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

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

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