Диссертация (1141551), страница 15
Текст из файла (страница 15)
2.1 и 4.1 в целях достижения большей унификациипредложено продольные несущие стены здания, состоящие из продольных панелейи пилонов, выполнить по следующей конструктивной схеме: наружные панеливоспринимают нагрузку только от опирающихся на них перекрытий и передают еена пилоны. Пилоны несут всю нагрузку, приходящуюся на наружные панели.Унификация в данном случае достигается применением одного конструктивногоэлемента – продольной панели на всю высоту здания, так как исключаютсянагрузки от вышележащих элементов.На рисунке 48 показана расчетная схема одного пролета здания, составленнаяв программном расчетном комплексе Lira, для определения геометрическиххарактеристик продольной панели и ее армирования.
Принято три точки жесткогозакрепления продольной панели с пилоном и шарнирное сопряжение плитперекрытия с продольными несущими стеновыми панелями.110Рисунок 48Исходные данные расчетной схемы:– нагрузки: постоянная, временная на перекрытие – 10 кН/м2;– узлы пилонов, непосредственно примыкающих к фундаментам илинижележащимконструкциям,имеютзакрепленияотгоризонтальныхивертикальных линейных и угловых перемещений вокруг осей X, Y, Z;– толщина плиты – 10 см.Полученное армирование отражено на рисунке 49.Рисунок 49Согласно полученным результатам, армирование в несущем слое продольнойпанели в обоих направлениях у внешней и внутренней гранях составляет диаметр4 мм при шаге арматурных стержней 200 мм.Современные нормы проектирования требуют выполнения расчета напрогрессирующее обрушение [102, 113, 131].
Согласно [116], «В несущей системе111здания допускается разрушение при аварийной ситуации отдельных несущихконструктивных элементов, однако эти разрушения не должны приводить кпрогрессирующему обрушению, т.е. к разрушению смежных конструктивныхэлементов, на которые передается нагрузка, воспринимавшаяся ранее элементами,разрушенными в результате аварийной ситуации. Конструктивная система зданияне должна быть подвержена прогрессирующему обрушению в случае локальногоразрушения отдельных конструктивных элементов при аварийных ситуациях…Рациональным конструктивно – планировочным решением здания, с точки зренияпредотвращения прогрессирующего обрушения, является конструктивная система,обеспечивающая при выбывании отдельного (любого) вертикального несущегоконструктивного элемента здания превращение конструкций над выбывшимэлементом в «подвешенную» систему, способную передать нагрузки насохранившиеся вертикальные конструкции».Поэтому для удовлетворения указанным требованиям и для обеспеченияработы конструкции, согласно рисунку 12, предлагается нижележащие плитыперекрытия закрепить к вышележащей продольной панели так, чтобы привозникновении аварийной ситуации и выбытии из работы нижележащейпродольной панели стены, нагрузка от перекрытия, подвергшегося потере опоры,передалась на вышележащую продольную панель стены.
Схема данного решенияпоказана на рисунке 50.Рисунок 50112Полученные результаты представлены на рисунке 51. Из рисунка видно, чтоосновное армирование в несущем слое продольной панели составляет в обоихнаправлениях у внешней и внутренней гранях составляет диаметр 4 мм при шагеарматурных стержней 100 мм. В нижней части панели (под оконными проемами) ив местах сопряжения с плитами перекрытия требуется усиление основногоармирования в два раза, то есть возможно устройство стержней диаметром 4 мм сшагом 50 мм, или применение арматурных стержней диаметром 8 мм с шагом100 мм.
В целях унификации принято основное армирование продольной панелистержнями диаметром 8 мм в верхней ее части (до середины высоты) с шагом200 мм и в нижней части с шагом 100 мм.Конструктивная схема несущего слоя стеновой панели представлена нарисунке 52, где позицией 1 обозначено место сопряжения стеновой панели спилонами, позицией 2 обозначено закладные детали для сопряжения стеновойпанели с плитами перекрытий.113Рисунок 51114Рисунок 524.4Конструкции пилона и торцевой стеныКонструктивное решение пилона показано на рисунке 53. При этомповерхности пилонов, обращенные наружу, закрываются теплоизоляционным иоблицовочным (Сечение А1-А1) слоями той же конструкции, что и в стеновыхпанелях.Сопряжение по высоте пилонов выполняется посредством жесткого115прочного стыка с применением закладных деталей (позиция 2).
Тем самымобеспечивается перевязка несущей вертикальной арматуры пилонов и в элементесоздается единый ствол армирования на всю высоту здания. Закладные детали длясопряжения со стеновыми панелями показаны позицией 1.Рисунок 53Торцевая стена показана на рисунке 54. Торцевая стена состоит из трехпанелей, средняя из которых имеет две опорные площадки сопряжения с крайними116панелями, которые устраиваются на высоте, превышающей расположение центратяжести стены на 10 % полной ее высоты.Рисунок 54Ранее в расчете армирования пилонов и торцевых стен были определеныусилия от опрокидывающей нагрузки.
Программный комплекс Lira даетвозможность в проводимом расчете рассматривать совокупно все горизонтальныеи вертикальные нагрузки на элементы здания.Выполненрасчетповторомувариантуобеспеченияпоперечнойустойчивости здания за счет торцевых стен, воспринимающих нагрузку от дисковперекрытий секций, сплоченных из плит перекрытий путем их сквозного (на длинусекции) армирования вдоль продольных стен.Исходные данные:- торцевые стены секции шириной 16 м и толщину 0,2 м воспринимаютгоризонтальные сейсмические усилия от дисков перекрытий;– сейсмическая активность 7 баллов,117– диски перекрытий смоделированы плоскими толщиной 0,14 м;– высота 15-ти этажного дома при высоте этажа 3,3 м составляет 50 м;– пилоны имеют толщину 0,2 м и ширину 1 м.Схема конструкций соответствует рисунку 31.
Продольные стеновые панелизаданы нагрузкой на пилоны и условно не показаны. Жесткость лестничной клеткипринята в запас прочности. Узлы элементов, непосредственно примыкающих кфундаментам, как говорилось ранее, имеют закрепления от горизонтальных ивертикальных линейных и угловых перемещений.Полученные результаты вертикального армирования стен и пилоновотражены на рисунках 55 – 56. Пилоны с полученным армированием до 31 см2(рисунок 55) в сечении воспринимают в основном вертикальные нагрузки.Рисунок 55Зона усиленного армирования торцевых стен составляет 4 м (рисунок 56).Здесь каждому делению соответствует расстояние 0,5 м, следовательно, в сумме118сечение арматуры составляет 61/2+48+1.5·37+29=163 см2 по одной грани торцевойстены.
Процент армирования данного участка составляет:ПА= 100% ·2·0,016 м2/(4·0.2м) = 4%.Поданномурасчетуприсовокупномвлияниивертикальныхигоризонтальных нагрузок армирование торцевых стен значительно увеличиваетсяи в наиболее напряженной зоне составляет близкий к предельному (5%) процентармированиявертикальныхконструкций.Соответственно,данныйфактдоказывает целесообразность строительства зданий по принятой конструктивнойсхеме высотой не более 15 этажей.Рисунок 561194.5Сравнение предложенной УЖС по затратам конструкционных материалов страдиционными крупнопанельными домамиСогласно [10] и [57] конструкции секций домов П-44 и КОПЭ-2000 (рисункиВ.1 и В.2 Приложения В) имеют характеристики, приведенные в таблицах В.1 и В.2Приложения В соответственно.
Характеристики предлагаемой секции дома спродольными несущими стенами указаны в таблице В.3 Приложения В.Площадь предложенной секции составляет 630 м2. Площади секции П-44 иКОПЭ-2000 равны 302 и 295 м2 соответственно. Расчет удельного объемастроительного материала – бетона, используемого при возведении несущих иограждающих конструкций на 1 м2 площади этажа приведен в таблице 10.В УЖС высота этажа составляет 3,3 м (в чистоте – 3 м), соответственно дляобъективного сравнения объемы материалов, используемые при строительствасекций домов П-44/16 и КОПЭ-2000, высотой в чистоте – 2,65 и 2,66 м приведенык 3 м.Таблица 10 – Сравнение по объему бетона для возведения вертикальных несущихконструкций этажа дома из конструкций П-44/16 и КОПЭ-2000 с УЖСКлассбетонаВ 25В 30В 15В 22.5Объем бетона, требуемый на строительство 1 м2 площади, м3П-44/16КОПЭ – 2000Высота этажаУЖС2,653,32,653,3(проектная) (приведенная) (проектная) (приведенная)0,170,20–0,14–0,170,190,080,09––0,060,070,01В таблице 11 дано сравнение по весу этажа домов П-44/16 и КОПЭ-2000 спредлагаемой секцией с продольными несущими стенами.120Таблица 11 – Сравнение по весу этажа дома из конструкций П-44/16 и КОПЭ-2000с предлагаемой секцией дома с продольными несущими стенамиМасса на 1 м2 площади этажа (приведенный), кгП44/16КОПЭ –2000УЖС635728395140775140868160555– вертикальных несущих и ограждающихконструкций– перекрытийИтого:По полученным результатам при сравнении показателей, представленных втаблице 10, видно, что экономия материала – железобетона на несущиеконструкции – при возведении 1 м2 этажа секции здания с продольными несущимистенами равна 0,05 – 0,06 м3 относительно П-44/16 и КОПЭ-2000, а наограждающие – 0,06 – 0,08 м3.
То есть возведение несущих и ограждающихконструкций секции жилого дома с продольными несущими стенами экономичнейпо использованию строительного материала (железобетона) на 25% (бетон В25 –В30) и 80% (бетон В22.5 – В15) относительно домов с поперечных несущимистенами широко применяемых домов П-44/16 и КОПЭ-2000.При сравнении по весу этажа с учетом веса перекрытия (таблица 11)конструкции жилого дома с конструктивной схемой из продольных наружныхнесущих стен легче панельных домов с поперечными несущими стенами на 30 –35 %.4.6Выводы по Главе 44.6.1 Разработан экспериментальный проект конструктивной схемы УЖСгабаритами в осях 42х16 м (два пролета, по 8 м каждый), состоящей из продольныхнесущих стен, поперечных несущих стен в торцах здания, лестнично-лифтовогоузла.4.6.2 Продольные стены УЖС, с поперечных габаритом 1 м, состоят изпоперечных несущих элементов (пилонов) и наружных продольных несущихстеновых панелей (диной 6 м, равной шагу пилонов).1214.6.3 Плиты перекрытия коробчатого сечения, длиной 7,5 и 8,5 м и толщиной30 см для предложенной УЖС, имеют улучшенную звукоизоляцию между этажами(заполнение пустот плиты легким материалом), повышенную прочность торцевыхопорных частей (опорные канты, шириной 30 см и 7,5 см по короткой и длиннойсторонам соответственно), возможность пропуска инженерных коммуникаций впределах строительной высоты перекрытия, а также с обеспеченной жесткостьюперекрытия при аварийной ситуации.4.6.4 По результатам расчета площадь напрягаемой растянутой продольнойарматуры в плите перекрытия составляет Аs = 28,28 см2 (9 стержней диаметром 20мм).4.6.5 Нижележащие плиты перекрытия закреплены к вышележащейпродольной панели так, чтобы при возникновении аварийной ситуации и выбытиииз работы нижележащей продольной панели стены, нагрузка от перекрытия,подвергшегося потере опоры, передалась на вышележащую продольную панельстены4.6.6 Конструктивная схема продольной стены следующая: наружные панеливоспринимают нагрузку только от опирающихся на них перекрытий и передают еена пилоны.
Пилоны несут всю нагрузку, приходящуюся на наружные панели.Результат данного решения: унификация, а именно применение одногоконструктивного элемента – продольной панели на всю высоту здания.4.6.7 Основное армирование продольной панели составляет: стержнидиаметром 8 мм в верхней ее части (до середины высоты) с шагом 200 мм и внижней части с шагом 100 мм по обеим граням (внутренней и наружной).4.6.8 По расчету для 15-ти этажного дома (высотой 50 м) при 7 баллахсейсмической активности пилоны толщиной 0,2 м имеют армирование 18 см2 всечении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
