Расчет монолитной железобетонной лестницы в Лире. Пример расчета. Видео. Железобетонная лестница монолитная
Опалубка для монолитных винтовых и прямых лестниц
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВИНТОВЫХ ЛЕСТНИЦ И ОПАЛУБОК
1. Винтовая монолитная железобетонная лестница
Все размеры лестницы (опалубки) см. на чертежах.
В «народе» такую опалубку называют «полувинтовой». Лестница комфортна для передвижения грузов. За 2 дня собирается, армируется и заливается бетоном. Срок службы опалубки от 400 до 500 циклов. Наши первые опалубки, которым 20 лет, «обернулись» более 200 циклов и не имеют дефектов.
Хочется отметить, что данные опалубки (как и все другие) изготавливаются на заводе с соответствующей спецификой работы. Все опалубочные элементы выполнены из листовой стали толщиной 4мм. Наиболее ответственные детали изготовлены на гибочных станках, либо по шаблонам и специальным «кондукторам» с высокой точностью размеров, а также с требованием технической эстетики.
Элементы опалубки сложны и трудоемки в изготовлении, зато просты в эксплуатации.
Опалубка полувинтовой лестницы
2. Винтовая железобетонная лестница со ступеньками на монолитном косоуре
Диаметр косоура: наружный — 1700мм. внутренний — 1100мм
Диаметр лестницы: max — 3000мм, min — 2200мм;
Длина ступеньки: max — 1000мм, min — 800мм;
Высота ступенек — 175мм.
Особенность изготовления лестницы состоит в том, что опалубка косоура собирается на месте с последующим армированием и бетонированием, а ступеньки изготавливаются в отдельном специальном помещении, либо на месте эксплуатации косоура. Опалубка ступенек по длине регулируется в диапазоне от 800мм до 1000мм. После бетонирования и определённой выдержки бетона, ступеньки доставляются к месту сборки и монтируются к косоуру.
По сравнению с предыдущей лестницей трудоёмкость лестницы со ступеньками на косоуре значительно выше, требуется большой ассортимент арматуры и закладных деталей, дополнительный монтаж, транспортировка и т.д. Но все окупается тем, что такая лестница очень красивая. Можно даже рискнуть заявить, что это самая красивая из монолитных винтовых бетонных лестниц. Для работы желательно также иметь как «левую», так и «правую» конструкции опалубок косоура и ступенек (они не взаимозаменяемые).
Срок изготовления косоура — 1-2 дня, ступенек — 1 день. Количество ступенек в заказе регулирует сам заказчик, оптимально 10 ступенек.
Опалубка косоура и ступеней
косоур
опалубка косоура
лестница со ступенями на косоуре
3. Лестница винтовая железобетонная со ступеньками вокруг столба
Фактически лестница представляет собой центральный металлический столб, защемленный между полом и потолком. На этот столб последовательно надеваются ранее изготовленные ступеньки. В зависимости от схемы сборки (направления раскручивания «веера») лестница может быть как левая, так и правая. Таким образом, это самая простая из предыдущих двух опалубок. Рекомендуется иметь 10 форм для 10шт. ступенек. Примерно за две заливки можно обеспечить для лестницы 3-х метровой высоты необходимое количество ступенек. Уделено в опалубке большое внимание эстетическим особенностям ступенек. Собранная лестница выглядит очень красиво и не имеет себе аналогов.
Радиус лестницы: (длина ступеньки — Lct) min — 900мм, max — 1300мм;
Ширина ступенек: Bct — min — 350мм, max — 450мм;
Высота ступенек: Hct — 175мм.
Опалубка ступеней «ВЕЕР»
specopalubka.org
Расчет монолитной железобетонной лестницы в Лире. Пример расчета. Видео.
Сегодня я хочу с вами поделиться алгоритмом расчета монолитной лестницы в программном комплексе Лира 9.6. В конце статьи вас ждет видео, но сначала немного теории и пояснений.
Имеется у нас лестница, один ее марш с площадками изображен на рисунке, а рассчитывать мы будем один этаж лестницы с двумя маршами.
Ступени (выделено красным) мы учитываем как нагрузку. Работе конструкции они не помогают, а лишь нагружают лестничный марш. А вот элементы, включенные в расчет, - это лестничные площадки и марши (выделено синим).
Итак, давайте начнем расчет.
Видеоурок вы найдете внизу статьи ↓
Сбор нагрузки.
1. Нагрузка от собственного веса марша и площадки определится автоматически.
2. Нагрузка от веса ступеней.
Нагрузка от веса ступени вертикальная, она не перпендикулярна маршу. Мы ее будем задавать в виде неравномерно распределенной нагрузки на каждую ступень (подробнее в видео). Изменяется она от нуля до максимального значения, равного высоте ступени 0,15 м, умноженной на вес железобетона 2,5 т/м³ и на коэффициент надежности по нагрузке 1,1:
0,15∙2,5∙1,1 = 0,41 т/м².
Выглядеть в итоге эта нагрузка будет так:
3. Временная нагрузка от веса людей 0,3 т/м² (согласно ДБН "Нагрузки и воздействия) с коэффициентом 1,2:
1,2∙0,3 = 0,36 т/м².
4. Нагрузка для проверки на зыбкость (согласно ДСТУ Б В.1.2-3:2006 "Прогибы и перемещения") – 0,1 т.
Построение расчетной схемы.
Расчетная схема лестницы состоит из трех площадок и двух маршей между ними. Результаты расчета для площадки можно смотреть только по средней площадке, так как к нижней и верхней приложена нагрузка лишь от одного марша.
Опирание площадок в данной задаче – по одной стороне. Вместе с маршем площадки образуют устойчивую конструкцию, по сути ломаная по высоте плита, опирающаяся по двум сторонам. С таким же успехом можно смоделировать и площадки, опирающиеся по трем сторонам, и даже марши, заведенные наружным краем на стену – нужно просто зафиксировать нужные узлы.
Важный нюанс в построении схемы: количество элементов вдоль марша должно быть равно количеству ступеней, так проще будет задавать нагрузку от собственного веса ступеней.
Задание жесткости.
Толщина и площадок, и марша одинакова. Жесткости в расчете мы задаем две: одну с обычным значением модуля упругости бетона, вторую – с пониженным (для расчета по второму предельному состоянию). Сначала мы назначим пониженный модуль упругости, сделаем расчет и проверим перемещения, а затем вернемся в исходные данные, сменим модуль упругости на обычное для железобетона значение и пересчитаем, чтобы уже посмотреть эпюры усилий и выполнить расчет арматуры.
Задание нагрузки.
Три загружения соответствуют трем типам нагрузки:
- Собственный вес и вес ступеней – постоянная нагрузка с коэффициентом надежности по нагрузке 1,1. Кстати, для расчета по второму предельному состоянию коэффициент равен 1,0, это в расчете не учтено, а желательно бы поиграться. Но у нас и с повышающими коэффициентами все прошло с запасом.
Нагрузка от веса ступеней выглядит так:
На каждой ступеньке она меняется от нуля до максимального значения.
Вместе с собственным весом получается так:
2. Временная нагрузка.
3. Нагрузка для проверки на зыбкость – сто кило в середине марша.
Для проверки нагружаем только один марш, так как марши одинаковые.
Напоминаю. Проверка на зыбкость диктует следующее условие: при нагружении лестничного марша в центре пролета нагрузкой 100 кг марш должен прогнуться (вертикальное перемещение) менее, чем на 0,7 мм.
Почему важна проверка на зыбкость? Если конструкция не проходит по расчету граничное условие, лестница будет играть под ногами. Это не будет угрожать целостности конструкции (до определенных пор), но дискомфорта людям принесет немало. Просто страшно ходит по лестнице, которая трясется от каждого шага.
Кстати, после задания всех нагрузок нужно бы сгенерировать таблицу РСУ (расчетные сочетания усилий), о чем я благополучно забыла во время записи видеоурока. Прощаю себе потому, что рассматриваю результаты (усилия и армирование) по РСН (расчетному сочетанию нагрузок). Но лучше об РСУ не забывать, особенно в более сложных расчетах.
Выполнение расчета для проверки деформаций лестницы.
После того, как была построена расчетная схема, заданы связи, нагрузки, жесткости, можно запускать задачу на расчет и смотреть результаты.
В результатах в первую очередь генерируем РСН (расчетное сочетание нагрузок). У нас три загружения, из них два первых сочетаются между собой. Мы, конечно, можем посмотреть результаты по каждому загружению и просуммировать их, но зачем, если программа позволяет нам воспользоваться ее возможностями? Поэтому генерируем РСН (расчет на зыбкость в сочетания не включаем, он идет отдельным сочетанием) и ищем наихудший результат.
В деформациях нам интересны только перемещения по оси Z, вот их и проверяем. У нас деформация лестничного марша максимум 8 мм. При пролете 5400 мм. Согласно ДСТУ "Прогибы и перемещения" максимальный прогиб не должен превышать L/200. Проверим:
5400/200 = 27 мм > 8 мм.
Условие выполняется, наш прогиб меньше максимально допустимого.
Также нужно проверить условие расчета на зыбкость. Прогиб от нагрузки размером в 0,1 т, приложенной в центре пролета, составляет 0,05 мм – значительно меньше 0,7 мм, значит все в порядке.
Выполнение расчета для определения усилий в лестнице.
В результате расчета мы получаем результаты, готовые для экспорта в ЛирАРМ. Посмотрим на эпюры моментов и поперечных сил – они не вызывают вопросов и выглядят вполне логично. Кстати, если бы местные оси пластин не совпадали с глобальными осями (я об этом говорю при построении расчетной схемы), с эпюрами усилий была бы путаница – все было бы не то и не так. Этот вопрос я вынесла в отдельную статью (там же есть наглядное видео), можете изучить (статья в разработке).
Переход в ЛирАРМ и расчет армирования лестницы.
Последний этап – расчет армирования лестницы. Здесь никаких особенностей нет. Импортируем в ЛирАРМ, задаем материалы, выполняем расчет по РСН или РСУ (последнее нужно было сформировать в предыдущем окне) и читаем результаты.
Нижняя рабочая арматура:
Верхняя рабочая арматура:
Все готово для конструирования. Им мы тоже займемся в одной из следующих статей.
Спасибо вам за внимание, а вот и видеоурок.
Вопросы по расчету можно задать в комментариях.
class="eliadunit">Добавить комментарий
svoydom.net.ua
Армирование монолитных железобетонных лестниц - какими конструктивными требованиями нужно руководствоваться
Если мы заглянем в "Руководство по конструированию железобетонных конструкций" в поиске раздела "Лестницы", нас будет ждать разочарование. В остальной литературе – тоже. Есть лишь небольшой графический материал в книге Тихонова (раздел 7). Текстовых рекомендаций по армированию монолитных лестниц я не встречала вообще, а вы?
Но отсутствие адресных рекомендаций не означает, что мы не можем воспользоваться любимым руководством и сделать все правильно. Давайте же в этой статье разберем, какие именно пункты руководства по конструированию нужно соблюдать, разрабатывая чертеж монолитной железобетонной лестницы.
Для начала давайте проведем анализ обыкновенной монолитной лестницы. Она, хоть и цельная, но состоит из площадок и маршей. Площадки – это не что иное, как небольшие железобетонные плиты, поэтому за указаниями по их армированию мы отправимся в раздел ПЛИТЫ. А что же с маршем? Плита – не плита… Как сказать? Давайте рассмотрим, какая часть марша является действительно работающей железобетонной конструкцией.
Я предлагаю вам взглянуть на рисунок выше. Рабочая часть лестничного марша выделена синим. Ступени же (красные) просто являются дополнительной нагрузкой на марш. Правда, после такого разделения, марш представляется более простым для конструирования? Это обыкновенная железобетонная плита ломаной формы с нашлепками в виде ступеней. Именно так к ней и нужно относиться, подбирая подходящие конструктивные требования.
Узлы сопряжения марша и площадок – однозначно жесткие. А значит арматура должна быть либо непрерывной, либо заведена за место опирания (условно это место излома конструкции) на величину анкеровки (а иногда и на две величины, об этом позже). Армируем мы лестницу сетками – сварными либо вязаными. Где устанавливать арматуру, покажет расчет (об этом будет отдельная статья).
В случае с балочной лестницей ситуация немногим изменится. Просто к армированию монолитных "плит" (то есть площадок и маршей) добавится армирование балок.
Рассмотрим конструктивные требования к армированию плитных частей лестниц – маршей и площадок.
Защитный слой бетона
На что влияет защитный слой бетона? Во-первых, это защита арматуры от коррозии и обеспечение надежного сцепления ее с бетоном. Во-вторых, это пожаростойкость конструкции. Но чем больше защитный слой, тем меньше рабочая высота сечения бетона (а значит и меньше несущая способность). А при слишком большой толщине защитного слоя бетон вообще будет растрескиваться. Поэтому нам всегда нужно соблюдать баланс и находить оптимальный защитный слой.
При определении защитного слоя бетона для арматуры лестниц, воспользуемся таблицей 30 руководства.
Напомню, что в Украине нет требований по расчету защитного слоя по противопожарным нормам (у нас нужно проводить испытания огнем каждой монолитной конструкции). Так вот, по опыту испытания без вопросов проходят плиты с защитным слоем 20 мм.
Также не стоит забывать, что стержни нужно делать такого размера, чтобы они спокойно размещались в опалубке – защитный слой должен быть и в торцах стержней, особенно при наличии отгибов.
Если площадка у нас шириной 2500 мм, длина стержней в ней должна быть 2500 – 2∙15 = 2470 мм.
Расстояние между стержнями арматуры в лестницах
Это важный пункт. Шаг стержней зависит от толщины плиты. При слишком тонких плитах шаг арматуры устанавливается гуще, при более толстых – реже. Это обусловлено рациональной работой арматуры в плите. При оптимальном шаге получается наиболее эффективный и экономичный вариант армирования.
Армирование лестницы в месте излома конструкции
Этот интересный момент освещен в руководстве только для ригелей, но кто мешает нам применить его при армировании лестницы? Как раз угол у лестниц обычно меньше 160 градусов. На рисунке 95 мы можем подсмотреть, как стыковать нижнюю арматуру площадки с нижней арматурой марша.
Половина стержней должна быть заведена за ось изгиба конструкции на величину нахлестки, вторая половина – на две величины нахлестки. Если мы конструируем косоур (в виде балки), то обязательно нужно установить еще и хомуты в месте нахлестки, для плитной конструкции хомуты не устанавливаем.
Как видите, если отнестись к лестнице, как к конструкции, состоящей из марша и площадок, которые просто нужно грамотно состыковать между собой, получается не такая уж и сложная задача. Если хотите ознакомиться с пошаговым конструированием монолитной лестницы, загляните в эту статью (в разработке, ссылка будет позже).
class="eliadunit">Добавить комментарий
svoydom.net.ua
