Schematy konstrukcyjne budynków. Techniki rozwiązań konstrukcyjnych budynków Zbrojenie płyt ramą bez poprzeczek

Ramy monolityczne projektowane są jako ramowe lub ramowo-usztywniane (z montażem monolitycznych przepon usztywniających).

W zależności od rozwiązania poprzeczek (belek) monolityczne układy ramowo-ryglowe mogą być dwojakiego rodzaju: z belkami głównymi i drugorzędnymi w różnych kierunkach; z belkami o tej samej wartości w dwóch lub trzech kierunkach (przy stropach kasetonowych).

W pierwszym typie ramy belki drugorzędne spoczywają na monolitycznie połączonych z nimi belkach głównych, a one z kolei na słupach (patrz rys. 5.3).Rozmieszczenie belek drugorzędnych i głównych w rzucie może być różne ( jeśli są umiejscowione wzdłużnie lub poprzecznie). Wybierając kierunek głównych belek, bierze się pod uwagę cel budynku, sztywność przestrzenną ramy i inne wymagania.

Rozpiętości głównych belek wynoszą 6-9 (12) m, wysokość przekroju wynosi 1/8-1/15 rozpiętości, a szerokość 0,4-0,5 wysokości.

W każdym przęśle belki głównej znajduje się od jednej do trzech belek drugorzędnych. Belki drugorzędne są również umieszczone wzdłuż osi słupów. Ich rozpiętość wynosi 5-7 m, wysokość przekroju wynosi 1/12-1/20 rozpiętości, szerokość 0,4-0,5 wysokości.

Rozpiętości monolitycznej płyty stropowej są równe skokowi belek drugorzędnych i wynoszą 2-3 m, a grubość płyty w zależności od obciążenia dobierana jest w granicach 1/25-1/40 rozpiętości i najczęściej wynosi 80-100 mm.

Fragmenty odcinków

Ryż. 5.3. 1 - kolumna; 2 - belka główna; 3 - belka drugorzędna; 4 - monolityczna płyta podłogowa

Ramy z częstym układem belek (1-2 m) w dwóch lub trzech kierunkach o tym samym nachyleniu i wysokości nazywane są ramami ze stropami kasetonowymi (patrz rys. 5.4) Ich zaletą jest stosunkowo mniejsza wysokość stropu (belki ) i dużą wyrazistość architektoniczną stropów budynków użyteczności publicznej

Ryż. 5.4. Monolityczne ramy żelbetowe ze stropami kesonowymi: a - komórki konstrukcyjne i planistyczne; b - fragment sekcji

Wśród obiecujących są m.in ułożony w stos system superramki(ryc. 5.5), w którym sztywność przestrzenną budynku zapewnia tzw. superrama, która składa się z kilku skrzynkowych pylonów (pni) połączonych ze sobą potężnymi kratami na kilku poziomach wzdłuż wysokości budynku . Wielopiętrowe ramy, które mogą mieć różne rozwiązania planistyczne i projektowe, spoczywają na rusztach (jak półki na czymkolwiek). Ramy typu piętrowego są najbardziej obiecujące w przypadku bardzo wysokich budynków (super-wieżowców).

Ryż. 5.5. Schemat konstrukcyjny ramy półkowej: a - schemat elewacji; b - schemat typowej podłogi; c - schemat grillowania; 1 - pylon skrzynkowy; 2 - grill; 3 - konstrukcja ramowo-ryglowa

Ramy bezpawężowe

Rama bez pawęży- układ konstrukcyjny z stropami płaskimi opartymi bezpośrednio na słupach bez belek pomocniczych.

Architektonicznie ramy bezryglowe mają istotne zalety:

Podłogi płaskie mają całkowitą wysokość 2-3 razy mniejszą niż podłogi w systemach ramowo-ryglowych;

Podłogi z gładkimi stropami ułatwiają swobodne planowanie i przekształcanie pomieszczeń poprzez montaż ruchomych przegród, które nie są sztywno połączone z podłogami;

Wspornikowe odcinki stropów po obwodzie pozwalają na bardziej złożone konfiguracje płaszczyzn elewacji, aranżację loggii, tarasów, werand bez dodatkowych elementów konstrukcyjnych;

Obecność gładkiego sufitu pozwala uniknąć drogich sufitów podwieszanych.

Ramy bezryglowe mają również zalety techniczne i ekonomiczne: montaż szalunków jest uproszczony ze względu na brak poprzeczek (przy monolitycznej metodzie produkcji), zmniejsza się obszar późniejszej obróbki stropu i wykończenia, układania rurociągów pod stropem, izolacja termiczna itp. są uproszczone.

Oprócz wskazanych zalet systemy bezryglowe mają wady, które uniemożliwiają rozkład masy w praktyce budowlanej: rozpiętości stropów bezbelkowych są bardziej ograniczone niż w tradycyjnych systemach rygli; nie we wszystkich przypadkach produkcja sufitów płaskich jest tańsza i prostsza niż rygle; obliczenia i ocena rzeczywistej wydajności konstrukcji stropów są skomplikowane.

Jednakże niedociągnięcia te, głównie o charakterze konstrukcyjnym, można wyeliminować poprzez dalsze doskonalenie systemów. Walory architektoniczne systemów bezryglowych coraz częściej przyciągają uwagę architektów i projektantów. Liczne poszukiwania specjalistów z różnych krajów zaowocowały różnymi rozwiązaniami projektowymi. Wiele opcji ramy bez pawęży zostało przetestowanych eksperymentalnie i wprowadzonych do praktyki budowlanej.

Na Ukrainie opracowano kilka propozycji konstrukcji bez poprzeczek. Pomiędzy nimi - ramka grzybkowa, stosowane w projektach różnego typu budynków użyteczności publicznej (ryc. 12.79).

Rama w kształcie grzybka wpisuje się w siatkę konstrukcyjną opartą na trójkącie równobocznym o boku 3,2 m i składa się z dwóch głównych elementów: słupa oraz sześciokątnej płyty podłogowej. Każda płyta spoczywa pośrodku na kolumnie, tworząc rodzaj grzyba. Przylegające do siebie bocznymi powierzchniami grzyby łączą się w strukturę plastra miodu, a po zespawaniu i osadzeniu tworzą jeden układ przestrzenny. Dzięki częstemu rozstawowi słupów i przestrzennej pracy ramy wysokość żeber płyty zwiększono do 15 cm, a całkowita grubość stropu wraz z konstrukcją stropową wyniosła 20 cm.

Z sześciokątnych elementów ramy w kształcie grzybka można stworzyć różnorodne kompozycje architektoniczne i konstrukcyjne. Pomimo walorów artystycznych, ten typ ramy ma poważną wadę planistyczną, która ogranicza jej zastosowanie. Częste rozstawy słupów schodkowych utrudniają uzyskanie rozwiązań funkcjonalnych dla większości typów budynków, szczególnie tych o szerokiej bryle.

Modyfikacja tego systemu doprowadziła do powstania wersji ramy, w której oprócz płyt stropowych podpartych centralnie na słupach, znajdują się płyty przęsłowe wsparte na głównej (ryc. 12.79 b). Wprowadzenie przęsłowych płyt stropowych pozwoliło radykalnie zwiększyć wymiary trójkątnej siatki planistycznej (z 3,2 do 6,6 m), co znacząco poprawiło walory architektoniczne ościeżnicy.

Ryż. 12.79. Bezryglowa rama grzybkowa z płaskimi płytami (Ukraina): a - na trójkątnej siatce słupów o boku 3,2 m; b - na siatce trójkątnej o boku 6,6 m; 1 - kolumna; 2 - płyta nadkolumnowa (główna); 3 - płyta przęsłowa; 4 - dodatkowa płyta elewacyjna

Rama z płytami wspornikowo-ryglowymi(ryc. 12.80) zaprojektowany dla siatki planistycznej o wymiarach 6 x 6 m i składa się z trzech głównych prefabrykowanych elementów żelbetowych - słupa na kondygnację, nadkolumnowej płyty żebrowanej, podpartej asymetrycznie na słupie i końcu sąsiedniej płyty oraz płyty wkładanej.

Zalety ramy: prostota połączeń i montażu elementów, możliwość wzajemnego przemieszczania rzędów słupów tj. transformacja siatki planowania i budowa budynków o złożonej konfiguracji.

Ryż. 12.80. Rama ze wspornikowo-ryglową asymetrycznie podpartą płytami nadkolumnowymi (Ukraina): a - schemat ogólny; b - schemat rozmieszczenia płyt stropowych; 1 - płyta nadkolumnowa; 2 - płyta wkładki; 3 - cięcie w miejscach bliskich linii momentów zerowych

Prefabrykowany system monolityczny KUB-2.5(ościeżnica uniwersalna bez poprzeczek) pozwala na budowę budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej w jednym kluczu projektowym, wykorzystując jedną technologię wytwarzania i montażu konstrukcji budowlanych. System stanowi rama stężająca składająca się z wielokondygnacyjnych słupów ciągłych o przekroju prostokątnym i pełnych płyt stropowych (ryc. 12.82). KUB-2.5 odpowiada poziomowi nowoczesnych, przemysłowych konstrukcji ramowych. Charakterystyczną cechą systemu jest to, że montaż płyt stropowych na słupie i łączenie płyt stropowych ze sobą odbywa się bez elementów wsporczych.

Konstrukcja połączeń kolumn eliminuje spawanie, ponieważ połączenie kolumn o przekroju 400 x 400 mm zapewnia montaż wymuszony, w którym pręt mocujący dolnego końca kolumny musi wejść do dyszy górnego końca dolnej kolumny .

Konstrukcje ramowe zakładają wysokość podłogi 2,8; 3,0; 3,3 m z siatką główną słupów 6x6 m. W razie potrzeby wysokość podłogi można zwiększyć do 6 m, a rozstaw słupów do 12 m.

Konstrukcje KUB-2,5 stosowane są przy wznoszeniu budynków użyteczności publicznej o 1-3 kondygnacjach o dużej rozpiętości z podziemiem technicznym oraz budynków mieszkalnych o 4-22 kondygnacjach.

Ryż. 12.82. Prefabrykowana rama monolityczna bez poprzeczek KUB-2.5: a - schemat montażu; b - połączenie kolumn; c - montaż słup-płyta

Ramy monolityczne bez poprzeczek zaprojektowane w oparciu o kwadratową lub prostokątną siatkę słupów, przy czym stosunek większych i mniejszych rozpiętości ograniczony jest do 4/3. Najbardziej racjonalna jest kwadratowa siatka kolumn 6x6m.

W ramach monolitycznych bez poprzeczek solidna płyta żelbetowa spoczywa bezpośrednio na słupach ze kapitelami (ryc. 12.83). Kapitele zapewniają sztywne połączenie płyty ze słupami oraz wytrzymałość płyty na przepychanie po obwodzie słupa, a także zmniejszają projektową rozpiętość płyty. Kapitele kolumn zaprojektowano w formie ostrosłupa ściętego o kącie nachylenia ścian 45° lub ostrosłupa podwójnie ściętego o łamanym zarysie.

Grubość płyty monolitycznej przyjmuje się ze stanu jej wymaganej sztywności w granicach 1/32-1/35 największej rozpiętości. Płyty zbrojone są płaską lub walcowaną siatką zgrzewaną. W tym przypadku momenty zginające przęsła odbierane są przez siatki ułożone w dolnej strefie, a podporowe w górnej strefie płyty.

Jedną z efektywnych opcji monolitycznej ramy bez poprzeczek dla budynków o drobnokomórkowej strukturze planowania jest opcja z wąskimi słupami w postaci krótkich ściany szczelinowe bez wielkich liter (ryc. 12.84).

Słupy tego typu dają możliwość wykorzystania ich jako elementów obudowy przy jednoczesnym zmniejszeniu rozpiętości płyt i zwiększeniu sztywności ramy. Słupy mogą być nie tylko płaskie, zorientowane na rzucie w różnych kierunkach, ale także przestrzenne (ryc. 12.84 b), logicznie wpasowując się w strukturę planistyczną budynku.

System ten ma charakter otwarty i pozwala na tworzenie różnorodnych rozwiązań w zakresie zagospodarowania przestrzennego budynków mieszkalnych, oświatowych, administracyjnych i innych o średnich rozpiętościach dochodzących do 7,5 m.

Ryż. 12.83. Rama monolityczna bez poprzeczek: a - kapitele kolumn i ich wzmocnienie; b - położenie zbrojenia roboczego w płycie (rzut); c - fragment przekroju ramy z obrazem zbrojenia płyty; 1 - okucia robocze; 2 - wzmocnienie konstrukcyjne

Ryż. 12.84. Rama monolityczna bez poprzeczek ze słupami w postaci krótkich ścian szczelinowych: a - fragmenty elewacji i rzut budynku typu korytarzowego; b - możliwe kształty przekrojów słupów; c - kształty słupów o zmiennej wysokości przekroju

Układ konstrukcyjny budynku to zespół wzajemnie połączonych konstrukcji nośnych budynku, zapewniających jego wytrzymałość, sztywność przestrzenną i niezawodność eksploatacyjną. Wybór układu konstrukcyjnego budynku determinuje statyczną rolę każdej jego konstrukcji. Przy wyborze systemu konstrukcyjnego budynku określa się materiał konstrukcji i technikę ich budowy.

Konstrukcje nośne budynku składają się z połączonych ze sobą elementów pionowych i poziomych.

Poziome konstrukcje nośne - odbieraj wszystkie spadające na nie obciążenia pionowe i przenoś je podłoga po podłodze na pionowe konstrukcje nośne (ściany, kolumny). Konstrukcje pionowe z kolei przenoszą obciążenie na fundament budynku.

Od czasów starożytnych systemy podłogowe projektowano od stereotypowego podejścia do układu klatki belkowej, tj. składał się z belek (poprzeczek) i podłogi, w ten sposób konstrukcyjnie rozwiązano również podłogi drewniane. Następnie pojawiają się żelbetowe żebrowane płyty stropowe, w których to podejście jest już scalone w jeden element konstrukcyjny. Pojawiające się później płaskie, kanałowe płyty podłogowe stanowią znaczący krok w projektowaniu nowych typów systemów budowlanych.

W przemysłowych budynkach mieszkalnych, w porównaniu z tradycyjnymi budynkami, które miały mieszane przekrycia zawierające fragmenty drewnianych podłóg, po raz pierwszy zaczynają odgrywać rolę poziome konstrukcje nośne membrany sztywności Ponadto podłogi odbierają obciążenia poziome i uderzenia (wiatr, wstrząsy sejsmiczne itp.) i przenoszą siły pochodzące z tych uderzeń na konstrukcje pionowe.

Przenoszenie obciążeń poziomych i uderzeń odbywa się na dwa sposoby: albo poprzez rozprowadzenie ich na wszystkie pionowe konstrukcje budynku, albo na poszczególne specjalne pionowe elementy usztywniające (ściany, przepony usztywniające, wiatrownice kratowe lub pnie usztywniające). Budynki przemysłowe dostarczają także rozwiązań pośrednich – przenoszenie obciążeń możliwe jest przy rozkładzie obciążeń poziomych w różnych proporcjach pomiędzy elementami usztywniającymi a konstrukcjami, które pracują przejmując obciążenia pionowe.

Podłogi - membrany sztywności zapewniają kompatybilność ruchów poziomych pionowych konstrukcji nośnych pod wpływem wiatru i wpływów sejsmicznych. Możliwość kompatybilności i wyrównania ruchów osiąga się poprzez sztywne połączenie poziomych konstrukcji nośnych z pionowymi.

Jak zauważono wcześniej, wraz ze zmniejszeniem objętości konstrukcyjnej budynków, poziome konstrukcje nośne budynków mieszkalnych o wysokości większej niż dwa piętra, zgodnie z wymogami norm bezpieczeństwa przeciwpożarowego, stają się trudne do spalenia lub nie palny. Wymagania te, a także wymagania warstwy ekonomicznej, najpełniej spełniają konstrukcje żelbetowe, co zadecydowało o ich powszechnym zastosowaniu jako poziomych elementów nośnych wszystkich typów budynków. Podłogi to zazwyczaj płyta żelbetowa – prefabrykowana, prefabrykowana lub monolityczna.

Pionowe konstrukcje nośne wyróżniają się rodzajem konstrukcji, który służy jako cecha definiująca przy klasyfikacji systemów konstrukcyjnych. NA Ryż. 2 podano główne cechy typologiczne budynku mieszkalnego, których pionowe konstrukcje nośne są ciągły pionowa płaszczyzna ścian. Stosując kolumny jako główne pionowe elementy nośne konstrukcji, już na pierwszym etapie industrializacji udało się uzyskać cztery schematy konstrukcyjne seryjnego budynku mieszkalnego: z poprzecznym układem poprzeczek; z podłużnym układem poprzeczek; z krzyżowym układem poprzeczek; rozwiązanie bez poprzeczek.

Uprzemysłowienie pozwoliło nie tylko spojrzeć na pracę podłóg z nowego punktu widzenia, ale także znacząco rozszerzyć typologię pionowych konstrukcji nośnych. Wraz z rozwojem seryjnego budownictwa mieszkaniowego w odrębnych grupach wyodrębnia się następujące typy pionowych konstrukcji nośnych: zabudowa blokowa ramy fundamentowej

płaski (ściany);

pręty o przekroju pełnym (rozpórki ramy);

wolumetryczno-przestrzenne (bloki wolumetryczne);

wolumetryczno-przestrzenne wewnętrzne konstrukcje nośne do wysokości budynków w postaci cienkościennych prętów o profilu otwartym lub zamkniętym (pnie usztywniające). Wał usztywniający zwykle znajduje się w centralnej części budynku; Winda, szyby wentylacyjne i inna komunikacja są umieszczone w wewnętrznej przestrzeni szybu. W długich budynkach przewidziano kilka pni usztywniających;

wolumetryczno-przestrzenne zewnętrzne konstrukcje nośne do wysokości budynku w postaci cienkościennej powłoki o profilu zamkniętym, która jednocześnie tworzy zewnętrzną konstrukcję zamykającą budynku. W zależności od rozwiązania architektonicznego zewnętrzna powłoka nośna może mieć kształt pryzmatyczny, cylindryczny, piramidalny lub inny.

Według rodzajów pionowych konstrukcji nośnych wyróżnia się pięć głównych systemów konstrukcyjnych budynków: ramowy, bezramowy (ściana), blok wolumetryczny, pień i powłoka, zwane inaczej peryferyjnymi

Wybór pionowych konstrukcji nośnych, charakter rozkładu obciążeń poziomych i uderzeń między nimi jest jednym z głównych zagadnień przy projektowaniu układu konstrukcyjnego. Wpływa również na decyzję planistyczną, kompozycję architektoniczną i ekonomiczną wykonalność projektu. Z kolei na wybór systemu wpływają cechy typologiczne projektowanego budynku, jego liczba kondygnacji oraz warunki inżynieryjno-geologiczne konstrukcji.

System ram przestrzennych stosowany jest przede wszystkim przy wznoszeniu budynków wielokondygnacyjnych odpornych na trzęsienia ziemi o wysokości większej niż dziewięć pięter, a także w normalnych warunkach budowlanych, jeśli istnieje odpowiednie zaplecze produkcyjne. System ramowy jest głównym systemem w budowie budynków użyteczności publicznej i przemysłowych. W budownictwie mieszkaniowym zakres jego stosowania jest ograniczony nie tylko ze względów ekonomicznych. Podstawą wymagań bezpieczeństwa przeciwpożarowego przy projektowaniu budynków mieszkalnych jest konsekwentne tworzenie pionowych przegród przeciwpożarowych – przegród ogniowych. W konstrukcji ramowej wykonanie przegród ogniowych przeprowadzono poprzez osadzenie ognioodpornych przepon o sztywności pionowej pomiędzy słupami. Tym samym możliwości planowania przestrzennego, będące główną zaletą systemów ramowych, zostały z góry ograniczone.

System bezramowy jest najczęstszy w budownictwie mieszkaniowym, stosowany jest w budynkach o różnym typie planowania o wysokości od jednego do 30 pięter.

System brył wolumetrycznych budynków w postaci grupy pojedynczych słupów nośnych wykonanych z bloków wolumetrycznych układanych jedna na drugiej zastosowano w budynkach mieszkalnych o wysokości do 12 kondygnacji w normalnych i trudnych warunkach gruntowych. Filary łączono ze sobą za pomocą połączeń elastycznych lub sztywnych.

System beczkowy stosowany jest w budynkach o wysokości powyżej 16 pięter. System beczkowy najlepiej jest stosować w przypadku budynków wielokondygnacyjnych o zwartej bryle, szczególnie w konstrukcjach odpornych na trzęsienia ziemi, a także w warunkach nierównomiernych odkształceń podłoża (na osiadających gruntach, nad wyrobiskami górniczymi itp.).

System powłoki jest nieodłącznym elementem unikalnych wieżowców do celów mieszkalnych, administracyjnych lub wielofunkcyjnych.

Oprócz głównych systemów konstrukcyjnych szeroko stosowane są kombinowane, w których pionowe konstrukcje nośne są montowane z różnych elementów - pręta i płaszczyzny, pręta i beczki itp.

System częściowo-ramowy oparty na połączeniu ścian nośnych i ramy przenoszącej wszelkie obciążenia pionowe i poziome. System zastosowano w dwóch wersjach: z nośnymi ścianami zewnętrznymi i ramą wewnętrzną lub z ramą zewnętrzną i ścianami wewnętrznymi. Pierwszy wariant zastosowano w przypadku zwiększonych wymagań w zakresie swobody decyzji planistycznych dla budynku, drugi - gdy wskazane było zastosowanie nienośnych lekkich konstrukcji ścian zewnętrznych oraz przy projektowaniu budynków średnio- i wysokich.

Układ rama-membrana opiera się na podziale funkcji statycznych pomiędzy ścianą (stężeniem) a elementami prętowymi konstrukcji nośnych. Całość lub większość obciążeń poziomych i uderzeń przenoszona jest na elementy ścienne (pionowe przepony usztywniające), a przeważająca część obciążeń pionowych na elementy prętowe (ramowe). System jest najczęściej stosowany przy wznoszeniu wielokondygnacyjnych budynków mieszkalnych o konstrukcji szkieletowej w normalnych warunkach oraz w budownictwie odpornym na trzęsienia ziemi.

Układ rama-lufa opiera się na podziale funkcji statycznych pomiędzy ramą, która odbiera obciążenia pionowe, a tułowiem, który odbiera obciążenia poziome i uderzenia. Wykorzystywano go przy projektowaniu wysokich budynków mieszkalnych.

System rama-blok opiera się na połączeniu ramy i bloków objętościowych, przy czym te ostatnie mogą być stosowane w systemie jako konstrukcje nienośne lub nośne. Do wypełnienia kratownicy ramy nośnej piętro po piętrze stosuje się nienośne bloki objętościowe. Elementy nośne są instalowane jeden na drugim w trzech do pięciu poziomach na poziomych platformach nośnych (podłogach) ramy, rozmieszczonych w odstępach od trzech do pięciu pięter. System zastosowano w budynkach powyżej 12 pięter.

System bloczek-ściana (blok-płyta) opiera się na połączeniu słupów nośnych wykonanych z bloków objętościowych i ścian nośnych, kondygnacja po piętrze, połączonych ze sobą za pomocą dysków podłogowych. Stosowano go w budynkach mieszkalnych do wysokości 9 pięter w normalnych warunkach gruntowych.

Układ szyb-ściana łączy w sobie ściany nośne i wał z rozkładem obciążeń pionowych i poziomych pomiędzy tymi elementami w różnych proporcjach. Stosowano go przy projektowaniu budynków powyżej 16 pięter.

System powłoki bagażnika obejmuje zewnętrzną powłokę nośną i szyb nośny wewnątrz budynku, współpracując ze sobą w celu przejęcia obciążeń pionowych i poziomych. Zgodność ruchów pnia i skorupy zapewniają poziome konstrukcje nośne poszczególnych podłóg rusztów rozmieszczonych na wysokości budynku. System znalazł zastosowanie przy projektowaniu budynków wysokościowych.

Układ rama-powłoka łączy zewnętrzną powłokę nośną budynku z ramą wewnętrzną, przy czym powłoka wytrzymuje wszystkie rodzaje obciążeń i uderzeń, a rama wytrzymuje przede wszystkim obciążenia pionowe. Zgodność ruchów poziomych poszycia i ościeżnicy zapewniona jest w taki sam sposób, jak w zabudowach systemu powłoka-trzpień. Stosowany w projektowaniu wieżowców.

Pojęcie „systemu konstrukcyjnego” to uogólniona cecha konstrukcyjna i statyczna budynku, niezależna od materiału, z którego jest zbudowany, i metody konstrukcji. Na przykład w oparciu o bezramowy układ konstrukcyjny można zaprojektować budynek ze ścianami z drewna ciętego, cegły lub betonu (duży blok, płyta lub monolityczny).

Z kolei system ramowy można zastosować w konstrukcjach drewnianych, stalowych lub żelbetowych. Pojawiły się również opcje stosowania różnych materiałów do wypełniania komórek utworzonych przez elementy nośne w budynkach szkieletowych lub beczkowych. W tym celu wykorzystano dowolne elementy - od małogabarytowych po bloki objętościowe.

Częścią nośną budynku szkieletowego może być stężona lub nieusztywniona przestrzenna kratownica stalowa, monolityczna żelbetowa skorupa z regularnie rozmieszczonymi otworami, prefabrykowana monolityczna kratownica żelbetowa i tak dalej. Połączone systemy strukturalne były również wielowymiarowe. Obszary i skalę zastosowania poszczególnych systemów konstrukcyjnych w budownictwie zdeterminowano przeznaczeniem budynku i liczbą jego kondygnacji.

Oprócz podstawowych i kombinowanych w projektowaniu stosuje się mieszane systemy konstrukcyjne, w których dwa lub więcej systemów konstrukcyjnych łączy się pod względem wysokości lub długości budynku. Decyzja ta jest zwykle podyktowana wymaganiami funkcjonalnymi. Np. w przypadku konieczności przejścia z systemu bezramowego w górnych piętrach standardowych na system ramowy na pierwszych piętrach, tj. w razie potrzeby zainstaluj drobnokomórkową strukturę planowania na standardowych piętrach nad konstrukcją planowania hali na niestandardowych piętrach. Najczęściej potrzeba ta pojawia się przy zakładaniu dużych sklepów na pierwszych piętrach budynków mieszkalnych.

Schemat konstrukcyjny to wariant układu konstrukcyjnego oparty na jego składzie i sposobie rozmieszczenia w przestrzeni głównych konstrukcji nośnych, na przykład w kierunku wzdłużnym lub poprzecznym. Projekt konstrukcyjny, a także system dobierany jest na wstępnym etapie projektowania, z uwzględnieniem wymagań projektowych i technologicznych w zakresie zagospodarowania przestrzennego. W budynkach mieszkalnych o konstrukcji szkieletowej stosuje się cztery schematy konstrukcyjne: z poprzecznymi lub podłużnymi poprzeczkami, poprzecznym układem poprzeczek i bez poprzeczek.

Przy wyborze projektu konstrukcyjnego ościeżnicy uwzględnia się wymagania ekonomiczne i architektoniczne: elementy ramy nie powinny wiązać się z rozwiązaniem planistycznym; poprzeczki ościeżnicy nie powinny przecinać powierzchni sufitu w pomieszczeniach mieszkalnych itp. Dlatego w budynkach wielokondygnacyjnych o regularnej strukturze przestrzennej (głównie akademiki i hotele) stosuje się ościeżnicę z poprzecznym układem poprzeczek, łącząc rozstaw przegród poprzecznych z rozstawem konstrukcji nośnych. W budynkach mieszkalnych typu apartamentowego zastosowano ościeżnicę z podłużnym układem poprzeczek.

Rama bez rygli (bez belek) w budynkach mieszkalnych została zastosowana tylko w przypadku braku odpowiedniej bazy produkcyjnej i dużych zakładów budowy domów w danym regionie, ponieważ w przypadku prefabrykowanego budownictwa mieszkaniowego taki schemat jest najmniej niezawodny i najdroższy. Rama bezryglowa stosowana była głównie do produkcji monolitycznych i prefabrykowanych monolitycznych konstrukcji budowlanych metodą podnoszenia podłóg.

System budowlany to kompleksowa charakterystyka projektowania konstrukcyjnego budynków w oparciu o materiał i technologię budowy głównych konstrukcji nośnych.

Systemy konstrukcyjne budynków o ścianach nośnych z cegieł i bloczków ceramicznych, lekkiego betonu lub kamienia naturalnego są tradycyjne i w pełni prefabrykowane.

Tradycyjny system opiera się na wznoszeniu ścian techniką ręcznego murowania, tak jak to miało miejsce we wszystkich tradycyjnych budynkach od czasów starożytnych. Należy zaznaczyć, że w budynku przemysłowym tradycyjne pozostają jedynie konstrukcje obudowy, podłogi i inne wewnętrzne konstrukcje nośne - są one całkowicie identyczne z konstrukcjami w pełni prefabrykowanymi.

System prefabrykowany polega na zmechanizowanym montażu ścian z dużych bloków lub paneli wykonanych fabrycznie z cegły, kamienia lub bloczków ceramicznych. Wraz z wprowadzeniem nowej serii obudów, system wielkoblokowy niemal wszędzie ustępuje miejsca systemowi panelowemu.

Tradycyjny system (z drewnianymi podłogami), który od dawna uważany jest za główny typ budownictwa cywilnego budynków średnich i wysokich, należy już do przeszłości. Jak wielokrotnie podkreślano, konstrukcje oparte na scenariuszu pożarowym nazywano „tradycyjnymi”. Tylko dla wygody sklasyfikowania ogromnej różnorodności obiektów przemysłowych wyróżnia się wśród nich budynki tradycyjne, jedynie wyglądem nawiązujące do wcześniejszych obiektów murowanych, wzniesionych przed końcem lat 50-tych.

Do połowy lat 80. ubiegłego wieku około 30% wolumenu budowy budynków mieszkalnych i 80% masowych budynków użyteczności publicznej wzniesiono przy użyciu tradycyjnego systemu konstrukcji otaczających. Oczywiście poziom uprzemysłowienia konstrukcji budowlanych „tradycyjnego” systemu budowlanego jako całości jest dość wysoki ze względu na masowe stosowanie wielkogabarytowych prefabrykatów na podłogi, schody, ścianki działowe i fundamenty.

Tradycyjny system przemysłowy miał znaczące zalety architektoniczne. Dzięki niewielkim rozmiarom głównego elementu konstrukcyjnego ściany (cegła, kamień) system ten pozwala na projektowanie budynków o dowolnym kształcie, o różnej wysokości kondygnacji i otworach o różnych rozmiarach i kształtach.

Zastosowanie systemu tradycyjnego uznano za najwłaściwsze dla budynków dominujących w zabudowie. Konstrukcje budynków ze ścianami wykonanymi ręcznie są niezawodne w eksploatacji – zaawansowane technologicznie cegły wypalane nie wymagały montażu czasochłonnego, krótkotrwałego tynku, a odporność ogniowa ceglanych ścian przemysłowych znacznie wzrosła. Przy ich projektowaniu zastosowano nowe podejścia, aby zapewnić trwałość i odporność na ciepło.

Oprócz zalet architektonicznych i użytkowych, ręczne murowanie ścian jest przyczyną głównych wad technicznych i ekonomicznych budynków kamiennych: pracochłonności budowy i niestabilności właściwości wytrzymałościowych muru w zależności od różnych partii cegieł w przypadku drobnych odchyleń w procesie technologicznym w cegielniach. Jakość i wytrzymałość muru zależała od sezonu budowy i kwalifikacji murarza.

W systemie wielkoblokowym wzniesiono budynki mieszkalne o wysokości do 22 pięter. Masa prefabrykatów wynosiła 3-5 t. Montaż dużych bloków odbywał się według podstawowej zasady wznoszenia murów kamiennych - w poziomych rzędach, na zaprawie, z wzajemnym bandażowaniem szwów.

Zaletami systemu budownictwa wielkoblokowego są: prostota technologii budowy, dzięki samostabilności bloczków podczas montażu, możliwość szerokiego zastosowania systemu w warunkach różnej bazy surowcowej. Elastyczny system nazewnictwa bloków umożliwił budowę różnego rodzaju budynków mieszkalnych przy ograniczonej liczbie standardowych rozmiarów wyrobów. System ten wymagał mniejszych inwestycji kapitałowych w bazę produkcyjną w porównaniu do konstrukcji domów z paneli i bloków ze względu na prostotę i mniejsze zużycie metalu przez urządzenia formierskie, a ograniczona waga prefabrykatów umożliwiła zastosowanie zwykłego sprzętu instalacyjnego o małej nośności.

Stworzenie systemu budownictwa wielkoblokowego było pierwszym etapem masowej industrializacji konstrukcji budowlanych ze ścianami betonowymi. W porównaniu do tradycyjnego systemu kamiennego, system wielkoblokowy zmniejszył koszty pracy o 10% i czas budowy o 15-20%. Wraz z wprowadzeniem bardziej przemysłowego systemu paneli, stopień wykorzystania systemów wielkoblokowych stopniowo maleje. Już w połowie lat 70-tych ubiegłego wieku system wielkoblokowy w budownictwie masowym zajmuje trzecie miejsce pod względem wielkości wykorzystania po panelach i tradycyjnych systemach kamiennych.

System budynków panelowych stosowany jest przy projektowaniu budynków o wysokości do 30 pięter w normalnych warunkach gruntowych i do 14 pięter w obszarach sejsmicznych. Wprowadzanie systemu paneli do budownictwa mieszkaniowego rozpoczęło się pod koniec lat czterdziestych XX wieku jednocześnie w ZSRR i Francji. W 1967 r. Weszła w życie GOST 11309-65, opracowana przez Państwowy Komitet Budowlany ZSRR, dla wszystkich typów domów wielkopłytowych, określająca wszystkie wymagania dotyczące ich jakości, rozmieszczenia połączeń oraz stopnia dokładności produkcji i montażu produktów .

Ściany takich budynków montowane są z płyt betonowych o wysokości jednego piętra, o wadze do 10 ton i długości 1-3 etapów konstrukcyjno-planistycznych.

Zaletą techniczną konstrukcji panelowych jest ich znaczna wytrzymałość i sztywność. Zadecydowało to o powszechnym stosowaniu konstrukcji płytowych w budynkach wysokościowych w trudnych warunkach gruntowych (na gruntach osiadających i wiecznej zmarzlinie, nad wyrobiskami górniczymi). Z tego samego powodu konstrukcje panelowe wykazują większą odporność sejsmiczną w porównaniu do innych systemów budowlanych.

W innych krajach rozwiniętych gospodarczo wolumen budownictwa panelowego również szybko rośnie, co tłumaczy się wysoką efektywnością ekonomiczną systemu budowlanego. Należy jednak zauważyć, że na początku lat 80. żaden kraj nie miał tak potężnej bazy przemysłowej w branży budowlanej, a do połowy lat 80. większość krajów zachodnich dotknęła poważny kryzys gospodarczy.

System budowlany ramowo-płytowy z nośną prefabrykowaną ramą żelbetową i ścianami zewnętrznymi z płyt betonowych lub niebetonowych stosowany jest przy wznoszeniu budynków o wysokości do 30 kondygnacji. Wprowadzane w ZSRR wraz z budownictwem panelowym pod koniec lat czterdziestych XX wieku, aż do początku lat 90-tych, na jego bazie budowano rocznie około 15% wolumenu budynków użyteczności publicznej. W budownictwie mieszkaniowym system był stosowany w ograniczonym zakresie, ponieważ był gorszy od systemu panelowego pod względem wskaźników technicznych i ekonomicznych.

System konstrukcji bloków wolumetrycznych został również po raz pierwszy wprowadzony przez sowieckich budowniczych. Budynki z brył wolumetrycznych wznoszone są z dużych elementów żelbetowych wolumetryczno-przestrzennych o masie do 25 ton, zamykających salon lub inny fragment budynku. Bloki wolumetryczne z reguły instalowano jeden na drugim, bez podwiązywania szwów.

Konstrukcja blokowa wolumetryczna pozwala znacznie obniżyć całkowite koszty pracy w budownictwie (o 12-15% w porównaniu do konstrukcji panelowej) i uzyskać progresywną strukturę tych kosztów. Jeśli w konstrukcji panelowej stosunek kosztów pracy w fabryce i na placu budowy wynosi średnio 50 do 50%, to w konstrukcji bloków objętościowych zbliża się od 80% produkcji fabrycznej do 20% kosztów pracy na placu budowy. Ze względu na złożoność wyposażenia technologicznego inwestycje kapitałowe w tworzenie fabryk budowy domów z bloków wolumetrycznych są o 15% wyższe w porównaniu z fabrykami budowy domów z paneli.

System brył blokowych stosuje się do budowy budynków mieszkalnych o wysokości do 16 pięter w normalnych i trudnych warunkach gruntowych oraz do budynków mieszkalnych o niskiej i średniej zabudowie o sejsmiczności 7-8 punktów. Budownictwo kubaturowe jest najskuteczniejsze, gdy występuje znaczna koncentracja budownictwa, konieczność jego realizacji w krótkim czasie oraz gdy brakuje rąk do pracy.

Wybór jednego lub drugiego projektu konstrukcyjnego budynku zależy od jego liczby kondygnacji, struktury przestrzennej, dostępności materiałów budowlanych i bazy branży budowlanej.

Schemat strukturalny to wariant układu konstrukcyjnego oparty na składzie i rozmieszczeniu w przestrzeni głównych konstrukcji nośnych - podłużnych, poprzecznych itp.

W budynkach szkieletowych Stosowane są trzy schematy projektowe (ryc. 3.4):

Z podłużnym układem poprzeczek;

Z poprzecznym układem poprzeczek;

Bez pawęży.

Rama z podłużnym układem poprzeczek stosowane w apartamentowych budynkach mieszkalnych i masowych budynkach użyteczności publicznej o złożonej strukturze planistycznej, na przykład w budynkach szkolnych.

Rama z poprzeczną poprzeczką stosowane w budynkach wielokondygnacyjnych o regularnej strukturze układu

Ryż. 3.4. Schematy konstrukcyjne budynków szkieletowych:

a – z podłużnym układem poprzeczek; b – z poprzecznym; V -

bez poprzeczki.

(akademiki, hotele), łącząc skok przegród poprzecznych ze skokiem konstrukcji nośnych.

Rama bezryglowa (bezbelkowa), Stosowane są głównie w wielokondygnacyjnych budynkach przemysłowych, rzadziej w budynkach użyteczności publicznej i mieszkalnych, ze względu na brak odpowiedniego zaplecza produkcyjnego w prefabrykowanym budownictwie mieszkaniowym oraz stosunkowo niską efektywność takiego projektu.

Zaletę ramy bezryglowej wykorzystuje się w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej, gdy są one wznoszone w prefabrykowanych konstrukcjach monolitycznych poprzez podnoszenie podłóg lub podłóg. W takim przypadku możliwe jest dowolne zainstalowanie kolumn na planie budynku: ich rozmieszczenie zależy wyłącznie od wymagań statycznych i architektonicznych i może nie spełniać praw modułowej koordynacji stopni i przęseł.

Warianty schematu konstrukcyjnego ramy przedstawiono na rys. 3.5.

Rys. 3.5 Opcje schematu konstrukcyjnego ramy:

A – z pełnym; B – z niekompletnym; B – z ościeżnicą bez poprzeczek; 1 – pełna rama z poprzeczkami podłużnymi; 2 – taki sam, z poprzecznym; 3 – rama pełna z podłużnym układem poprzeczek słupów (tylko przy ścianach zewnętrznych) i stropów o dużej rozpiętości; 4 – wręga podłużna niekompletna; 5 – taki sam, poprzeczny; 6 – rama bez poprzeczki; K – kolumna; R – poprzeczka; J – membrana sztywności pionowej; NP – podłoga, NR – podłoga dystansowa; I – ściany nośne; II – ściany osłonowe.

Projektując budynki najpopularniejszego systemu bezramowego, stosuje się pięć następujących schematów projektowych (ryc. 3.6):

schemat I– o układzie krzyżowym wewnętrznych ścian nośnych z niewielkim rozstawem ścian poprzecznych (3, 3,6 i 4,2 m). Znajdują zastosowanie przy projektowaniu budynków wielokondygnacyjnych, w budynkach wznoszonych w trudnych warunkach gruntowych i sejsmicznych. Prefabrykowane konstrukcje stropowe stosowane w budownictwie masowym, w zależności od wielkości rozpiętości przeznaczonej do pokrycia, umownie dzieli się na stropy małe (2,4-4,5 m) i duże (6-7,2 m). ;

Ryc.3.6. Schematy konstrukcyjne budynków bezramowych:

I – poprzeczny; II i III – ściana poprzeczna; IV i V – ściana podłużna; A – warianty z nienośnymi lub samonośnymi podłużnymi ścianami zewnętrznymi; B – takie same, z nośnymi; a – plan ścian; b – rzut piętra.

schemat II– o naprzemiennych rozmiarach (dużym i małym) skoku poprzecznych ścian nośnych i oddzielnych podłużnych ścian usztywniających (schemat z mieszanym skokiem ścian). Schematy I-II pozwalają na bardziej urozmaicone rozwiązania układu budynków mieszkalnych, rozmieszczenie zabudowanych lokali niemieszkalnych na parterach oraz zapewniają zadowalające rozwiązania planistyczne dla placówek i szkół dziecięcych;

schemat III – z słabo rozstawionymi poprzecznymi ścianami nośnymi i wydzielonymi podłużnymi ścianami usztywniającymi (o dużym rozstawie ścian). Ma to zalety w przypadku stosowania konstrukcji w pełni prefabrykowanych;

schemat IV – przy podłużnych ścianach nośnych zewnętrznych i wewnętrznych oraz słabo rozstawionych ścianach poprzecznych – przepony usztywniające (co 25-40). Wykorzystuje się je przy projektowaniu budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej o niskiej, średniej i wysokiej zabudowie o konstrukcji kamiennej i wielkoblokowej. Rzadko stosowany w konstrukcjach panelowych;

schemat V - z podłużnymi zewnętrznymi ścianami nośnymi i słabo rozmieszczonymi poprzecznymi przeponami usztywniającymi. Stosowane są w eksperymentalnym projektowaniu i budowie budynków mieszkalnych o wysokości 9-10 pięter. Zapewnia swobodę w planowaniu mieszkania.

Jedna z modyfikacji rama bez pawęży to prefabrykowana rama monolityczna lub rama usztywniona z płaskimi płytami stropowymi, zawierająca słupy wielokondygnacyjne o maksymalnej długości 13 m o przekroju kwadratowym 40x40 cm, nadkolumnowe, międzykolumnowe panele podłogowe i panele wstawiane z nich wymiary w rzucie 2,8x2,8 m i jednolitej grubości 160 i 200 mm, a także membrany zwiększające sztywność.

Rama przeznaczony do wznoszenia budynków stosunkowo prostych kompozycyjnie o wysokości do 9 pięter w rzucie szkieletowym i 16...20 pięter w rzucie szkieletowym z komórkami w rzucie 6x6; 6x3 m, a przy wprowadzaniu metalowych kratownic na ogniwa 6x9; 6x12 m na wys. 3,0; 3,6 i 4,2 m przy pełnym obciążeniu pionowym do 200 kPa i obciążeniu poziomym od wpływów sejsmicznych do 9 punktów.

Fundamenty monolityczne i prefabrykowane typu szklanego. Zewnętrzne konstrukcje zamykające są samonośne i zawieszone na różnych materiałach lub standardowych produktach przemysłowych innych systemów konstrukcyjnych. Klatki schodowe składają się głównie ze stopni na stalowych podłużnicach. Połączenia elementów ramy są monolityczne, tworząc system ramowy, którego poprzeczki stanowią podłogi.

Montaż konstrukcji odbywa się w następującej kolejności: kolumny są montowane i osadzane w szybach; z dużą precyzją montować panele nadkolumnowe, od których zależy jakość montażu całej podłogi; Panele międzykolumnowe montowane są na panelach nadkolumnowych. Następnie instalowane są panele wstawkowe. Po wyrównaniu, wyprostowaniu i zamocowaniu podłogi montuje się zbrojenie w szwach spoinowych, a szwy pomiędzy panelami i połączenia paneli ze słupami spoinuje się na całej podłodze.

Rama obliczane są dla działania obciążeń pionowych i poziomych metodą wymiany ram w dwóch kierunkach. W tym przypadku za poprzeczkę ramy przyjmuje się płytę o szerokości równej nachyleniu kolumn w kierunku prostopadłym.

Przy obliczaniu układu działania sił poziomych w obu kierunkach uwzględniane jest pełne obciążenie obliczeniowe, z którego momenty zginające są wprowadzane w całości w kombinacjach obliczeniowych. Przy obliczaniu układu działania sił pionowych pracę ramy uwzględnia się w dwóch etapach: montażowym i eksploatacyjnym. Na etapie montażu przyjmuje się przegubowe podparcie płyt podłogowych w miejscach specjalnych urządzeń montażowych, za wyjątkiem płyt nadkolumnowych, które są sztywno połączone ze słupem. Na etapie eksploatacji ramy obliczane są przy pełnym obciążeniu pionowym w dwóch kierunkach. Obliczone momenty zginające rozkładają się w pewnym stosunku pomiędzy przęsła i pasy nadsłupowe.

Siły działające na słupy w dolnym poziomie płyty podłogowej wyznaczane są za pomocą wzorów uwzględniających dwustopniową eksploatację konstrukcji. Elementy układu konstrukcyjnego wykonane są z betonu klasy B25 i zbrojone zbrojeniem stalowym klas A-I; A-II i A-III.

Cechą charakterystyczną systemu jest interfejs pomiędzy panelem nadkolumnowym a kolumną. Aby skutecznie przenieść obciążenie z paneli na słup, słup jest przycięty wzdłuż obwodu na poziomie podłogi z odsłoniętymi czterema prętami narożnymi. Kołnierz panelu nadkolumnowego w postaci kątownika stalowego łączony jest z prętami za pomocą elementów montażowych i spawania.

Zespół łączący płyty podłogowe typu Perederia, w którym zbrojenie podłużne 0 12-A-П przechodzi przez wspornikowe otwory wzmacniające i monolidę. Aby skutecznie przenosić obciążenia pionowe, w płytach zastosowano podłużne, trójkątne rowki, tworzące z zabetonowanym rąbkiem rodzaj wpustu (szerokość 200 mm), który dobrze sprawdza się przy ścinaniu.

Określony system konstrukcyjny przeznaczony jest do stosowania na obszarach o słabo rozwiniętym przemyśle prefabrykatów żelbetowych do budynków o różnym przeznaczeniu o stosunkowo niskich wymaganiach dotyczących wskaźnika przemysłowego (stopnia gotowości fabrycznej) systemu. Podstawowe rozwiązania dla prefabrykowanej ramy monolitycznej bez poprzeczek.

Wskaźniki techniczno-ekonomiczne systemu charakteryzują się nieco mniejszym zużyciem metalu niż systemy rama-panel dla tych samych parametrów ogniw, ale większym zużyciem betonu i znaczną pracochłonnością konstrukcji.

IRKUTSK Państwowy Uniwersytet Transportu

8. Korn G.K., Korn T.K. Podręcznik matematyki dla naukowców i inżynierów. M.: Nauka, 1973. 831 s.

9. Van der Waerdena. Algebra. M.: Nauka, 1979. 623 s.

10. Fikhtengolts G. M. Przebieg rachunku różniczkowego i całkowego. T. 1. M.; Petersburg: Fizmatlit, 2001. 679 s.

11. Berezin I. S., Zhidkov N. P. Metody obliczeniowe. T. 2. M.: GIFML, 1960. 620 s.

12. Kerin M. G., Neimark M. A. Metoda form symetrycznych i hermitowskich w teorii separacji pierwiastków równań algebraicznych. Charków: GTTI, 1936. 39 s.

UDC 699.841 Szczerbin Siergiej Anatolijewicz,

Doktor, profesor nadzwyczajny, dziekan Wydziału Cybernetyki Technicznej, Państwowa Akademia Techniczna w Angarsku, e-mail: [e-mail chroniony]

Chigrinskaya Larisa Sergeevna, starszy wykładowca wydziału inżynierii przemysłowej i lądowej, Państwowa Akademia Techniczna w Angarsku, e-mail: [e-mail chroniony]

SYMULACJA WZMOCNIENIA POŁĄCZENIA NADSŁUPOWEGO

BEZ RAMY BELKOWEJ

SA Szczerbin, L.S. Czygryńska

BEZBELKOWE RAMY NAD SŁUPAMI MODELOWANIE WZMACNIAJĄCE

Adnotacja. W artykule omówiono różne możliwości wzmocnienia połączenia nadsłupowego stropu bezbelkowego. Modelowanie połączeń zbrojonych przeprowadzono w środowisku SCAD, przeprowadzono analizę i porównanie danych obliczeniowych numerycznych w celu wyboru najbardziej racjonalnego wariantu zbrojenia.

Słowa kluczowe: modelowanie, wzmacnianie, połączenie nadsłupowe; rama bez belek, sufit bez belek.

Abstrakcyjny. Rozważane są różne możliwości wzmocnienia połączenia nadsłupowego płyt płaskich bez belek. Dokonuje się analizy i porównania numerycznych danych obliczeniowych w programie SCAD.

Słowa kluczowe: modelowanie w SCAD, wzmacnianie, płyta płaska bez belek, rozkład naprężeń i odkształceń.

W ciągu pierwszej dekady XXI wieku w Rosji wiele norm i zasad w dziedzinie budownictwa uległo znaczącym zmianom.

W rezultacie duża część budynków, zarówno czynnych, jak i niedokończonych, zaprojektowanych według dotychczasowych standardów, nie spełnia współczesnych wymagań.

Obecna sytuacja wymaga oceny nośności i przydatności do normalnej eksploatacji konstrukcji istniejących budynków, a także poszukiwania nowych możliwości wzmocnienia systemów konstrukcyjnych stosowanych w budownictwie.

łodyga (KS).

W Rosji systemy z ramą bezryglową stały się powszechne, charakteryzujące się szybkością budowy, wyrazistością architektoniczną i swobodnym układem wewnętrznym pomieszczeń, zapewniając jednocześnie wytrzymałość, niezawodność i stabilność budynku.

Istnieje duża liczba publikacji naukowych na temat problemów stosowania CS z ościeżnicą bezramową w praktyce budowlanej, jednak informacje dotyczące badań eksperymentalnych pracy takich układów pod obciążeniem są bardzo skąpe, a także brak jednoznacznych zaleceń dotyczących zapewnienia nośności przestrzennej sztywność budynku. Ponadto znane CS mają istotne wady - złożoną technologię i, co za tym idzie, złożoność wykonywania połączeń między płytami i złączami nadkolumnowymi, co często prowadzi do zmniejszenia niezawodności systemu.

Dlatego wydaje się zasadne eksperymentalne zbadanie stanu naprężenia i odkształcenia stropu bez belek w celu znalezienia skutecznych możliwości zwiększenia niezawodności i odporności sejsmicznej budynków.

W wyniku badań pełnowymiarowych komórki konstrukcyjnej stropu bezbelkowego wbudowanego w system ramowy KUB-1 stwierdzono nierównomierny rozkład ugięć

Nowoczesne technologie. Matematyka. Mechanika i budowa maszyn

oraz naruszenie regularności pól naprężeń stropów w obszarach styku płyt nadsłupowych ze słupkami ramy i w związku z tym niewystarczająca i różna sztywność połączeń nadkolumnowych.

Zidentyfikowane problemy pośrednio wskazują na naruszenie technologii wykonywania połączeń na budowie, gdyż w ramie systemu KUB-1 wszystkie styki elementów konstrukcyjnych muszą mieć tę samą sztywność.

W związku z powyższym na kolejnym etapie prac zaistniała potrzeba opracowania nowych rozwiązań technicznych wzmacniających połączenie nadsłupowe ram bezryglowych.

Zgodnie z dokumentacją projektową wznoszenia budynków i budowli serii KUB, bezgłowe łączenie płyt stropowych ze słupami (rys. 1) odbywa się poprzez spawanie specjalnych elementów metalowych z późniejszym osadzeniem elementów montażowych. Otwór w płycie słupowej obramowany jest kątownikiem walcowanym.

Opracowano kilka wariantów zmodyfikowanego złącza nadkolumnowego (ryc. 2). W wariancie I (rys. 2, a) proponuje się montaż metalowej obejmy z kątownika walcowanego u góry i u dołu złącza nadkolumnowego (możliwy jest montaż obejmy tylko u góry - opcja 1* ). Narożniki mocuje się do osadzonych części płyty za pomocą spawania, a do słupa za pomocą śrub kotwiących lub kołków. W wariancie 2 (rys. 2, b) istniejący zespół wzmacnia się poprzez dodanie poziomych prętów zbrojeniowych ułożonych we wzajemnie prostopadłych kierunkach na górze płyty i przechodzących przez słup. Trzecia opcja (ryc. 2, c) polega na montażu ramy górnej składającej się z kątowników walcowanych zakotwionych od słupa do płyty.

W celu porównania efektywności przedstawionych wariantów zbrojenia pod względem odciążenia jednostki poprzez redukcję sił odczuwalnych, przeprowadzono modelowanie komputerowe oraz obliczenia wytrzymałości i odkształceń połączeń nadsłupowych przy użyciu kompleksu komputerowego SCAD dla obciążeń stałych i chwilowych równomiernie rozłożonych. Izopola naprężeń powstające w nadsłupowej części płyty, po uwzględnieniu zbrojenia według wariantu 1 i bez niego, pokazano na rys. 3, 4. Uzyskane wartości ugięć płyty w części nadsłupowej i wspornikowej, naprężeń normalnych i stycznych powstających w połączeniu nadsłupowym u góry i u dołu stropu bezbelkowego podano w tabeli. 1.

Mont azh o „daję im, ale”

Zespół montażowy 5 obudowa / siły rozciągające

Ryż. 1. Połączenie płyty stropowej nadsłupowej ze słupem: 1 - część osadzona łącząca pręt słupa z osadzoną częścią płyty nadsłupowej; 2 - betonowe uszczelnienie monolityczne

Ryż. 2. Opcje wzmocnienia połączenia nadkolumnowego

Ryż. 3. Izopola naprężeń N (t/m) w nadkolumnowej części płyty jednostki seryjnej (bez zbrojenia)

Ryż. 4. Izopola naprężeń N (t/m) w nadkolumnowej części płyty bloku zbrojonej wg wariantu 1

Tabela 1

Porównanie metod wzmacniania złącza nadkolumnowego

Węzeł parametru

bez wzmocnienia 1 1* 2 3

2 nh, mm -0,28 -0,17 -0,21 -0,23 -0,19

Zк, mm -0,74 -0,51 -0,59 -0,64 -0,61

dt niski, górny g/m2 " 137-161 135-159 137-160 116-136 133-156

DT niski, niski t/m2 -144-168 -147-170 -137-160 -134-155 -137-160

LF, góra t/m2 225264 147173 169200 187220 218254

LF, dół 1\u. t/m2 ​​-237-276 -158-184 -197-228 -212-245 -210-245

dt dolny, górny t/m2 " 67 44 62 57 48

dt niski, dolny t/m2 -67 -49 -44 -56 -44

Thunch, t/m2 ±(85-100) ±(14-17) ±(28-37) ±(70-82) ±(74-87)

/R. аРм t -1,05 -0,79 -0,86 -0,91 -0,86

Ramię t +0,43 +0,26 +0,34 -0,35 -0,27

OD, t 0 0 -0,07 -0,02 -0,03

Uwagi:

GTICH GUKCH

Z, Z - przemieszczenia pionowe płyty w części nadsłupowej i wspornikowej;

Siły pobierane są przy obciążeniu „ciężar własny + obciążenie użytkowe”;

Dla stali C245 I = 240 MPa = 24465 t/m2;

Yxt – naprężenia w materiale w nadkolumnowej części płyty (góra płyty – rozciąganie; dół płyty – ściskanie);

- ^ ramię - siła wzdłużna w zbrojeniu roboczym słupa;

Or-ramię - siła ścinająca działająca na zbrojenie robocze słupa;

Siła we wstawionej części osadzonej w korpusie płyty stropowej;

W węzłach 1 i 1* narożnik zbrojenia modelowany jest za pomocą blachy, czyli tylko jednej półki narożnej.

Analiza danych w tabeli. 1, można zauważyć, co następuje:

Wysiłki (nr uzbrajania i mają najmniejsze wartości bezwzględne dla zbrojenia opcji 1. W związku z tym jego zastosowanie zwiększy stopień niewyznaczenia statycznego

konstrukcji i doprowadzi do redystrybucji sił podczas obciążania płyty bez belek, powstania przegubów plastycznych i zmniejszenia obciążenia pionowego słupa;

Największą redukcję odkształceń ^nch, Zkch), a co za tym idzie, zmniejszenie naprężeń w materiale płyty (M„ N, N Txy) obserwuje się także dla opcji 1.

Dane do porównania metod zbrojenia w oparciu o współczynniki sił występujące w elementach zbrojeniowych (tabela 2) mogą posłużyć do rozsądnego doboru rozmiarów elementów wzmacniających, zmniejszając zużycie materiału i koszty wzmocnienia złącza nadsłupowego.

Tabela 2 Porównanie opcji według współczynników mocy

w elementach wzmacniających

Parametr Węzeł, element zbrojeniowy

1, kątownik na górze i na dole płyty 1*, kątownik na górze płyty 2, pręty zbrojeniowe 3, kątownik z kotwą

Z, mm -0,15 -0,17 - -

N, t - - 1,14 1,22

N/t/m2 1003-1765 1369-2160 - -

N/, t/m2 1007-1772 1373-2167 - -

Qz, t - - -0,17 +0,39

My, tm - - ±0,01 ±0,02

Zatem, na podstawie wyników porównania wariantów, ze względu na efektywność redukcji współczynników sił w części nadkolumnowej oraz pracochłonność wykonania elementów zbrojenia, najkorzystniejszy jest wariant 1. Zastosowanie tej metody zbrojenia doprowadzi do na zwiększenie sztywności poziomej tarczy podłogi i zwiększenie odporności sejsmicznej układu konstrukcyjnego ramy bezryglowej.

LISTA BIBLIOGRAFICZNA

1. Chigrinskaya L. S., Berzhinskaya L. P. Analiza zastosowania ram bezryglowych w obszarach sejsmicznych // Kompleks budowlany Rosji: nauka, edukacja, praktyka: materiały międzynarodowe. naukowo-praktyczny konf. Ułan-Ude: Wydawnictwo Ogólnorosyjskiego Państwowego Uniwersytetu Technicznego, 2008. s. 60-63.

2. Wytyczne projektowania konstrukcji żelbetowych ze stropami bezbelkowymi. M.: Stroyizdat, 1979. 65 s.

3. Poradnik obliczeń statycznie niewyznaczalnych konstrukcji żelbetowych. M.: Stroyizdat, 1975. 189 s.

4. Chigrinskaya L. S., Kiselev D. V., Shcherbin S. A. Badanie pracy komórki konstrukcyjnej sufitu bezbelkowego systemu KUB-1 // Vestnik TGASU. 2012. Nr 4 (37). s. 128-143.

UDC 622.235:622.274.36.063.23 Tyupin Władimir Nikołajewicz,

Doktor nauk technicznych, profesor katedry BZD i ZS, ZabIZHTIRGUPS, tel. 89144408282, e-mail: [e-mail chroniony]

Światecki Wiktor Stanisławowicz,

Dyrektor Generalny JSC Priargunsky Industrial Mining and Chemical Association,

tel. 83024525110

METODOLOGIA OKREŚLANIA PARAMETRÓW WIERTÓW PODCZAS WYDOBYWANIA Złóż rud uranu małej mocy w celu ograniczenia dylifikacji

V.N. Tyupin, V.S. Światecki

METODY WYZNACZANIA WIDMOWO-ŚRUTOWANIA W WYDOBYWANIU Złóż rud uranu o małej mocy w celu zwiększenia zawartości użytecznego składnika w masie

Adnotacja. Przedstawiono mechanizm i strefy działania wybuchu ładunków wybuchowych otworowych w spękanym górotworze oraz zależności wyznaczania parametrów materiałów wybuchowych w komorowych wersjach systemów urabiania złóż rud uranu małej mocy. Zastosowanie opcji wydobycia komorowego zwiększy produktywność

produkcji i zmniejszyć rozcieńczenie rudy w porównaniu z wyrobiskami warstwowymi skierowanymi w dół z utwardzającą się zasypką.

Słowa kluczowe: cienkie złoża rudy, komorowe systemy urabiania, mechanizm strefy wybuchu, parametry wiercenia i strzału, rozcieńczanie.