Наглядный конспект по основным темам МДК 01.01 «Проектирование зданий и сооружений» - Железобетонные конструкции зданий (вопрос 49в)

Тема 49в. Сборные ж/б колонны одноэтажных промышленных зданий, их типы, параметры. Дать эскизы. Правила перевязки колонн, стен к разбивочным осям.

Содержание.

1. Правила привязки колонн, стен к разбивочным осям.

2. Сборные железобетонные колонны для промышленных зданий

3. Деформационные швы, их виды, местоположение и конструктивное решение

Правила привязки колонн, стен к разбивочным осям.

При привязке колонн и торцовых стен к поперечным разбивочным осям геометрические оси сечений колонн, за исключением колонн в торцах зданий и примыкающих к температурным швам, совмещаются с поперечными разбивочными осями. Геометрические оси торцовых колонн основного каркаса смещаются с поперечных разбивочных осей внутрь здания на 50 см, а внутренние поверхности торцовых стен совмещаются с поперечными разбивочными осями.

При привязке колонн у поперечного температурного шва геометрические оси парных колонн смещаются с разбивочной оси на величины, равные размеру привязки торцовых колонн основного каркаса, а ось температурного шва совмещается с поперечной разбивочной осью. Приведенные правила привязки колонн и стен к разбивочным осям относятся к каркасным промышленным зданиям с самонесущим или ненесущим стеновым заполнением.

Привязка несущих наружных стен к продольным разбивочным осям осуществляется следующим образом: при опирании на стены плит покрытия внутреннюю поверхность стены относят от продольной разбивочной оси внутрь здания на 15 см для стен из крупных блоков и на 13 см — для кирпичных стен; при опирании на стены несущих конструкций покрытий (балок, ферм) внутреннюю поверхность стен относят от продольной разбивочной оси внутрь здания на 30 см — для стен из крупных блоков толщиной 40 см и более и на 25 см — для кирпичных стен толщиной 38 см и более. При кирпичных стенах в 38 см с пилястрами толщиной 13 см расстояние от продольной оси до внутренней поверхности стены принимается равным 13 см; при кирпичных стенах любой толщины с пилястрами толщиной более 13 см внутренняя поверхность стен совмещается с продольной разбивочной осью (нулевая привязка).

Привязку несущей торцовой стены к поперечной разбивочной оси при опирании на стены плит покрытия принимают такой же, как для несущей продольной стены при опирании на нее плит покрытия. При привязке внутренних несущих стен их геометрические оси совмещаются с разбивочными осями. В промышленных зданиях, возводимых из типовых конструкций, регламентируются также расстояния от продольной разбивочной оси до оси подкранового рельса. Так, в зданиях, оборудованных электрическими мостовыми кранами общего назначения грузоподъемностью до 50 тс включительно, расстояние это принимается равным 75 см. Для кранов большей грузоподъемности, а также в случае устройства проходов в надкрановой части колонны расстояние от продольной разбивочной оси до оси подкранового рельса принимается равным 100 см и более, кратным 25 см. В многоэтажных промышленных зданиях привязка колонн крайних рядов и наружных ограждений к разбивочным осям принимается нулевой. Геометрические оси торцовых колонн и колонн у деформационных швов смещаются с поперечных разбивочных осей на 500 мм.

Сборные железобетонные колонны для промышленных зданий

Колонны — это вертикально стоящие строительные конструкции, размеры поперечного сечения которых малы по сравнению с высотой, которую также называют длиной. Они называются стержневыми сжатыми элементами. В большинстве случаев они служат опорами для других строительных конструкций, таких, как балки, ригели, прогоны, и передают нагрузки с них дальше вниз. При этом речь идет преимущественно о сжатии в направлении длины колонны, которое называется нормальной силой (N). Кроме того, колонны могут работать на изгиб за счет горизонтальных нагрузок, например ветровых и динамических (ударных).

По виду нагрузки различают центрально сжатые и вне-центренно сжатые колонны. В случае стройных колонн с небольшим сечением дополнительно имеет место опасность продольного изгиба. Продольным изгибом называют внезапное боковое искривление колонны под нагрузкой. Продольный изгиб может возникнуть под нагрузкой, при которой напряжение в бетоне еще далеко не достигло своего предельного значения напряжения на сжатие.

В качестве критерия опасности продольного изгиба служит в основном стройность колонны, которая определяется как отношение высоты или длины колонны к ее толщине. В колоннах вместо длины используется понятие свободной длины продольного изгиба. Свободная длина продольного изгиба (sk) принимается в зависимости от того, защемлена ли колонна или шарнирно оперта. В железобетонных конструкциях шарнирами называются такие соединения, которые на основе их армирования передают только усилия сжатия или растяжения на другие элементы, но не передают изгибающие моменты.

В зависимости от изготовления, независимо от нагрузки и опасности продольного изгиба предписываются минимальные толщины колонн. Колонны могут быть не армированными, армированными с хомутами, ошнурованными или армированными спиральной арматурой.

Железобетонные конструкции

Сборные железобетонные колонны одноэтажных промышленных зданий и предварительно напряженные балки: прямоугольные колонны, двухветвевые колонны, цельная односкатная балка покрытия, цельная двухскатная балка покрытия; крайняя колонна, средняя колонна.

Конструкции из монолитного железобетона выполняют непосредственно на строительных площадках на месте возведения зданий и сооружений. Вначале устанавливают опалубку и арматуру, а затем укладывают бетонную смесь, подаваемую к месту укладки самосвалами, бадьями или другими механизированными средствами.

Сборные железобетонные конструкции зданий позволяют индустриализировать строительство, так как из элементов, заранее изготовленных заводским путем, на площадке монтируют здания. При этом на площадке не требуется выдерживать бетон в опалубке, а также применять специальные меры для укладки бетонной смеси в зимних условиях. Сборные конструкции особенно выгодны, когда для строительства удается применить небольшое количество типоразмеров элементов, повторяющихся большое число раз.

Сборные настилы для междуэтажных перекрытий: пустотелый трехслойный, с круглыми пустотами, с овальными пустотами.

Из сборного железобетона изготовляют отдельные детали зданий: фундаменты, колонны, балки, прогоны, фермы, стеновые панели, настилы для междуэтажных перекрытий, лестничные марши и площадки, а также крупные элементы, например блок-комнаты, из которых собирается здание.

Сборные железобетонные колонны для одноэтажных промышленных зданий унифицированы

Рис. 73. Железобетонные колонны а, б - для крайних и средних рядов бескрановых зданий; в, г - для крайних и средних рядов зданий, оборудованных кранами, прямоугольные; д, е-то же, двухветвевые; 1 - закладные детали; 2 -стальной оголовок; 3 - анкерные болты

По расположению в плане их подразделяют на колонны крайних и средних рядов. Те и другие могут быть бесконсольными и консольными. Бесконсольные применяют в пролетах без мостовых кранов или с подвесными кран-балками, а колонны, с консолями - в пролетах, оборудованных мостовыми кранами. В зависимости от вида поперечного сечения колонны бывают прямоугольные, двутаврового профиля и двухветвевые.

В бескрановых пролетах и в пролетах с подвесным подъемно-транспортным оборудованием грузоподъемностью до 5 т унифицированные сборные железобетонные колонны при шаге 6 и 12 м выполняют:

- при высоте помещений 3,6...9,6 м и пролетах 12; 18; 24 м - постоянного сечения;

- при высоте помещений 10,8 и 12,6 м и пролетах 18; 24; 30 м, а также при высоте помещений 14,4; 16,2 и 18 м и пролетах 24; 30; 36 м - переменного по высоте сечения, в нижней части - сквозными.

Унифицированные размеры сечений колонн применяют следующие:

- для прямоугольных -400X400, 400X600, 400X800, 500X500, 500X600 и 500X800мм;

- для двутавровых - 400X600 и 400X800 мм;

-для двухветвевых - 400X1000; 500X1000,500X1300, 500x1400, 500X1500,600X1400, 600Х 1900, 600X2400 мм.

Колонны с консолями состоят из подкрановой и надкрановой (верхней) части. Надкрановую часть, поддерживающую элементы покрытия, называют надколонником. В двухветвевых колоннах надколонник делают из одной ветви, вследствие чего для опирания подкрановых балок создаются уступы. Просветы между ветвями двухветвевых колонн используются для пропуска технологических и сантехнических коммуникаций.

Длину колонн принимают с учетом высоты помещения и глубины заделки их в фундамент, которая принимается:

- для колонн прямоугольного сечения без мостовых кранов - 750 мм;

- для колонн прямоугольного и двутаврового сечения с мостовыми кранами - 850мм;

- для двухветвевых колонн - 900...1200 мм.

Для крепления к колоннам стропильных конструкций (ферм или балок) на оголовках колонн расположены опорные стальные листы и анкеры. Кроме того, для крепления подкрановых балок предназначены закладные детали, находящиеся на консолях колонн. Колонны продольных наружных рядов имеют по высоте через каждые 1200 мм стальные закладные детали для крепления к ним стеновых панелей. Для выверки по разбивочным осям на всех гранях колонн, а также на двух гранях каждой консоли наносят вертикальные риски в виде треугольных канавок глубиной по 50 мм. Риски делают на уровне верха фундаментного стакана, на верхнем конце колонны и на боковых гранях подкрановых и других консолей.

При шаге колонн 12 м и длине стеновых панелей 6 м помимо основных колонн в зданиях предусматривают второстепенные колонны (фахверковые). Фахверковые колонны устанавливают также в торцах зданий для восприятия ветровых усилий элементами заполнения стены. При высоте помещений до 4,2 м фахверковые колонны делают из стальных прокатных профилей, а при большей высоте - из железобетона. Длину торцовых железобетонных фахверковых колонн принимают на 100...150 мм меньше основных колонн, чтобы образовать зазор между их верхом и нижним поясом стропильных конструкций покрытия. Фахверковые колонны жестко заделывают в фундаментах и шарнирно крепят к элементам покрытия.

Ю. М. Соловей Основы строительного дела. - М.: Стройиздат, 1989г. - 429с.

ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ШВЫ, ИХ ВИДЫ, МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ И КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ

Сквозные вертикальные зазоры, оставленные в стенах и заполненные эластичным материалом, называются деформационными швами. Разрезка стен швами позволяет смещаться смежным участкам по вертикали и горизонтали, что .предотвращает образовалие трещин при колебаниях температуры или при неравномерной осадке здания.

Деформационные швы бывают:

температурные, разрезающие стену от верхнего обреоа фундамента до карниза и расположенные друг от друга, в зависи.мости от колструкиии стены и кл}вматНчеокнх условий, иа расстоянии от 30 до 150 м\осадочные, начинающиеся от подошвы фундамента и оканчивающиеся по верху карниза. Они разрезают здание (стены, перекрытия и покрытия) на отдельные отсеки. Осадочные швы располагаются в местах примыкания разновысотных частей здания друг к другу или прн укладке фундамента на участках с раз;нородными грунтами-та границах участков.В большинстве случаев осадочный шов совмещает и функции температурного.

Здания и сооружения сложной формы в плане разделяются деформационными швами на отсеки. Высоту зданий и сооружений в пределах отсека следует принимать одинаковой, а длину отсеков - по расчету в зависимости от расчетных величин деформаций земной поверхности, физико-механических свойств грунтов основания, принятой конструктивной схемы, технологических требований.

Деформационные швы между отсеками должны обеспечивать свободный наклон или поворот отсека при деформациях основания. Размер деформационного шва следует рассчитывать согласно указаниям п. 4.31 и п. 5 рекомендуемого приложения 1 в зависимости от высоты и длины отсека и особенностей грунтовых условий.

Деформационные швы должны разделять смежные отсеки зданий и сооружений по всей высоте, включая кровлю и фундаменты.

4.4. Фундаменты под несущие стены в зоне деформационных швов устраиваются, как правило, сплошными. В целях уменьшения ширины деформационного шва допускается применение прерывистых фундаментов.

Фундаменты под парные колонны у деформационных швов в каркасных зданиях, выполненных по рамно-связевой или связевой схеме, допускается не разделять, если фундаменты под остальные колонны конструктивно не связаны между собой в горизонтальном направлении плитами, связями-распорками и т. д. При наличии связей допускается устройство несимметричных парных фундаментов на общей бетонной (железобетонной) подушке с устройством шва скольжения.

Размер деформационного шва ad между отсеками должен удовлетворять условиям:

на уровне подошвы фундамента ad

ad ³ meneeL0

на уровне карниза au

au ³ meneeL0 + qH;

Схемы для определения размеров деформационного шва между отсеками

где L0 - расстояние между центрами смежных отсеков бескаркасных зданий (сооружений) и каркасных зданий с фундаментами, соединенными связями-распорками или иными конструктивными решениями фундаментов в направлении, перпендикулярном деформационному шву, или расстояние между центрами блоков жесткости каркасных зданий с несвязанными фундаментами (черт. 3);

Н - расстояние от подошвы фундамента до верха стены (в одном из смежных отсеков с меньшей высотой);

q - расчетный крен одного из смежных отсеков от деформаций основания, определяемый по формулам:

для площадок с плавными деформациями земной поверхности

здесь R - радиус кривизны вогнутости земной поверхности;

для площадок, где проявляются сосредоточенные деформации (уступы)

здесь L - длина меньшего отсека; значение L не должно превышать расстояния между уступами.

Размер деформационного шва между отсеками следует принимать не менее 20 см.

Существует распространенное заблуждение, что деформационные швы необходимы только для компенсации температурных деформаций в системе, а значит, поскольку коэффициент линейного расширения стали 0,012 мм/м/градус меньше коэффициента линейного расширения алюминия 0,023 мм/м/градус, то в стальных системах отсутствует необходимость в подвижном соединении кронштейна с направляющей (поскольку кронштейн работает в зоне упругих деформаций).

Однако основная задача деформационных швов состоит в компенсации деформаций, возникающих в различных частях здания (в том числе усадочных), чтобы исключить передачу этих деформаций на облицовочный материал. Как только внутренние напряжения каркаса превысят допустимые внутренние напряжения на плитке, происходит ее разрушение и выпадение. Причем в системах со стальным каркасом вероятность такого исхода выше, чем в системах с каркасом из алюминиевых сплавов, т.к. модульупругости стали в 3 раза больше модуля упругости алюминия (для стали - 2,1х105 МПа, для алюминия - 0,7х105 МПа) и, следовательно, передаваемое усилие на плитку может быть больше.

Одним из важнейших принципов проектирования деформационных стыков является условие крепления плитки в пределах одной направляющей