Голышев - Проектирование железобетонных конструкций (1985)

ПРЕДИСЛОВИЕ

Увеличение объема капитального строительства при одновременном расширении области применения бетона и железобетона требует всемерного облегчения конструкций и, следовательно, постоянного совершенствования методов их расчета и конструирования.

Развитию науки о железобетоне и повышению качества проектирования железобетонных конструкций способствовали многочисленные исследования, выполненные в послевоенные годы, и сопутствовавший им периодический пересмотр норм проектирования. Принципиально новым шагом вперед явился выход норм 1955 г. (НиТУ 123-55 и СН 10-57), где впервые регламентировался расчет конструкций по методу предельных состояний. В СНиП П-В. 1-62 впервые установлена единая методика расчета ненапрягаемых и предварительно-напряженных железобетонных конструкций. Много принципиально новых положений введено и при разработке главы СНиП П-21-75, действующей с 1977 г. СНиП П-21-84 содержит уточнение некоторых положений; его появление обусловлено, главным образом, переходом на систему единиц СИ (СТ СЭВ 1052-78) и заменой марок по прочности на сжатие и растяжение на классы. Поэтому в предлагаемой читателю книге под современными подразумеваются нормы, действующие с 1977 г., под старыми — нормы, действовавшие до этого периода (СНиП Н-В.1-62).

Способствовать овладению особенностями проектирования железобетонных конструкций, уменьшению трудоемкости их расчетов и помочь инженерам-проектировщикам и студентам вузов и факультетов строительного профиля в освоении новых методов расчета железобетонных элементов и конструкций по предельным состояниям призваны различного рода пособия. Так, в частности, заслуженной популярностью у читателя пользовался капитальный труд И. И. Улицкого, С. А. Ривкина, М. В. Самолетова и др. «Железобетонные конструкции (расчет и конструирование)». Однако со времени последнего издания A972 г.) многие положения расчета устарели. Поэтому в настоящее время назрела необходимость создания нового пособия по проектированию железобетонных конструкций, отражающего в достаточной мере современное состояние строительной науки и учитывающего требования новых норм. Именно таким пособием, по замыслу авторов, является настоящая работа.

В книге приведены подробные данные о материалах для железобетонных конструкций и рекомендации по их выбору, а также указания по конструированию. Значительное место отведено расчету элементов бетонных и железобетонных конструкций по предельным состояниям (по несущей способности, деформациям и по трещиностойкости) в соответствии с требованиями нормативных документов, в отдельных случаях — на основе уточненных методов, позволяющих получать более экономичные решения. Отмечены основные отличия современных нормативных документов от старых, действовавших до 1977 г., и даны краткое обоснование и разъяснение новых положений расчета и конструирования.

Освещены вопросы проектирования несущих элементов железобетонных конструкций (фундаменты, колонны, балки, плиты, рамные конструкции). При решении ряда задач рассмотрены вопросы, связанные с учетом влияния ползучести бетона, а также с расчетом по методу предельного равновесия, причем не только в классической, но и в более общей постановке — с учетом ограниченной пластичности исходных материалов.

Отдельный раздел посвящен примерам расчета и конструирования наиболее распространенных железобетонных конструкций. Основное внимание при этом уделено сборным конструкциям, особенно крупноразмерным. Вместе с тем авторы сочли целесообразным, и это полностью отвечает тенденциям в строительстве, поместить примеры проектирования монолитных конструкций.

При работе над книгой авторы использовали материалы, содержащиеся в современных нормативных документах, учебных курсах и монографиях (по отдельным вопросам), а также разработки, выполненные в лаборатории теории расчета железобетонных конструкций НИИСК Госстроя СССР.

РАЗДЕЛ I. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И КОНСТРУКЦИИ

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ДАННЫЕ

Указания по проектированию конструкций

При разработке проектов зданий и сооружений выбор конструктивных решений производят исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения материалоемкости, трудоемкости и стоимости строительства, достигаемых за счет внедрения эффективных строительных материалов (в том числе местных) и конструкций, снижения массы конструкций, наиболее полного использования физико-механических свойств материалов и соблюдения требований по их наиболее экономичному расходованию.

Принятые конструктивные схемы должны обеспечивать необходимую прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость зданий и сооружений в целом, а также отдельных конструкций на всех стадиях возведения и эксплуатации.

Элементы сборных конструкций должны отвечать условиям механизированного изготовления на специализированных предприятиях, причем их рекомендуется укрупнять настолько, насколько позволяют грузоподъемность монтажных механизмов, габариты и условия транспортировки и изготовления. Предпочтение отдают предварительно напряженным конструкциям из высокопрочных бетонов и арматуры, а также из легкого и ячеистого бетонов, если их применение не ограничивается специальными требованиями.

Особое внимание в сборных конструкциях должно обращаться на прочность и долговечность соединений. Конструкции узлов и соединений элементов должны обеспечивать надежную передачу усилий, прочность самих элементов в зоне стыка, а также связь дополнительно уложенного бетона в стыке с бетоном конструкции с помощью различных конструктивных и технологических мероприятий.

При проектировании монолитных конструкций следует предусматривать унифицированные размеры, позволяющие применять инвентарную опалубку и укрупненные пространственные арматурные каркасы.

Проектирование зданий и сооружений для сейсмических районов осуществляют с учетом следующих основных положений:

снижение сейсмических нагрузок должно достигаться путем применения рациональных конструктивных схем и облегченных несущих и ограждающих конструкций;

объемно-планировочное решение зданий и сооружений должно удовлетворять условиям равномерного распределения масс и жесткостей;

основные несущие конструкции должны быть, по возможности, монолитными или сборно-монолитными; в сборных конструкциях стыки должны быть надежны и расположены вне зоны действия максимальных усилий;

следует предусматривать мероприятия, облегчающие (или обеспечивающие) возможность развития в узлах и элементах конструкций пластических деформаций, значительно повышающих сопротивление действию кратковременных сил.

Здания и сооружения сложной формы в плане или с резко отличающимися высотами отдельных участков разделяют антисейсмическими швами на отдельные отсеки прямоугольной формы. Размеры зданий (отсеков) с несущим железобетонным каркасом или с несущими монолитными бескаркасными стенами определяются требованиями для несейсмических районов, но не должны быть более 150 м. Антисейсмические швы разделяют смежные отсеки по всей высоте зданий и сооружений и выполняются путем постановки парных стен, рам или их сочетания. Ширина шва определяется расчетом или в зависимости от высоты сооружения. При высоте до 5 м она должна быть не менее 3 см, при высоте 5 м и более увеличивается на 2 см на каждые 5 м высоты.

Мероприятия по обеспечению сейсмостойкости зданий и сооружений принимаются в зависимости от их расчетной сейсмичности с учетом сейсмичности участка строительства и назначения зданий и сооружений.

Унификация конструкций зданий

При проектировании выбирают объемно- планировочные и конструктивные решения, обеспечивающие максимальную унификацию и сокращение числа типоразмеров и марок конструкций.

Для сокращения числа марок конструкции одного типоразмера проектируют с учетом унифицированных расчетных данных.

Современные методы унификации характеризуются применением Единой модульной системы (ЕМС) при назначении размерных градаций планировочных и конструктивных параметров зданий, определением целесообразного диапазона расчетных нагрузок для типизации конструкций, установлением оптимального сортамента стандартизированных изделий и определенными правилами привязки строительных конструкций к разбивочным осям.

Единая модульная система представляет собой совокупность правил координации размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий на базе основного модуля — 100 мм (1М).

Размеры и взаимное расположение объемно- планировочных и конструктивных элементов назначают с учетом основного и производных модулей, соблюдения правил расположения разбивочных осей и привязки к ним конструкций зданий.

Производственные здания

При проектировании производственных зданий необходимо стремиться к наиболее простой (прямоугольной) форме в плане и избегать перепадов высот.

В производственных зданиях стены проектируют из панелей (кирпичная кладка преимущественно в зданиях небольшого размера, в цокольной части зданий с панельными стенами, а также из асбестоцементных листов в местах ворот и отверстий для пропуска инженерных коммуникаций); покрытия и перекрытия — беспрогонными из крупноразмерных панелей; примыкания галерей, эстакад и прочих сооружений к производственным зданиям — консольными без опирания на каркас и ограждающие конструкции здания.

Одноэтажные здания. Эти здания проектируют, как правило, с пролетами одного направления, одинаковой ширины и высоты. В случаях, обоснованных рациональным решением технологических процессов либо требованиями, связанными с осуществлением блокирования цехов, может быть допущено минимальное количество различных унифицированных пролетов. Взаимно перпендикулярные пролеты применяют для отдельных производств только при наличии существенных преимуществ в технологической планировке и в организации производственных процессов.