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
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 |
(у |
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 |
(х0, 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