формой изгиба и жесткостью, а объединяющие их связи (горизонтальные диски перекрытий) о б л а д а ю т конечной жесткостью. Распределение горизонтальной нагрузки между та кими стенами является весьма сложной и трудоемкой задачей, особенно, если к а ж д а я из параллельных стен в отдельности представляет собой многократно статически неопределимую си стему. Н а и б о л е е полно этот вопрос освещен в работах проф. С. В. Полякова . Б о л ь ш и е трудности возникают при совместном учете влияния дисков перекрытий и дисков стен, перпендикуляр ных действию горизонтальной нагрузки и работающих в каче
стве связей м е ж д у |
стенами, п а р а л л е л ь н ы м и действию горизон |
||
тальной нагрузки |
ввиду высокой статической неопределимости |
||
дисков стен, выполняющих роль связей. |
|
||
При расположении здания на упругом основании з а д а ч а по |
|||
лучает ряд дополнительных осложнений. Анализ |
пространствен |
||
ной работы конструкций панельных зданий на |
горизонтальную |
||
нагрузку традиционными методами |
строительной |
механики рез |
|
ко осложняется из-за нелинейности |
деформаций |
в конструкциях |
в случаях действия растущей горизонтальной нагрузки, что не однократно было установлено при испытании панельных и дру гих зданий мощной вибрационной машиной, вызывающей в них
96