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: 69

Скачиваний: 0

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

Т ак ж е определены нормальные н а п р я ж е н и я в остальных ча­ стично сжатых стыках.

Распределение касательных напряжений в сжатых зонах го­ ризонтальных стыков по параболе соответствует распределению нормальных напряжений от изгибающих моментов МѴ, вызывае­ мых действием горизонтальных нагрузок, так как изгибающие моменты от вертикальной нагрузки вызывают чистый изгиб сжа ­ той зоны без касательных напряжений .

Распределение касательных напряжений в сжатой зоне го­ ризонтального стыка по параболе непосредственно в к а ж д о й точке обеспечивается противодействием сил трения при условии

сохранения неравенства

 

ff£T > 4т.

0.6)

ki — коэффициент трения растворного шва по бетону панели; он зависит от поверхностной структуры граней соединяемых пане­ лей и определяется экспериментально.

Панельные беспроемные стены, подвергаемые действию боль­ ших горизонтальных нагрузок, когда равнодействующие верти­

кальных

и горизонтальных

сил проходят

за пределами стен,

д о л ж н ы

иметь вертикальное

армирование

с заделкой вертикаль­

ной арматуры в специальные фундаменты. При действии боль­ шой горизонтальной нагрузки на такую стену с плоскими гори­

зонтальными

стыками,

заполненными

раствором,

нормальные

н а п р я ж е н и я

сжатия в

бетоне, а т а к ж е

нормальные

напряжения

растяжения и сжатия в вертикальной арматуре могут значитель­ но отличаться от напряжений в монолитной железобетонной сте­ не, имеющей одинаковые геометрические размеры и одинаковое

вертикальное армирование с панельной стеной.

П р и

 

действии

большой

горизонтальной

 

нагрузки

в

нижней, наиболее

изгибае­

мой части панельной стены происходит малозаметное

раскрытие

горизонтальных

стыков

(рис. 3, а) ;

разобщенные

полосы

стены

начинают работать

на

локальный

изгиб

как

горизонтальные

консоли, защемленные в сжатую зону стены. Это

предположение

подтверждено специально

поставленным

в

Ц Н И И Э П

 

ж и л и щ а

экспериментом.

Н а

рис. 3, б

показана схема

усилий,

действую­

щих

на

полосу

1—2—2"—1"

(полоса

Б)

при

частичном

раскры­

тии

стыков

1—1"

и

2—2".

Полоса

Б

изгибается

вертикальной

равномерно

распределенной

по ее

длине

нагрузкой,

состоящей

из веса

панели

и

приходящейся

на

нее вертикальной

 

нагрузки,

а т а к ж е

вертикальной силой

Y Б ,

действующей на полосу

Б как

разность усилий в арматуре в точках / " и 2":

 

 

 

 

 

момент, изгибающий

полосу Б

в сечении

 

гр,

 

 

 

 

 

 

 

 

Mzp

 

= (Y1-Y2)(zp-a)

 

 

+

 

 

 

 

 

 

(І.7а)

момент, изгибающий

полосу Б

в сечении

z,•Ci

 

 

 

 

13


14

момент на торце полосы

- Ь ( or, Л- - а 2 - І)

- (К; - Г2) а - (7\ - Т 2 )

(І.7в)

вертикальная нагрузка, действующая на полосу Б, уравнове­ шивается разностью вертикальных сил в сжатой зоне

(Y, - Y J + q h ^ - b ^ f — с 2 ^

- (У; - У2).

(І.7г)

Горизонтальная нагрузка, действующая непосредственно на консоль (полосу) Б, уравновешивается разностью касательных сил в сжатой зоне:

Р6 = Тг~Т2, (І.7д)

где Т\ и Т2 — горизонтальные поперечные силы в сечениях 1 и 2,

действующие на всей длине сжатой

зоны; ^

и

t% — горизонталь­

ные поперечные силы в сечениях /

и 2, действующие

на участке

(x-\-zc—h).

полосы Б как горизонтальной

 

 

 

Изгиб

консоли,

заделанной

в сжатую

зону стены, происходит,

если силы

трения

в сжатых

зонах

горизонтальных стыков

непосредственно

воспринимают

в них

касательные

напряжения,

меняющиеся по

параболе .

Н и ж н я я часть

панельной стены, находящейся

под воздейст­

вием большой горизонтальной нагрузки, может быть представ­ лена в виде системы, состоящей из вертикальной консоли (сжа­ той зоны стены), заделанной в основании, и защемленных в нее горизонтальных консолей (полос, разобщенных трещинами в го­ ризонтальных стыках), связанных между собой и с основанием

вертикальным стальным

стержнем

(пунктир на рис. 3, а ) . Такой

системе эквивалентна система в виде вертикального

консольного

стержня с защемленными

в него горизонтальными

консольными

стержнями,

загруженными по концам вертикальными силами

YA=Y0—YU

У б = У , — Y A ,

YS=Y2—Y3,

YR=Y3—Y4,

представляю ­

щими разность усилий в стальном стержне (в связях между по­ лосами) (рис. 3 , в ) . Она реальна при умеренном локальном изгибе горизонтальных полос стены, что возможно в коротких стенах.

Вертикальный

консольный

стержень этой

системы

находится

под

воздействием

сил, показанных

на той

ж е

схеме. Вертикаль­

ная

Q4_8 и горизонтальная

Я 4 _ 8

нагрузки,

а т а к ж е

моменты

MQ4_s

от вертикальной нагрузки и

МР4__8

от

горизонтальной на-

15


грузки, действующие

на участок стены выше стыка

4—4", пе­

редаются консольному

стержню по плоскости 4—4'.

Вертикаль ­

ные и горизонтальные

нагрузки, действующие ниже стыка 4—4",

передаются на вертикальный консольный стержень через гори­ зонтальные консоли. В результате такого воздействия верти­ кальный консольный стержень изгибается всей горизонтальной нагрузкой в сторону ее действия. В обратную сторону стержень изгибается вертикальной нагрузкой, передающейся через гори­

зонтальные, стержни,

а т а к ж е

моментом, приложенным в плоско­

сти

4—4'

{MQA_%).

Одновременно консольный стержень сжи ­

мается всей

вертикальной нагрузкой,

действующей

на

панель­

ную

стену.

Получающиеся

 

при

этих

воздействиях

усилия

в растянутой

вертикальной

арматуре

левого торца

стены)

могут быть определены решением системы уравнений

(1.8), со­

ставленных

из предположения

упругой

работы рассматриваемой

системы и отсутствия

горизонтальных усилий в вертикальной ар­

матуре.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E K / ô . . +

A /

=

0

 

 

(1.8)

 

 

 

[і =

0,1,2,3,4;

/

=

0,1,2,3,4].

 

 

Габариты

вертикального

консольного

стержня

0—4—4'—0'

рассматриваемой системы приближенно могут быть определены положением нейтральной оси х в железобетонном монолитном диске, аналогичном панельной стене на рис. 3, а по размерам,

вертикальному армированию

и внешнему

загруженню .

 

Д л я обеспечения статической надежности панельной

стены

с плоскими горизонтальными

стыками,

заполненными

раство­

ром, на действие больших горизонтальных нагрузок специаль­ ное армирование горизонтальных полос панельной стены, произ­ водимое по схеме армирования горизонтальных консолей, не мо­ жет дать положительный результат ввиду возможного действия весьма больших изгибающих моментов в плоскости горизон­ тальных полос, далеко превосходящих по величине несущую способность на изгиб этих полос. Несоответствие локальных из­ гибающих моментов несущей способности горизонтальных по­ лос панельной стены показано в числовом примере. Поэтому в нижних горизонтальных полосах панельной стены неизбежно образование'вертикальных трещин в зоне, близкой к нейтраль­

ной оси при действии на стену горизонтальной нагрузки.

П р и образовании вертикальных трещин в полосах

панельная

стена начинает работать по схеме работы полуарки с

з а т я ж к о й

(см. рис. 6, д) при условии сохранения постоянного сечения вер­

тикальной арматуры по высоте растянутой зоны

стены. Телом

полуарки является

с ж а т а я зона стены, а з а т я ж к о й

вертикаль­

ная арматура . Концентрация всех

поперечных горизонтальных

сил в

сжатой зоне значительно понижает несущую

способность

стены

на действие

внецентренного

сжатия ввиду

 

совместного

16


действия вертикальных с ж и м а ю щ и х и горизонтальных

перере­

зывающих сил.

 

Е щ е более неблагоприятные условия работы на

действие

большой горизонтальной нагрузки создаются для панельной сте­ ны двутаврового сечения с плоскими горизонтальными стыками, заполненными раствором; двутавровый профиль такой стены по

общепринятому

представлению должен улучшить условия ее

работы на

внецентренное

сжатие. Н а

рис. 3, г показан возмож ­

ный характер работы этой

стены. П р и

действии

горизонтальной

нагрузки

на

эту стену

с ж и м а ю щ и е

усилия

концентрируются

в полке двутавра, а следовательно, при раскрытии плоских го­ ризонтальных стыков значительная доля горизонтальных сдви­ гающих сил передается на полку двутавра .

П о л к а двутавровой стены не обладает достаточной жестко­ стью д л я самостоятельного противодействия горизонтальному сдвигу. Она может выполнять эту функцию только при очень на­ дежной привязке к перпендикулярному ей диску стены, что труд­ но осуществить ввиду неизбежности последовательного отдиранпя полки от диска поперечной горизонтальной силой, возраста­ ющей книзу. Поэтому при большой горизонтальной нагрузке на панельную двутавровую стену вполне реально раскрытие верти­ кального стыка между полкой и основным диском стены, а сле­ довательно, частично или полностью будет уничтожено и вос­ приятие вертикальных сдвигающих сил связями в вертикальном

стыке. Н а рис. 3, г показан

случай полного

выключения

верти­

кального раскрытого стыка на восприятие вертикальных

сдвига­

ющих усилий. Сдвиг панели по горизонтальному

стыку

на от­

метке 3 воспринимается трением на длине х3 , а

т а к ж е

упруго-

пластическим

противодействием

стальных

связей

в раскрытом

вертикальном

стыке (0—3).

Н а

отметках

0, 1, 2

нарастающее

действие горизонтальных сдвигающих сил воспринимается толь­

ко трением

в

сжатых зонах

0, Х\, Хч)

стыков

основного

диска.

Передача значительной части вертикального сжатия ІѴП

на пол­

ку

двутавра

уменьшает

величины с ж и м а ю щ и х

сил

Л^0,

Afi, N2

в

стенке

консольного

вертикального

двутавра;

уменьшается

и противодействие сдвигу сил трения

в сжатых зонах горизон­

тальных стыков на отметках 0, 1, 2 (рис. 3,д).

Это

может быть

причиной преодоления сил трения по одному из нижних

стыков,

т. е. причиной

разрушения

панельной

стены. П а н е л ь н а я

стена

может разрушиться от сдвига по горизонтальному стыку на от­ метке 3, если противодействие трения в совокупности с противо­

действием отрыву полки двутавра

со стороны

стальных связей

в вертикальном стыке (0—3)

окажется недостаточным.

Характер работы панельных

стен

с плоскими

горизонтальны­

ми стыками, заполненными раствором, на большую горизонталь­ ную нагрузку дает основание исключать применение ^ілоскнх стыков д л я высоких стен, п р о е к т и р у € М | й ^ і ^ ' ^ е ^ ^ Ш і Р ' С З л ь ш и х

горизонтальных сил. Особенно это ртлфщоя^^ftWöfiftiA 1

респро-

'

 

библиотека СССР

|

 

2-1 07

I

ЭКЗЕМПЛЯР

I

1 7

I

 

ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА

\

 


емным стенам, в которых собственный изгиб

горизонтальных

полос представляется очень

опасным.

 

П р и больших неравномерных осадках грунтового основания

образуются небольшие сдвиги панелей вдоль

горизонтальных

стыков, особенно в верхних

малопригруженных

э т а ж а х . Такие

сдвиги горизонтальных полос снижают начальную жесткость па­

нельной стены. Насколько

вредно это явление с точки

зрения

статической

надежности, пока трудно определить.

Этот

вопрос

з а с л у ж и в а е т

специального

исследования. Смещение

панелей по

горизонтальным стыкам с точки зрения звукоизоляции

помеще­

ний, по-видимому, не может расцениваться положительно, не­ смотря на отсутствие специальных наблюдений.

П о линиям горизонтальных стыков в стенах сейсмостойких панельных зданий делаются бетонные шпонки для восприятия сдвигающих сил вдоль горизонтальных стыков (рис. 4, а ) . Рас ­ стояние между такими шпонками принимается около 1 м. Сдви­ гу панели по стыку противодействуют реактивные усилия в вы­ деленном пунктиром участке шпонки. По вертикали эти усилия вызывают распор панелей, сопряженных в горизонтальном сты­ ке. Распор воспринимается вертикальными стальными стерж­ нями 1.

Д л я горизонтальных стыков 9-этажных экспериментальных сейсмостойких панельных домов, возмодимых в Ташкенте, при­ менены непрерывные связи, получаемые заполнением бетонной смесью полости стыка, имеющего специальные рифления граней, что противодействует взаимному сдвигу торцов сопряженных панелей (рис. 4, г ) .

П о вертикали такие связи вызывают распор панелей, сопря­ женных в горизонтальном стыке. Распор воспринимается верти­ кальными стальными стержнями 2, устанавливаемыми с проме­ жутком около 1 м.

Связи (рис. 4, а и г) обладают различной жесткостью и раз­ личной несущей способностью на действие сдвига в сжатой и растянутой зонах стыка. В сжатой зоне стыка жесткость и не­ сущая способность таких связей на действие горизонтального сдвига значительно больше, чем в растянутой зоне. Объясняется это противодействием сил трения при сдвиге панелей вдоль сжа ­ той зоны горизонтального стыка. Это делает работу рассматри­ ваемых связей на сдвиг достаточно неопределенной. Неопреде­ ленность работы связей усугубляется раскрытием горизонталь­ ных стыков в растянутой зоне, н а р у ш а ю щ и м начальный контакт в стыках сопряженных панелей.

Возможны различные точки зрения на работу связей (рис. 4). Если исходить из гипотезы плоских сечений, то в изгибаемой панельной стене раскрытие горизонтальных стыков должно про­ исходить по схеме рис. 4, б. П о этой схеме зубчатые связи в рас­ тянутой зоне стыков полностью выключаются из работы на сдвиг из-за потери контакта между панелями и вся сдвигающая сила

18