» » Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

20.04.2016

Основное отличие сборных перекрытий от монолитных заключается в том, что они состоят из крупноразмерных монтажных элементов. При проектировании сборных перекрытий целесообразно исходить из условия, что изделия должны поступать в эксплуатацию без трещин. Поэтому сборные элементы перекрытий в процессе складирования, перевозки и монтажа рассматриваются как бетонные конструкции, в которых обычное ненапряженное армирование, мало влияющее на трещиностойкость, выполняет роль подстраховочного мероприятия, гарантируя конструкцию от разрушения в случае непредвиденного появления трещин. Кроме того, необходимо иметь в виду, что монтажные воздействия нередко допускаются до достижения бетоном проектной прочности.
В связи с низкой прочностью бетона на растяжение изгибающие моменты, которые могут восприниматься панелями без трещин, весьма невелики. Поэтому расчет перекрытий на монтажные нагрузки с учетом особенностей применяемой монтажной оснастки приобретает первостепенное значение. Этот расчет сводится не столько к определению сечения арматуры, необходимой при появлении трещин, сколько к нахождению оптимального количества и расположения точек, за которые производится подъем панели, из условия отсутствия трещин.
Так как отсутствие трещин предопределяет малые величины возможных деформаций, следует использовать статически определимые монтажные системы, не зависящие от точности изготовления панелей и строповочной оснастки.
Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

Монтажные системы могут составляться из жестких рычажно-шарнирных траверс, воспринимающих изгибающие моменты, (рис. 65) или из гибких тросовых эле ментов с блоками, работающих только на растяжение (рис. 66). Можно также применять комбинированные системы, составленные из жестких и гибких элементов (рис. 67).
Жесткие траверсы имеют небольшую высоту и позволяют более точно распределить усилия, возникающие при подъеме изделий. Их основным недостатком является значительная масса, снижающая полезную грузоподъемность монтажных кранов. Поэтому жесткие траверсы обычно применяются для внутризаводского транспортирования панелей мостовыми кранами, имеющим высокую грузоподъемность, но весьма ограниченную высоту подъема.
На постройке для монтажа панелей обычно применяется универсальный шестиветвевой строп, позволяющий поднимать изделия за одну, две, три, четыре и шест точек. Масса такого стропа при грузоподъемности 5 составляет всего 200—300 кг, однако он имеет значительную высоту. Расстояние от поверхности поднимаемой панели до крюка крана 5—6 м.
Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

Распределение усилий в ветвях этого стропа зависит от соотношения длин тросов двух- и четырехветвевого элементов, самостоятельно подвешенных на его петле, а также от расположения монтажных петель и схемы строповки. Строп с длиной тросов, отрегулированной для подъема симметричных изделий в горизонтальном положении, обеспечивает приблизительно равные усилия в всех ветвях. Однако проекции этих усилий на вертикальную ось для средней пары петель всегда несколько выше, что способствует снижению величин изгибающих моментов, вызывающих растяжение в нижнем слое панели. Вместе с тем гибкая система очень чувствительна к изменениям длины тросов ее элементов. Незначительное отклонение длины двухветвевого троса от оптимальной величины, при которой перпендикуляр к плоскости панели, восстановленный из ее центра тяжести, проходит через ось крюка подъемного крана, приводит к заметному смещению крюка от этого перпендикуляра. При подъеме геометрическая ось, соединяющая крюк крана с центром тяжести панели, всегда занимает вертикальное положение. Поэтому указанное смещение вызывает перекос панели. В результате на краю панели в момент подъема или опускания возникает дополнительная реакция:
Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

где Q — вес панели;
l — длина панели;
е — расстояние от проекции крюка на плоскость панели до проекции ее центра тяжести.
Эта небольшая по величине реакция заметно повышает изгибающий момент в начале подъема и в конце опускания панели.
При расчете панелей на монтажные воздействия, учитывая возможные неточности системы, рекомендуется принимать (в запас прочности) равные величины проекций на вертикаль усилий во всех стропах. Горизонтальные составляющие этих усилий следует учитывать только при расчете монтажных петель или захватных приспособлений.
Панели перекрытий и монтажную оснастку для их подъема в горизонтальном положении следует проектировать исходя из условия, что проекции на поверхность панели ее центра тяжести и крюка подъемного крана должны совпадать. Это условие необходимо соблюдать при конструировании как симметричных, так и несимметричных изделий.
Выше указывалось, что наибольшие трудности возникают при проектировании подъема комплексных панелей перекрытий, в которых не допускается размещение петель или захватных приспособлений в пределах площади легкобетонного основания пола. В этих случаях следует стремиться к тому, чтобы изгибающие моменты от монтажных воздействий не превосходили моментов от полной нормативной нагрузки. Если это условие выполнить не удается, то при расчете деформаций приходится учитывать снижение жесткости панели в результате кратковременного действия монтажных нагрузок.
Для подъема несимметричных комплексных пане лей с плитами балконов или лоджий следует использовать единую монтажную оснастку, пригодную для подъема и всех остальных панелей. Это условие легко выполняется при расположении монтажных петель симметрично по отношению к центрам тяжести всех панелей. Однако в большинстве случаев такое решение неприемлемо по следующим причинам: не совпадают все петли смежных панелей, что исключает их использование для устройства сварных замоноличенных связей между панелями и требует постановки большого количества дополнительных закладных деталей; при значительной длине панелей с балконами для восприятия монтажной нагрузки требуется большой расход нижней продольной арматуры или образование больших консольных свесов при подъеме, что вызывает необходимость установки верхней арматуры на участке панели, противоположном балкону.
При монтаже целесообразно максимально использовать работу сильноармированной балконной консоли которая рассчитана на высокую полезную нагрузку. По этому наиболее выгодно расположить две петли (или отверстия) на линии последующей установки панели наружной стены. Остальные петли целесообразно оставить в тех же местах, что и у рядовых панелей меньшей длины. Тогда пролетный изгибающий момент в панели с балконом не будет превышать величины этого момента в рядовых панелях и, следовательно, не потребуется дополнительный расход монтажной арматуры.
Таким образом, для несимметричной панели наиболее целесообразно несимметричное расположение точек подъема относительно центра тяжести. Совмещение вертикали крюка с центром тяжести панели достигается в этом случае за счет неравенства вертикальных составляющих усилий в стропах. Более высокая нагрузка падает на петли, расположенные у основания балконной консоли.
При использовании системы жестких траверс в продольном направлении заданное распределение усилий достигается перестановкой шарнирных подвесок из одного фиксированного положения в другое. Такая система подъема легкобетонных комплексных панелей была применена при строительстве девятиэтажных жилых домов в Новокуйбышевске (проект I-464Д-97М).
Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

Строповочные схемы рядовых панелей и панелей с балконами (длиной 7 м) показаны на рис. 68. Преимуществом этой оснастки является то, что ее можно заранее достаточно точно рассчитать и изготовить.
В других отношениях целесообразнее принять более легкую систему из гибких тросов — так называемый «шестистропный паук». В отдельных случаях можно так отрегулировать длину его элементов, что для перехода от монтажа одного типа изделия к монтажу другого достаточно только изменить схему строповки (рис. 69).
При этом следует учитывать, что доля усилия, воспринимаемого двухветвевым элементом, может меняться в самых широких пределах (от 0 до 100%) в зависимости от его длины и расположения петель.
Эта система регулируется за счет дополнительных кольцевых звеньев, которые могут быть выполнены в виде так называемых «карабинов».
Как правило, для подъема симметричных и несимметричных изделий (даже при одинаковой схеме строповки) достаточно на одном конце двухветвевого эле мента иметь два крюка, подвешенных к кольцу на тросах или цепях разной длины.
Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

При монтаже панелей, скомплектованных из двух элементов, без применения кантователя, непосредствен но с панелевоза, на котором они установлены в слегка наклонном положении (близком к вертикальному), может быть использована только схема строповки, показанная на рис. 69, б. Схема, показанная на рис. 69, а, и обеспечивает возможность кантовки из наклонного положения в горизонтальное.
Размещение всех монтажных петель по длинны сторонам панелей вблизи их краев в большинстве случаев приводит к тому, что во время подъема изгибающий момент от собственного веса комплексных панелей с учетом динамической перегрузки, учитываемой коэффициентом 1,5, превышает момент в малом пролете этих панелей от нормативной нагрузки при опирании их по контуру.
Выше указывалось, что в ряде случаев изгибающий момент в монтажной стадии может превышать момент от расчетной нагрузки. Поэтому монтажные петли комплексных панелей, опираемых по контуру, рекомендуется размещать по четырем сторонам так, как показано на рис. 70. Такой способ подъема позволяет несколько сблизить расчетные схемы панелей при монтаже и эксплуатации.
Подъем осуществляется шестиветвевым стропом. Вертикальные составляющие усилий во всех тросах определяются по формуле
Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

Величину изгибающего момента при подъеме, приходящуюся на единицу ширины панели, рекомендуется определять по формуле
Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

Значения коэффициента р для различных точек панели принимаются по табл. 13 в зависимости от соотношения размеров сторон панели n=l2/l1; β — безразмерный коэффициент.
Размерность изгибающего момента Mм зависит от того, к какой единице ширины сечения отнесен этот момент: кгс*м/м — для полосы шириной 1 м и кгс*см/см — для полосы шириной 1 см.
Сечение верхней арматуры, предназначенной для воспринятая растягивающих усилий в точках A и B (рис. 70), рекомендуется определять по величинам изгибающих моментов в этих точках, принимая, что ширина сечения равна 0,1 ширины панели.
Всю арматуру следует концентрировать в непосредственной близости от лунки или ниши, в которой установлена монтажная петля. Сечение петлевого анкера, удерживающего монтажную петлю от вырывания из плоскости панели, при расчете верхней монтажной арматуры не учитывается.
Длину стержней этой арматуры следует назначать равной 100 ее диаметров, но не менее 800 мм (в обе стороны от оси петли — по 50 d, или по 400 мм).
При использовании асимметричных панелей с балконами монтажную петлю, расположенную со стороны балкона, следует смещать по направлению к центру тяжести изделия на величину 6 е (рис. 71). Таким способом удается сцентрировать панель и частично использовать при монтаже несущую способность балконной консоли. Схема строповки рассматриваемой панели показана на рис. 66.
Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

Аналогично следует поступать и при использовании других асимметричных комплексных панелей.
Указанные панели также можно рассчитывать по формуле (39), принимая в расчет их полную длину.
При монтаже несущих панелей перекрытий без элементов основания пола значительно облегчаются условия их подъема. В этом случае снижается нагрузка от собственного веса изделия и появляется возможность оптимального размещения монтажных петель или отверстий.
Однако отдельный монтаж тонких панелей основания пола требует высокой культуры производства и представляет собой еще более сложную техническую задачу, чем монтаж комплексных панелей.
Основные положения расчета таких панелей на монтажные воздействия изложены ранее. Поэтому здесь рассматриваются только некоторые методы их монтажа, обеспечивающие соблюдение приведенных выше требований.
Панели пола, как правило, укладываются после установки и раскрепления панелей наружных и внутренних стен данного этажа, перед монтажом вышележащего перекрытия.
В большинстве случаев эти панели изготавливают в вертикальных кассетных формах, хранят и перевозят также в вертикальном или слегка наклонном положении. Поэтому для снижения трудоемкости монтажных операций их следует укладывать на звукоизоляционные прокладки путем перекантовки, используя специальные траверсы.
Для извлечения панелей из кассеты и подъема их в вертикальном положении (при перевозке на склад и погрузке) на их верхних гранях устанавливаются петли. Однако использовать эти петли для перекантовки панелей в процессе их монтажа не допускается.
Для строповки панелей во время монтажа рекомендуется предусматривать специальные монтажные отверстия, располагаемые в один или два ряда (в зависимости от толщины, размеров и массы панелей). Необходимое количество монтажных отверстий определяют путем расчета на действие собственного веса с учетом производственной влажности и динамической перегрузки.
Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

В процессе перекантовки изгибающие моменты достигают наибольшей величины непосредственно перед опиранием панели на мягкие звукоизоляционные прокладки, когда она находится почти в горизонтальном положении Поэтому панели рассчитываются на монтажные воздействия как горизонтальные плиты, опирающиеся только одним краем на прокладки и подвешенные на траверсе, которая обеспечивает равенство вертикальных составляющих усилий во всех стропах. Рекомендуемое размещение монтажных отверстий и расчетные схемы панелей в поперечном направлении показаны на рис. 72.
В продольном направлении панели рассчитывают в предположении их симметричной подвески на траверсе, т. е. без учета влияния края, лежащего на прокладке (рис. 73).
При определении изгибающих моментов допускается условно принимать, что усилия от подвесок равномерно распределены по ширине рассчитываемой полосы сечения.
Таким образом, в обоих направлениях панели пола рассчитываются как статически определимые балочные элементы. Балансирующие траверсы обеспечивают равенство реакций во всех стропах, являющихся опорами этих балок.
Монтажные отверстия и захваты, подвешенные к стропам траверс, показаны на рис. 74.
Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

При привязке монтажных отверстий и расчете панелей следует учитывать, что ось захвата во время кантовки находится у верхнего края этого отверстия.
Легкие панели пола значительной площади при подъеме в вертикальном положении имеют большую «парусность» — раскачиваются от ветра. Между тем монтажник, который должен направить панель в собранную конструктивную ячейку дома, обычно не располагает достаточно удобной монтажной площадкой. Поэтому сохранность панелей при таком способе монтажа в значительной степени определяется мастерством крановщика.
Парусность панелей значительно уменьшается при их подъеме в горизонтальном или наклонном (до 20°) положении в продольном направлении. В последнем случае подоконники в панелях наружных стен могут быть установлены на заводе. Однако для горизонтального или наклонного подъема панелей необходим кантователь с электромотором. В настоящее время на строительных площадках нет таких кантователей. Однако даже при наличии указанных кантователей трудоемкость операций, связанных с перекантовкой и монтажом панелей, значительно бы возросла.
Эту задачу можно решить путем применения панелевозов с гидравлическим кантователем (по опыту крупнопанельного строительства в ГДР), что облегчило бы и монтаж как обычных, так и комплексных панелей перекрытий.
Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

При малой высоте основной жесткой траверсы H необходимый уклон при подъеме достигается смещением всех монтажных петель или отверстий всего на 5—7 см в одну сторону от их симметричного положения по отношению к центру тяжести панели. Под высотой Hт в данном случае понимается расстояние от шарнира образованного петлей траверсы и крюком крана, до прямой, соединяющей шарниры боковых подвесов (рис. 75). Если это расстояние равно нулю, траверса превращается в механизм, не имеющий устойчивого положения. При малом расстоянии траверса имеет небольшую устойчивость, что при наклонном монтаже предопределяет малую величину дополнительной реакции приложенной к краю панели в момент начала ее подъема (или конца опускания).
Например, при массе элемента основания пола 1000 кг и длине 500 см смещение монтажных отверстий на 6 см приведет, согласно формуле (37), к появлению дополнительной реакции в начале подъема:
Рекомендации по расчету панелей на монтажные воздействия

Следовательно, один человек может свободно удерживать такую панель в горизонтальном положении. Если же он ее отпустит, одна сторона поднимется относительно другой на 1,5—2 м.