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: 83
Скачиваний: 0
48
Полоса стены в сечении z армируется на совместное действие момента М, и вертикальной силы Nz, которая алгебраически складывается из вертикальной нагрузки Qz, приходящейся на полосу выше сечения z, и вертикальных сил dz У, расположен-
z
ных выше сечения z, |
т . е . NZ=QZ±2,Y. |
При |
действии |
Nz вверх |
|||
|
|
|
о |
|
|
|
|
полоса рассчитывается |
и армируется |
как внецентренно |
растяну |
||||
тый элемент, а при действии Nz вниз — как внецентренно |
сжатый |
||||||
элемент. |
|
|
|
|
|
|
|
Возможность действия горизонтальной нагрузки в двух про |
|||||||
тивоположных |
направлениях требует |
проверки к а ж д о й полосы |
|||||
стены на |
оба |
направления горизонтальной |
нагрузки. |
Наиболее |
|||
опасное |
сечение полосы находится в |
ее основании. |
Вертикаль |
ные полосы, и особенно горизонтальные стыки в них, проверяют расчетом и конструируют на действие приходящихся горизон тальных поперечных сил.
Такая работа панельной стены с проемами на горизонталь ную нагрузку характерна при относительной неизменности жест кости во всех элементах стены. Эта неизменность в достаточной
степени обеспечивается, когда |
на |
стену действует горизонталь |
||
ная нагрузка, не в ы з ы в а ю щ а я |
в |
обжатых полосах |
стены нор |
|
мальных вертикальных растягивающих напряжений . |
З а |
преде |
||
лами такой нагрузки, при росте |
горизонтальных сил |
на |
стену с |
проемами, жесткостные характеристики элементов стены непре рывно и неопределенно меняются по сравнению с начальными . Это проявляется в нелинейной зависимости между горизонталь ными силами и деформациями в элементах стены, что много кратно зафиксировано при испытании зданий мощной вибраци онной машиной, а т а к ж е при испытании моделей зданий.
Изменение характера работы панельной стены с проемами при росте горизонтальной нагрузки затрудняет суждение о сте
пени |
ее статической |
надежности |
по результатам |
расчета в уп |
||
ругой |
стадии |
на заданную |
горизонтальную нагрузку. |
|||
Учет изменения жесткостных характеристик в элементах па |
||||||
нельной стены |
с проемами |
при |
росте горизонтальной нагрузки |
|||
представляет |
весьма |
сложную |
задачу . К а ж д а я |
вертикальная |
полоса панельной стены с проемами, рассматриваемая в расчете как «основная» статически определимая система, по существу, является статически неопределимой системой. Все методы опре
деления жесткостных |
характеристик перемычек на действие |
||
различных |
(по высоте |
стены) |
поперечных сил требуют экспери |
ментальной |
проверки. |
Всем |
этим вопросам в настоящее время |
уделяют большое внимание многие исследователи. Поэтому ог
раничимся |
весьма |
приближенным, в основном качественным, |
|||||
анализом |
работы |
панельных |
стен |
с проемами в случае развития |
|||
пластических деформаций в |
ее |
элементах |
при действии |
расту |
|||
щей горизонтальной |
нагрузки. |
|
|
|
|||
Рассмотрим |
первоначально |
условную |
статическую |
модель |
4—107 |
49 |
симметричной двухветвевой стены с проемами, в которой верти
кальные полосы имеют неизменные |
жесткостные характеристи |
ки при росте горизонтальной нагрузки. |
|
На рис. 13, г—е приведены три |
основные схемы изменения |
интенсивности усилий в перемычках по вертикали при росте го
ризонтальной нагрузки на стену. |
|
|
|
Н а рис. 13,г показана схема |
изменения по высоте стены по |
||
перечных сил У в перемычках, соответствующая |
уровню |
гори |
|
зонтальной нагрузки, превышение которого вызывает |
начало |
||
трещинообразования в наиболее |
напряженной |
перемычке. Ха |
рактерным д л я этой схемы является наиболее низкое располо жение максимальной поперечной силы ввиду наименьшей подат
ливости перемычек, |
сохраняющейся |
до появления в них трещин. |
||
Н а рис. 13,<? |
показана схема |
изменения по высоте степы по |
||
перечных сил Y |
в |
перемычках, |
соответствующая уровню гори |
|
зонтальной нагрузки, превышение |
которого вызывает ярко вы |
|||
раженное развитие |
пластических |
деформаций в наиболее на |
пряженных перемычках. Сопутствующее этому уровню горизон
тальной нагрузки развитие трещин |
в |
перемычках, а т а к ж е |
рост |
локальных деформаций в полосах |
(в |
местах примыкания |
пере |
мычек) заметно повышают податливость наиболее напряженных
перемычек. Характерной |
для этой стадии загружения является |
||||||||||
тенденция |
к |
некоторому |
перемещению |
вверх |
максимальной |
по |
|||||
перечной |
силы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
На |
рис. 13, е показана |
схема изменения по высоте стены по |
|||||||||
перечных |
сил |
У в перемычках, соответствующая уровню |
горизон |
||||||||
тальной |
нагрузки, при котором |
в |
основной |
части |
наиболее |
||||||
напряженных |
перемычек |
ярко |
проявляются |
пластические |
де |
||||||
формации . Упругое противодействие этих перемычек в виде |
при |
||||||||||
ращения |
в |
них |
сил У |
перемещениям |
торцов вертикальных |
||||||
полос |
стены |
при |
дальнейшем |
росте |
горизонтальной |
нагрузки |
прогрессивно убывает. Это вызывает выравнивание величин по перечных сил У в наиболее напряженных перемычках, как пока зано на рис. 13, е. В приближенном представлении вертикальные пеперечные силы в перемычках по достижении предельной вели
чины У п р больше не увеличиваются при дальнейшем |
росте |
гори |
|||
зонтальной нагрузки и |
росте |
пластических |
деформаций в |
пере |
|
мычках. Вертикальная |
поперечная сила У достигает |
предельной |
|||
величины У п р при развитии |
деформаций |
текучести |
в горизон |
тальных стержнях на опорах перемычки. Действие деформаций текучести в горизонтальной арматуре перемычек м о ж н о принять
эквивалентным действию пластических |
шарниров |
на опорах |
|
перемычек. П о своему влиянию |
на работу |
стены с проемами при |
|
росте горизонтальной нагрузки |
действие |
поперечной |
силы У п р в |
перемычке с пластическими ш а р н и р а м и на опорах эквивалентно действию постоянной вертикальной силы, приложенной к торцу
реально |
разрезанной перемычки и равной по величине ± У П р |
(рис. 13, |
ж). |
50
П ри образовании пластических шарниров на опорах всех пе ремычек под действием соответствующей нагрузки стена с прое мами превращается в статически определимую систему. Ее мож
но рассматривать |
в |
виде двух самостоятельных |
вертикальных |
||||||
полос А и Б, на которые действует та |
ж е горизонтальная нагруз |
||||||||
ка, а по линии вертикального |
сечения стены приложены посто |
||||||||
янные |
силы |
± У п р . При дальнейшем |
росте |
горизонтальной |
па- |
||||
грузки |
этот |
х а р а к т е р |
работы |
сохраняется |
до тех |
пор, пока |
на |
||
опорах |
перемычек |
действуют |
пластические |
шарниры, а в осно |
|||||
вании |
вертикальных |
полос А |
и Б не развиваются |
пластические |
|||||
деформации . |
|
|
|
|
|
. |
|
|
СТАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ РАБОТЫ СТЕН С ПРОЕМАМИ НА ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ НАГРУЗКУ, ВЫЗЫВАЮЩУЮ ОБРАЗОВАНИЕ ПЛАСТИЧЕСКИХ ШАРНИРОВ НА ОПОРАХ ВСЕХ ПЕРЕМЫЧЕК И В ОСНОВАНИИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ П О Л О С СТЕНЫ
При неограниченном росте горизонтальной нагрузки неиз бежно образование пластических шарниров в основании верти кальных полос стены. О б р а з о в а н и ю пластических шарниров спо
собствует концентрация больших |
вертикальных |
деформаций eg |
|||||||||
в бетоне в нижней зоне полосы и развитие деформации |
текучес |
||||||||||
ти в растянутой арматуре в зоне, прилегающей |
к нижнему гори |
||||||||||
зонтальному |
стыку (рис. 14, а ) . Характер изменения деформаций |
||||||||||
сжатого |
торца |
вертикальной |
полосы |
показан на рис. 14, г. Он |
|||||||
вызван |
резким |
увеличением |
ое к низу |
полосы (рис. |
14,6) |
и соот |
|||||
ветствующим |
|
уменьшением |
EQ |
(рис. 14, s). |
З а ш т р и х о в а н н а я |
||||||
часть деформаций |
ео сжатого торца |
полосы в зоне первого эта |
|||||||||
жа, деформации |
местного |
с ж а т и я |
|
фундамента, |
его |
изгибные |
|||||
деформации, |
и особенно его |
поворот |
от деформации |
грунтового |
основания, вызывают основную часть вертикальных перемеще ний всех точек сжатого правого торца. Развитие деформаций те
кучести в нижней части |
растянутой вертикальной |
арматуры по |
||||||||
лосы, изгибные |
деформации |
фундамента, |
а т а к ж е |
его |
поворот, |
|||||
вызванный |
д е ф о р м а ц и я м и |
грунтового |
основания |
и |
частичной |
|||||
потерей контакта с основанием, |
вызывают |
основную |
часть вер |
|||||||
тикальных |
перемещений |
всех |
точек левого торца |
полосы. Это |
||||||
дает основание |
условно |
сконцентрировать |
деформации |
сжатия |
||||||
в теле фундамента, а деформации р а с т я ж е н и я — в зоне |
нижнего |
|||||||||
горизонтального |
стыка и рассматривать |
широкую |
полосу стены |
иедеформируемой, пренебрегая незначительными д е ф о р м а ц и я м и по высоте стены (рис. 14, д ) . П р и н и м а я такое условие, в даль нейшем приближенно считаем, что вертикальное перемещение
точек левого и правого торцов полосы (рис. 14, д) |
определяется |
||||
формулами: |
|
|
|
|
|
/ п Р |
-; |
ad0; |
} |
(H-О |
|
f„ |
= |
a(h~d0) |
|||
|
|
||||
4* |
|
|
|
51 |
Рис. 14
52
П р и такой зависимости перемещение системы стен в предельном
состоянии |
может быть в ы р а ж е н о функцией угла а. Предельная |
|
величина |
угла а ограничивается условиями, о которых подроб |
|
нее будет сказано ниже. |
|
|
О б р а з о в а н и е пластических шарниров в основании вертикаль |
||
ных полос |
способствует выравниванию |
усилий в перемычках- |
связях, работающих в упругой стадии, а |
при дальнейшем росте |
горизонтальной нагрузки способствует равномерному развитию пластических шарниров на опорах всех перемычек.
Пластические шарниры в основании вертикальных полос сте
ны могут |
развиваться |
до |
и после образования |
пластических |
шарниров |
на опорах |
всех |
перемычек, а т а к ж е |
в процессе их |
образования . Горизонтальную нагрузку, в ы з ы в а ю щ у ю образова
ние |
пластических |
шарниров в основании |
вертикальных |
полос |
|||||||||||||||
стены |
и на |
опорах всех перемычек, п р е в р а щ а ю щ у ю |
стену |
с |
про |
||||||||||||||
емами |
в изменяемую |
систему, |
условимся |
|
называть |
Рпр. |
Поря |
||||||||||||
док |
образования |
пластических |
шарниров |
на опорах перемычек |
|||||||||||||||
и в основании |
полос |
не влияет |
на |
определение |
величины |
РП р- |
|||||||||||||
Эта |
величина |
определяется |
из |
условия |
мгновенного |
равновесия |
|||||||||||||
изменяемой |
системы, |
находящейся |
иод |
|
действием |
Р п р |
и |
по |
|||||||||||
стоянных вертикальных сил, в том числе |
сил |
У п р , |
приложенных |
||||||||||||||||
к вертикальным |
полосам стены |
по оси сечения перемычек. Рас |
|||||||||||||||||
смотрим это на конкретных |
примерах. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Д л я двухветвевой |
стены |
(рис. 14, е) |
из |
условия |
мгновенного |
||||||||||||||
равновесия |
получим |
равенства |
(II . 2а), по которым |
определяется |
|||||||||||||||
РП р, |
а т а к ж е |
работа |
вертикальных |
полос А |
и Б |
в |
предельном |
||||||||||||
состоянии: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
пр |
|
пр-0 |
|
А.пр |
|
ß,np |
|
' hA + |
hB |
|
, |
, |
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M А,пр |
|
А,пр |
К + |
'о |
£j |
|
пр> |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
J £ , n p |
|
Б,пр=0 |
|
|
|
Y y |
|
• |
|
|
|
|
(И. 2a) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А,пр |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
î |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
So |
|
|
As + |
<o |
SO; |
|
|
|
|
|
||||
|
|
Ре£ ,np_. = t |
M |
£,np |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
P |
_ |
p |
L |
p |
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
np |
|
A,np |
~> |
Б.пр' |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Равенства (II.2a) не |
меняются, |
если |
У п р |
|
имеет |
два |
значения |
по |
|||||||||||
высоте |
стены. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
53