|
Покрытие в виде цилиндрической
оболочки образуется из тонкой плиты (собственно оболочки), изогнутой по
цилиндрической поверхности, усиленной по свободным краям бортовыми элементами
и опирающейся по торцам на диафрагмы ( 12.1).
Расстояние между осями опорных диафрагм 1\ называется
пролетом оболочки, расстояние между бортовыми элементами /г — длиной волны.
Стрелу подъема оболочки, считая от бортовых элементов, обозначают f, а
включая бортовые элементы, — /г ( 12.1,а).
Среди цилиндрических оболочек различают ( 12.1,б,в):
однопролетные, многопролетные, одноволно- Ные, многоволновые, гладкие,
ребристые, усиленные поперечными ребрами жесткости.
В отличие от обыкновенных балок массивного сечения
тонкостенный открытый поперечный профиль длинной оболочки при ее изгибе
деформируется. Этим деформациям препятствуют бортовые элементы. Кроме того, в
бортовых элементах размещается основная растянутая арматура оболочки.
Бортовые элементы бывают различными ( 12.3).
Диафрагмами длинных оболочек могут служить балки, арки,
рамы и фермы ( 12.4). Если в здании есть внутренняя поперечная стена, то
диафрагму заменяют криволинейным ребром, уложенным по стене. Для повышения
жесткости поперечного сечения элементы сборных оболочек проектируют с
продольными и поперечными ребрами.
При длинных оболочках и наличии не менее трех поперечных
ребер высотой не менее 0,0412 отдельные волны одноволновых и многоволновых
оболочек симметричного профиля можно рассчитывать как балки корытообразного
сечения по методу предельного равновесия с учетом образования трещин.
Рассмотрим расчет прочности длинной цилиндрической
оболочки кругового симметричного профиля на действие вертикальной
симметричной нагрузки на стадии предельного равновесия. Расчет ведут, как и
расчет железобетонной балки корытообразного сечения, в предположении, что
ниже нейтральной оси вследствие образования трещин бетон исключен из работы,
а в сжатой зоне сечения напряжения достигли призменной прочности бетона.
По результатам статического расчета подбирают арматуру
оболочки. Из полученного количества продольной растянутой арматуры F& в
оболочках с вертикальными бортовыми элементами 80% арматуры располагают в
пределах бортового элемента, из них 60% концентрируют в нижней части
элемента. '
Вдоль оболочки площадь поперечного сечения продольной
арматуры сокращается в соответствии с изменением усилий. Однако до опоры
должно быть доведено не менее 30% арматуры пролетного сечения.
По наибольшим ординатам эпюры Мг, как для плиты,
определяют сечение поперечной арматуры, которую укладывают соответственно
эпюре Mi в растянутой зоне продольных сечений. Схема армирования длинных
цилиндрических оболочек показана на 12.6.
Нагрузкой на диафрагмы является опорное давление оболочки,
передаваемое в виде сдвигающих сил S, касательных к срединной поверхности
оболочки, кото
рые обратны по направлению и равны по значению сдвигающим
усилиям в оболочке на опоре.
2. Складки. Складчатые покрытия (складки)
образуются из монолитно связанных между собой тонких плоских плит. По
продольным краям складок, так же как в цилиндрических оболочках, устраивают
бортовые элементы
Складчатые покрытия могут быть однопролетными,
мпогопролетными, одноволновыми и многоволновыми. В продольном направлении они
опираются на диафрагмы в виде балок или шпренгельных систем.
Ширина граней складки принимается равной 3— 3,5 м с тем, чтобы толщина граней была не более 10 см.
В продольном направлении складки рассчитывают так же, как
цилиндрические оболочки. По значениям изгибающих моментов, определяемых из
расчета в продольном направлении как для однопролетной или мно- гопролетиой
балки, вычисляют площадь продольной растянутой арматуры как для балок
соответствующего профиля.
Для подбора продольной арматуры и вычисления прогибов
сечение складки приводится к прямоугольному, тавровому или двутавровому, после
чего его рассчитывают по действующим нормам
Продольную растянутую арматуру располагают в бортовых
элементах. В складках конструктивно устанавливают также сжатую арматуру из
стержней диаметром 5— 7 мм с шагом 20—25 см.
Для определения поперечных изгибающих моментов длинные
одноволновые и многоволновые складки рассчитывают в поперечном направлении
как многопролетные плиты с опорами в ребрах (местах переломов). Нагрузку
считают равномерно распределенной.
Полученные из этого расчета отрицательные моменты в
верхнем крайнем ребре А
для складок умножаются на поправочный коэффициент в
зависимости от типа и размеров бортового элемента ( 12.1).
3. Короткие оболочки. Как отмечено выше, при отношении оболочка
называется короткой. Короткая оболочка, так же как и длинная, состоит из трех
основных конструктивных элементов — тонкой сводчатой плиIы, диафрагм и
бортовых элементов ( 12.8). Короткая оболочка в основном работает на сжатие и
передает нагрузку на диафрагмы посредством сдвигающих сил S. Диафрагмы
проектируют в виде арок.
Для восприятия растягивающих напряжений над диафрагмами и
в примыканиях к бортовым элементам в плите оболочки в обе стороны от
диафрагмы по ширине 0,1 h и около бортового элемента на расстоянии 1,25— 1,5 м устанавливают дополнительные арматурные сетки ( 12.9).
|