Расчет железобетонного монолитного здания в SCAD

Монолитное железобетонное здание — далее просто здание — действительно здание. Формы и очертания взяты с картинки из интернета и ничего общего с реальностью не имеют. Заточим карандаши, положим перед собой лист бумаги и в бой.

Вот такая картина в первом приближении и рядом картина во втором. На второй картине нанесены вспомогательные линии, они помогут сделать хорошую сетку.
Импортируем в SCAD, выбираем масштаб и получаем схему.

Иногда бывает, что схема ориентирована не верно. Исправить можно функцией «геометрические преобразования».

Если все сделали правильно, то картина расчетный схемы при виде сверху будет соответствовать той, что была нарисована в AutoCAD.

Далее разбиваем сетку. Две мне известных функции есть в SCAD:

Узлы и элементы — Элементы — Добавление пластин. Алгоритм работы инструмента — выбираем 4 узла, создаем элемент, затем разбиваем ее на нужное нам количество элементов инструментом «Дробление 4-х узловых пластин» в той же линейке. При дроблении надо следить за направлением местных осей, что делает это способ очень утомительным.

Схема — Генерация сетки произвольной формы. Здесь немного сложнее. Надо создать контур из любого количества точек, затем «Генерация треугольной сетки КЭ на плоскости». В появившемся меню выбираем необходимые нам параметры. У обоих есть свои плюсы и минусы. Идеально они работает компенсирую друг друга. Неважно каким из способов создавать сетке, главное результат. 

Ну вот и прошли эти 5-6 часов жизни (в какой-то сторонней программе на создание всей схемы с нагрузками ушло бы столько же). Результат ниже. 

Этажи у нас типовые (такое часто встречается), поэтому лучше всего отработать это перекрытие на все 100%: 

• найти и исправить все ошибки (инструментов для этого на этой стадии, наверное, и нет, кроме визуального)
• задать нагрузки 
• направить вектора выдачи усилий в одну сторону (Назначение — Переход к напряжениям вдоль заданного направления для пластин) для корректного отображения усилий и результатов подбора арматуры 
• задать типы элементов (в данном случае лучше оперировать 44 и 43 типами пластинчатых элементов)
• задать оси здания и отметки перекрытий для удобства чтения схемы и т.д.
• вставить АЖТ (Узлы и элементы — Специальные элементы — Твердые тела) в местах прохождения колонн через перекрытия. Тем самым мы снимем (хотя бы частично) пики усилий и как следствия армирования в этих местах (ставить из вовсе не обязательно, на усмотрение) 

Вот что я имел ввиду

Это типовой этаж, с типовыми колонами, типовыми стенами лифта и типовыми лестницами (окрашенными в типовой приятный цвет © Ширвиндт).  Оси только так, SCAD не умеет рисовать их под углом. Вектора все направлены как следует (поверьте мне на слово). Нагрузки… Скорее всего список загружений будет следующим:
Постоянные
 — собственный вес;
 — вес конструкции пола;
 — вес ограждающих конструкций;
 — вес конструкции кровли;
 — вес перегородок.

Временные

 — технологическая нагрузка и ее разновидности и варианты приложения;

 — снеговая нагрузка;

 — ветровая нагрузка.

Для ускорения процесса моделирования на типовую плиту можем задать нагрузку от пола,
ограждающих конструкций, перегородок, технологическую нагрузку. Остальные (я привык) задаю после сборки всей схемы. Колонны для четырехэтажного здания скорее всего не будут большого сечения, 400х400 достаточно. Говорят, что балки при таких колоннах, для простого решения узла примыкания, целесообразно делать на 100 мм меньше. Высоту балок (сделаем ее тоже 300 для начала) будем корректировать позже. Толщина плиты подбирается исходя из конструктивного условия 1:30 пролета. Пролеты в данном случае везде разные, максимальный 6700 мм, то есть толщина плита 220 мм. Толщина стен шахты лифта 200 мм (это самодеятельность, так как классическая толщина 180 мм, на которой настаивает СП). Лестница — сборные ступени по стальным Z-образным косоурам, опирающимся на промежуточные стальные и этажные железобетонные балки. Лестница нужна исключительно для нагрузки (чтоб не высчитывать), ну и если понадобится, то ее можно легко превратить в монолитную. Чтобы лестница не оказывала влияние на остальные конструкции надо добавить шарниры и проконтролировать, лестница не имела общих узлов с перекрытием. Так же обращаем внимание куда попадает наш первый косоур. Если в основании у нас фундаментная плита, то просто опираем на нее, но если у нас столбчатый фундамент, придется либо добавлять дополнительные элементы, приводящие нагрузки в узлы колонн, или убирать первый марш и заменять его сосредоточенной нагрузкой. Есть и еще момент — в нормах есть разница между коэффициентами по нагрузке бетона и металла. И это может означает два загружения собственного веса.
Задали загружение (можно одно), задали защемление колонн в фундаменте (Назначение — установка связей в узлах) и можно запускать расчет. Уверен, что ошибок масса. У меня всегда так. Есть программный контроль и нахождение ошибок — Управление — Экспресс контроль расчетной схемы. Но прежде для профилактики рекомендуется — Узлы и элементы — Узлы/Элементы — Объединение совпадающих узлов/элементов и Упаковка данных(!) Если ошибки остались — смотрим на какой узел или элемент ругается, находим и стараемся понять что не так.
Когда все ошибки в типовом этаже будут исправлены, копируем его столько раз, сколько необходимо. В данном случае 4 раза.
Четвертый и пятые этажи будут отличаться, над ними придется поработать, откорректировать. После каждой корректировки лучше проверять все загружение. Обязательно проверить условия прикрепления. Мы копировали этаж, который был закреплен (условия примыкания/закрепления копируются по умолчанию), и теперь в уровне каждого этажа колонны жестко закреплены, это надо исправить. Последний этаж меньшей высота, стало быть можно не без основательно полагать, что верхний узел предпоследнего этажа не совпадет с нижним последнего. Тоже лучше исправить. Подобных ситуация может быть больше в любом другом случае.

Далее продолжаем работу со всей схемой — задаем оставшиеся нагрузки.
Список загружений выглядит следующим образом:
Несколько технологических загружений объясняется требованием руководства по расчету безбалочных перекрытий. Как собирались нагрузки:

Шаг второй — расчет.
Прежде чем приступить к расчету сформируем исходные данные для него: РСУ,  комбинации, данные для анализа устойчивости.

По завершению расчета приступаем к анализу полученных результатов
Шаг третий — анализ
Многие ограничиваются записью в протоколе расчета «Расчет выполнен». Надпись крупная, буквы заглавные, можно ставить точку. Но мы пойдем дальше. Нас будут интересовать деформации и прочность элементов, так как именно это интересует тех, кто идет далее по цепочке: заказчик, строители, эксперты, наконец. Деформации каркаса здания и прочность его элементов мы будем рассматривать исходя из жесткого защемления в фундаменте, то есть без учета совместной работы, так как не известно, что за фундамент будет в итоге: сваи, столбчатый, плита. (В действительности были разработаны все виды: столбчатые и сваи в ФОКе, плита здесь, в SCADe). С плитой все понятно, моделируем плиту, считаем, проверяем, все здесь, в одной программе (кстати, расчет плиты под это здание здесь). С ФОКом как быть? Поясню: посчитать в ФОКе, несмотря на то, что он чудит не хуже SCADa, а иногда и превосходит его, можно. Мы получим осадку, которую можно попробовать задать в расчетной схеме, но это осадка от всех нагрузок и так сказать «разом». В реальной жизни, здание будет садится плавно, от собственного веса, который, между прочим, чуть ли не 50% всех нагрузок. То есть такой подход не совсем верен, мягко говоря и, возможно даст не совсем адекватный результат армирования. То же можно и сказать о свайном фундаменте, хотя и осадка будет в разы меньше, а у нашего здания вообще вряд ли превысит одного сантиметра. Можно пойти на следующую хитрость — сделать два варианта каждого фундамента. Первый — собственный вес, второй — все загружения. Разницу между осадками задать в расчетной схеме. Подход грубый, но может дать некое представление о совместной работе и удовлетворить просящего или требующего такой расчет.
Что нас может интересовать в анализе здания по деформациям? Деформации не должны превышать допустимых, формы собственных колебаний, по крайней мере первые две не должны быть крутильными (не знаю откуда растут ноги у этого утверждения, но оно используется настолько часто, что стало неким догматом при расчете на устойчивость). Прежде чем, позволю себе напомнить, что проверяем мы на нормативные нагрузки с учетом коэффициентов сочетания нагрузок и(!) с пониженным модулем бетона (это требование СП 52-103-2007 п.6.2.7).

Возможно лучшим вариантом будет сделать отдельную схему с пониженными модулями и удалить из нее что-нибудь не относящиеся анализу на устойчивость, например — лестницы по стальным косоурам или еще что-нибудь, что может дать большие деформации и ввести в смуту. 

При таких исходных данных даже в таком здании, как в этом примере, мы получим перемещения вертикальные более допустимых, но как бы не хотелось для примера, крутильную форму так и не получили. В любом случае каркас необходимо ужесточать. Как можно это сделать — конечно это диафрагмы. По своему опыту могу сказать, что мне не удалось указать на лучшее для этого место в здании. Был проведен не один десяток экспериментов для выявления лучшего места. Миссия по анализу деформаций на этом заканчиваться —  наши горизонтальные и вертикальные прогибы не превышают максимально допустимых и здание не крутит, по крайней мере в двух первых формах собственных колебания. Красота теперь выглядит так:

Прочность элементов. При расчете прочности железобетонный или стальных элементов я всегда проверяю результат в «сторонней» программе, например «Арбат» или «Кристалл» для объективности (но ведь это программы одной и той же компании — скажете вы и будете правы, вот только как выяснилось, люди, работающие над одним продуктом, не знаю, что делаю люди, работающие над другим). Всегда результаты отличаются как минимум не порядок. Это явление нормальное и не стоит драматизировать. Берем, естественно, в большую сторону. Но если разница более, то надо искать ошибку или прибегать к литературе. Такое возможно, например, если SCAD или «Арбат» или «Кристалл» рассматривает элемент на действие момента, а он на самом деле его не воспринимает. Эти десятые, а порой и сотые доли момента, эта точность вычислений, которая, кончено же идет в плюс SCADу, способна влиять таким образом. Есть пример, он приведен тут. В этом примере нас будет интересовать армирование колонн, плит, диафрагм и шахты лифтов. Как задается армирование в построцессоре SCAD я описывать не буду, с этом не должно возникнуть проблем. Как проверять в «Арбат» — «сопротивление сечения». Так можно проверить на РСУ из SCAD стержневые элементы — колонны, балки. Можно выписать усилия худшие на наш взгляд и посчитать как колонну или балку, но такой способ не практикуется массами и результат такой проверки я не могу комментировать. Проверить плиту в «Арбат» — я не делал ни разу и вам не советую. Тоже касается стен. Хотя есть вариант проверки плиты по классической теории — необходимо отсечь все не нужно, а места , где плита опиралась на колонны заменить жесткими опорами и считать, что на всех типовых этажах будет одно и тоже армирование. Хочу добавить полезность ориентации векторов выдачи усилий и ориентации собственных осей, о которых написано здесь, и ещё… при расчете армирование плит вы упретесь в красненькие элементы в области опоры плиты на колонну. Решить эту проблему можно здесь при помощи капителей.
Это был анализ, которого вполне достаточно для выдачи задания, выполнения чертежей и для экспертизы. Но, мы снова пойдем дальше и на волне этой темы проследуем:
 — монтаж, на примере этого здания;
 — расчет столбчатых фундаментов в ФОК;
 — расчет свайных фундаментов в ФОК;
 — анализ совместной работы каркаса здания с фундаментом (плита, сваи, столбы). 

www.half-science.com

Расчет фундаментной плиты в SCAD.

Попробуем рассчитать фундаментную плиту под небольшое гражданское здание, нам ассистирует программа SCAD и КРОСС

Считаем что у нас все готово, а именно мы знаем что давит на нее сверху и что сопротивляется этому давлению снизу. 

Шаг 1. Создаем очертание плиты. Создаем контур, отступая от габаритов колонн или стен здания. Вылет консоли плиты желательно делать не менее ширины плиты. Теперь контур необходимо разбить на определенной количество пластинчатых элементов. В SCAD существует как минимум два способа:

Первый

На вкладке «узлы и элементы» выбираем элементы(1), затем создаем элементы(2) и после разбиваем(3). Минусы — постоянно необходимо просчитывать на какое количество элементов ты хочешь разбить и в обоих направлениях, при это неусыпно следить за направлениями собственных осей. Если у вас сетка 6х6 — хорошо. А если нет, а если кривое здание и треугольные элементы? Для треугольных элементов есть своя кнопка, аналог (3), но ей лучше никогда не пользоваться, как и треугольными элементами. Это окно будет сниться, если будете делать это впервые для плиты как в этом примере.

Второй

На вкладке «схема» находим кнопку (1), затем определяем контур при помощи кнопки (2). Окончанием определения контура должно служить двукратное нажатие левой кнопки мыши. После кнопка (3) и появится окно для выбора параметров разбивки.

Я обычно в этом окне выбираю метод «В», «создание ортогональной сетки с заданным максимальным размером элемента», «шаг триангуляции» назначаю в зависимости от толщины (как правило шаг 0,3 — 0,4) и ставлю галочку «объединить 3-х узловые элементы в 4-х узловые». Можно и сразу назначит жесткости.

Эффективным, как и должно быть, является смешанный метод. Первым методом задаешь количество в том или ином направлении, а вторым затем разбиваем с тем же шагом. Так же не забываем изменить/задать тип элементов фундаментной плиты — это должен быть 44 тип КЭ (вкладка «назначение» — «назначение типов конечных элементов»). Ранее у нас колонны/стены были защемлены якобы в фундаменте. Сейчас вместо него плита и если мы уберем защемление, то все наше «добро» «провалится» и расчет не будет выполнен. Есть несколько подходов к решению этой проблемы. Некоторые защемляют несколько узлов по краям и в середине, или полосами вдоль и поперек.  Некоторые используют 51 тип КЭ. Я пробовал и тот и другой вариант. При использовании защемления в этих местах получим пиковое армирование, а в случае 51 КЭ — нет. В остальном разницы не нашел, поэтому я за 51 КЭ. Все узлы фундаментной плиты выделяем и задаем «связи конечной жесткости» («узлы и элементы» —  «специальные элементы»).

Шаг 2. Расчет при помощи КРОСС.

То, что будет описано ниже — воистину танец с бубном! Если нет времени лучше неуклонно следовать инструкции, но сначала дочитайте до конца.

Для первоначального расчета  нам необходимо значение равномерно распределенной нагрузки на поверхность плиты. Взять ее можно из протокола решения задачи, сложив суммарные нагрузки по Z, и разделив на площадь фундаментной плиты. Площадь фундаментной плиты можно попытаться измерить инструментом «определении площади полигона» на вкладке «управления». Если даже объект смоделирован в SCAD и хотелось бы рассчитать «так как есть», то все равно придется первый раз пробежаться с равномерно распределенной, потому что во так вот. При передачи данных в КРОСС нас будут спрашивать постоянно «открыть ли существующую площадку». Первый раз все-таки «нет», а потом возможно что «да». Увлекательный процесс задания грунтов и скважин не описывается, о нем можно прочитать здесь. Задаем равномерно распределенную нагрузку и отметку фундаментной плиты. Рассчитываем и предаем данные в SCAD. В окне «назначения коэффициентов упругого основания» можно изменить количество коэффициентов, а можно и не менять. После коэффициенты применяются к плите. Результат можно увидеть нажав правой кнопкой мыши на иконку «номера типов жесткости» панели «фильтры отображения и выполнив ряд манипуляций.

Выполняем расчет. На этом можно закончить, но если есть желание посидеть еще пару часов, то после расчета опять выделяем элементы фундаментной плиты и пытаем передать данные в КРОСС. Вот оно, окно.

Соглашаемся и выбираем загружение или комбинацию

Данные передаются в КРОСС. Далее по идеи необходимо зайти в «настройки» — «нагрузки получены из SCAD» и убрать равномерно распределенную нагрузку (сделать ее равной нулю). Можно считать. После расчета (если получилось), передаем снова данный в SCAD, пересчитываем, снова передаем в КРОСС и т.д. пока не надоест. Если что-то не получилось я отметил ниже, то с чем столкнулся сам, может поможет:

— Если задать грунт, а потом редактировать номера скважин, то усилия могут пойти прахом, грунты могу исчезнуть (как у меня) и придется заполнять заново.
— Менее важно, но все же — при заполнении таблицы “грунты”, если вы забыл какой-то слой ввести в порядке очереди, для порядку, то вставить его в нужное место потом уже не получиться (как у меня).
— Тоже пустяк — если грунт водонасыщенный, то надо бы задать его отдельным слоем, со своими параметрами, другого механизма нет.
— И еще, уже подсказка — при заполнении скважин лучше давать отметки как есть в геологии, абсолютные, а то запутаться можно.
— В окне «назначения коэффициентов упругого основания» лучше всего ограничивать число коэффициентов, хотя бы до 100, по двум причинам: читать результат будет легче и есть подозрение, что если ничего не трогать коэффициенты не присваиваются.
— Очень важное наблюдение — если вы, вдруг, захотели изменить геометрию плиты и засунуть в существующую площадку, то вам не повезло. Конечно можно создать новую, но экспорта ни грунтов ни скважин я не нашел, то есть геологию придется вводить по новый. Если не хочется вводить по новый, а геометрию все-таки изменили, то путь решения проблемы следующий:
— создаем новую площадку и выписываем от туда ее габариты (можно больше), чтобы в точности (можно не в точности) вставить их в существующую
— есть кнопка удалить, воспользуемся ее и удалим существующий контур фундаментной плиты (возможно, что операция и лишняя, и достаточно выполнить пункт ниже)
— этот пункт сложнее всего выполнить. из SCAD передаем в существующую площадку КРОСС новую геометрию (с измененным габаритом и уделенным контуром). теперь самое интересное. контур новой плиты отображен на площадке, а его очертание привязано к курсору мыши и перемещается по экрану вместе с ним. если нажать правую кнопку — результата не будет, все пропадет. остается один способ — левая кнопка. но(!) нужно попасть очертанием на контур (чтобы синие линии стали желтыми!), причем чуть-чуть промахнуться можно, но на сколько, только КРОСС знает. если что-то пойдет не так — он (КРОСС) остановит сообщением “ошибка импорта”
Для выполнения итераций КРОСС — SCAD пришлось своим умом пройти тернистый не логичный путь, чтобы данные из SCAD все-таки учитывались в КРОСС (потрясающая программа отняла у меня два дня жизни). Разработанный мною алгоритм не совпадает с описанным в руководстве пользователя. Там (в руководстве) предлагают просто передать нагрузку в существующую площадку, затем удалить нагрузку равномерно распределенную, затем в меню “настройки” поставить галочку “нагрузки полученные из SCAD”. Схема преобразится, но если нажать расчет выскочит сообщение о нулевых осадках. Лечится созданием схемы только с геологией и отметкой подошвы (с нулевой нагрузкой на плиту). Вставляя в эту схему и щелкая “нагрузки полученные из SCAD” действительно все работает.
Шаг 3. Расчет средствами SCAD
Как бы хорош не был КРОСС, возможности в этом направлении у SCAD еще хуже. Одно то чувство при работе с КРОСС — серьезная программа, дружественный интерфейс, почти все функции работают и почти все понятно. Когда делаешь то же самое в SCAD такие чувства не возникают.  Возникает одно — а стоит ли делать это в SCAD? Я проверил — ответ между строк. Во такое диалоговое окно, после того как мы прошлись по вкладке «назначения» — «назначения коэффициентов упругого основания»

Я выбирал «расчет коэффициентов деформированности основания» руководствуясь те, что имею в качестве исходных данных именно модуль деформации, который там и требуется (если выбрать «расчет коэффициентов упругого основания» то с нас потребуют модуль упругости). На самом деле меня ввели в заблуждение или я сам заблудился. Расчет необходимо вести по упругому основанию, а так результат сопоставим с разницей в 10 раз. Появляется окно с характеристиками. Вводим данные слоя, сохраняем, вводим новый и т.д. Затем расчет и применяем к элементам. Очень утомительно, если на площадке больше одной скважины

Вывод.

Сначала по делу. При итерациях КРОСС — SCAD изменения можно увидеть и не только при смене равномерно распределенной нагрузки на результаты реакции грунта. Только на результат в итоге это не сильно повлияло, возможно у меня был такой «неудачный» пример. А вот если рассмотреть методическое пособие, на которое ссылался выше, то там различия мне найти не удалось, сколько не всматривался. Результат полученный собственно SCAD сопоставим с КРОССом.

Чтобы не быть голословным вот таблица

Давление грунта под подошвой (расположение соответственно таблице)

\

Спасибо создателем КРОСС, что не бросили нас в беде вместе со SCAD, только один вопрос — 

создатели SCAD и КРОСС, кто вы? Мне казалось что эти люди если не одни и те же, то хотя бы сидят рядом.

www.half-science.com

Расчет монолитной плиты перекрытия на примере квадратной и прямоугольной плит, опертых по контуру

При создании домов с индивидуальной планировкой дома, как правило, застройщики сталкиваются с большим неудобством использования заводских панелей. С одной стороны, их стандартные размеры и форма, с другой – внушительный вес, из-за которого не обойтись без привлечения подъемной строительной техники.

Для перекрытия домов с комнатами разного размера и конфигурации, включая овал и полукруг, идеальным решением являются монолитные ж/б плиты. Дело в том, что по сравнению с заводскими они требуют значительно меньших денежных вложений как на покупку необходимых материалов, так и на доставку и монтаж. К тому же у них значительно выше несущая способность, а бесшовная поверхность плит очень качественная.

Почему же при всех очевидных преимуществах не каждый прибегает к бетонированию перекрытия? Вряд ли людей отпугивают более длительные подготовительные работы, тем более что ни заказ арматуры, ни устройство опалубки сегодня не представляет никакой сложности. Проблема в другом – не каждый знает, как правильно выполнить расчет монолитной плиты перекрытия.

Преимущества устройства монолитного перекрытия ↑

Монолитные железобетонные перекрытия причисляют к категории самых надежных и универсальных стройматериалов.

• по данной технологии возможно перекрывать помещения практически любых габаритов, независимо от линейных размеров сооружения. Единственное при необходимости перекрыть больших пространств возникает необходимость в установке дополнительных опор;
• они обеспечивают высокую звукоизоляцию. Несмотря на относительно небольшую толщину (140 мм), они способны полностью подавлять сторонние шумы;
• с нижней стороны поверхность монолитного литья – гладкая, бесшовная, без перепадов, поэтому чаще всего подобные потолки отделывают только при помощи тонкого слоя шпаклевки и окрашивают;
• цельное литье позволяет возводить выносные конструкции, к примеру, создать балкон, который составит одну монолитную плиту с перекрытием. Кстати, подобный балкон значительно долговечнее.

• К недостаткам монолитного литья можно отнести необходимость использования при заливке бетона специализированного оборудования, к примеру, бетономешалок.

Внимание!

Устраивать монолитное перекрытие в доме из газобетона можно исключительно после установки дополнительных опор из бетона или железа. Что же касается деревянных построек, то использование такого типа литья запрещено.

Для конструкций из легкого материала типа газобетона больше подходят сборно-монолитные перекрытия. Их выполняют из готовых блоков, к примеру, из керамзита, газобетона или других аналогичных материалов, после чего заливают бетоном. Получается, с одной стороны, легкая конструкция, а с другой – она служит монолитным армированным поясом для всего строения.

Виды ↑

По технологии устройства различают:

• монолитное балочное перекрытие;
• безбалочное – это один из самых распространенных вариантов, расходы на материалы здесь меньше, поскольку нет необходимости закупать балки и обрабатывать перекрытия.
• имеющие несъемную опалубку;
• по профнастилу. Наиболее часто такую конструкцию используют для создания терасс, при строительстве гаражей и других подобных сооружений. Профлисты играют роль несгибаемой опалубки, на которую заливают бетон. Функции опоры будет выполнять каркас из металла, собранный из колонн и балок.

Обязательные условия получения качественного и надежного монолитное перекрытие по профнастилу:

• чертежи, в которых указаны точнейшие размеры сооружения. Допустимая погрешность – до миллиметра;
• расчет монолитной плиты перекрытия, где учтены создаваемые ею нагрузки.

Профилированные листы позволяют получить ребристое монолитное перекрытие, отличающееся большей надежностью. При этом значительно сокращаются затраты на бетон и стержни арматуры.

На заметку

Все монтажные работы выполняются по специально составленным технологическим картам на устройство монолитного перекрытия. Его еще называют основным технологическим документом, предназначенным как для строительных организаций и проектных бюро, так и для мастеров , непосредственно связанных с выполнением монолитных ж/б работ.

Расчет безбалочного перекрытия ↑

Перекрытие этого типа представляет из себя сплошную плиту. Опорой для нее служат колонны, которые могут иметь капители. Последние необходимы тогда, когда для создания требуемой жесткости прибегают к уменьшению расчетного пролета.

Полезно

Экспериментально было установлено, что для безбалочной плиты опасными нагрузками можно считать сплошную, оказывающую давление на всю площадь и полосовую, распределенную через весь пролет.

Расчет монолитной плиты, опертой по контуру ↑

Параметры монолитной плиты ↑

Понятно, что вес литой плиты напрямую зависит от ее высоты. Однако, помимо собственно веса она испытывает также определенную расчетную нагрузку, которая образуется в результате воздействия веса выравнивающей стяжки, финишного покрытия, мебели, находящихся в помещении людей и другое. Было бы наивно предположить, что кому-то удастся полностью предугадать возможные нагрузки или их комбинации, поэтому в расчетах прибегают к статистическим данным, основываясь на теории вероятностей. Таким путем получают величину распределенной нагрузки.

К примеру:

Здесь суммарная нагрузка составляет 775 кг на кв. м.

Одни из составляющих могут носить кратковременный характер, другие – более длительный. Чтобы не усложнять наши расчеты, условимся принимать распределительную нагрузку qв временной.

Как рассчитать наибольший изгибающий момент ↑

Это один из определяющих параметров при выборе сечения арматуры.

Напомним, что мы имеем дело с плитой, которая оперта по контуру, то есть, она будет выступать в роли балки не только относительно оси абсцисс, но и оси аппликат (z), и будет испытывать сжатие и растяжение в обеих плоскостях.

Как известно, изгибающий момент по отношению к оси абсцисс балки с опорой на две стены, имеющей пролет l_n вычисляют по формуле m_n = q_nl_n²/8 (для удобства за ее ширину принят 1 м). Очевидно, что если пролеты равны, то равны и моменты.

Если учесть, что в случае квадратной плиты нагрузки q₁ и q₂ равны, возможно допустить, что они составляют половину расчетной нагрузки, обозначаемой q. Т. е.

Иначе говоря, можно допустить, что арматура, уложенная параллельно осям абсцисс и аппликат, рассчитывается на один и тот же изгибающий момент, который вдвое меньше, нежели тот же показатель для плиты, которая в качестве опоры имеет две стены. Получаем, что максимальное значение расчетного момента составляет:

Что же касается величины момента для бетона, то если учесть, что он испытывает сжимающее воздействие одновременно в перпендикулярных друг другу плоскостях, то ее значение будет больше, а именно,

Как известно, для расчетов требуется единая величина момента, поэтому в качестве его расчетного значения берут среднее арифметическое от М_а и М_б, которое в нашем случае равно 1472.6 кгс·м:

Как выбрать сечение арматуры ↑

В качестве примера произведем расчет сечения стержня по старой методике и сразу отметим, что конечный результат расчета по любой другой дает минимальную погрешность.

Какой бы способ расчеты вы ни выбрали, не надо забывать, высота арматуры в зависимости от ее расположения относительно осей x и z будет различаться.

В качестве значения высот предварительно примем: для первой оси h₀₁ = 130 мм, для второй – h₀₂ = 110 мм. Воспользуемся формулой А_0n = M/bh²_0nR_b. Соответственно получим:

• А₀₁ = 0.0745
• А₀₂ = 0.104

Из представленной ниже вспомогательной таблицы найдем соответствующие значения η и ξ и посчитаем искомую площадь по формуле Fan= M/ηh0nRs.

Получаем

• Fa1 = 3,275 кв. см.
• Fa2 = 3,6 кв. см.

Фактически, для армирования 1 пог. м необходимо по 5 арматурных стержня для укладки в продольном и поперечном направлении с шагом 20 см.

Для выбора сечения можно воспользоваться нижележащей таблицей. К примеру, для пяти стержней ⌀10 мм получаем площадь сечения, равной 3,93 кв. см, а для 1 пог. м она будет в два раза больше – 7,86 кв. см.

Сечение арматуры, проложенной в верхней части, было взято с достаточным запасом, поэтому число арматуры в нижнем слое можно уменьшить до четырех. Тогда для нижней части площадь, согласно таблице составит 3,14 кв. см.

На заметку

Для расчета подобной плиты в панельном доме согласно имеющимся методикам расчета обычно применяют корректирующий коэффициент для учета также пространственной работы конструкции. Он позволяет примерно на 3–10 процентов сократить сечение. Однако многие специалисты считают, что, в отличие от заводских, для монолитных плит его использование не столь уж обязательно, поскольку при таком подходе возникает необходимость в ряде дополнительных расчетов, к примеру, на раскрытие трещин и прочих. И потом, если центральную часть армировать стержнями большего диаметра, то прогиб посередине будет изначально меньше. При необходимости его можно достаточно просто устранить или скрыть под финишной отделкой.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия в виде прямоугольника ↑

Очевидно, что в подобных конструкциях момент, действующий по отношению к оси абсцисс, не может равняться его значению, относительно оси аппликат. Причем чем больше разброс между ее линейными размерами, тем больше она будет похожа на балку с шарнирными опорами. Иначе говоря, начиная с какого-то момента, величина воздействия поперечной арматуры станет постоянной.

На практике неоднократно была показана зависимость поперечного и продольного моментов от значения λ = l2 / l1:

• при λ > 3, продольный больше поперечного в пять раз;
• при λ ≤ 3 эту зависимость определяют по графику.

Допустим, требуется рассчитать прямоугольную плиту 8х5 м. Учитывая, что расчетные пролеты это и есть линейные размеры помещения, получаем, что их отношение λ равно 1.6. Следуя кривой 1 на графике, найдем соотношение моментов. Оно будет равно 0.49, откуда получаем, что m₂ = 0.49*m₁.

Далее, для нахождения общего момента значения m₁ и m₂ необходимо сложить. В итоге получаем, что M = 1.49*m₁. Продолжим: подсчитаем два изгибающих момента – для бетона и арматуры, затем с их помощью и расчетный момент.

Теперь вновь обратимся к вспомогательной таблице, откуда находим значения η₁, η₂ и ξ₁, ξ₂. Далее, подставив найденные значения в формулу, по которой вычисляют площадь сечения арматуры, получаем:

• Fa1 = 3.845 кв. см;
• Fa2 = 2 кв. см.

В итоге получаем, что для армирования 1 пог. м. плиты необходимо:

• продольная арматура:пять 10-миллиметровых стержней, длина 520 -540 см, S_сеч. – 3.93 кв. см;
• поперечная арматура: четыре 8-миллиметровых стержня, длина 820-840 см, S_сеч. – 2.01 кв.см.

© 2019 stylekrov.ru

stylekrov.ru

Железобетонные конструкции. Примеры расчета

Добавлено: 15 Мар 2014, bap
сканы: bap
обработка: Armin

В пособии содержатся основные сведения по компоновке конструктивных схем поперечников одноэтажных промышленных зданий. Изложены примеры расчета железобетонных конструкций одноэтажного промышленного здания с тремя пролетами по 18 л и шагом крайних колонн 6 м, а средних — 12 м. Приведены примеры расчета конструкций того же здания при шаге крайних и средних колонн 12 м, а также расчет конструкций одноэтажного промышленного здания пролетом 36 м. Рассмотрена компоновка конструктивной схемы поперечника многоэтажного здания. Приведены примеры расчета элементов междуэтажного перекрытия, колонн и фундаментов в монолитном и сборном железобетоне.
Книга предназначена для студентов инженерно-строительных вузов и факультетов и может быть использована также проектировщиками и инженерно-техническими, работниками строительных организаций.

Состав архива

Лысенко ЕФ = ЖБК. Примеры расчета_1975.djvu
Лысенко ЕФ = ЖБК. Примеры расчета_1975 CS.pdf

Оглавление

Введение
ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЗДАНИЯ
Компоновка конструктивной схемы промышленного здания и исходные данные для проектирования
Общие положения
Конструктивные решения
Вертикальные и горизонтальные связи в каркасных промышленных зданиях

Примеры расчета конструкций трехпролетного здания с шагом колонн по крайнему ряду — 6 м, по среднему — 12 м
Панели покрытий
Расчет предварительно напряженной панели покрытия 1,5×6 м
Балки покрытий
Расчет предварительно напряженной двускатной балки покрытия пролетом 18 м
Подстропильные конструкции
Расчет предварительно напряженной подстропильной балки пролетом 12 м
Подкрановые балки
Расчет предварительно напряженной подкрановой балки проле
том 12 м
Стеновые панели
Расчет стеновой панели 1,2×6 м
Фундаментные балки
Расчет фундаментной балки пролетом 6 м
Рамы одноэтажных промышленных зданий
Статический расчет поперечной рамы
Колонны
Расчет колонны крайнего ряда
Фундаменты под колонны
Расчет внецентренно загруженного фундамента с повышенным стаканом под колонну крайнего ряда

Здание с шагом рам 12 м
Покрытие при шаге стропильных конструкций 12 м
Расчет предварительно напряженной панели покрытия 3X12 м
Фермы
Расчет предварительно напряженной железобетонной сегментной фермы пролетом 18 м

Здание пролетом 36 м
Конструкции здания пролетом 36 м
Расчет сборной предварительно напряженной арки пролетом 36 м
Расчет двухветвевой колонны среднего ряда

Многоэтажные здания
Междуэтажное монолитное перекрытие
Конструктивная схема перекрытия
Расчет плиты
Расчет второстепенной балки
Расчет главной балки
Расчет колонны I этажа
Расчет фундамента

Сборное балочное перекрытие
Конструктивная схема перекрытия
Расчет панели перекрытия с вертикальными пустотами
Расчет сборного ригеля перекрытия
Расчет колонны I этажа

Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Литература

dwg.ru

Статья «Опыт проектирования зданий с монолитным каркасом

Дома с несущим каркасом из монолитного железобетона приобретают у застройщиков всё большую популярность. Вполне, впрочем, понятную: такие дома обладают несомненными преимуществами, с краткого обзора которых мы и начнем наш разговор.

Архитектурная выразительность. Нет конструктивных ограничений по конфигурации здания, расположению колонн. Здания могут приобретать любые криволинейные формы, иметь любую этажность и загруженность. Допустимо и естественно вписывается в планировку любое сложное сечение (тавровое, уголковое) основного несущего элемента каркаса — колонн.

Используются легкие теплоэффективные ограждающие стены, обладающие высокими теплозащитными показателями. Например, современным требованиям энергосбережения отвечают ячеистобетонные блоки в однослойном варианте.

Возможность строительства в стесненных условиях реконструкции. Не требуется монтаж сборных элементов, а значит не нужен и дорогостоящий кран.

Возможность обеспечения совместной работы всех конструктивных элементов каркаса, что уменьшает материалоемкость здания. Жесткие узлы между несущими элементами каркаса позволяют перераспределить усилия в колоннах, включая в работу балки и перекрытия.

Технологические достижения последних лет обеспечили повышенную прочность монолитного бетона. Сегодня в Уфе изготавливают монолитный бетон марки М500, на ближайшее время намечен выпуск М700, а в перспективе и М1000.

Повышение марки бетона приводит к значительному сокращению расхода дорогостоящей арматуры и общему снижению стоимости строительства. Это особенно эффективно при трех и более процентах армирования железобетона, а значит необходима оптимизация монолитных каркасов по сечению железобетонных элементов, проценту армирования и марке бетона.

Сочетание жесткого каркаса с жестким фундаментом — например, плитным (на сваях или грунтовом основании) — позволяет возводить монолитные дома на территориях с неблагоприятными грунтовыми условиями (просадочных, с неоднородным напластованием, слабых глинистых обводненных, карстовых, с повышенной жесткостью грунта в периферийных зонах плиты и т.д.).

Опыт проектирования монолитных каркасов многоэтажных зданий в грунтах с карстовыми проявлениями показал незначительную деформацию каркаса в месте провала под несущей колонной даже со значительными нагрузками (не более 1−1,5 см) за счет совместной работы каркаса с фундаментной плитой. Это позволяет значительно сократить расход металла при строительстве здания.

Одним из способов повышения эффективности монолитных каркасов может служить заглубление коробки здания в грунт на один-два этажа с выполнением подземной и цокольной частей в монолитном варианте, включая наружные стены. Это еще более повысит жесткость здания и позволит передавать нагрузки от здания на более плотное напластование грунтов.

Одна из важнейших задач проектировщиков, работающих в области монолитного домостроения, — формирование компьютерной модели, адекватно отражающей фактическую работу монолитного каркаса в процессе строительства и эксплуатации, а также учитывающей изменяющиеся климатические воздействия. Для этих целей специалисты института БашНИИстрой используют современные программные комплексы расчета и проектирования монолитных каркасов — такие как SCAD Office.

Далее мы приведем примеры расчетов при проектировани монолитных каркасных зданий — эти работы выполнены институтом за последние 3−4 года.

Жилой пяти- и шестиэтажный дом (из трех блок-секций) в уфимском микрорайоне Т-Северный

Небольшие пролеты (максимальные — до 5,5 м) и нагрузки (q_норм = 150 кг/м2), плоские колонны сечением 60,0×25,0, 70,0×25,0 см совмещены по толщине с внутренними и наружными кирпичными стенами. Фундаментная плита с ребрами под наружные стены подвала. Наружные стены выше 0,000 — трехслойные из кирпича и утеплителя между ними. На момент строительства ячеистые блоки объемным весом γ = 400−600 кг/м2 серийно в Башкортостане не выпускались. В армировании монолитных перекрытий применены так называемые «скрытые» ригели (усиленное армирование в плоскости плиты перекрытия).

Рис. 1.1. Жилой пятиэтажный дом в микрорайоне Т-Северный (Уфа) Рис. 1.2. Расчетная модель

Трех-четырехэтажный магазин (микрорайон Сипайлово, пересечение улиц маршала Жукова и Гагарина)

Ячейка каркаса 6,0×6,0 м, нагрузки под торговые помещения (q = 500 кг/м2), колонны сечением 40×40 см, перекрытие — безреберное, без «скрытых» каркасов. Фундамент — монолитная плита на естественном основании с полными цокольными стенами. Наружные стены — из газобетонных блоков с объемным весом γ = 500 кг/м2, толщиной 500 мм с наружной штукатуркой.

Рис. 2.1. Магазин в микрорайоне Сипайлово (Уфа) Рис. 2.2. Расчетная модель

25-этажный, 21-этажный и 17-этажный жилые дома в уфимском микрорайоне «Дружба»

Вместо колонны в центре здания — несущие перекрестные монолитные стены, формирующие диск жесткости в виде лифтового узла. По краям — колонны уголкового сечения. Перекрытия безреберные, частично со «скрытым» ригелем. Фундамент плитный, на свайном основании. Наружные стены — из газобетонных блоков с облицовкой кирпичом. Степень карстовой опасности — IV категория с провалом диаметром 6,0±0,5 м.

Рис. 3.1. Жилые дома в микрорайоне «Дружба» Рис. 3.2. Расчетная модель

6−8 этажный производственный корпус № 201 завода «ПОЛИЭФ»

Сетка колонн 7×7 м, значительные нагрузки на перекрытие, доходящие до 5 т/м2. Плиты перекрытия ребристые, с системой главных и вспомогательных балок. Фундамент плитный с большим заглублением в грунт, цокольные стены — монолитные. Наружные стены — кирпичные с наружным утеплением.

Рис. 4.1. Строящийся производственный корпус № 201 завода «ПОЛИЭФ» (Благовещенск) Рис. 4.2. Расчетная модель

Вставка между двумя павильонами Центрального рынка

Вставка между двумя павильонами Центрального рынка в виде монолитного каркаса с шагом колонн 12,0×12,0 м, торговые нагрузки (q = 500 кг/м2), сечение колонн 40×40 см ÷ 80×80 см. Перекрытие ребристое с системой главных и вспомогательных балок. Фундаменты — кустовые свайные, без подвала и цокольных стен. Наружное ограждение — трехслойные стены: внутренний и наружный слои из кирпича и слой утеплителя между ними.

Рис. 5.1. Вставка между двумя павильонами Центрального рынка Уфы Рис. 5.2. Расчетная модель Рис. 6.1а. Строящийся Дом дружбы народов Рис. 6.1б. Строящийся Дом дружбы народов Рис. 6.2. Расчетная модель

www.cadmaster.ru

Пример выполнения чертежа монолитных железобетонных колонн

В этой статье я хочу привести разбор чертежа, на котором разработаны колонны. Если вас интересует чертеж схемы расположения колонн, прочтите эту статью Пример выполнения схемы колонн с пояснениями. Колонны монолитные железобетонные, разных сечений – квадратного, прямоугольного и уголкового.

Как правильно оформить чертеж монолитных железобетонных колонн?

Итак, что должно быть чертеже?

Обязательно:

1. Название каждой колонны (при этом пишем «Колонна Км1-1», а не просто Км1-1).
2. Опалубочные габариты колонн: обязательны размеры колонны в плане, размеры по высоте, высотные отметки низа и верха колонн.
3. Полное армирование колонны: рабочая арматура, хомуты, шпильки.
4. Достаточная привязка и размеры всех арматурных деталей.
5. Спецификация, ведомость расхода стали на элемент.

Рассмотрим подробнее чертеж колонн.

• Как правило, чертеж колонны начинается с вида, так информативнее.
• На виде мы указываем размеры по высоте, обязательно указывать высотные отметки низа и верха колонн. А вот примыкающие перекрытия изображать на чертеже не обязательно, хотя и не запрещено. Нижнее перекрытие (или фундамент) на момент возведения колонн уже есть – его изображение не принесет пользы строителям, они по нему и так ходят; верхнего еще нет – и на момент возведения колонн на стройке о верхнем перекрытии задумываться не будут. Но если очень-очень хочется, перекрытие подрисовать можно (размеры перекрытия при этом на чертеже колонн не указываются).
• Тонкими линиями показываем выпуски арматуры. При желании можно добавить выноску «Выпуски арматуры из…». Если арматуре в сечении тесно, колонна почти на грани переармирования, то не лишним будет дать дополнительное сечение по колонне в месте выпусков и показать взаимное расположения рабочей арматуры колонны с выпусками.
• Также на чертеже мы показываем выноски с марками арматуры (напомню, марка – это порядковый номер арматурного стержня, соответствующий первому столбцу спецификации). Желательно стремиться к тому, чтобы каждую марку указывать на чертеже один раз – либо в плане, либо в разрезе (я так не могу, сколько ни стараюсь). И только слишком запутанную арматуру мы маркируем и на виде, и на сечении.
• Если в колонне стержни стыкуются нахлесткой, в месте нахлестки шаг хомутов учащается, это нужно четко и понятно обозначить – и размером, и указанием шага на выноске.
• Ну, и последнее – мы показываем сечение по колонне (1-1, 2-2 и т.п.).

• Далее мы показываем на чертеже сечения каждой колонны (хотя бы одно на колонну должно быть). Если колонны не были привязаны к осям на схеме, нужно обязательно на чертеже колонн указать оси и привязать к ним колонны. При этом, если осей много, их номера можно не указывать. Но привязка колонны к осям – хоть на схеме, хоть на чертеже колонн – должна быть. В данном примере колонны были привязаны на схеме.
• Заметьте, возле названия сечения 1-1 в скобках указано «повернуто». Что это значит? Если бы мы изобразили реальное сечение с вида колонны, оно бы не стояло «столбиком», а лежало «плашмя». Но все колонны Км1-2 на схеме именно стоят «столбиками». А правилом хорошего тона на чертежах является изображать конструкции в плане так, чтобы они соответствовали схеме. Это приоритетно. Поэтому мы как бы повернули сечение относительно вида колонны для того, чтобы не поворачивать его относительно схемы колонн.
• На чертеже сечений выделяется два типа размеров: опалубочные размеры и размеры, определяющие привязку арматуры к опалубке. Эти размеры смешивать не желательно, одна цепочка дает представление об опалубке, вторая – о привязке арматуры.
• Обязательно из сечения колонн должен быть понятен размер защитного слоя бетона для рабочей арматуры. Конечно, это можно оговорить примечанием, но если есть возможность поставить четкие привязки, то зачем использовать примечания? При этом не забывайте, что защитный слой – это расстояние от грани арматуры до наружной грани колонны; а размеры мы всегда выставляем не к грани стержня, а к его оси. Поэтому если у нас минимальный защитный слой 30 мм, диаметр стержня 16 мм, то расстояние до оси у нас должно быть не меньше 30 + 16/2 = 38 мм – округляем до 40 мм и проставляем везде привязку стержней 40 мм.
• Конечно, мы показываем все необходимые выноски с марками арматурных элементов. Стараемся лишний раз не дублировать выноски, которые уже показаны на виде колонн.
• Обязательно показываем шпильки, если они нужны. Оговариваем их положение. Например, на чертеже указано, что шпильки позиции 3 устанавливаются в шахматном порядке. В чем причина такого указания?

В руководстве есть конкретное требование: при определенных размерах колонн нужно устанавливать шпильки, которые удержат арматуру в проектном положении в процессе заливки бетона. На рисунке выше показано два сечения колонн с разными размерами. А у нас сечение затесалось где-то между: 250х900 мм. При ширине 250 мм ромбовидные шпильки ставить не рационально, они не сработают, поэтому мы останавливаемся на варианте рисунка слева – одна шпилька посередине. Но у нас нет стержня посередине. Поэтому мы принимаем решение чередовать шпильки между двумя имеющимися стержнями и устанавливаем их в шахматном порядке, так конструкция будет максимально сбалансированной.

Что должно быть в спецификации к чертежу колонн?

1. Заголовок спецификации содержит перечисление всех колонн. Конечно, есть еще прием назвать спецификацию «Спецификация к листу …», но чем это плохо? В общих данных комплекта чертежей КЖ есть ведомость спецификаций. Ее активно используют сметчики и те строители, которые занимаются заказом материалов. И вот сравните, какие названия спецификаций будут удобнее для них:
   1. спецификация колонн Км1…Км5, спецификация перекрытия Пм1, спецификация стены СТм2;
   2. спецификация к листу 5; спецификация к листу 17; спецификация к листу 23.
2. В первом столбце спецификации указываются марки – те позиции, которыми мы отметили арматуру на чертеже. Как вы видите, возле позиций стоит *, а под таблицей уточнение: смотри ведомость деталей. Звездочками обозначены не просто арматурные стержни, а те позиции, которые нужно подготовить перед установкой – изготовить из арматуры определенной длины детали конкретной формы и размеров. Очень часто эти детали изготавливаются далеко от строительной площадки, а потом привозятся. Да и сметчики обсчитывают их по каким-то отдельным тарифам. Поэтому выделить детали звездочкой очень даже полезно для всех.
3. Во втором столбце обычно располагается ссылка на документ, дающий максимум информации об элементе. В данном случае арматура принята именно по ДСТУ 3760, это и указано. Если бы в колоне были, например, закладные детали, мы бы в этом столбце дали либо ссылку на типовой альбом, либо на лист проекта, в котором эта деталь разработана.
4. В столбце «Наименование» дается вся информация об элементе: диаметр, класс, длина. Так в нашем случае Ø16 А400С L=4400 понимается буквально: арматура диаметром 16 мм принята из стали класса А400С, длина заготовки – 4400 мм. Значок диаметра, кстати, указывать не обязательно. Общая длина любого арматурного элемента (за исключением супер-критических случаев) всегда округляется до 10 мм – до 5 мм не округляйте, на стройке это будет выглядеть как забивание гвоздей микроскопом.
5. Столбцы «Кол.» и «Масса, кг» дают информацию соответственно о количестве стержней или деталей такой марки на одну колонну и о массе одного стержня (детали) в килограммах.
6. В данном случае на листе разработано несколько колонн, у этих колонн есть одинаковые позиции, поэтому принято решение спецификацию сделать групповой – с несколькими колонками «Количество». Это значительно экономит место на чертеже.
7. В низу спецификации к любой железобетонной конструкции обязательно указывается бетон (с обозначением его класса) и определяется количество этого бетона на каждую конструкцию.

Ведомость расхода стали на чертеже колонн.

После того, как закончена спецификация, нужно сделать ведомость расхода стали или же, по-простому, выборку. В ведомость расхода стали выбирается весь металл, включая закладные детали, если такие имеются. Таблица довольна простая, цифра в каждой ячейке вычисляется математически. По сути, мы должны вычислить, сколько всего арматуры каждого диаметра и каждого класса стали пойдет на одну колонну. Именно по информации из выборки и из сметы осуществляется потом закупка металла. Ошибки в количестве и в весах чреваты лишними или недостаточными закупками материалов, что обычно не радует заказчика и рождает дополнительные индексации чертежей.

Ведомость деталей на чертеже колонн.

• Как говорилось уже выше, все арматурные элементы, имеющие изогнутую форму, называются деталями и их эскизы должны присутствовать на чертеже обязательно – либо в ведомости деталей (если позиций много), либо просто на поле чертежа – если позиций одна-две, а места на чертеже мало.
• Заметьте, в ведомости деталей для экономии места допустимо объединение схожих деталей. Так позиции 3 и 7 мы объединили в одной ячейке. Так как позиция 7 показана в скобках, то и размеры, которые касаются позиции 7, но отличны от позиции 3, мы показываем тоже в скобках (см. узел Б на чертеже – в нем размер «18» относится к позиции 3, а размер «(14)» – к позиции 7).
• Эскиз каждой детали прорисовывается упрощенно. Масштаб можно не соблюдать, изображение схематическое. Главное, чтобы все размеры были проставлены, чтобы изготовитель деталей четко знал, что ему нужно сделать.
• В местах изгиба элемента обязательно указывается радиус загиба элемента (см. руководство по конструированию, п. ). Для чего это нужно? Если арматуру гнуть под острым углом, в месте угла создается концентратор напряжений, и арматура именно в этом месте становится уязвимой. Радиусы загиба даны в нормах с таким расчетом, чтобы избежать перенапряжений в арматурном стержне. Поэтому это важная информация, которую проектировщик обязан показать. К тому же, если радиус (диаметр) загиба не будет оговорен, строитель как загнет арматуру? Правильно! Нагрев газовой горелкой. И тем самым ослабив ее по максимуму. А если радиус загиба будет указан, строителю придется искать щадящие способы обеспечения формы детали, соответствующей проекту. Да и авторский надзор будет иметь средство влияния на строителей в виде указанных в проекте радиусов загиба, обязательных к исполнению.
• В ведомости на рассматриваемом чертеже вы видите также две ссылки на узлы А и Б.

Узел А типичен для хомутов. В чем его важность? Во-первых, указан радиус изгиба арматуры. Во-вторых, показано, что размер хомута дан по внутренним граням арматуры. Последнее очень важно, и мы должны правильно вычислить этот размер и дать его с округлением до 5 мм (можно и без округления, если для вашей колонны каждый миллиметр играет роль, но лучше все-таки не создавать ситуации, когда миллиметры так важны). Вот у нас между стержнями арматуры 170 мм в осях, диаметр арматуры 16 мм (это номинальный диаметр, а с учетом ребер уже 18 мм), значит внутренний размер хомута равен 170 + 18/2 + 18/2 = 188 мм (мы округляем до 190 мм).

Отступление. Хоть в этом чертеже нет такого примера, но хочется обратить ваше внимание, что если в хомутах всегда указывается внутренний размер, то в гнутых стержнях рабочей арматуры указывается уже наружный размер. Почему именно так? Потому что обозначается обычно самый важный размер – тот, который дает нам самую ценную информацию, изменение которого приводит к самой грубой ошибке. Внутренний размер хомутов дает нам понимание о расстоянии между рабочими стержнями арматуры и о защитном слое бетона (если мы вычтем из опалубочного размера колонны 250 мм размер хомута 190 мм и разделим на 2, мы узнаем защитный слой бетона для арматуры колонны: (250 – 190)/2 = 30 мм. А наружный размер гнутых рабочих стержней дает нам представление о габарите этой арматурной детали – прибавьте к ней защитный слой и получите опалубочные габариты элемента. Вроде бы мелочь, но дает четкое представление о габаритах и облегчает отлавливание ошибок.

Вернемся к узлам. Узел Б характерен для шпилек, в нем также показывается размер по внутренней грани шпильки, этот размер тоже напрямую связан с рабочей арматурой и защитным слоем. Размеры 18 (для номинального диаметра 16 мм) и 14 (для номинального диаметра 12 мм) соответствуют диаметрам охватываемых шпилькой стержней.

Важно! Всегда при конструировании нужно учитывать не номинальные диаметры стержней, а их реальные размеры, которые больше номинальных за счет выступающих ребер. Чем больше диаметры арматуры, тем больше их реальные размеры отличаются от номинальных (допустим у стержня d25 (ДСТУ 3760)  реальный размер 25+1,6∙2 = 28,2 мм). И если вы не учтете реальные размеры, арматура может банально не влезть в сечение или мешать друг другу.

Размер 75 мм в узле Б взят из рисунка 2 руководства по конструированию:

Шпилька – это не хомут, но работу ее «крючок» выполняет ту же – удерживает арматуру в проектном положении. Поэтому для диаметра шпильки 6 мм и диаметра охватываемого ею стержня меньше 25 мм мы берем размер одной добавки 75 мм.

Внимание! Не стоит путать крюки шпилек с крюками рабочей гладкой арматуры с рисунка 2 руководства по конструированию. Если вы сделаете крюки по рисунку 2, они не смогут охватить рабочую арматуру, и длины анкеровки для удержания стержней в рабочем положении будет не достаточно.

• Размеры хомутов в ведомости деталей вычислены согласно геометрическим размерам и требованиям таблицы 2 (см. выше). Как, допустим, определены размеры хомута позиции 2?

Расстояние между рабочей арматурой, которую охватывает хомут 170 мм в одном направлении и 520 мм в другом. Диаметр охватываемых стержней 16 мм, реальный диаметр 18 мм (реальный диаметр для арматуры по ДСТУ можно узнать из самого ДСТУ, вычислив по таблице 2). Тогда внутренние размеры хомута равны:

170 + 18/2 + 18/2 = 180 мм – округляем до 190 мм;

520 + 18/2 + 18/2 = 538 мм – округляем до 540 мм.

Но у хомута есть еще хвостики, которые закручиваются вокруг рабочего стержня и не дают хомуту раскрыться. На величину этих хвостиков по таблице 2 руководства по конструированию прибавляем по 75 мм:

190 + 75 = 265 мм;

540 + 75 = 615 мм.

Общая длина арматурной заготовки для хомута равна:

L = 190 + 540 + 265 + 615 = 1610 мм – ее мы и видим в спецификации.

• Рабочая арматура у нас тоже попала в ведомость деталей, потому что ее нужно изогнуть для стыковки с арматурой последующего этажа.

Первый размер у арматуры – это высота колонны 2920 мм плюс 20 мм перекрытия (чтобы изгиб стержня не начинался в колонне, а прятался в плите). Верхний размер 1300 мм – это величина нахлестки, которая отсчитывается от верха перекрытия. Сумма 2940 + 160 +1300 = 4400 мм должна быть равна сумме  «высота колонны» + «толщина перекрытия» + «длина нахлестки». В нашем случае толщина перекрытия 180 мм, проверяем себя 2920 + 180 +1300 = 4400 мм – сходится.

Стержень поз. 1 не прямой. Он изогнут так, что верхняя часть (выпуск в следующую колонну) смещена относительно оси стержня на 20 мм. Для чего это делается? Чтобы установке арматуры колонны верхнего этажа не мешали выпуски из колонны нижнего этажа. Диаметр наших стержней 16 мм, реальный диаметр – 18 мм. То есть нам нужно отогнуть выпуск минимум на 18 мм, но для запаса мы округлили до 20 мм.

Ну и конечно радиусы загиба стержней. Указываем обязательно. Для определения радиуса удобно пользоваться табличкой (я ее списала когда-то из какого-то справочника), она удобнее рисунка 8 из руководства по проектированию:

Класс арматуры	Минимальный диаметр загиба в свету при диаметре стержня		Максимальный угол загиба
	До 20	20 и более
А-I	2,5d	2,5d	Не ограничен
A-III	6d	8d	90°

 

В нашем случае арматура класса А400С (приравнивается к А-III) диаметром 16 мм, значит диаметр загиба равен 6∙16 = 96 мм. Радиус тогда равен R = 96/2 = 48 мм.

На этом комментарии к чертежу закругляю.

Если вы хотите увидеть статьи на тему оформления чертежей каких-либо других железобетонных конструкций, пишите об этом в комментариях.

 

class=»eliadunit»>

Добавить комментарий

svoydom.net.ua

опалубка, армирование, примеры выполнения чертежей.

Всё на тему конструирования колонн собрано в этом разделе. Информация для удобства разбита по темам и представлена ниже. Выбирайте, читайте, изучайте.

Хочется отдельно сказать о том, что же за зверь такой – конструирование. Расчет выполнить нужно, но не достаточно. Определить габариты конструкции и ее рабочую арматуру не достаточно. Есть еще масса нюансов, которые расчет не выявит. Их нужно просто знать (найти в нормативной литературе) и применить. В принципе, если вы просто возьмете «Руководство по конструированию железобетонных конструкций»  или более современный (но мало отличающийся по сути) справочник Тихонова, и, не особо задумываясь, скурпулезно выполните абсолютно все требования, которые касаются вашей конструкции, вы с задачей справитесь. Я же хотела с помощью цикла статей о конструировании колонн дать понимание сути конструирования:

• В чем причины многих конструктивных требований и для чего их нужно выполнять.
• Какие ошибки допускают проектировщики при конструировании колонн.
• Как пошагово законструировать колонну и ничего при этом не упустить.
• Какие важные моменты при выполнении чертежей схемы колонн и непосредственно чертежей армирования колонн.
• Как можно проанализировать арматуру колонн, которая получилась при расчете, понять причины завышенного армирования и устранить их.
• Почему важно обращать пристальное внимание на изгибающие моменты в колонне.

Хочется сказать, что всё, что вы НЕ покажете на чертежах, строители НЕ сделают в натуре. Это важная мотивация для проектировщика вникать в тонкости конструирования и делать свои чертежи информативными, полными и понятными.

Тема конструирования колонн не закрыта, ее еще дополнять и дополнять. Я буду благодарна вам за комментарии с пожеланиями, что бы вы хотели еще узнать на тему конструирования.

Алгоритм конструирования колонны

После расчета у конструктора на руках оказываются габариты сечения колонны и площадь продольной и поперечной арматуры. В какой последовательности нужно действовать? Рассмотрим конструирование на примере. Понятно, что с опытом конструирования так дотошно выполнять каждый пункт нет необходимости, но в данной статье я хочу изложить все очень подробно.

Подробнее

Определение длины нахлестки арматуры в колоннах

Содержание: 1. Определение длины нахлестки по нормам Украины. 2. Определение длины нахлестки по нормам России. В данной статье мы определим величину нахлестки арматуры для монолитных железобетонных колонн (подробнее см. статью «Алгоритм конструирования колонны»).

Подробнее

Как армирование колонны зависит от нагрузки

От чего зависит количество арматуры в колонне? От вертикальной силы N (она передает колонне сжимающие усилия) и от изгибающего момента М, который раскладывается на пару сил, одна из них сжимает грань колонны, другая одновременно растягивает.

Подробнее

Изгибающие моменты в колонне. Что можно сделать?

Часто при расчете здания мы сталкиваемся с ситуацией, когда в некоторых колоннах значительные изгибающие моменты вызывают сильное увеличение армирования, а то и вообще колонна не проходит по расчету. Что же делать в такой ситуации?

Подробнее

Основные ошибки при конструировании колонн

Давайте разберемся, какие ошибки часто допускаются при конструировании колонн. 1) Малый защитный слой бетона для рабочей арматуры. Если защитный слой мал, арматура со временем может оголиться, и работа колонны будет нарушена. Также величина защитного слоя влияет на огнестойкость колонны, поэтому лучше избегать минимально допустимого защитного слоя. Хотя в то же время, всегда нужно помнить, что при защитном слое более 50 мм следует устанавливать дополнительную конструктивную арматуру против растрескивания.

Подробнее

Пример выполнения схемы колонн с пояснениями

В этой статье я хочу привести разбор схемы расположения колонн. Колонны монолитные железобетонные, схема подобрана такая, чтобы рассмотреть колонны разных сечений – квадратного, прямоугольного и уголкового. Итак, что должно быть на схеме колонн?

Подробнее

Пример выполнения чертежа монолитных железобетонных колонн

В этой статье я хочу привести разбор чертежа, на котором разработаны колонны. Если вас интересует чертеж схемы расположения колонн, прочтите эту статью Пример выполнения схемы колонн с пояснениями. Колонны монолитные железобетонные, разных сечений – квадратного, прямоугольного и уголкового. Итак, что должно быть чертеже?

Подробнее

 

Еще статьи на тему конструирования ЖБК:

 

class=»eliadunit»>

Добавить комментарий

svoydom.net.ua