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: 71

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ф о р м а ц ии во внешних

ограждениях (в н а р у ж н ы х стенах и

по­

крытиях) , проявляющиеся в течение всего срока

с л у ж б ы отапли­

ваемого здания, когда

внутренние конструкции

практически

не

подвергаются непосредственному действию колебаний темпера­ туры наружного воздуха; 2) температурные деформации, прояв­ ляющиеся во всех конструкциях здания в период его возведения, когда отопление не действует и возможно относительно равно­ мерное остывание или нагревание всех конструкций.

А. Температурные деформации во внешних ограждениях . Периодические (сезонные и суточные) изменения температуры наружного воздуха являются причиной температурного перепада по толщине н а р у ж н ы х стен и покрытий, приводящего к линей­

ному изменению

размеров

панелей (рис. 36,г), а т а к ж е к

сфери­

ческому искривлению тех

ж е

панелей (рис. 36, д). Если

панели

н а р у ж н ы х стен

или покрытий

прикреплены к внутренним

конст­

рукциям д о м а очень гибкими связями, не противодействующими развитию температурных деформаций, и если эти панели не име­ ют связей между собой, то температурные деформации в них, по­

к а з а н н ы е на

рис. 36,г, д, развиваются достаточно свободно и по­

этому почти

без появления температурных напряжений . Полно ­

стью температурные н а п р я ж е н и я не могут быть устранены ввиду наличия в панелях различных материалов, неоднородности этих

материалов, а т а к ж е

резких

нарушений установившихся

темпе­

ратурных перепадов

по толщине панелей.

 

Н а рис. 36, е, з п о к а з а н а

(в зоне вертикального стыка)

схема

свободных температурных д е ф о р м а ц и й однослойных панелей наружной стены. Такие деформации, р а з в и в а ю щ и е с я без темпе­ ратурных напряжений, приводят к наибольшему раскрытию вер­ тикальных стыков, которое слагается из поступательных переме­ щений ô( торцов панелей и углов поворота yt тех ж е торцов пане­ лей (рис. 36, з ) .

Впанельных домах такие панели достаточно жестко связаны

ме ж д у собой и с внутренними конструкциями . Это приводит к некоторому уменьшению температурных деформаций в панелях наружной стены и соответственно к появлению температурных '

напряжений в них, а т а к ж е в контактирующих с ними

внутрен­

них конструкциях. Вследствие этих температурных

напряжений

уменьшаются деформации

вертикального

стыка. П р и

больших

колебаниях температуры

воздуха неизбежно

образование

тре­

щин в панелях и особенно в стыках м е ж д у

панелями .

 

 

 

Конструкции бывают более н а д е ж н ы м и

(рис. 36,ж),

когда

применяются трехслойные

панели с эффективным

утеплителем

2 и с гибкими связями /. В таких

панелях

внутренний

рабочий

слой стены почти не подвержен

действию колебаний

 

наружной

температуры, и потому при необходимости он может жестко при­ крепляться к внутренним конструкциям. Температурные дефор ­ мации наружных оболочек трехслойных стен испытывают ничто­ ж н о е противодействие со стороны гибких связей, и поэтому

155


н а р у ж н ы е оболочки почти не имеют температурных напряжений . Температурные деформации наружных оболочек трехслойных панелей р а с к р ы в а ю т вертикальный стык извне больше, чем тем­ пературные деформации однослойных панелей, жестко прикреп­ ленных к внутренним конструкциям. Это д о л ж н о учитываться при конструировании стыков трехслойных панелей с гибкими связями, особенно тех, которые подвержены действию низких

ивысоких температур .

Впринципе возможно применение трехслойных панелей с гибкими связями и д л я совмещенных крыш . При соответствую­ щем присоединении таких панелей к стенам из трехслойных па­ нелей с гибкими связями м о ж н о почти полностью ликвидировать вредное влияние колебаний температуры воздуха в верхний час­ ти панельных домов .

Пр и устройстве чердачных крыш возможны различные вари­ анты конструктивных решений, уменьшающих вредное влияние колебаний температуры воздуха на верхнюю часть конструкций

дома . Н а п р и м е р (рис. 36, а ) , кровельный железобетонный диск 3 может быть установлен на гибкие стойки 4. При этом предусмат­ ривается специальный температурный шов м е ж д у карнизными стенами и кровельным диском. Температурные перемещения та­ кого диска не могут вызвать вредных деформаций в конструк­ циях верхней части дома .

Известные конструктивные возможности смягчения вредного влияния колебаний температуры воздуха д о л ж н ы быть исполь­ зованы при проектировании сейсмостойких панельных здании для предупреждения разрушения стыков в этих зданиях .

Б. Температурные деформации при охлаждении

или

нагре­

вании всех конструкций панельного здания.

Все

конструкции

о х л а ж д а ю т с я относительно равномерно, если

построенный

летом

дом при наступлении холодов остается некоторое время без ото­

пления. В таких случаях конструкции имеют разное

горизон­

тальное укорочение по высоте здания

(рис. 36, к), т а к

как в ниж ­

ней его части основание оказывает

противодействие

развитию

горизонтальных температурных деформаций стен и перекрытий.

Это противодействие затухает от

торцов здания

к его

середине,

а т а к ж е снизу вверх. Примерно такое ж е явление, но с

обратным

знаком можно наблюдать, когда

построенное

зимой

здание с

наступлением весны нагревается . В этом случае получившееся расширение внутренних стен и дисков перекрытий сохраняется на весь срок эксплуатации дома .

Характер противодействия основания температурным дефор ­ мациям вдоль остывающего или нагреваемого здания зависит от расположения внутренних продольных стен, жесткости наруж ­ ных продольных стен, дисков перекрытий, присоединения дисков перекрытий к продольным стенам, ослабления этих дисков лест­ ничными клетками и пр.

Температурные н а п р я ж е н и я в конструкциях остывающего

156


или нагреваемого дома зависят главным образом от величины температурного перепада, а т а к ж е от жесткости и расположения внутренних продольных стен. Грунтовое основание не может сильно противодействовать температурным удлинениям и укоро­ чениям здания через н а р у ж н ы е продольные стены ввиду силь­ ного их ослабления проемами .

При расположении жестких внутренних стен по всей длине здания пли у его торцов создается большое противодействие ос­ нования температурным д е ф о р м а ц и я м вдоль здания . Это про­ тиводействие остается почти неизменным при разной длине зда­ ния (см. рпс. 36, к, слева, р я д кривых противодействия основания

температурным д е ф о р м а ц и я м ) . В

таких случаях температурные

напряжения в дисках перекрытий

и перекос панелей наружных

стен мало зависят от длины здания и только

при очень малой

длине здания (20—25 м) заметно

ощущается

положительное

влияние его малой длины.

 

 

П р и расположении жестких продольных стен в средней части дома или при расположении нежестких продольных стен по тор­

цам

дома,

а т а к ж е при полном отсутствии внутренних продоль­

ных

стен

температурные удлинения и укорочения испытывают

противодействие со стороны основания под н а р у ж н ы м и продоль ­

ными стенами, о б л а д а ю щ и м и относительно малой

жесткостью .

В таких случаях противодействие

грунтового основания темпе­

ратурным

удлинениям или укорочениям вдоль дома зависит от

его длины

(см. рис. 36, к справа,

р я д кривых противодействия

основания

температурным д е ф о р м а ц и я м ) , а потому

увеличение

длины дома приводит к большому перекосу крайних нижних па­ нелей н а р у ж н ы х стен и появлению в них температурных трещин .

При расположении внутренних продольных стен в средней части дома с поперечными несущими стенами и устройстве на­ ружных продольных стен из навесных панелей с упругими про­ к л а д к а м и в стыках температурные удлинения и укорочения дома испытывают ничтожное противодействие со стороны грунтового основания и потому температурные напряжения в конструкциях практически отсутствуют.

Три эти схемы архитектурно-планировочных решений нагляд­

но показывают, что

формальное назначение

расстояний

м е ж д у

температурными швами может приводить к

большим

ошибкам .

К назначению расстояния м е ж д у температурными швами на­

до подходить с учетом конструктивно-планировочных

и архитек­

турных

факторов .

 

 

 

 

 

Д л я

расчета стены с проемами и примыкающими

к ней

дис­

ками перекрытий

(рис. 31, а) на действие температурного

изме­

нения

сохраняется

система уравнений ( I I I . 1) с заменой

в

ней

величины At на Д,-(/), где Д а д — п о б о ч н ы е перемещения сил

Yu

вызванные температурными д е ф о р м а ц и я м и основных систем. Влияние вертикальных температурных деформаций стены в

этой з а д а ч е не учитывается.

157


П е р е м е щ е н ия от единичных сил могут определяться при пос­ тоянном коэффициенте постели с по схемам перемещений, пока­ занным на рис. 20 и 21.

В домах с жесткими связями между коробкой здания и ос­ нованием устройство обычных температурных швов в виде спаренных поперечных стен очень нецелесообразно. Более раци­ ональным представляется уменьшение жесткости связей устрой­ ством качающихся фундаментов под продольными и поперечны­ ми стенами по схеме, показанной на рис. 36, л, с сохранением в центре здания жестких фундаментов для продольной устойчивос­ ти здания . Качающиеся фундаменты не противодействуют раз ­ витию температурных деформаций в конструкциях о х л а ж д а ю щ е ­ гося или нагревающегося дома во время его строительства, а при сдаче дома в эксплуатацию такие фундаменты могут быть усилены, если это необходимо по каким - либо условиям.

Роль качающихся фундаментов для снижения температур ­ ных напряжений в конструкциях дома могут выполнять удлинен­ ные концы свай между ростверком и грунтовым основанием, что достигается соответствующим заглублением подполья. Возмож ­ но некоторое снижение температурных напряжений жестких зданий устройством в их основании эффективных швов сколь­ жения .

Большое трещииообразование в конструкциях от темпера­ турных деформаций наблюдается вследствие асимметричного расположения лестничных клеток в ж и л ы х зданиях . Наиболее эффективна борьба с температурными д е ф о р м а ц и я м и приме­ нением неосвещенных лестниц в центре здания или ж е путем свободного опирания панелей перекрытий в комнатах, располо­ женных против лестничных клеток.

 

О Г Л А В Л Е Н И Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стр.

Глава

I. Влияние податливости связен в стыках

на статическую рабо­

 

 

ту панельных

конструкций

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Влияние податливости связей в вертикальных стыках на ра­

 

 

боту панельных стен

 

 

 

 

 

 

 

. . . . .

4

 

Схемы устройства связен в вертикальных

стыках . . . .

7

 

Влияние горизонтальных стыков на статическую работу па­

 

 

нельных

стен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

Связи (перемычки)

над дверными проемами

внутренних стен

31

Глава

Ii. Особенности

статической

работы

панельных

стен многоэтаж­

 

 

ных зданий при действии больших горизонтальных нагрузок

47

 

Статические схемы работы стен с проемами на горизонталь­

 

 

ную нагрузку, вызывающую образование пластических шар­

 

 

ниров на опорах всех перемычек и в основании вертикаль­

 

 

ных полос

стены

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51

 

Работа

панельных

 

стен

с

проемами

при

упругой

заделке

 

 

вертикальных

полос

в основании

 

 

 

 

 

63

 

Определение

предельной

горизонтальной

нагрузки

на стену

 

 

при частичной потере контакта между фундаментом и грун­

 

 

товым

основанием

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77

 

Статическая работа наружной стены на горизонтальную на­

 

 

грузку, действующую в плоскости стены

 

 

 

91

 

Статическая работа панельных стея в качестве элементов

 

 

пространственной

системы

па

горизонтальную нагрузку . .

95

 

Пространственные

системы

стен

на

жестком основании . .

97

 

Пространственные

системы

стен

на

грунтовом основании .

125

Глава

III. Характерные

черты

работы

конструкций

 

крупнопанельных

 

 

зданий при неравномерных деформациях грунтового основа­

 

 

ния и при колебаниях температуры

наружного воздуха . .

132

 

Неравномерно сжимаемые

грунты

 

 

 

 

 

132

 

Горные

подземные

выработки

 

 

 

 

 

 

141

 

Просадочные

грунты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

148

 

Вечномерзлые

(оттаивающие)

 

грунты

 

 

 

 

152

 

Колебания

температуры

воздуха

 

 

 

 

 

154