Расчет панели-оболочки КЖС размером 3 x 24м. Общие положения, конструкция КЖС24.11.2018 Панели — оболочки КЖС (крупноразмерные, железобетонные, сводчаты) согласно руководству [7] предназначаются для покрытий одно- и многоэтажных зданий различного назначения с пролетами 12, 18 и 24 м, с фонарями и без них, бескрановых, а также оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т или подвесным транспортом грузоподъемностью до 5 т. В составе покрытия панели КЖС опираются на продольные балки пролетами 6…12 м, уложенные по колоннам (см. рис. 1.5, г). Номинальные размеры основных панелей в плане 3×12, 3×18 и 3×24 м. При изготовлении панелей КЖС на строительной площадке размеры панелей могут быть больше, например 3×30 или 3×36 м. Доборные панели и панели для повышенных нагрузок (от снеговых отложений в зонах перепадов высот покрытия, крановых и т.п.) допускается проектировать шириной 1.5 и 2 м. По панелям устраивают теплое или холодное покрытие; рекомендуется проектировать комплексные панели КЖС повышенной заводской готовности с эффективным плитным утеплителем (без стяжки) и кровлей, приклеенными на заводе. Отвод воды с кровли осуществляется через внутренние водостоки. В местах ендов и расположения воронок предусматривают укладку дополнительного слоя бетона класса В7,5…В10 и водоизоляционного ковра. Рис. 5.16. Плита КЖС пролетом 24 м Фонари верхнего света в покрытиях из панелей КЖС могут быть запроектированы в виде продольного светоаэрационного фонаря с вертикальным остеклением или в виде зенитного фонаря из пакетного стекла. Панель — оболочка КЖС (в дальнейшем панель) представляет собой короткий цилиндрический пологий предварительно напряженный свод — оболочку с двумя ребрами — диафрагмами сегментного очертания (рис. 5.16). Высоту поперечного сечения панели в средине пролета принимают равной 1/20… 1/15 l 0 в зависимости от величины нагрузки и пролета. Очертание верхней поверхности оболочки рекомендуется принимать по квадратной параболе y = 4 f x (l — x ) / l 2. (5.14) Минимальная толщина оболочки 30 мм, а ближе к опорам толщинаплавно увеличивается; диафрагмы проектируют облегченными (кессонированными) с вертикальными ребрами жесткости и минимальной толщиной стенки 40 мм, а в первом от опоры кессоне — 50 мм. Сопряжение оболочки с диафрагмами выполняется с устройством пологих вутов. Основная рабочая напрягаемая арматура панели располагается в нижней утолщенной зоне диафрагм. Обычно эта арматура принимается из стержневой свариваемой стали (по одному — два стержня в каждом ребре), но возможно применение в качестве рабочей арматуры высокопрочной проволоки или арматурных канатов. В опорных узлах панели предусматриваются стальные анкерные детали, которые должны обеспечивать надежное заанкеривание рабочей арматуры в бетоне опорного узла, поскольку эта арматура выполняет роль затяжки рассматриваемой сводчатой конструкции. Собственно оболочка армируется по расчету сварными рулонными сетками из арматурной проволоки Вр-I. Площадь сечения арматуры оболочки в средней части пролета должна составлять не менее: поперечной — 0,3%, продольной — 0,2% от полной площади сечения бетона оболочки. Диафрагмы армируют сварными каркасами только в приопорных зонах (на участках длиной 0,1 l0 или немного больше), а на остальной части пролета устанавливают только стержни — подвески, располагаемые в вертикальных ребрах диафрагм. Панели КЖС рекомендуется проектировать из бетонов классов В25…В50 (тяжелых или на пористых заполнителях). 5.4.2. Исходные данные для проектирования Требуется запроектировать панель-оболочку КЖС пролетом 24 м для покрытия отапливаемого одноэтажного производственного здания. Район по весу снегового покрова — III, расчетная температура наружного воздуха — 35°С, влажность помещений не более 70%. Здание относится ко II-му классу, коэффициент надежности по назначению 0,95. Бетон панели тяжелый класса В30 с расчетными характеристиками при коэффициенте γ b 2 = 1: Rb = 17 МПа; Rbt = 1,2 МПа; Rb , ser = 22 MПa; Rbt , ser = 1,8 МПа; Е b = 29 000 МПа; передаточная прочность бетона Rbp = 0,8 · 30 = 24 МПа; коэффициент условий работы бетона γ b 2 = 0,9. Изделиеподвергается тепловой обработке при атмосферном давлении. Напрягаемая арматура диафрагм — стержневая термически упрочненная класса Ат — VCK ( Rs = 680 МПа; Rs , ser = 785 МПа; Es = 19 · 104 МПа); армирование оболочки панели — сварными сетками из проволоки Ø5 Вр-I ( Rs = 360 МПа); сварные каркасы диафрагм — с поперечной арматурой класса А-III (при Ø < 10 мм — Rsw = 285 МПа, при Ø > 10 мм — Rs = Rsc = 365 МПа, Rsw = 290 МПа, Es = 2 · 105 МПа). Натяжение арматуры — механическим способом на упоры форм. 5.4.3. Подсчет нагрузок и усилий Номинальные размеры КЖС в плане B x L = 3 x 24 м (см. рис. 5.15). Высота сечения в середине пролета h = L / 20 = 24000 / 20 = 1200 мм; а по оси опоры — hsup > 0,01 L = 0,01 · 24000 = 240 мм; принимаем hsup = 250 мм для увязки с размерами анкеров из уголка 250x160x20. Длина нижнего горизонтального участка х 3-6 l,5 hsup = 380 мм. Угол наклона нижней поверхности оболочки у опоры α = 27o . Расчетный пролет панели l0 = L — 2 · 150 = 24000 — 300 = 23700 мм. Хорда сегмента l = l 0 — 2 · 50 = 23700 — 100 = 23600 мм. Очертание верхней поверхности оболочки панели принято по параболе с уравнением у = 4 f x (l — x )l 2 откуда и находим ординаты "у". Подъем оболочки в середине пролета f = h — hsup = 1200 — 250 = 950 мм. Толщина стенок b 1 диафрагм в крайнем кессоне на расстоянии менее 1 м от оси опоры равна 100 мм, на остальной части крайнего кессона b 1 = 50 мм, в остальных кессонах b 1 = 40 мм. Усредненные размеры сечения вертикальных ребер жесткости 80×80 мм. Остальные геометрические размеры панели приведены на рис. 5.17. Рис. 5.17. Поперечное сечение плиты КЖС При данных геометрических размерах и плотности материала γ = 25 кН / м3 масса панели равна 16 т, тогда распределенная нагрузка от coбственного веса панели составит ~ 160 / (3 · 24) = 2,22 кН / м2. Подсчет нагрузок на панель приведен в табл, 5.3. Усилия от расчетных нагрузок с коэффициентом γ f = 1: — от полной нагрузки М n = qnBl 02 / 8 = 4,06 · 3 · 23,72 / 8 = 855 кНм; Qn = qnBl 0 / 2 = 4,06 · 3 · 23,7 / 2 = 144 кН, где qn = gn + sn = 3,108 + 0,95 ≈ 4,06 кН / м2; — от постоянной и длительно действующей нагрузок М nl = qnlBl 02 / 8 = 3,6 · 3 · 23,72 / 8 = 758 кНм; Qnl = qnlBl 0 / 2 = 3,6 · 3 · 23,7 / 2 = 128 кН, где qnl = gn + snl = 3,108 + 0,475 ≈ 3,6 кН / м2; -от собственного веса панели Mnw = g nwBl 02 / 8 = 2,11 · 3 · 23,72 / 8 = 444,4 кНм. Таблица 5.3 Усилия от расчетных нагрузок с коэффициентом γ f > I: M = qBl 02 / 8 = 4,94 · 3 · 23,72/ 8 = 1041 кНм; Q = qB l 0 / 2 = 4,94 · 3 · 23,7 / 2 = 176 кН. Момент от собственного веса панели Mw = gwBl 02 / 8 = 2,32 · 3 · 23,72 / 8 = 489 кНм. А. И. Заикин “ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ” 2001 г. |