НИ ИСК ГОССТРОЯ СССР БТИСМ им. И. Л. ГРИШМАНОВА

РЕКОМЕНДАЦИ И ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПОКРЫТИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ С ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМИ ПАНЕЛЯМИ-ОБОЛОЧКАМИ КСО

КИЕВ-БЕЛГОРОД

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИИ ГОССТРОЯ СССР (НИИСК)

БЕЛГОРОДСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ им. И. А. ГРИШМАНОВА ГОСУДАРСТВЕННОГО КОМИТЕТА СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ (БТИСМ)

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПОКРЫТИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ С ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМИ ПАНЕЛЯМИ-ОБОЛОЧКАМИ ксо

Одобрены секцией № 1 Научно-технического совета НИИСК Госстроя СССР Протокол № 31 от 28.12.87

КИЕ В —БЕЛГОРОД 1989

рагмах следует принимать 2,6 м (из условии крепления к ним путей подвесного транспорта), а шаг остальных стоех -3 м. Возможно также решение диафрагм с шагом всех сто-» ек равным 3 м при расположении одной стойки по середине пролета.

Поперечное сечение нижних поясов и стоек диафрагм панели-оболочки следует назначать в пределах 120-16 Омм, Уклоны внутренних граней верхнего, нижнего поясов и опорных узлов рекомендуется предусматривать равными 1:10.

2.6 Тортовые ребра следует проектировать трапециевидного сечения с плавными вутовыми сопряжениями с полкой и верхними поясами диафрагм. Высоту тортового ребра ftp следует назначать 1/1S-1/20 пролета, а ширину по низу 6р равной (0,8-И,0)Ьр .

2.7* В качестве аналога при конструировании панели-оболочки КСО могут быть использованы примеры конструктивных решений панелей, приведенные на рис.З и 4 применительно к пролетам 24 и 18 м. В то же время исследованиями [ 7 3 установлено, что рекомендованные в п.п.2.1-2.6 топология, геометрия и параметры элементов являются лишь основой для постановки проектной задачи, ее исходным уровнем. Различные ограничения, накладываемые на поведение конструкции, приводят к неравнозначным запасам несущей способности, жесткости и трешиностойкости конструктивных элементов панели КСО и имеются существенные резервы для их рационального проектирования с позиций структурного синтеза £8^ •

2.8. При наличии вентиляционных шахт и крышных вентиляторов следует предусматривать изготовление панелей с проемами диаметром 400, 700, 1000 и 1450 мм, расположенными во второй грани панели на расстоянии 2220 мм от торца у одного из концов панели (рис.5,а).

При этом вторая грань панели утолщается до 100 мм и соответственно армируется.

2.9. При наличии светоаэрационных фонарей панели следует проектировать с проемом 2000x5600 мм (рис. ^б). При устройстве зенитных фонарей панели КСО размерами

11

ааьягаэдй¹

.-5йда§\#г:«ЖЖ‘^^7ЙЖ?: £S5f,£1!Se^b:

►ра; у-падающие петли для подъема    ^

13

Рис. ^.„Скяадчатые панели-оболочки К СО 3x24м л    Для    воздуховода    или    kp^l,,,,uatv4

&®&5®авр*г1.msvsm<? я»¹

^гко^р^^ваем^кров^ж-^^^^^кция стаек фер» рагмы; I -утолщения полки у пооемсяёГ

УДК 624,024*4:691.328

Приведены рекомендации по расчету и конструированию панелей-оболочек на пролет типа КСО и гибких предварительно напряженных пластин для покрытий производственных зданий* Основаны на результатах экспериментально-теоретических исследований • проводившихся в НИИСК 1г. Киев) и БТИСМ им* Гришманова (г. Белгород) и опыта внедрения панелей КСО разм. 3x24 и 3x18 м в г* Белгороде и г. Киеве.

Рассчитаны на инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских организаций* аспирантов и студентов вузов строительного профиля.

Рекомендации разработаны канд.техн. наук Н.И, С т а -ковиченко, канд. техн.иаук В. И. К о л ч у и о в ы м, инж. Е„В. Осовских.

Раздел, относящийся к технологии заводского изготовления панелей КСО и гибких пластин, разработан инж. С.И, Матюшенко совместно с канд, техн. наук АЛ* Л и б е р -м а и о м.

Научный редактор - канд.техн.наук А.Д. Лнбермая*

Рецензенты:    д-*р    техн.    наук,    проф.    И.Е. М и

лейковский /ПНИ ИСК им. В.А.Кучеренко/, ст. науч. сотр., канд*техн. наук Г. В. Шарапов /НИИСК/.

Изд. М? 18-88    (£)    Научно-исследовательский    институт

строительных конструкций (НИИСК) Госстроя СССР, 1989

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие рекомендации составлены на основании экспериментально-теоретических исследований покрытий производственных зданий, состоящих из панелей-оболочек на пролет типа КСО и гибких пластин, проводившихся в НИИСК Госстроя СССР и Белгородском технологическом институте строительных материалов им. И. Л.Грии1манова (БТИСМ).

Приведены сведения _# позволяющие эаконструировать_/ рассчитать панели-оболочки типа КСО и гибкие пластины по прочности методами предельного равновесия, а также по жесткости и трещиностойкости методом конечных элементов или вариационным методом В.З.Власова,

Особенность применения панелей КСО - возможность пропуска в межферменном пространстве технологических коммуникаций как вдоль пролета , так и из пролета в про -лет.

В рекомендациях рассматриваются два основных конструктивных решения покрытия - рядовое и комбинированное.

В рядовом варианте покрытия панели-оболочки устанавливаются вплотную друг к другу. В комбинированном - с промежутком Зм между ними, который затем перекрывается гибкими предварительно напряженными пластинами. В обоих вариантах покрытий панели-оболочки устанавливаются на продольные конструкции; при шаге колонн 6м - на балки;

12м - на подстропильные фермы треугольного очертания или балки с горизонтальным верхним поясом.

При расчете безраскосных ферм-диафрагм предусмотрена возможность регулирования усилий в их поясах.

Несущая способность гибкой пластины определяется по деформированной схеме.

Расчет жесткости и трещиностойкости панели-оболочки КСО и гибкой пластины выполняется с применением пластинчато-стержневой аппроксимации конструктивных элементов и программных комплексов, реализующих метод конечных элементов для пространственных систем, например, ППП

3

АПЖБК, 'ПРОКРУСТ-81' и др, При учете неупругих деформаций и трещин в элементах панели К СО рекомендовано использование специально разработанных (на основе метода конечных элементов) итерационных алгоритмов и программ. Для нелинейного расчета пластин {пологих оболочек) рекомендовано применение итерационного алгоритма и программы, составленных на основе вариационного метода В.З,Власова»

В Рекомендациях приведены особенности технологии изготовления панелей-оболочек КСО и гибких пластин*

Панели-оболочки КСО размером 3x24 и 3x18 м внедрены при строительстве промышленных объектов в Белгородской и Киевской областях для зданий различного назначения. Опыт проектирования и возведения покрытий из панелей КСО показал, что по сравнению с типовыми решениями из плит и ферм снижение расхода бетона и стали составляет 15-20%, трудозатрат на монтаже в 1,8-2 раза, приведенных затрат на 5-8 р. /м² площади здания, В комбинированных покрытиях расход стали и бетона снижается на 20-30%, а приведенные затраты по 8-10 р./м?

Экспериментальные исследования натурных образцов конструкций размером 3x24,3x18 м и разработка заводской технологии изготовления проводились НИИСК Госстроя СССР, БТИСМ им. И,А.Гришманова и Территориальным строительным объединением (ТСО) 'Белгородстрой'.

4

1. ОБШИБ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Панели-оболочки КСО (крупноразмерная складчатая об почка) предназначаются для покрытий промышленных, общественных и других зданий с пролетами 18 и 24 м. Применение панелей КСО предусматривается в покрытиях однопролетных и многопролетных зданий с фонарями (светоаэрационными и зенитными) и без них в бескрановых зданиях, а также оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 30/5 т или подвесным транспортом грузоподъемностью до 5 т ( рис. 1.). В покрытиях из панелей КСО возможны установка крышных вентиляторов, вытяжных шахт, а также устройство легкосбрасываемой кровли. Панели КСО могут быть в комплексном исполнении (с утеплителем).

1.2. Как установлено анализом, до 30% промышленных зданий выполняются с оазвитой сетью технологических коммуникаций, размещаемых в межферменном пространстве.

В покрытиях с панелями КСО возможен пропуск коммуникаций как вдоль пролета диаметром до 1,2-1,6 м, так и из пролета в пролет диаметром до 0,6 м. В этом состоит существенное отличие панелей КСО от известных панелей на пролет типа КЖС и П.

1.3.    НИИСК и Киевским Промстройпроехтом разработана рабочая документация'серии КП-206 в составе 11 выпусков, предназначенная для строительства зданий из панелей-оболочек КСО в 1,2 и 3 районах снеговых нагрузок под расчетные нагрузки 4,42-8,34 кН/м? в том числе для слабо- и бреднеагрессивной среды.

Институтом "Центрогипроруда* Минчермета СССР, ПТИСМ и НИИСК разработана рабочая документация панелей-оболочек КСО со схемой расположения стоек с шагом 3 м, а также рабочие чертежи комплексных панелей-оболочек полной заводской готовности с эффективным утеплителем из полистиролбетона.

1.4.    Проектирование панелей-оболочек КСО выполняется в соответствии с [ 1-6].

1.5.    Железобетонные конструкции панелей-оболочек

К СО и гибких пластин-оболочек рассчитывают по прочности (предельные состояния первой группы), а также по жесткости (предельные состояния второй группы).

Расчет прочности складчатой панели-оболочки КСО производят статическим способом метода предельного равновесия, а расчет прочности гибкой пластины - пологой цилиндрической оболочки - кинематическим способом метода предельного равновесия с учетом деформированной схемы по методу итераций.

1.6. Расчет панелей КСО и пластин-оболочек по жесткости и трехвдностойкости производят методом конечных элементов с использованием расчетных моделей различных уровней и существующих общих универсальных программ для расчета пространственных систем.

При необходимости учета неупругих деформаций и трещин в железобетоне (а для гибких пластин-оболочек и деформированной схемы) целесообразно применение специально разработанных для рассматриваемых конструкций алгоритмов и конкретных программ, обеспечивающих не только рациональное использование ЭВМ, но и существенно сокращающих объем вводимой и выходной информации, а также улучшающих инженерную обозримость получаемых при этом решений.

1.7.    Изготовление панелей-оболочек целесообразно организовать по стендовой технологии на полигоне или специально оборудованных цехах. Технологическая линия по производству КСО может включать 1-3 форм-стендов. Обслуживание такой линии осуществляется двумя мостовыми шш козловыми краями грузоподъемностью 20-30/5 т|~2зТ ,

1.8.    Изготовление гибких пластин рекомендуется осуществлять по поточно-агрегатной технологии с применением обычных силовых форм, виброплощадок и ямкых камер пропаривания. Предварительное натя сение рекомендуется производить механическим способом с одновременным натяжением всех пооволок каждого из взаимно ортогональных направлений, При небольших объемах выпуска изделей допускается применение и электротермического способа натяжения.

1*9* Транспортирование панелей-оболочек КСО рекомендуется проводить,как правило,специализированным авто -транспортом, имеющим жесткую платформу и оборудованным опорно—крепежными приспособлениями, например, полуприцепом-площадкой ПЛ 26-^24 с тягачом КрАЗ-258, разработанной НИ ИСК или полуприцепом-площадкой, запроектированным Тульским ПКТИ и изготовленным на заводе нестандартного оборудования ТСО 'Белгородстрой*.

В качестве автотранспортного средства для перевозки гибких пластин также используется специализированный транспорт с жесткой платформой* Допускается применение одноосного полуприцепа грузоподъемностью 12 т с управляемой задней тележкой*

1*10» Съем панелей-оболочек КСО с формы и монтаж покрытия на объекте строительства рекомендуется вести специально запроектированными траверсами. Желательно, чтобы тросы траверс располагались под углом 80-90 к поверхности панели*

Раэопалубливание и монтаж с изгибом пластин также осуществляют специальными траверсами. Траверса представляет собой сочетание горизонтальной рамы с блоками, тросами, прогонами и площадками для установки пригрузов с блочно-рычажной системой, осуществляющей прижатие гибкой плиты 3 x6 м к швеллерам-упорам по торцам горизонтальной рамы. Примерами конструктивного решения таких траверс могут быть траверсы, разработанные и изготовленные ЭК6 НИИСК и ЗЖБИ-1 ТСО 'Белгородстрой*.

2. КОНСТРУИРОВАНИЕ ПАНЕЛЕЙ-ОБОЛОЧЕК КСО И ГИБКИХ ПЛАСТИН

2.1.    Пааель-оболочку КСО (рис.2) конструируют в виде пространственной конструкции, состоящей из двух предварительно напряженных безраскосных ферм-диафрагм, соединенных по верху складчатой вутовой полкой* Опорные узлы диафрагм и полку соединяют торцовыми вутами [22]

2.2.    Номинальные размеры панелей-оболочек в плане 8x1, исходя из существующих в промышленном строительстве конструктивных схем, а также из условия транс, портирования. принимаются 3x18 и 3x24 м.

2.3.    Высоту поперечного сечения у торца \\ рекомендуется назначать постоянной для обоих пролетов и равной 750 мм. Высоту прпереиного сечения в середине пролета определяют исходя из стрелы подъема $ , которую рекомендуется принимать равной 1/15-1/20 пролета.

2.4.    Очертание верхней поверхности панели (полки) принимается в виде призматической складки, при этом для упрощения конструирования опалубки складчатую поверхность целесообразно получать на базе окружности. Ширину грани полки d назначают 1.5 м, толщину полки *Ь принимают 1/70-1Л 00, а ширину вутовой части полки b_w -1/10-1/12 ее пролета. Максимальная высота вутового утолщения t_w не должна превышать 1,5 толщины полки.

2.5.    Верхний пояс безраскосных ферм-диафрагм допускается выполнять по длине переменного сечения. Высоту верхнего пояса в середине пролета рекомендуется принимать 1/4-1/в максимальной высоты диафрагмы , а у опорных узлов - на 100-120 мм больше. Ширину сечения верхнего пояса диафрагм также проектируют переменной (с учетом наклона внутренней грани верхнего пояса к вертикали для обеспечения распалубки изделия) и принимают в пределах 1/4-1/6 его высоты Размеры нижней части сечения верхнего пояса ^ и hf назначают из условия размещения арматуры.

Расстояние между двумя средними стойками в диаф-

9

2-2261