🗊Презентация Железобетонные конструкции для условий Севера

Железобетонные конструкции для условий Севера

Нормативная база СП-52-105-2009 «Железобетонные конструкции в холодном климате и на вечномерзлых грунтах». М., 2009. Содержит требования к бетону и арматуре и рекомендации по расчету и проектированию железобетонных конструкций с учетом температурно-влажностного режима. Пособие по проектированию жилых зданий. Вып. 3. Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85). М. ЦНИИЭПЖилища, 1986. РСН58-86. Рекомендации по проектированию наружных стен панельных жилых зданий для северной строительно-климатической зоны. Л.: ЛенЗНИИЭП, 1986. Руководство по проектированию крупнопанельных зданий в сложных грунтовых условиях. Л.: ЛенЗНИИЭП, 1989.

Характеристики климатических районов

Схематическая карта районирования Северной строительно-климатической зоны

Деление ЖБК в зависимости от условий эксплуатации Надземные – располагаются выше отм. 0,5 м над поверхностью грунта, подвергаются воздействию атмосферных осадков, ветра, солнечной радиации, изменению температуры воздуха, действию капиллярного подсоса влаги; Находящиеся в зоне сезонного оттаивания грунта (в деятельном слое) - ниже отм. 0,5 м над поверхностью земли и на 1,2 м ниже уровня земли. Бетон в этой зоне подвергается попеременному замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии. Наиболее интенсивно это происходит ниже уровня дневной поверхности грунта, а так же на границе «сезонно-замерзающий слой – вечномерзлый грунт», где накапливаются воды, содержащие соли. Находящиеся ниже глубины сезонного оттаивания, где не проявляется влияние сезонных колебаний температур; Находящиеся в зоне стабильных температур, на глубине более 10 м.

Группы ЖБК при проектировании 1 – железобетонные конструкции, расположенные в сезонно-оттаивающем слое грунта и подвергающиеся попеременному замораживанию и оттаиванию; 2 – наземные железобетонные конструкции, подвергающиеся воздействию атмосферных осадков и попеременному замораживанию и оттаиванию; 3 – железобетонные конструкции, защищенные от атмосферных осадков и подвергающиеся замораживанию и оттаиванию.

Требования к бетону в зависимости от условий работы

Требования к материалы для железобетонных конструкций свайных фундаментов по СП52-105 и СНиП 2.03.01

Особенности расчета ЖБК на Севере

Расчетные стадии работы статически неопределимой железобетонной конструкции 1-я стадия – первое замораживание до расчетной зимней температуры бетона конструкции при кратковременной нагрузке. Возникают наибольшие усилия от воздействия температуры и влажности воздуха. 2-я стадия – длительное попеременное замораживание и оттаивание при продолжительном действии нагрузки. Происходит снижение прочности и жесткости элементов, уменьшение усилий и увеличение деформаций. Расчет статически определимых конструкций производят только для 2-й стадии.

Учет условий работы при расчете ЖБК

Расчетные сопротивления бетона растяжению умножаются на коэффициент γbt При первом замораживании γbt = 1,1γb При попеременном замораживании-оттаивании γbt = 0,9γb Начальный модуль упругости бетона принимают При первом замораживании Еbt = Eb∙βb При попеременном замораживании-оттаивании Еbt = Eb/(1 – φb,cr)

Значение коэффициента температурного расширения по СП-52-105-2009

АРМАТУРА Особенности работы Повышение вероятности хрупких разрушений вследствие воздействия нагрева при сварке арматуры, в особенности, в сочетании с динамической и многократно повторяющейся нагрузкой, а также в зависимости от содержания в стали углерода и легирующих элементов и особенностей технологии изготовления арматуры; Изменение диаграммы деформирования арматуры, выражающееся в возможном увеличении предела текучести и модуля упругости, а также в уменьшении пластичности.

Рекомендуемая арматура Горячекатаная гладкая класса А240; Горячекатаная кольцевого периодического профиля классов А300, А400; Термомеханически упрочненная и горячекатаная серповидного профиля класса А500С; Холоднодеформированная волочением с последующей накаткой периодического профиля класса Вр-I; Холоднодеформированная прокаткой периодического профиля класса В500С;

Профили арматуры

Преимущественно рекомендуется арматура с гарантией ударной вязкости северного исполнения горячекатаная класса Ас300 и термомеханически упрочненная класса Ас500С Предельная растяжимость арматуры при -55 0С ≤ t ≤ -70 0С: Класса А240, А300, А400, А400С, А500С, В500, В500С - ε = 0,021 Класса Ас300, Ас500С - ε = 0,025

Преимущества арматуры класса Ас500C перед арматурой класса А400 (A-III): высокая пластичность, как в исходном состоянии, так и после сварки (хладостойкость при температурах до -70 град.С выше, чем у стали 10ГТ (А240), поэтому вполне применима и для монтажных петель); полное исключение вероятности хрупких разрушений сварных соединений; более высокие предел текучести и расчетное сопротивление, позволяющие получать до 20% экономии стали; низкая себестоимость (цена арматуры класса Ас500C не превышает цены арматуры класса А400 из стали 35ГС).

Применение арматуры на Севере (при t ≤ - 55 0С)

Аварии каменных зданий в г. Якутске

Основные причины разрушения каменных зданий в г. Якутске Трещинообразование фундаментных конструкций от температурно-усадочных деформаций железобетона; Деструкционное разрушение увлажненного бетона от переменного замораживания и оттаивания в участках трещинообразования; Низкая морозостойкость материала, отсутствие требований по морозостойкости и водонепроницаемости; Отсутствие или невыполнение требований по конструированию железобетонных на Севере; Деструкционное разрушение увлажненной кирпичной кладки при переменном замораживании и оттаивании

Примеры температурных разрушений фундаментов

Общий вид деформирования цеха №17 ГУП «Якутптицепром»

Вид разрушенной сваи

Схема работы фундаментного блока

Схема работы свайных фундаментов на температурные деформации

Расчетные схемы стадий проектирования

Требования к конструированию Длина температурного блока фундаментной балки L = 12…15 м; Высота проветриваемого подполья до низа фундаментной балки: при отсутствии инженерных сетей hп ≥ 1м; при наличии инженерных сетей hп ≥ 1,2 м. Ширина деформационного шва стен, см а = 10 + 2(n-5)

Армирование свай При действии только вертикальных (продольных) сил достаточно в пределах деятельного слоя армировать 4…12 стержнями Ø14…20 мм. Выпуски из свай имеют длину 250…400 мм; При действии изгибающих моментов и горизонтальных (поперечных) сил армируют весь ствол устройством жесткого каркаса с усиленной поперечной арматурой

Сопряжения железобетонной сваи с монолитным ростверком

Таблица расчетных нагрузок на сваи по РМ2-77 (разработан ГТПИИ «Якутгражданпроект») ;

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ СТЫКОВ Уплотняющие прокладки

Герметизирующие мастики

Воздухозащитные ленты

Схемы поперечных разрезов панельных зданий а – поперечно-жесткое; б – с навесными стенами одной продольной и несущими поперечными стенами; в – с навесными стенами и несущими поперечными стенами; г – с продольными несущими стенами

Пространственная жесткость зданий, возводимых на ВМГ обеспечивается за счет: Сохранения вечномерзлого состояния грунтов; Заанкеривания свай в мерзлый и талый грунт; Жестких дисков перекрытий; Совместной работы жестких дисков перекрытий с вертикальными диафрагмами жесткости, диафрагмы жесткости устанавливаются и в пределах вентилируемого подполья

Сопряжение конструктивных элементов зданий в пределах вентилируемого подполья и первого этажа 1 – свая; 2 –с борный ростверк; 3 – монолитный ростверк под угловую колонну; 4 – сборный подколонник; 5 – ригель цокольного перекрытия; 6 – укороченная колонна; 7 , 9 – колонна первого и второго этажей; 8 – ригель междуэтажного перекрытия

Монтажные схемы сплошных диафрагм жесткости а – в плоскости ригелей; б – в продольном направлении 1 – подколонник; 2 – укороченная колонна; 3 – колонна первого этажа; 4 – ригель; 5 – укороченная диафрагма жесткости; 6 – диафрагма жесткости первого этажа