Лекция 5 МОНОЛИТНЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ С ПЛИТАМИ РАБОТАЮЩИМИ В

Лекция 5 МОНОЛИТНЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ С ПЛИТАМИ, РАБОТАЮЩИМИ В ДВУХ НАПРАВЛЕНИЯХ

Классификация Монолитные перекрытия с плитами, работающим в двух направлениях Балочные Безбалочные с плитами, опертыми по контуру с плитами, опертыми по углам 1) Перекрестно-балочные: балки располагаются по осям колонн и имеют одинаковую высоту 1) С капителями: при больших нагрузках и пролётах плиты опираются на капители колонн 2) Кессонные: имеются главные балки (по осям колонн) и второстепенные 2) Без капителей: толщина плиты определяется расчётом на продавливание

Перекрестно-балочное перекрытие

Кессонное перекрытие станции «Комсомольская» Балки в перекрытиях создают негладкую поверхность потолков и снижают полезную высоту помещения. Поэтому были предложены безбалочные перекрытия.

Кессонное перекрытие Monper

Расчётная оценка огнестойкости безбалочного перекрытия по несущей способности Безбалочное перекрытие без капителей

Обеспечение жёсткости узлов Равнодействующая стремится оторвать защитный слой «вуты» (расширения) Почему сверху длина анкеровки больше, чем снизу? При жёстком сопряжении арматура должна быть заведена за грань элемента на длину анкеровки. Анкерная шайба При конструировании узла необходимо учитывать знак изгибающего момента.

Безбалочное перекрытие с капителями

Безбалочное перекрытие с капителями Толщина плиты по условию жёсткости:

Назначение капители Продавливающая нагрузка Толщина плиты безбалочного перекрытия определяется его работой на продавливание. Однако при меньшей толщине перекрытия площадь боковых граней пирамиды продавливания останется такой же, если применить капители. 45 Боковые грани пирамиды продавливания, по которым бетон работает на растяжение Верхнее основание пирамиды продавливания

Безбалочное перекрытие с капителями Капитель Однако капители усложняют технологию опалубочных работ. Иногда целесообразно устраивать не капители, а более толстую плиту перекрытия.

АРМИРОВАНИЕ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЙ

Армирование безбалочного перекрытия (разрез) l/4 l/2 l/4 Верхняя арматура основная дополнительная Нижняя арматура основная l/2 l/2 Верхняя арматура основная M'u дополнительная Mоп Mпр Mu Нижняя арматура основная дополнительная

Армирование безбалочного перекрытия (план) Несущая способность основного армирования Дополнительное верхнее армирование Дополнительное нижнее армирование

Армирование безбалочного перекрытия стержнями

Армирование безбалочного перекрытия сетками

Армирование плиты балочного перекрытия Нижнее армирование Верхнее армирование

Армирование плиты балочного перекрытия

Типы капителей. Расчёт на продавливание Сторона большего основания пирамиды продавливания: Среднее между периметрами верхнего и нижнего оснований: Продавливающая сила: Усилие, которое может воспринять бетон при работе на растяжение по площади боковой поверхности пирамиды:

МЕТОДЫ РАСЧЁТА ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЙ НА ПРОЧНОСТЬ ПО НОРМАЛЬНЫМ СЕЧЕНИЯМ

1 - Упругий расчёт методом конечных элементов

Результаты расчёта прогибов

2 - Упругий расчёт по табличным данным Плита, опертая по трём сторонам, с соотношением сторон 1: 1, 5

2 - Упругий расчёт по табличным данным

3 – Расчёт методом предельного равновесия Классические методы строительной механики исходят из предположения о линейно-упругой работе материала, но деформирование реальных материалов остаётся линейно-упругим лишь до некоторого предела; к моменту разрушения развиваются значительные нелинейные и неупругие (остаточные) деформации. В методе предельного равновесия конструкция рассматривается в момент, непосредственно предшествующий её разрушению, когда ещё выполняются условия равновесия внутренних и внешних сил, но малое приращение внешней нагрузки способно вызвать непрекращающийся рост деформаций и последующее разрушение. Это состояние называется предельным равновесием, соответствующие ему нагрузки (или усилия) – предельными нагрузками (усилиями) или несущей способностью. Теория предельного равновесия рассматривает несущую способность статически неопределимых конструкций. Это один из разделов теории пластичности, основы которого были заложены в 1934 -1938 годах профессором А. А. Гвоздевым.

Статический и кинематический методы теории предельного равновесия 1) Статический метод теории предельного равновесия: задают статически допустимое распределение внутренних усилий (т. е. удовлетворяющее условию прочности) и из уравнений равновесия определяют предельные внешние усилия. Из нескольких статически допустимых распределений внутренних усилий наиболее близким к действительному будет то, для которого предельное усилие окажется наибольшим. Rb Rb Rb 2) Кинематический метод теории предельного равновесия: задают кинематически допустимый механизм пластического разрушения конструкции (образование пластических шарниров) и с использованием принципа возможных перемещений (приравнивая работу внешних и внутренних сил на возможных перемещениях системы), определяют предельное внешнее усилие (нагрузку). Из нескольких кинематически допустимых механизмов наиболее близким к действительному будет тот, для которого предельное усилие окажется наименьшим. 3) Теорема о единственности решения: если выбранное статически допустимое распределение внутренних усилий образует пластические шарниры в необходимом числе сечений, превращая систему в механизм, то соответствующая предельная нагрузка будет действительно разрушающей. Rs As Недостаток метода предельного равновесия – отсутствие данных о работе конструкции на стадиях, предшествующих разрушению.

Метод предельного равновесия для стержневого элемента Пластический шарнир, в отличие от обычного шарнира, способен воспринимать изгибающий момент Mu и является односторонним (закрывается при изменении знака момента). q 2 l Определяем работу внешних и внутренних сил, затем приравниваем их: q l f Моп Мпр В любом пролёте l неразрезной балки суммарное значение пролётного Мпр и полусуммы опорных моментов (Моп, л + Моп, п)/2 равно моменту в аналогичной свободно опёртой балке M = ql 2/8 2

Применение метода предельного равновесия к оценке несущей способности статически неопределимых балок q l б) f Моп Мпр q 2 а) в) а) Если несущая способность опорного и пролётного сечения одинакова и равна ql 2/12, то балка может выдержать нагрузку q 1 > q: б) Если сечения балки подобраны по упругой схеме, пластические шарниры в опорных и пролётных сечениях образуются одновременно, и несущая способность равна q. в) Несущая способность балки, сечения которой подобрано по выравненным моментам, также равна q.

Оценка несущей способности плиты, работающей в двух направлениях, методом предельного равновесия Работа силы = (сила) х (перемещение точки приложения силы); Работа момента = (момент) х (угол поворота сечения); Работа линейной нагрузки = (нагрузка) х (площадь); Работа поверхностной нагрузки = (нагрузка) х (объём). Высота сжатой зоны х и несущая способность М опорных и пролётных сечений: Основное уравнение:

Расчёт плиты методом предельного равновесия Необходимо задать схему разрушения: Уравнение равенства работ внешних и внутренних сил на возможных перемещениях: Объём фигуры перемещений плиты:

Схемы разрушения безбалочных перекрытий При полосовом загружении через пролёт При сплошном загружении по всей площади При полосовом загружении:

Схемы разрушения плит, опертых по трём сторонам

ОБРУШЕНИЯ БЕЗБАЛОЧНЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ

Бассейн в Краснодаре за 250 млн.

07 марта 2013 года. Владивосток. В Иртышском переулке обрушилось строящееся монолитное здание После снятия опалубки перекрытия над третьим этажом произошло обрушение монолитной плиты. Наиболее вероятная причина – бетон не набрал необходимую прочность. Через несколько часов после первого обрушения рухнула и оставшаяся часть конструкций. Нижележащие перекрытия не выдержали дополнительной нагрузки. Люди не пострадали.

07 марта 2013 года. Владивосток. В Иртышском переулке обрушилось строящееся монолитное здание

04 апреля 2013 года. Индия. Город Тхань, пригород Мумбаи. Обрушилось строящееся семиэтажное здание

По словам очевидцев, здание сложилось за 3 -4 секунды, как карточный домик. Погибли 70 чел.

Строительство велось без соответствующего разрешения властей. В недостроенном здании уже жили около 35 семей

04 апреля 2013 года. Индия. Город Тхань, пригород Мумбаи. Обрушилось строящееся семиэтажное здание

в Индии крупные постройки нередко возводятся без разрешения и без соблюдения каких-либо мер безопасности

24 апреля 2013 г. Бангладеш. Число жертв обрушения достигло 1, 155 тысячи человек В здании находились четыре фабрики по пошиву одежды, банк и множество магазинов. Днем раньше в стене появились трещины, после этого фабрики и отделение банка были закрыты. Однако владельцы торговых точек и фабрик проигнорировали предупреждения властей, и часть работников вернулись в здание.

24 апреля 2013 г. Бангладеш. Число жертв обрушения достигло 1, 155 тысячи человек 10 мая, через 16 дней после обрушения, спасатели обнаружили под завалами живую женщину. Все это время она находилась в молитвенной комнате.

24 апреля 2013 г. Бангладеш. Число жертв обрушения достигло 1, 155 тысячи человек

14 июля 2012 г. Египет, Александрия. Незаселённое аварийное 11 -этажное здание обрушилось на четыре расположенных рядом малоэтажных жилых дома 15 человек погибли. Живыми из-под завалов извлечены пять человек.

27. 08. 2007. Баку. Обрушение каркаса строящегося 16 -этажного жилого дома 28 августа 2007 года в 17: 50 по местному времени в Баку, по улице Муртузы Мухтарова 185, обрушилась недостроенная 16 -этажная новостройка. Во время обрушения в здании находилось около 30 рабочих. Погибли 25 человек. Причинами трагедии, по сообщению пресс-службы МЧС Азербайджана, стало несоблюдение техники безопасности и норм строительства. К ответственности были привлечены генеральной директор строительной компании, главный инженер, два исполнителя работ. Суд избрал в их отношении меру пресечения в виде трехмесячного ареста.

27. 08. 2007. Баку. Обрушение каркаса строящегося жилого дома

06 октября 2011 года. Пенза. Обрушилось перекрытие подземных гаражей При установлении причин обрушения выяснилось, что была увеличена толщина слоя поверхностной засыпки в три раза от 15 до 50 сантиметров. Дальнейшее увеличение веса произошло из-за намокания слоя засыпанного грунта. Люди в результате аварии не пострадали.

Продавливание плиты перекрытия