При расчете каркаса здания из монолитного железобетона в диафрагмах возникают значительные изгибающие моменты из плоскости диафрагм, что требует установки большого количества арматуры. Возможны ли какие-либо конструктивные меры, чтобы избежать этого?

Назад в список вопросов


Основное назначение диафрагм – воспринимать горизонтальные нагрузки в своей плоскости. Работа диафрагм на различные (силовые и деформационные) воздействия из своей плоскости противоестественны. Одна из задач конструктора, если он стремится к рациональной конструкции, т.е. чтобы соблюдался принцип «безопасность – экономичность», заключается в том, чтобы поручать конструктивным элементам восприятие тех усилий, на которые они лучше всего работают. В инженерной практике таких примеров достаточно много. Так элементы фермы рассчитывают на нормальные усилия, хотя ферменные узлы, как правило, выполняют в натуре по жесткой схеме. Очень часто аналогичным образом поступают при конструировании балочных ростверков, которые рассчитывают исходя из того, что элементы ростверка не воспринимают крутильные усилия. Хотя и в этом случае узлы сопряжения балок конструируют жесткими, т.е. без организации какого-либо явно выраженного шарнира. Основное назначение балок – работа на изгиб, поэтому если есть возможность не поручать им работу на кручение, то это надо делать.
Уход от восприятия неугодных усилий конструкция, если это возможно, организует сама за счет пластических деформаций в стальных конструкциях или микротрещин в железобетонных. Бояться возникновения микротрещин не надо, так как для ухода от неугодного усилия достаточно небольших микротрещин, размеры которых значительно меньше допустимых трещин в растянутых рабочих зонах бетона. Аналогичным образом конструктор может поступать в отношении диафрагм, считая, что они воспринимают усилия только в своей плоскости, т.е. работают как балки-стенки.
Специалисты склонные к исследованиям могут провести такой численный эксперимент: для реального или гипотетического, но достаточно представительного, каркаса провести два расчета. В одном из них смоделировать диафрагму оболочечными элементами (ПК ЛИРА, КЭ №№ 41, 42, 44), в другом – смоделировать диафрагмы как элементами балки-стенки (ПК ЛИРА, КЭ №№ 21, 22, 24). С большой степенью вероятности деформативность каркаса на вертикальные и горизонтальные нагрузки будет практически одинаковой, изгибные усилия в плите во втором случае будут несколько выше – на 5–10 %, но это не так критично, так как плита призвана работать на изгиб. Зато армирование диафрагм во втором случае будет значительно ниже, т.е. принцип «безопасность – экономичность» будет удовлетворен.
Это нравится:0Да/0Нет