Презентация_теоретические_основы_проектирования_2_Автосохраненный

1. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

2. Меры по снижению материалоемкости:

в полной мере использовать несущую способность конструкций;
по возможности уменьшать класс бетона;
изменять армирование в соответствии с действующими усилиями;
учитывать совместную пространственную работу элементов
конструкций (обеспечивать соединение сборных элементов связями,
арматурными выпусками, замоноличиванием);
снижать нагрузки (за счет применения легких бетонов, легких
конструкций для ненесущих элементов, слоистых и многопустотных
конструкций);
предотвращать образование трещин при изготовлении и возведении
без дополнительного армирования за счет технологических мер
(подбор соответствующих составов бетона, режимов термообработки,
формовочного оборудования и т. п.);
принимать схемы перевозки, монтажа и извлечения из форм
сборных элементов, не требующих дополнительного армирования;
предусматривать монтаж элементов преимущественно с помощью
траверс, обеспечивающих вертикальное направление подъемных
строп;
использовать подъемные петли для соединения сборных элементов
между собой.

3. Меры по снижению трудоемкости:

• Уменьшать номенклатуру типовых элементов в пределах
одного здания;
• Применять элементы, изделия и детали массового
производства;
• Укрупнять сборные элементы;
• Широко использовать высокопроизводительные
машины и механизмы;
• Использовать оптимальные конструкции опалубки
многократной оборачиваемости;
• Разрезку конструктивных элементов производить
преимущественно с позиций обеспечения
технологичности;
• Применять индустриальные решения выполнения
скрытых и инженерных коммуникаций;
• Внедрять автоматизированные технологии управления
процессом бетонирования.

4. Меры по обеспечению надежности в течение срока эксплуатации здания:

• Применять материалы, имеющие необходимую
долговечность и отвечающие требованиям
ремонтопригодности;
• Выбирать конструктивные решения и материалы (класс
по морозостойкости и по водонепроницаемости бетона,
сталь арматуры и з/д) с учетом климатических районов
строительства;
• Не допускать накопление влажности в конструкциях в
процессе эксплуатации;
• Назначать параметры и физико-механические
характеристики материалов с учетом возможного
изменения свойств материалов конструкций во времени;
• Предусматривать меры по защите от коррозии арматуры
и закладных деталей;
• Элементы конструкций, срок службы которых меньше
срока службы здания проектировать так, чтобы их смена
не нарушала смежные конструкции.

5. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

Конструктивные системы различаются по ряду признаков:
1. По форме несущих элементов (прямолинейные и
криволинейные)
2. По системе их пространственной взаимосвязи
(плоскостные и пространственные)
3. По характеру работы ( по способу распределения и
передаче усилий от внешних нагрузок)
Простейшие плоские конструктивные элементы КЭ – балки,
стойки(колонны, пилоны) и стены(панели).
Комбинация балок и стоек образует стоечно – балочную
или каркасную систему.
Коробчатая или стеновая конструктивная система состоит
из плоских горизонтальных и вертикальных стен, стеновых
панелей и панелей перекрытий.
Конструктивную систему не следует смешивать с конструктивной
схемой здания, в которой может сочетаться несколько конструктивных
систем

6. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

7. Схемы арок

а),в),д) Полуциркульная ‒‒ (полукруглая,
римская) — форма полуокружности, центр
на уровне пят арки.
г) Круговая ‒ центр ниже уровня пят арки
б) Стрельчатая — состоит из двух дуг,
пересекающихся в замке под острым
углом.

8. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

а - с цилиндрическими оболочками; б - с призматическими складками; в - с оболочками с вертикальной осью
вращения (купола); г - с оболочками двоякой положительной гауссовой кривизны, прямоугольными в плане; д - с
оболочками двоякой отрицательной гауссовой кривизны, прямоугольными в плане; е - с составными оболочками
из прямоугольных в плане элементов; ж - то же, из треугольных элементов; з - в виде волнистых сводов; и висячего типа с поверхностью однозначной кривизны; к - то же, разнозначной кривизны;
1 - оболочка; 2 - диафрагма; 3 - бортовой элемент; 4 - элемент складки; 5 - опорное кольцо; 6 - элемент оболочки;
7 - волна свода; 8 - висячая оболочка

9. Выбор конструктивных систем

Конструктивная система (КС) здания определяется типом
вертикального несущего элемента:
если вертикальный несущий элемент – колонна, то каркасная КС;
если стена, то стеновая (бескаркасная) КС;
если ствол, то – ствольная КС.
Ствол – это остов здания, представляющий собой жесткий вертикальный
стержень на всю высоту сооружения и являющийся ядром жесткости. К нему
крепятся другие конструкции здания (каркас, панели, объемные блоки)
Выбор КС определяется областями применения различных
конструктивных систем:
• Каркасные – производственные и общественные здания, где требуются
большие помещения, здания гибкой, индивидуальной планировки, в т.ч.
жилые;
• Бескаркасные (стеновые) – жилые и административные здания с
небольшими изолированными помещениями;
• Ствольные – высотные жилые
и административные здания при
ограниченных площадях застройки, градостроительные акценты.

10. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

11. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

Неполный каркас:
а) - с продольным расположением ригелей;
б) - с поперечным расположением ригелей;
1 - колонны; 2 - ригели; 3 - плиты перекрытий;
4 - несущие стены

12. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

Виды конструктивных схем стеновой конструктивной системы:
а)- с продольными несущими стенами; б)- с поперечными несущими стенами; в)-смешанная
схема 1- несущая наружная стена, 2- несущая внутренняя стена, 3- самонесущая стена, 4стены жесткости(лестничная клетка), 5- плиты перекрытий

13. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

Виды конструктивных схем каркасной конструктивной системы: а) – с продольным
расположением ригелей; б) – с поперечным расположением ригелей; в) – с перекрёстным
расположением ригелей; г) – безригельная каркасная конструктивная система; 1 – колонны; 2 –
ригели; 3 – плиты перекрытий; 4 – плита-капитель или надколонная плита; 5 – межколонные плиты; 6 –
пролетная плита с опиранием по контуру

14. Фрагмент монолитного преднапряженного безбалочного перекрытия

15.

Конструктивные системы зданий из
железобетонных конструкций
Конструктивные
системы
Каркасные
Бескаркасные
(стеновые)
Рамная система
Ствольные
Продольно
стеновые
Подвесные
Связевая система
Поперечно
стеновые
Опорные
Рамно-связевая
система
Перекрестно
стеновые
Поэтажные

16. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

Виды каркасов:
а – рамный; б – рамно-связевой; в – связевой;
1 – ригель; 2 – диафрагма жесткости; 3 – шарнирное соединение
ригеля с колонной

17. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

Диафрагма в каркасном строительстве — это ненесущий конструктивный
элемент, обеспечивающий дополнительную сдвиговую и крутильную жёсткость
конструкции и препятствующий возникновению нежелательных перемещений.
Некоторые типы диафрагм жёсткости:
• Внутренняя стена в конструкции здания из любого материала. Например,
внутренние стены фундаментов удерживают внешние стены от выдавливания их
грунтом.
• Балки, заделанные в стены.
Например, в срубе стены связывают врубкой половых и потолочных балок.
• Перекрытие.
Стены по нижней и верхней части можно удерживать от
выпучивания или сдавливания устройством монолитного или закреплённого
сборного перекрытия.
• Продольные и диагональные (вертикальные и горизонтальные) связи.
Такой тип конструкций устанавливается в стенах каркасных зданий.
Функции диафрагм жёсткости:
⦁ предотвращают деформации и смещения каркаса под действием
горизонтальных сил;
⦁ передают горизонтальные нагрузки на стойки, колонны и фундамент, снижая
риск повреждений;
⦁ соединяют между собой отдельные части здания, обеспечивая его целостность и
стабильность.

18. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

Диафрагмы жесткости: одно и 2-х полочные, сплошные и с проемами

19. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

Диафрагма жесткости – это вертикально установленная между колоннами
внутренняя стеновая панель, у которой сверху могут быть полки для опирания
плит перекрытия. Их расставляют в здании в обоих направлениях так, чтобы они
пересекались и образовывали в плане букву Г или Т.
ДЖ крепят к колоннам не менее, чем в 3-х точках по высоте сваркой закладных
деталей. Устанавливают на ленточный фундамент.
Типы диафрагм жесткости:
• одно и 2-х полочные; • сплошные (без проемов); • с дверными проемами; • с
вентиляционными каналами (диафрагмы – вентблоки); • составные
Из диафрагм жесткости составляются пилоны жесткости, которые
рассчитываются на центральное, внецентренное сжатие, на сдвигающие усилия,
как от вертикальных нагрузок, так и от горизонтальных.
Пилоны жесткости располагаются по зданию симметрично и соединяются с
вертикальными элементами по вертикальным швам. Это могут быть:
• сваренные между собой закладные детали или выпуски арматуры;
• бетонные шпонки;
• выступы перекрытий;
• ригеля рам с жесткими узлами;
• перемычки;
• участки перекрытий над проемами между столбами бескаркасного здания

20. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

21. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

Рациональное размещение вертикальных элементов жесткости в
плане многоэтажных зданий (а, б, в ) и вертикальные несущие
конструкции каркаса:
1- рама с шарнирным креплением ригелей: 2 – рама с жесткими
узлами; 3 – пилон; 4 – ствол

22. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

23. Теоретические основы расчета конструкций зданий и сооружений

Конструктивная система здания может быть схематизирована следующими расчетными
моделями:
♦ Дискретная модель
♦ Континуальная модель
♦ Дискретно – континуальная модель
В дискретных моделях сохраняется дискретное расположение связей и вертикальных
элементов. Но дискретизация обычно углубляется членением элементов на более мелкие
участки(МКЭ, метод сосредоточенных деформаций) или заменой континуума стержневой
решеткой. Заложена в расчетном комплексе «Лира»
В континуальных моделях здание рассматривается, как сплошная многоступенчатая
призматическая оболочка с вертикальной или горизонтальной осью. Применяются при
расчете ядер стволов и объемно – блочных зданий.
В дискретно–континуальных моделях сохраняется заданное дискретное расположение
вертикальных элементах конструктивной системы, но сосредоточенные связи заменяются
континуальными, т.е. непрерывно распределенными по высоте здания.
Консольная модель является разновидностью дискретно–континуальной модели, в
которой все связи сдвига приближенно считаются либо шарнирными, либо совершенно
жесткими. Эта модель используется, например, для расчета зданий со связевым каркасом, в
которых узлы соединения ригелей с колоннами специально конструируются шарнирными,
либо при малых значениях