IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Крупнопанельное домостроение с каждым годом занимает все больший удельный вес в общем объеме строительства жилых и гражданских зданий. В крупных городах оно составляет 60 - 70 % от общего объема строительства. Таким образом, хорошее знание конструкций крупнопанельных зданий, их особенностей, положительных качеств и недостатков, причин недостатков, особенностей эксплуатации и некоторых вопросов ремонта конструкций крупнопанельных зданий является обязательным требованием к уровню технических знаний техника-строителя.  

Строительство крупнопанельных зданий поставило перед проектировщиками и исследователями ряд сложных задач по созданию методики расчета, наиболее близко отвечающей действительной работе конструкций. Если при массовом возведении зданий высотой в пять этажей вопросы прочности и жесткости не были решающими, то для зданий повышенной этажности они становятся важнейшими.

Конструкция крупнопанельного здания повышенной этажности представляет собой сложную многократно статически неопределимую пространственную систему, составленную из пластинок, ослабленных проемами и соединенных между собой податливыми связями. Поэтому задача определения напряженного состояния и деформаций конструкций от вертикальных и горизонтальных ветровых нагрузок и температурных воздействий, а также от неравномерных осадок основания является весьма сложной.

Расчет крупнопанельного здания состоит из двух основных частей: определения действующих усилий и расчета конструкций здания на эти усилия. Кроме того, проверяется жесткость здания; с этой целью нормативными документами ограничивается ускорение колебаний на уровне верха здания при действии ветровой нагрузки.

Общие положения расчета

Несущие стены и их стыковые соединения, а также пристыковые участки стен должны быть рассчитаны на суммарные усилия, возникающие от веса вышерасположенных конструкций и временной вертикальной нагрузки, от ветровой нагрузки, неравномерных осадок основания, неодинаковой загрузки и различных деформативных свойств продольных и поперечных стен, температурных воздействий и неодинаковой усадки материала связанных между собой панелей.

Стены должны быть проверены расчетом на вертикальные нагрузки, определяемые без учета их перераспределения при совместной работе панелей. При выполнении этой проверки для зданий с часто расположенными поперечными несущими стенами и перекрытиями, опирающимися по контуру, наружные продольные стены рассчитываются только на вертикальную силу от собственного веса стен без учета нагрузки от перекрытий; в этом случае поперечные стены должны быть рассчитаны на всю нагрузку от перекрытий.

Усилия, возникающие от взаимодействия отдельных вертикальных элементов, определяются из условия равенства горизонтальных перемещений этих элементов и перекрытий в местах их пересечения.

Горизонтальные перемещения вертикальных элементов определяются с учетом податливости стыковых сопряжений панелей, наличия в панелях проемов, возможного образования трещин в перемычках и в ряде случаев податливости основания.

При расчете несущих стен принимается гипотеза плоских сечений, что допустимо для высоких зданий, у которых ширина мала по сравнению с высотой.

Для расчета составных стержней, которые приняты как основная расчетная схема несущих стен, работающих на вертикальные и горизонтальные нагрузки, используется дифференциальное уравнение, выведенное А. Р. Ржаницыным для расчета составного стержня

коэффициент, характеризующий жесткость соединения стен по вертикали;

Н — высота этажа;

— зависит от вида и количества соединений, приходящихся на один этаж; этот коэффициент определен на основе данных экспериментальных исследований, проведенных в последние годы;

γ— коэффициент, характеризующий жесткость стен здания, определяется в зависимости от формы сечения стен и характера нагрузки.

Далее рассчитывается податливость стыковых соединений.

Податливость при сдвиге определяется с учетом связей, пересекающих каждое из двух вертикальных сечений на границах между поверхностями панелей и бетона замоноличивания; связями являются бетонные уступы, шпонки, арматурные выпуски, опорные участки перекрытий.

Коэффициент податливости сдвигу при отсутствии перекрытий, заделанных в стены, определяется по формуле

где – коэффициент податливости в первом шве,

– коэффициент податливости во втором шве

– количество связей в пределах одного этажа соответственно в первом и втором шве

На третьем этапе определяется форма и размер составных сечений стен и их жесткостных характеристик, затем рассчитывается податливость стыковых соединений и перемычек над проемами, при этом учитывается введение приведенного модуля упругости, который определяется по формуле

где - расчетные модули упругости бетона панелей, образующих i-ю полосу

- коэффициент податливости при сжатии горизонтального растворного шва между панелями

Hэт- высота этажа

Для решения вышеописанных проблем при проектировании здания используются следующие расчеты для их предотвращения:

1. Определение усилий от вертикальных нагрузок

Для выявления наибольших величин усилий в панелях и их стыковых соединениях рекомендуется расчет производить дважды: без учета и с учетом влияния ползучести бетона конструкций на перераспределение вертикальных нагрузок между стенами.

В первом случае определяют минимальные величины перераспределения вертикальных нагрузок между стенами, учитываемые при расчете наиболее загруженных стен, которые при совместной работе с другими стенами частично разгружаются. При этом предполагается, что стены и их стыковые соединения деформируются упруго или ползучесть проявляется и заканчивается по мере монтажа каждого этажа.

Во втором случае определяют максимальные величины перераспределения вертикальных нагрузок между стенами, учитываемые при расчете вертикальных стыков, надпроемных перемычек и менее загруженных стен, на которые при совместной работе с другими стенами перетекает дополнительная вертикальная нагрузка. Предполагается, что деформации ползучести возникают после окончания монтажа.

1. Определение усилий от температурных воздействий

В крупнопанельном здании с несущими наружными стенами в зависимости от времени строительства возникают усилия от температурных воздействий между наружными и внутренними стенами. Так, если здание построено летом, внутренняя несущая стена будет воспринимать часть веса фасадных панелей вследствие вертикального укорочения каждой панели наружной стены при понижении ее температуры (наружная стена как бы повисает на внутренней, к которой она прикреплена). Наружные стеновые панели построенного зимой здания, наоборот. будут стремиться при повышентш температуры удлиниться и сдвинуться (кверху) относительно внутренних конструкций здания. Вследствие различных температурных деформаций наружных и внутренних стен в местах их сопряжений и в примыкающих зонах возникают сдвитающие усилия.

1. Определение усилий от усадочных явлений

Вследствие неодинаковой усадки связанных друг с другом панелей в их стыковых соединениях могут возникнуть растягивающие и отрывающие усилия, а также сдвигающие усилия между наружной и внутренней стенами.

Список литературы:

1. Дыховичный Ю.А. «Конструирование и расчет жилых и общественных зданий повышенной этажности». 1970 г.

2. http://www.studfiles.ru «Файловый архив студентов»

Код для цитирования: Скопировать