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: 79
Скачиваний: 0
Мх = ( — 1 2 + 4,8) (12-6,1—0,2) + 3 , 7 5 - |
( 1 2 ~ 6 - 1 ) 3 |
|
|||
і пс |
г |
10 600 000 |
п г , |
„ |
|
= — 106 тс-м\ fa |
= |
= 22 см2. |
|
||
|
|
0,8-300-2000 |
|
|
|
Полученные результаты |
показывают, |
что при действии |
боль |
||
шой силы Р на длинную |
стену с плоскими |
горизонтальными |
сты |
ками в полосах стены возникают изгибающие моменты, которые практически невозможно воспринимать армированием. При от сутствии необходимого армирования горизонтальные полосы по лучат вертикальные трещины значительно раньше, чем сила Р
достигнет расчетной величины Р = 1 8 0 тс, и потому |
перестают |
работать на изгиб, что резко меняет характер работы |
стены. При |
достаточном количестве вертикальной растянутой арматуры па нельная стена после образования трещин в горизонтальных по
лосах начинает работать |
по схеме полуарки с |
з а т я ж к о й |
(рис. 6,<3). |
В такой системе вес NH |
растянутой зоны не |
участвует |
в работе |
и должен компенсироваться соответствующим увеличением рас
тянутой |
арматуры . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Величина NH приближенно может быть определена по схеме, |
||||||||||||||
предполагающей |
параболическую |
форму |
|
растянутой |
зоны |
|||||||||
(рис. 6,ö) : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H = {h—х0) tg 60° |
|
8 tg 60° = 15 м; F„ = — |
H{h—x0) |
^ |
80 |
м-. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
^стены = |
12-30 = 360 м\ |
NH |
= 450 — |
= |
100 тс. |
|
|||||||
|
стены |
|
|
|
|
|
|
3 6 0 |
|
|
|
|
|
|
УѴ0 = 450—100 = 350 гс. Точка приложения |
по отношению |
к сжа |
||||||||||||
той грани стены |
|
|
450-6—100-9 |
с . . |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
е., = |
м; |
|
|
|
|
|||||||
|
|
350 |
|
|
= 5,14 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
N ° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MN> |
= 350(6—5,14) = 300 гс-ж; |
|
|
|
||||||||
|
M = Мр |
+ MNi |
= 3150 + |
300 = 3450 тс-м; |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
3450 |
п |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е0 |
— |
= |
9,8 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
350 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем Fa = F'a |
=8 0 см2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Д л я |
определения |
положения |
|
нейтральной оси |
|
используем |
||||||||
у ж е примененное кубическое уравнение |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Ж |
. _ |
980, *• + |
1 2 - 1 0 |
- 8 0 980 х |
- |
6 - 1 0 ' 8 |
0 |
X |
|
||||
|
|
2 |
|
/ |
2 |
0 |
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
X |
980-1200 + 2( |
- |
~ |
20 J |
|
0. |
|
|
|
||||
Решение кубического уравнения |
дает положение |
нейтральной |
||||||||||||
оси на расстоянии х 0 |
= 4 0 5 см от сжатой грани |
стены |
|
|
|
30
сгб = |
|
350 000 |
Г Ѵ _ |
, |
, |
20-405 |
= 107 кгс см2; |
||||
|
|
|
|
||
|
2 |
(2'405—1200) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10-107 |
(1200 — 405 — 20) = 2050 |
кгс!см1; |
|||
|
405 |
|
|
|
|
Y |
= 2050-80 = 164000 кгс = |
164 тс. |
|||
Сечение вертикальной |
арматуры, |
равное 80 см2, |
должно быть со |
||
хранено по всей высоте H растянутой зоны и продлено в сжатую |
|||||
зону с постепенным уменьшением |
сечения. |
|
|
||
При действии |
горизонтальной |
нагрузки |
справа налево растя |
нутая зона в схеме, показанной на рис. 6,(3, переместится в пра вую сторону. При большой знакопеременной нагрузке низ стены получает большое количество трещин в горизонтальных полосах, что может снизить несущую способность панельной стены на внецентренное сжатие . Р а б о т а на внецентренное сжатие может быть заметно ухудшена концентрацией больших касательных на пряжений в сжатой зоне.
Вариант б. Рассмотрим изгиб горизонтальных полос в ниж ней зоне стены по ее нейтральной оси. Принимаем конструкцию связей в горизонтальных стыках по рис. 4, г. Эти связи малопо датливы. Поэтому, не решая систему уравнений (1.11), прини маем распределение сдвигающих усилий по длине горизонталь ных стыков по схеме, показанной на рис. 5, б.
Полоса А
Х |
с р = |
ü l ± ü |
= |
4,46 |
м; |
Тср = , - . 1 8 0 |
+ 2 1 |
7 0 - ' ^ 1 7 5 |
тс. |
|
||
_ |
|
2 Г с р |
|
2-175 |
= |
пт г* |
j |
|
cp |
12—4,46 |
х |
|
|
|
A-CD |
|
|
27,5 тс; t |
|
= 27,5 |
' |
||||
|
|
|
ft,«ГО |
|
|
|
|
4 4fi |
|
|||
|
/ і + - ^ - |
12+-7— |
|
|
|
|
12- |
|
|
|||
|
|
6 |
|
6 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
X 1 2 ~ 4 |
- 4 6 |
= 80 тс; |
МХср |
= (—98 + |
73) (12 — 4,46 — 0,2) — |
|||||||
— 3,75 |
С 2 - 4 ' 4 6 * 8 |
+ 80• 3 = — 289 + 240 = —49 |
тс-м. |
|
||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Необходимое количество горизонтальной арматуры в полосе А
/ а |
^ - ^ £ £ — = |
4 9 0 0 0 0 0 |
= Ю , 2 с * . |
|
0 , 8 Л э т а а |
0,8-300-2000 |
|
Установка такого количества арматуры вполне осуществима. Количество горизонтальной арматуры в остальных полосах
определяется аналогично.
СВЯЗИ (ПЕРЕМЫЧКИ] НАД ДВЕРНЫМИ ПРОЕМАМИ ВНУТРЕННИХ СТЕН
Внутреннюю панельную стену, ослабленную по вертикалям дверными проемами, можно рассматривать как статическую си стему, состоящую из сплошных вертикальных полос, жестко или
31
упруго заделанных в основании и соединенных между собой свя зями в виде горизонтальных стержней. Стержни расположены по осям перемычек, эквивалентных им по жесткостиым характе ристикам и упруго прикрепленных к вертикальным торцам по лос.
В таких стенах роль перемычек над проемами аналогична ро ли связей в вертикальных стыках, объединяющих вертикальные полосы стены в систему в виде составного консольного стержня. Поэтому может быть применен метод расчета панельных стен с податливыми связями в вертикальных стыках (с приложением неизвестных сил У в сечениях перемычек по оси п р о е м а ) .
В панельных стенах с проемами перемычки представляют со бой ярко выраженные дискретные связи. Однако в практике рас чета панельных стен с проемами перемычки заменяются услов ными континуальными связями для использования разработан ных методов расчета стен как составных стержней с податливы ми связями. Д л я наглядности рассмотрим перемычки в естест венном виде как дискретные связи.
Относительно правильная оценка жесткостных и прочностных характеристик перемычек является необходимым условием ис пользования их в роли связей между вертикальными полосами стен в панельных зданиях, подвергаемых мощным сейсмическим воздействиям. Чтобы перемычка удовлетворительно работала в качестве связи между вертикальными полосами стены с проема ми, необходимы достаточная прочность перемычки, надежное прикрепление ее к полосам стены и соблюдение примерного ра венства между расчетной податливостью перемычки и ее факти ческой податливостью.
Перемычка в качестве связи м е ж д у полосами панельной сте ны д о л ж н а оказывать упругое противодействие сближению, уда лению и взаимному сдвигу вертикальных торцовых граней по лос, к которым она прикреплена. При сближении или удалении
торцовых граней полос в перемычке возникает усилие сжатия |
|
или растяжения . Усилие сжатия легко воспринимается |
бетоном |
перемычки, а усилие растяжения — соответствующим |
количест |
вом горизонтальной арматуры в перемычке. При взаимном сдви ге торцов полос перемычка подвергается изгибу как горизон тальный стержень при смещении опор, в которые он защемлен . В случаях, когда длина / 0 перемычки в свету превосходит ее вы
соту h в 2—3 раза, работа перемычки на изгиб |
приближается к |
|
работе обычной |
железобетонной балки, имеющей |
преобладающее |
влияние изгиба |
перед поперечным срезом, т. е. |
разрушающей |
ся от действия изгибающего момента, а не от поперечной силы. Тем не менее и в таких случаях особое внимание надо уделять обеспечению надежности перемычек на действие среза ввиду не избежности двузначного действия поперечных сил и, следова тельно, взаимно перпендикулярного развития косых трещин в теле перемычек. Поэтому хомуты перемычек целесообразно рас-
32
считывать на полное восприятие поперечных сил по косым тре щинам .
В перемычках с отношением высоты к длине в свету, близким к единице, явно преобладает опасное влияние среза. Исключе ние составляют только бетонные перемычки (без а р м а т у р ы ) , в которых разрушение наступает от действия опорного изгибаю щего момента (рис. 8 , а ) . Такой случай является абстрактным, так как перемычки, играющие роль связей м е ж д у полосами сте
ны, д о л ж н ы иметь надежное |
армирование на изгиб. |
|
В высокой перемычке, |
армированной |
горизонтальными |
стержнями, мысленно можно |
выделить зону |
бетона (на рис. 8, б |
обозначена пунктиром), которая может служить подкосом для восприятия действия сил N. Горизонтальная арматура в такой системе играет роль з а т я ж е к . Чем больше отношение /г//0 , тем реальнее представляется показанная схема работы перемычкисвязи. Однако экспериментально это не подтверждается . Р а з р у шение железобетонной перемычки-связи, армированной только горизонтальными стержнями, происходит от разрыва ее по косой трещине, образующейся приблизительно под углом 45° вследст вие слабого сопротивления бетона действию главных растяги вающих напряжений . Разрушение по косой трещине происходит от вертикальной поперечной силы, при действии которой в центре перемычки главное растягивающее напряжение достигает вели
чины |
предельного растягивающего напряжения в бетоне, т. е. |
||
|
°гл = |
*!!- |
(1-12) |
На |
рис. 8, б да н абстрактный |
пример, показывающий |
харак |
тер разрушения перемычки при отсутствии в ней вертикальных хомутов и достаточном количестве горизонтальной арматуры на восприятие изгибающих моментов. При состоянии, близком к разрушению, перемычку, показанную на рис. 8, б, мысленно мо жно расчленить на две треугольные консоли А и Б, изгибаемые распределенной вертикальной нагрузкой, приложенной по линии развития косой трещины. Пр и этом на консоль А вертикальные силы действуют вверх, а на консоль Б — вниз.
П р и вертикальных хомутах (рис. 8, в) |
неизбежно |
появление |
в перемычке косой трещины, когда сила |
Q достигает |
величины, |
приблизительно соответствующей равенству (1.12) ввиду слабого растяжения хомутов до появления косой трещины. С появлени
ем |
косой трещины |
противодействие взаимному смещению тор |
цов |
полос стены, в |
которые з а д е л а н а перемычка, практически |
почти целиком обеспечивается работой хомутов на растяжение . Условия работы хомутов по длине косой трещины различны да ж е в случае приварки их к горизонтальным стержням . Это, при предположении равномерной нагрузки на хомуты, учитывается введением соответствующего коэффициента условий работы хо мутов.
Перемычку (рис. 8, в) можно представить в виде двух тре-
3—107 |
33 |