Диафрагмы жесткости обеспечивают пространственную жесткость многоэтажных зданий, которые связывают между собой колоны и панели.
Несущая способность диафрагм жесткости преимущественно обеспечивается прочностью бетона, однако для повышения надежности конструкции из конструктивных соображений диафрагмы армируются горизонтальными и вертикальными стержнями у противоположных граней
В бескаркасных зданиях бетонные диафрагмы армируются плоскими вертикальными каркасами, расстояние между которыми не более 1500 мм.
Плоский горизонтальный каркас устанавливается в верхнем и нижнем краях диафрагм. Если диафрагма имеет проем, то вертикальные каркасы устанавливаются по краям проёма, а также предусматривается армирование перемычки над проемом.
Железобетонные диафрагмы, несущая способность которых обеспечивается совместно бетона и арматуры, тогда армируются вертикальными плоскими каркасами, расстояние между которыми принимается не более 400 мм. Горизонтальные соединяющие стержни устанавливаются с шагом не более 500 мм.
Монтаж ригеля на диафрагму жесткости
Наиболее распространенные каркасные диафрагмы по серии ИИ-04 и 1.020-1 отличаются между собой по принципам армирования и конструктивного оформления.
Диафрагмы серии ИИ-04 имеют угловые подрезки в верхних зонах для размещения консолей колонн. В этой же зоне имеются выпуски арматурных стержней, которые привариваются к деталям колонн.
Армируются диафрагмы этой серии замкнутым контурным каркасом из стержней диаметром 12-28 мм.
Диафрагмы серии 1.020-1 не имеют угловых подрезок и армируются плоскими вертикальными каркасами. Дополнительно диафрагмы обеих серий по всей площади армируются сетками с ячейками 200 мм и стержней диаметром 5-12 мм. Диафрагмы устанавливают в плоскости параллельно ригелям, заменяют ригели, и плиты перекрытий опирают непосредственно на консоли диафрагм.
Диафрагмы перпендикулярные ригелям не имеют консолей. По вертикальным граням диафрагм серии ИИ-04 устанавливаются отдельные места оголения конструктивных каркасов (А) для соединения их с колоннами. В диафрагмах серии 1.020-1 для этой цели предусмотрены специальные закладные детали.
Типы диафрагм жесткости
• С одной полкой
• С двумя полками;
• Без проемов;
• С вентиляционными каналами;
• С дверными проемами.
Пример маркировка диафрагм:
1ДПК 30.36
Условные обозначения:
Д — диафрагма жесткости;
1Д – д. ж. с одной полкой. Наложение производится на них плит с одной стороны;
2Д – д. ж. с двумя полками. Наложение производится на них плит перекрытия с двух сторон;
Д — диафрагма жесткости;
36-длина диафрагмы (дм);
30-высота диафрагмы (дм).
Источник: rosatomsnab.ru
Диафрагмы жесткости
Определение «диафрагма жесткости» введено для каркасных железобетонных зданий, где оно означает конкретную железобетонную конструкцию, работающую на обеспечение пространственной жесткости всего здания.
СПБГАСУ. ДИАФРАГМЫ ЖЕСТКОСТИ
Подобные конструкции встречаются практически в любом здании, но не имеют такого точного названия, поэтому я буду применять это определение относительно всех зданий. На первый взгляд рассматривание конструкций диафрагм жесткости не имеет отношения к крышам, но это не так. Крыши могут воздействовать на стены распором от стропильных ног или передавать на них боковую нагрузку от давления ветра, поэтому конструкции зданий должны быть достаточно жесткими и не менять своих геометрических размеров.
В первую очередь внимание нужно уделять длинным наружным стенам не имеющим внутренней связки из поперечных стен. Например, сруб не рекомендуется делать без диафрагмы жесткости с длиной стен более 8 м. Их нужно связывать внутренней стеной. Такая конструкция сруба носит название пятистенок — четыре наружных стены и одна внутренняя (диафрагма жесткости).
Внутренняя стена удерживает бревна наружных стен от кручения во время высыхания, от выдавливания при распоре от стропил и от разрушения при ураганном ветре. Внутренняя стена в конструкции здания из любого материала — это первый вид диафрагмы жесткости. Примеров можно привести предостаточно.
Внутренние стены фундаментов удерживают внешние стены от выдавливания их грунтом. Кирпичные, гипсовые и пр. перегородки нельзя делать длинными без боковой поддержки. Длина свободно стоящих стен из различных материалов определяется строительными нормами и зависит от вида материала и от вида его скрепления, а также от наличия в нем армирования.
Второй тип диафрагмы жесткости — балки, заделанные в стены. Для примера возьмем тот же сруб, его стены связывают врубкой половых и потолочных балок. В зданиях из легкобетонных блоков должен обязательно устраиваться монолитный железобетонный пояс по всему периметру стен и если эти стены длинные, то должна быть внутренняя связь удерживающие внешние балки пояса.
Третий тип диафрагмы жесткости — перекрытие. Стены по нижней и верхней части можно удерживать от выпучивания или сдавливания устройством монолитного или закрепленного сборного перекрытия. Понятно, что монолитное железобетонное перекрытие будет сохранять свою геометрию и удерживать от смещения стены. В сборном железобетонном перекрытии этого добиваются скручиванием плит между собой, занкериванием их в стены и бетонированием швов. Приклеивание досок пола к деревянным балкам перекрытия и/или использование шпунтованных досок создает жесткий диск, который не только уменьшает прогиб балок, но и увеличивает жесткость перекрытия.
Четвертая диафрагма жесткости — продольные и диагональные (вертикальные и горизонтальные) связи. Такой тип конструкций был показан на двух предыдущих страницах сайта. Так же диагональные связи устанавливаются в стенах каркасных зданий.
Рис. 117. Диафрагма жесткости из диагональных связей
Крис Миндчаман в своей книге рекомендует устанавливать диагональные связи по балкам перекрытия в деревянных каркасных сооружениях со свободной длиной стен от 8 м (рис. 117), но с оговоркой, что это его рекомендация и в Британском строительном коде она не прописана. Его (Криса) решение — один из способов создать диафрагму жесткости. Можно найти и другие решения.
И еще одно замечание. Диафрагмы жесткости должны удерживать геометрию здания, как от растягивания, так и от перекоса и сдавливания. Поэтому при проектировании и строительстве не следует забывать о назначении этих важных конструкций, например, если диафрагма это внутренняя стена, то она не должна разрезаться проемами от низа до верха. Нужно оставлять связки и вверху, и внизу.
Источник: ostroykevse.com
Определение диафрагма в строительстве
Архитектурно-строительное проектирование жилых домов и коттеджей, промышленных зданий, торговых центров, магазинов, ресторанов, складов и прочих объектов гражданского, коммерческого и промышленного строительства. Весь комплекс проектных работ — от первых консультаций и разработки архитектурной концепции — до выполнения рабочей документации в полном объеме. Полезная информация для проектировщиков.
23 марта 2016 г.
Диафрагмы жесткости.
Диафрагмы жесткости — вертикально ориентированные элементы, которые помимо способность нести вертикальные нагрузки, ограничивают горизонтальные деформации каркаса здания.
Поскольку они, как правило, несут собственный вес и полезную нагрузку, их большой размер не совсем обязательный. С другой стороны, большой размер является абсолютно необходимым для того, чтобы они противостояли горизонтальным сейсмическим силам. Первые сейсмические воздействия вызывают серьезный изгиб и касательные напряжения в поперечных стенах. Эти напряжения могут быть восприняты только путем большого армирования, правильно расположенного внутри всей массы сечения.
К диафрагмам жесткости относятся любые вертикальные элемента с отношением сторон сечения 1:4 или более. Для того чтобы диафрагмы жесткости работали должным образом, они должны иметь на своих торцах две встроенные колонны или иначе они будут работать как обычные колонны.
В случае, если диафрагмы жесткости не могут иметь четко выраженных колонн на торцах, их можно выполнить в теле диафрагмы жесткости. При этом, их ширина должна быть равна толщине диафрагмы жесткости а длина должна быть, по меньшей мере, равна не менее полутора толщины диафрагмы (≥ 1.5b).
Краевые (граничные) колонны, кроме помощи при устройстве диафрагмы жесткости, обеспечивают минимальную материалоемкость для обеспечения требуемой прочности. Во время сильного сейсмического воздействия краевые колонны обеспечивают сейсмическую устойчивость диафрагмы.
а) Ширина краевых колонн 450 мм (выраженных или скрытых), имеет преимущество в том, что она позволяет разместить арматуру диафрагмы таким образом, чтобы расстояние до арматуры колонны было около 200 мм (согласно рекомендаций по конструированию) .
б) Ширина краевых колонн 400 мм, как правило, не обеспечивает надежного соединения с диафрагмой по длине. С другой стороны, использование колоны шириной 500 мм требует дополнительного рабочего стержня.
При длительных сейсмических воздействиях в диафрагме происходит изгиб вызванный главными сдвигающими силами. В результате этого, на всей поверхности элемента, вдоль диагональных осей возникают напряжения. Диагональные напряжения сдвига меняют свое направление с изменением сейсмической силы (нагрузки).
Эти напряжения хорошо воспринимаются краевыми колоннами, в то время как в основной части диафрагм жесткости, они воспринимаются двойной арматурной сеткой (горизонтальным и вертикальным армированием)
Трещины, которые открываются в связи с воздействием сейсмических сил в одном направлении, закрываются при изменении в обратном. Это происходит в течение всего периода землетрясения.
Диафрагмы армируют двумя параллельными сетками, по одной у каждой грани. Сетки между собой соединяют с помощью S-образных хомутов диаметром не менее Ø8мм. Количество вертикальные и горизонтальных стержней должно быть не менее 4Ø8 м.кв..
Если мы хотим избежать образования трещин на поверхности конструкций, например в бассейне, мы уменьшаем шаг арматуры.
S-образные хомуты сдерживают продольные стержни диафрагмы от выпучивания. Кроме этого, они обеспечивают совместную работу вертикальных и горизонтальных стержней даже после откола бетона в случае землетрясения.
Один конец S-образного хомута загибают на 180° или 135°, второй — на 90° . Это необходимо для упрощения установки хомута в процессе армирования. После монтажа хомута, второй его конец загибают на угол не менее 135°.
Если вертикальные арматурные стержни размещают в внутреннем слое сетки, S-образный хомут должен сдерживать горизонтальные стержни в месте их пересечения с вертикальными, или даже лучше, горизонтальные и вертикальные вместе.
Как альтернативный вариант, в диафрагмах жесткости с скрытыми краевыми колонами, армирование стен можно выполнять Г-образными хомутами, как показано на рисунке
А) Анкеровка в теле краевой выраженной колонны.
Если поперечное сечение колонны довольно большое, а горизонтальные арматурные стержни заанкерены внутри колонны, анкеровку можно выполнить прямым стержнем.
Когда краевая колона имеет малое поперечное сечение, которое не обеспечивает анкеровку прямым стержнем, а анкеровка является обязательной, горизонтальные стержни можно заанкерить путем устройства крюков на их концах.
В) Анкеровка с помощью прямого стержня, когда сечение колоны является довольно большим и одна из ее граней находится в одной плоскости с диафрагмой:
В этом случае, недостатком является необходимость отгиба горизонтального стержня в определенных областях. Для арматуры Ø8 и Ø10мм выполнить это с помощью гибочного инструмента достаточно легко; Однако, для больших диаметров отгиб нужно выполнять только с помощью гибочного станка.
В этом случае, S-образные хомуты, должны удерживать горизонтальные арматурные стержни в точке пересечения с вертикальными.
В этом случае, анкеровка выполнена с помощью прямого стержня, без отгиба. Это повышает толщину защитного слоя диафрагмы, но поскольку она воспринимает в основном поперечные силы, серьезных проблем не возникает. Кроме того, вертикальные арматурные стержни диафрагмы уменьшат толщину защитного на 1см, так что серьезных проблем не должно возникнуть.
В заключение, рекомендуется использовать анкеровку с помощью прямого стержня, расположенного с внутренней стороны армирования краевой колонны, потому что кроме других преимуществ, это обеспечит необходимую толщину защитного слоя S-образных хомутов, когда они обхватывают одновременно горизонтальный и вертикальный стержень диафрагмы.
Независимо от диаметра вертикальных стержней краевой колонны, горизонтальные арматурные стержни не должны заканчиваться крюками расположенными с внутренней стороны армирования колонны.
Требуемая длина анкеровки может быть достигнута с помощью 90 °-ного крюка расположенного внутри тела краевой колонны.
Когда ширина колонны не является достаточно большой, чтобы обеспечит требуемую анкеровку с помощью прямого стержня, используются крюки согнутые под углом 45 ° (135 °).
В непрерывных диафрагмах жесткости, в области их пересечения с колонами, возникают проблемы с установкой арматуры. Для того чтобы избежать этих проблем, арматурные стержни нужно располагать в теле колонны.
Эти стержни имеют сравнительно небольшую длину и соединены внахлест с горизонтальными арматурными стержнями диафрагмы.
Очень практично использовать горизонтальные и вертикальные арматурные стержни в виде готовой арматурной сетки. В таком случае нужно соблюдать следующие правила:
— короткие горизонтальные арматурные размещать по обе стороны колонны, с внутренней стороны арматурных сеток, как показано на следующем рисунке.
Если используется готовая сетка которая не подходит для длины пролета диафрагмы, то короткие арматурные стержни в области колон могут быть большей длины. В таком случае, вертикальные арматурные стержни, расположенные между концами арматурной сетки и колонны, монтируют по месту, после монтажа сетки.
В случае, если возникают трудности с монтажом коротких распределительных стержней последние могут быть согнуты на конце.
Источник: www.proekt.od.ua