КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

1. Плиты покрытий

Плиты беспрогонных покрытий представляют собой крупные ребристые панели размером 3X12 и 3X6 м, ко­торые опираются непосредственно на ригели поперечных рам; плиты 1,5X12 и 1,5X6 м используют как добориые элементы, в местах повышенных снеговых отложений у фонарей, в перепадах профиля покрытия. Плиты другого типа — прогонных покрытий значительно меньших разме-

BOB (3X0.5 и 1,5X0,5 м) — опираются на железобетон — ЁШе прогоны, которые, в свою «чередь, опираются на ри — Ирли поперечных рам. Беспрогонная система покрытий В наибольшей степени отвечает требованиям укрупнения Элементов, уменьшения числа монтажных единиц и яв — Рряется основной в строительстве одноэтажных каркас — ||иых зданий.

І Ребристые плиты 3X12 м, принятые в качестве типо — рых, имеют продольные ребра сечением 100X450 мм, Епоперечные ребра сечением 40X150 мм, полку толщиной К5 мм, уширения в углах — вуты, которыми обеспечива­ется надежность работы в условиях систематического воздействия горизонтальных усилий от торможения мос — Вовых кранов (рис. XIII.28). Продольные ребра армиру — рот напрягаемой стержневой или канатной арматурой, |йоперечные ребра и полки — сварными каркасами и сет­ками. Бетон принимают классов ВЗО, В40. Плиты ребри­стые 3X6 м, также принятые в качестве типовых, имеют продольные и поперечные ребра и армируются напряга­емой арматурой.

Плиты двухконсольные 2Т размерами 3X12-и 3X6 м имеют продольные ребра, расположенные на расстоянии 1,5 м, и консольные свесы полок (рис. XIII.29, а, б). Благодаря уменьшению изгибающих моментов в попереч­ном направлении ребер не делают, форма плиты упро­щается. В плитах размером 3X12 м продольные предва­рительно напряженные ребра изготовляют заранее, а за­чтем бетонируют полку. Связь ребер с полкой создается ^устройством выпусков арматуры и сцеплением бетона. ^Раздельное изготовление плиты позволяет снизить класс .бетона полок до В15. Плиты 3×6 м изготовляют как раздельно, так и целиком.

Основные сведения о расчете ребристых панелей при­ведены в гл. XI, технико-экономические показатели плит покрытий — в табл. XIII.2.

Технические решения крупноразмерных плит 3X18 н &Х24-М, опирающихся на балки пролетом 6 или 12 м, разработаны для покрытий со скатной и малоуклонной кровлей (рис. XIII.30). Плиты 2Т в этом решении имеют Трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1 : 12 и полку переменной толщины (25—60 мм). рГлиты крупноразмерные железобетонные сводчатые имеют криволинейные продольные ребра с ушире — •Ниями в нижней и верхней частях, гладкую полку тол-

Щиной 40—50 мм в середине пролета, 140—160 мм в тор — . де у опор (рис. ХІІІ.31). Плиты ребристые под малоук­лонную кровлю имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1 : 20, 1 : 30, поперечные ребра с шагом 1000 мм и полку толщиной 25 мм (рис. ХШ.32).

Рис. XIII.31. Схема крупноразмерной железобетонной сводчатой пли­ты КЖС размером 3X18 м (техническое решение)

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

При­веден­ная тол­щина бетоиа, см

Масса пли­ты, т

Классы бетона

Тип плита

Стерж­нями

Расход стали на пли­ту, кг, при армиро­вании продольных ребер

Канатами или высо­копроч­ной про­волокой

Ребристая 3×12 м То же, 3X6 м 2ТЗХ12 м То же, 3X6 м "Ребристая малоуклоя — ;ная 3X18 м Сводчатая КЖС Зх \Х18 м

6,8 2,38 6,8 2,38 12,2

10,9

15,1

^Двускатная 3X18 м

В30.В40 В25, ВЗО В40 В25 В40

В40

7,65

5,3

7,65

5,3

8,98

8,03

11,2

В40

265—391 70—101 330 85

205—288 56—70 237 63 581

431

382 416

По технико-экономическим показателям ребристые! малоуклонные плиты немного уступают сводчатым пли-4 там КЖС, однако их преимущество в том, что при малом : уклоне покрытия можно широко применять средства ме­ханизации в производстве кровельных работ. При кри­волинейной поверхности сводчатых плит это затруднено.

2. Балки покрытий

Балки покрытий могут быть пролетом 12 и 18 м, а в отдельных конструкциях — пролетом 24 м. Очертание верхнего пояса при двускатном покрытии может быть трапециевидным с постоянным уклоном, ломаным или криволинейным (рис. XII 1.33, а—в). Балки односкатного покрытия выполняют с параллельными поясами или ло­маным нижним поясом, плоского покрытия — с парал­лельными поясами (рис. XIII.33, г — е). Шаг балок по­крытий 6 или 12 м.

Наиболее экономичное поперечное сечение балок по­крытий— двутавровое со стенкой, толщина которой N60—100 мм устанавливается главным образом из усло­вий удобства размещения арматурных каркасов, обеспе­чения прочности и трещииостойкости. У опор толщина стенки плавно увеличивается, и устраивается уширение в виде вертикального ребра жесткости. Стенки балок в. средней части пролета, где поперечные силы незначи­тельны, могут иметь отверстия круглой или многоуголь­ной формы, что несколько уменьшает расход бетона, соз­дает технологические удобства для сквозных проводок и различных коммуникаций.

Высоту сечения балок в середине пролета принимают (7ю—Vie)’- Высоту сечения двускатной трапециевидной балки в середине пролета определяет уклон верхнего пояса 1 : 12 и типовой размер высоты сечения на опоре 800 мм (или 900 мм). В балках с ломаным очертанием верхнего пояса благодаря несколько большему уклону верхнего пояса в крайней четверти пролета достигается большая высота сечения в пролете при сохранении типо­вого размера высоты сечения на опоре. Балки с криволи­нейным верхним поясом приближаются по очертанию к эпюре изгибающих моментов’ и теоретически несколько выгоднее по расходу материалов, однако усложненная форма повышает стоимость их изготовления.

Ширину верхней сжатой полки балки для обеспечения

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

Рис. XIII.33. Конструктивные схемы балок покрытий

Ось Папки

1.1:12

Отверстия d’50

СИарные каркасы

Рис. XI11.34. Двускатная балка покрытия двутаврового сечения про­летом 18 м

Рис. ХПІ.35. Схема рас­положения напрягаемой арматуры двускатной балки

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

— нижняя арматура;

— верхняя арматура

А-А 200-280

= 1:12

OoodJiOc

§Г

3230

4-

,1 ООО 50010005001000 5001000 500 Jt it-i —і—І М~

17960

417

Рис. XI11.36. Двускатная решетчатая балка покрытия прямоугольно­го сечения пролетом 18 м

27—943

Устойчивости при транспортировании и монтаже прини­мают С/50—7боН — Ширину нижней полки для удобного размещения продольной растянутой арматуры принима­ют 250—300 мм.

Двускатные балки выполняют из бетона класса В25—В40 и армируют напрягаемой проволочной, стерж­невой и канатной арматурой (рис. XIII.34). При армиро­вании высокопрочной проволокой ее располагают груп­пами по 2 шт. в вертикальном положении, что создает удобства для бетонирования балок в вертикальном по­ложении. Стенку балки армируют сварными каркасами, продольные стержни которых являются монтажными, а поперечные — расчетными, обеспечивающими прочность балки по наклонным сечениям; приопорные участки ба­лок для предотвращения образования продольных тре­щин при отпуске натяжения арматуры (или ограничения ширины их раскрытия) усиливают дополнительными по­перечными стержнями, которые приваривают к стальным закладным деталям. Повысить трещиностойкость прио — порного участка балки можно созданием двухосного предварительного напряжения (натяжением также и по­перечных стержней).

Двускатные балки двутаврового сечения для ограни­чения ширины раскрытия трещин, возникающих в верх­ней зоне при отпуске натяжения арматуры, целесообраз­но армировать также и конструктивной напрягаемой ар­матурой, размещаемой в уровне верха сечения на опоре (рис. XIII.35). Этим уменьшаются эксцентриситет силы обжатия и предварительные растягивающие напряжения в бетоне верхней зоны.

Двускатные балки прямоугольного сечения с часто расположенными отверстиями условно называют решет­чатыми балками (рис. XIII.36). Типовые решетчатые балки в зависимости от значения расчетной нагрузки имеют градацию’ ширины прямоугольного сечения 200, 240 и 280 мм. Для крепления плит покрытий в верхнем поясе балок всех типов заложены стальные детали.

Балки покрытия рассчитывают как свободно лежа­щие; нагрузки от плит передаются через ребра. При пя­ти и больше сосредоточенных силах нагрузку заменяют эквивалентной равномерно распределенной. Для дву­скатной балки расчетным оказывается сечение, располо­женное на некотором расстоянии х от опоры. Так, при уклоне верхнего пояса 1 : 12 и высоте балки в середине

Кролета Л==/:12 высота сечения на опоре составит hon—l 24, а на расстоянии х от опоры hx = u + 2x)m.

Положим рабочую высоту сечения балки h0 — $hx, изги­бающий момент при равномерно распределенной на­грузке

Mx = qx(l-x)l 2, тогда площадь сечения продольной арматуры ‘ л \2дх(1-х)

Sx Rsr\h0 Rs t|p И + 2x)

Расчетным будет то сечение балки по ее длине, в ко­тором Asx достигает максимального значения. Для отыс­кания этого сечения приравниваем нулю производную

Dx

Отсюда, полагая, что rjр — величина постоянная, диффе­ренцируя, получим

2х2 + 2×1 — Р = 0.

Из решения квадратного уравнения найдем х=0,371. В общем случае расстояние от опоры до расчетного сечения *=0,35…0,4/.

Таблица XI11.3. Техиико-экономнческне показатели двускатных балок покрытий пролетом 18 м при шаге 6 м и расчетной нагрузке 3,5—5,5 кН/м*

Тип балки

Масса балки, т

Класс бетона

Объем бетона, м*

Общий расход стали на балку, кг

Двутаврового сечения с напрягаемой армату­рой:

Стержневой

Канатной

Проволочной

9,1 9,1 9,1

В25, В40 ВЗО, В40 В25, В40

3,64 3,64 3,64

468—738 360—565 359—552

Решетчатая с напрягае­мой арматурой: стержневой канатной проволочной

8,5—12,1 8,5—12,1 8,5—12,1

ВЗО, В40 ВЗО, В40 ВЗО, В40

3,4—4,84 3,4—4,84 3,4—4,84

530—875 418—662 397—644

27*

419

Если есть фонарь, то расчетным может оказаться се-З чение под фонарной стойкой.

Поперечную арматуру определяют из расчета прочно­сти по наклонным сечениям. Затем выполняют расчеты по трещииостойкости, прогибам, а также расчеты проч­ности и трещииостойкости на усилия, возникающие при изготовлении, транспортировании и монтаже. При расче­те прогибов трапециевидных балок следует учитывать, что они имеют переменную по длине жесткость.

Для расчета балок покрытий на ЭВМ разработаны программы, согласно которым может быть выполнен вы­бор оптимального варианта конструкции. Варьируя пе­ременными параметрами (класс бетона, класс арматуры, размеры поперечного сечения, степень натяжения арма­туры и др.), ЭВМ выбирает для заданного пролета и на­грузки лучший вариант балки по расходу бетона, арма­туры, стоимости и выдает данные для конструирования.

Технико-экономические показатели двускатных балок покрытий в зависимости от формы сечения и вида напря­гаемой арматуры приведены в табл. XIII.3.

Балки двутаврового сечения экономичнее решетчатых по расходу арматуры приблизительно на 15 %, по расхо­ду бетона — приблизительно на 13 %.

При наличии подвесных кранов и грузов расход стали в балках увеличивается на 20—30 %.

3. Фермы

Железобетонные фермы применяют при пролетах 18, 24 и 30, при шаге б или 12 м. В железобетонных фермах в сравнении со стальными расход металла почти вдвое меньше, но трудоемкость и стоимость изготовления не­много выше. При пролетах 36 м и больше, как правило, применяют стальные фермы. Однако технически возмож­ны железобетонные фермы и при пролетах порядка 60 м и более.

При скатных, малоуклонных и плоских покрытиях применяют железобетонные фермы, отличающиеся очер­танием поясов и решетки. Различают следующие основ­ные типы ферм: сегментные с верхним поясом ломаного очертания и прямолинейными участками между узлами (рис. XI 11.37,а); арочные раскосные с редкой решеткой и верхним поясом плавного криволинейного очертания (рис. XIII.37,б); арочные безраскосные с жесткими уз-

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

Рис. XIII.37. Конструктивные схемы железобетонных ферм

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

Лами в примыкании стоек к поясам и верхним поясам криволинейного очертания (ХІІІ.37,в); полигональные с параллельными поясами или с малым уклоном верхнего пояса трапециевидного очертания (ХІІІ.37,г); полиго­нальные с ломаным нижним поясом (XIII. 37, д).

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

Высоту ферм всех типов в середине пролета обычно принимают равной 1/7—’/в пролета. Панели верхнего поя­са ферм, за исключением арочных раскосных, проектиру­ет размером 3 м с тем, чтобы нагрузка от плиты покры­тия передавалась в узлы ферм и не возникал местный ‘изгиб. Нижний растянутый пояс ферм всех типов и рас­тянутые раскосы ферм некоторых типов проектируют предварительно напряженными с натяжением арматуры, как правило, на упоры.

Наиболее благоприятное очертание по статической работе имеют сегментные и арочные фермы, так как очер­тание их верхнего пояса приближается к кривой давле­ния. Решетка этих ферм слабоработающая (испытыва­
ющая незначительные усилия), а высота на опорах срав«/ нительно небольшая, что приводит к снижению массы фермы и уменьшению высоты наружных стен. В арочных раскосных фермах изгибающие моменты от внеузлового загружения верхнего пояса уменьшаются благодаря эк­сцентриситету продольной силы, вызывающему момент обратного зйака, что позволяет увеличить длину панели верхнего пояса и сделать решетку более редкой (рис. XIII.38). В арочных безраскосных фермах возникают до­вольно большие изгибающие моменты в стойках, поясах и для обеспечения прочности и трещииостойкости появля­ется необходимость в дополнительном армировании, од­нако эти фермы несколько проще в изготовлении, удоб­нее в зданиях с малоуклонной или плоской кровлей и при использовании межферменного пространства для техно­логических коммуникаций (при устройстве дополнитель­ных стоечек над верхним поясом). Полигональные фер­мы с ломаным очертанием нижнего пояса более устойчи­вы на монтаже и не требуют специальных креплений, так как их центр тяжести расположен ниже уровня опор.

Полигональные фермы с параллельными поясами или с малым уклоном верхнего пояса имеют некоторое эконо­мическое преимущество в том отношении, что при пло­ской кровле создается возможность широко применять средства механизации кровельных работ.

Для ферм всех типов уменьшение размеров сечений и снижение общей массы достигается применением бетонов высоких классов (ВЗО—В50) и установлением высоких процентов армирования сечений поясов.

Фермы рационально изготовлять цельными. Членение их на полуфермы с последующей укрупнительной сбор­кой на монтаже повышает стоимость. Фермы пролетом 18 м изготовляют цельными; пролетом 24 м — цельными или из двух полуферм; пролетом 30 м — из двух полу­ферм. Решетку полуфермы следует разбивать так, чтобы стык нижнего пояса для удобства монтажного соедине­ния был выносным, т. е. расположенным между узлами (см. рис. ХІІІ.37, а). Чтобы обеспечить монтажную проч­ность участка нижнего пояса, у стыка устраивают кон­структивные дополнительные подкосы (не учитываем^ в расчете).

Решетка ферм может быть закладной из заранее из­готовленных железобетонных элементов с выпусками ар­матуры, которые устанавливают перед бетонированием

?

Оясов и втапливают в узлы на 30—50 мм, или изготов­ляемой одновременно с бетонированием поясов. Послед — ий вариант получил большее распространение. Ширина Течения закладной решетки должна быть менее ширины ‘сечения поясов, а ширина сечения решетки, бетонируемой одновременно с поясами, должна быть равна ширине се — ічения последних.

; Ширину сечения верхнего и нижнего поясов ферм из условий удобства изготовления принимают одинаковой. Ширину сечения поясов при шаге ферм 6 м принимают 200—250 мм, а при шаге ферм 12 м—300—350 мм.

Армирование нижнего растянутого пояса должно вы­полняться с соблюдением расстояний в свету между ^Напрягаемыми стержнями, канатами, спаренной проволо­чкой, что обеспечивает удобство укладки и уплотнения’бе- тонной смеси. Вся растянутая арматура должна охваты­ваться замкнутыми конструктивными хомутами, устанав­ливаемыми с шагом 500 мм.

Верхний сжатый пояс и решетки армируют ненапря­гаемой арматурой в виде сварных каркасов. Растянутые Элементы решетки при значительных усилиях выполняют предварительно напряженными.

В узлах железобетонных ферм для надежной переда­чи усилий от одного элемента к другому создают спе­циальные уширения — вуты, позволяющие лучше размес­тить и заанкерить арматуру решетки (рис. ХІІІ.39). Уз­лы армируют окаймляющими цельногнутыми стержнями диаметром 10—18 мм и вертикальными поперечными стержнями диаметром 6—10 мм с шагом 100 мм, объеди­ненными в сварные каркасы. Арматуру элементов решет­ки заводят в узлы, а растянутые стержни усиливают на конце анкерами в виде коротышей, петель, высаженных головок. Надежность заделки проверяют расчетом.

Опорные узлы ферм армируют дополнительной про­дольной ненапрягаемой арматурой и поперечными стерж­нями, обеспечивающими надежность анкеровки растяну­той арматуры нижнего пояса и прочность опорного узла По наклонному сечению. Кроме того, чтобы предотвра­тить появление продольных трещин при отпуске натяже­ния арматуры, ставят специальные поперечные стержни, приваренные к закладным опорным листам, и сетки.

Пример армирования сегментной фермы пролетом 24 м приведен на рис. ХІІІ.40. Напрягаемую арматуру Йижнего пояса фермы предусматривают нескольких ви-

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

А—в — верхнего пояса; г — нижнего пояса

Дов: из канатов класса К-7, К-10, стержней из стали класса A-IV, высокопрочной проволоки Вр-11. Арматуру натягивают на упоры. Хомуты нижнего пояса выполняют в виде встречно поставленных П-образных сеток, окай­мляющих напрягаемую арматуру. В опорном узле по­ставлены дополнительные продольные ненапрягаемые стержни диаметром 12 мм, заведенные в приопорную па­нель нижнего пояса, и поперечные стержни диаметром Ю~мм.

Технико-экономические показатели ферм различных типов приведены в табл. XIII.4.

Расчет ферм выполняют на действие постоянных и временных нагрузок — от покрытия, массы фермы, под­весного транспорта. Нагрузки от массы покрытия счита­ются приложенными к узлам верхнего пояса, а нагрузки от подвесного транспорта — к узлам нижнего пояса. В расчете учитывают неравномерное загружение снего­вой нагрузкой у фонарей и по покрытию здания. Учиты­вают также невыгодное для элементов решетки загруже­ние одной половины фермы снегом и подвесным транс­портом.

В расчетной схеме раскосной фермы при определении усилий принимают шарнирное соединение элементов поя­сов и решетки в узлах. В расчетах прочности влиянием

Таблица XIII.4. Технико-экономические показатели ферм покрыШйрйри^^

Тип фермы

Масса фермы, т

Объем бетоиа, м»

І’

Расход стали на ферму, кг, при армировании растянутого пояса

Класс Сетона

Стержнями

Канатами

Высокопрочной проволокой

Сегментная раскосная проле­том 18 м:

С шагом 6 м

4,5—6

ВЗО,

В40

1,8—2,42

289—468

238—391

223—372

» 12 »

7,8—9,4

ВЗО,

В40

3,11—3,75

550—736

439—591

408—547

Сегментная безраскосная про­летом 18 м:

С шагом 6 м

6,5

ВЗО,

В40

2,7

390—486

330—450

319—436

» 12 »

9,2—10,5

ВЗО,

В40

3,7—4,2

570—720

463—586

450—562

Сегментная раскосная проле­том 24 м:

С шагом 6 м

9,2

ВЗО,

В40

3,68

690—768

557—625

510—595

» 12 »

14,9—18,6

ВЗО,

В40

5,94—7,42

1096—1539

853—1204

787—1128

Сегментная безраскосная про­летом 24 м:

С шагом 6 м

9,2—10,5

ВЗО,

В40

3,7—4,2

759—862

654—715

623—697

» 12 м»

14,2—18,2

ВЗО,

В40

5,7—7,8

1281—1489

1020—1201

988—1128

Сегментные раскосные фермы экономичнее сегментных безраскосных по расходу арматуры приблизительно на 10 %, по расходу бетона — приблизительно на 12 %. Прн подвесных краиах расход стали в фермах увеличивается на 20—30 %.

35^j2o_^0WA-m\piНент/;ягаемые Із т стержни 012А-Ш

Г ‘

>М |

1 .

. 250

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

5-5

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

• • • •

• •

250

В-В

014А-Ш

W

Рис. ХНІ.40. Железобетонная сегментная ферма пролетом 24 м

Жесткости узлов фермы на усилия в элементах поясов и решетки в виду малости можно пренебречь. При опреде­лении изгибающих моментов от внеузловой нагрузки верхний пояс рассматривается как неразрезная балка, опорами которой являются узлы.

Прочность сечений поясов и решетки рассчитывают по формулам для сжатых и растянутых элементов. Расчет­ная длина сжатых элементов в плоскости фермы и из плоскости фермы различна (табл. ХІІІ.5).

Таблица XI11.5. Расчетная длина /0 сжатых элементов фермы

Элемент

Расчетная длина

Сжатый верхний пояс в плоскости фермы;

Прн е0< ‘/8 А » «о

0,9 1 0,8 1

Сжатый верхний пояс нз плоскости фермы:

Для участка под фонарем размером 12 м н более

В остальных случаях

0,8 1 0,9 1

Сжатые раскосы н стойки в плоскости фермы н нз плоскости фермы: прн Ь/Ьл< 1,5

0,9 1 0,8 1

Примечание. I — расстояние между центрами смежных закрепленных уз« лов; Єо — эксцентриситет продольной силы; h — высота сечения верхнего пояса; b, Ь^— ширина сечения верхнего пояса н стойки.

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

А — опорного узла; 6 — промежуточного узла

Арматуру опорного узла фермы на основании иссле­дований можно рассчитывать по схеме рис. XIII.41,a. Учитывается, что понижение расчетного усилия в напря­гаемой арматуре, которое происходит из-за недостаточ­ной анкеровки в узле, компенсируется работой на растя-

Жение дополнительной продольной ненапрягаемой арма­туры и поперечных стержней. Площадь сечения про­дольной ненапрягаемой арматуры

AS = 0,2NIRS, (XIII.40)

Где N — расчетное усилие прнопорной панели.

Расчетное суммарное усилие нормальных к оси по­перечных стержней Nw на участке /2 (от грани опоры до внутренней грани опорного узла) разложим на два на­правления: горизонтальное (Af№ctga) и наклонное; здесь а — угол наклона линии АВ, соединяющей точку А у грани опоры с точкой В в примыкании нижней грани сжа­того раскоса к узлу. Из условия прочности в наклонном сечении по линии отрыва АВ

N <NsP + Ns+Nwciga. (XIII.41)

Определяется усилие

Nx = (N-Msp-Ms)/ctga-, (XIII.42)

Площадь сечения одного поперечного стержня

Am=>Nw/nRm, (XIII.43)

Где Nsp — расчетное усилие в продольной напрягаемой арматуре;

N = А Я, (XIII. 44)

SP sp SP р Р

N, — расчетное усилие в продольной ненапрягаемой арматуре;

N = A R tljl ■ (ХНІ.45)

S 8 s an ai. t 4 ‘

П — число поперечных стержней, пересекаемых линией АВ (за выче­том поперечных стержней, расположенных ближе 10 см от точки /1); /р, Рап—длина заделкн в опорном узле за линией АВ продольной на­прягаемой и ненапрягаемой арматурой; 1Р, 1ап — длина заделки, обес­печивающая полное использование прочности продольной напрягае­мой и ненапрягаемой арматуры.

Значение /Р при классе тяжелого бетона ВЗО и выше принимают 1500 мм для семипроволочных канатов, 1000 мм для высокопрочной проволоки Вр-11 диаметром 5 мм, 35 of для стержневой арматуры класса A-IV. Зна­чение Іап Для арматуры класса A-III принимают 35 d.

Прочность опорного узла на изгиб в наклонном се­чении проверяют по линии АС (соединяющей точку А у грани опоры с точкой С у низа сжатой зоны на внутрен­ней грани узла) по условию, что момент внешних сил не должен превышать момента внутренних усилий:

И — 10 / X \ QA{l-a)<Nw-^- + Ns\hos~Yj, ..spr„ 2

(XIII. 46)

Где Qa — опорная реакция; / — длина опорного узла; а—расстояние от торца до центра опорного узла.

(XIII. 47)

Высота сжатой зоны в наклонном сечении

X=(NsP + Ns)/Rbb.

Арматуру промежуточного узла рассчитывают по схе­ме рис. ХІІІ.41,6. В этом узле также учитывают, что понижение расчетного усилия в арматуре растянутого раскоса на длине заделки компенсируется работой на растяжение поперечных стержней. Из условия прочно­сти по линии отрыва ABC

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

(XIII.48)

Определяют Nx и площадь сечения одного поперечного стержня

Aw = NjnRsw, (XIII.49)

Где N — расчетное усилие в растянутом раскосе; ф — угол между по­перечными стержнями и направлением растянутого раскоса; п — чис­ло поперечных стержней, пересекаемых линией ABC; при этом по­перечные стержни, располагаемые на расстоянии меньше 100 мм от точек А и С, а также имеющие в пределах вута заделку менее 30 d (с учетом загнутых участков поперечной арматуры), в расчет не включаются; 1\ — длина заделки арматуры растянутого раскоса за линией АВС\ k2 — коэффициент, учитывающий особенность работы узла, в котором сходятся растянутый и сжатый подкосы: для узлов верхнего пояса ki=\\ для узлов нижнего пояса, если в одном из примыкающих к узлу участке растянутого пояса обеспечивается 2-я категория требований по трещиностойкости и при наличии в узле сжатых, стоек или раскосов, имеющих угол наклона к горизонту бо­лее 40е, ^s» 1,1; в остальных случаях fe2= 1,05; а —условное увели­чение длины заделки растянутой арматуры с анкерами: a=5d — при двух коротышах; а—3d — при одиом коротыше и петле; a=2d — при высаженной головке; lan — заделка арматуры растянутого раско­са, обеспечивающая полное ее использование по прочности при тя­желом бетоне класса ВЗО и выше и арматуре класса A-III /a„=35rf; k\ = a«/Af«; аа — напряжение в арматуре растянутого раскоса от рас­четной нагрузки.

Поперечные стержни промежуточного узла, в котором сходятся два растянутых элемента решетки, рассчиты­вают по формуле (XII.49) последовательно для каждого элемента решетки, считая, Что элементы, расположен­ные рядом, сжаты.

(XIII.50)

(XIII.51)

Окаймляющую арматуру промежуточного узла рас­считывают по условному усилию

Nos = 0,04(0! + 0,5D2),

Где

As = N0S/mR(
где Dі ~ наибольшее усилие в растянутых раскосах, сходящихся в узле; D2 — усилие в другом растянутом подкосе этого узла; пч — чи­сло окаймляющих стержней в узле; Roe=90 МПа — расчетное напря­жение окаймляющей арматуры, установленное из условия ограниче­ния ширины раскрытия трещин.

Расчет по трещииостойкости растянутого пояса рас­косной фермы необходимо выполнять с учетом изгибаю­щих моментов, возникающих вследствие жесткости уз­лов. Эти моменты в фермах со слабоработающей решет­кой достаточно точно могут быть определены из рассмотрения нижнего пояса как неразрезной балки с за­данными осадками опор. Последние находят по диаг­рамме перемещений стержней фермы.

Расчет фермы выполняют также на усилия, возника­ющие при изготовлении, транспортировании и монтаже.

В расчетной схеме безраскосной фермы в расчетах прочности и трещииостойкости принимают жесткое сое­динение поясов и стоек в узле. Усилия М, Q, N опреде­ляют как для статически неопределимой системы с замк­нутыми контурами. Здесь возможны как строгие, так и приближенные способы расчета.

Для расчета ферм на ЭВМ разработаны программы, по которым можно выбрать оптимальный вариант кон­струкции.

4. Подстропильные конструкции

Подстропильные конструкции в виде балок или ферм применяют в покрытиях одноэтажных промышленных зданий при шаге стропильных конструкций 6 м и шаге колонн 12 м. Подстропильные конструкции выполняют предварительно напряженными из бетона класса ВЗО, В40 и армируют канатами, стержневой или проволочной арматурой с натяжением на упоры. Крепление стропиль­ных ферм к подстропильным конструкциям выполняют монтажной сваркой. Пример конструкции подстропиль­ной фермы приведен на рис. XIII.42. Напрягаемая арма­тура нижнего пояса предусмотрена различных перечис­ленных видов. Ненапрягаемую арматуру растянутых раскосов определяют из расчета прочности и раскрытия трещин.

Нагрузка от стропильной фермы передается в виде со­средоточенной силы, приложенной в середине пролета к нижнему узлу подстропильной фермы. Подстропильные

J1 1 П " Г г г]

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

Рис. ХШ.42. Конструкция (а) и армирование (б) подстропильной

Фермы

1 — стойка для опирання плиты покрытии; 2— арматура сжатого раскоса; 3 — напрягаемая арматура нижнего поиса; 4 — напрягаемая арматура растянутого раскоса

Фермы рассчитывают по прочности и трещиностойкости с учетом жесткости узлов.

5. Арки

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

А Крупнопанельная і пробельная плита, 1 / 6м

Стропильная /рерма

Г-Г

EZT. I1

 

Sso

 

І t 3

І

Гп

Гп 3

[

Sso

T

Sso

Ft»

Sso

Щ

А-А

Б-Б

В-В

При пролете свыше 30 м железобетонные арки ста­новятся экономичнее ферм. Наиболее распространенные арки — двухшарнирные — выполняют пологими со стре-

Рис. XIII.44. К расчету арок

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

А — д

Ф25А-Щ

Рис. X1II.43. Железобетонная арка с затяжкой пролетом 36 м

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

Y—

I ь

Лой подъема /=(‘/б—Ve) I. Распор арки обычно воспри­нимают затяжкой. В конструктивном отношении выгод­но очертание оси арки, близкое к кривой давления. Арочный момент

Мх = мьтх — Ну,

Где Мьтх— балочный момент; Я —распор аркн.

Очертание кривой давления находят, полагая Мах=0. Тогда

У = МЬтх/Н. (XIII. 53)

При равномерно распределенной нагрузке и несмеща — Ых опорах кривая давления арки будет квадратной раболой

У — 4/£ (1 — I), (XIII.54)

Eg=*/f.

|,, Полного совпадения оси арки с кривой давления до- ргигнуть не удается, так как при различных схемах за­гружения временной нагрузкой, а также под влиянием радки и ползучести бетона изгибающие моменты неиз — режно возникают. Влияние ползучести бетона особенно Существенно в большепролетных арках. В связи с этим Принимают такое очертание оси арки, при котором рас­четные усилия будут наименьшими. Для типизации кон­струкции и упрощения производства работ очертание феи пологих двухшарнирных арок обычно принимают по Чйсружиости.

Конструирование арок выполняют по общим прави­лам, как для сжатых элементов. Сечение арок может |5ытъ прямоугольным и двутавровым, чаще с симметрич­ным двойным армированием, так как возможны знако­переменные изгибающие моменты. Затяжку выполняют предварительно напряженной. Для уменьшения прови­сания затяжки через 5—6 м устраивают железобетонные или стальные подвески.

Пример армирования двухшарнирной арки двутав­рового сечения с предварительно напряженной затяж­кой пролетом 36 м приведен на рис. XIII.43. Арку соби­рают из шести блоков. Затяжку изготовляют в виде це­лого элемента с опорными блоками, что повышает надежность работы распорной конструкции. В качестве напрягаемой арматуры затяжки применяют канаты, на­тягиваемые на упоры. Соединение блоков на монтаже возможно на сварке выпусков арматуры или на сварке закладных деталей. Стыковые швы замоноличивают.

Большепролетные высокие арки имеют более слож­ное очертание оси, их обычно выполняют трехшарнир — ными. Распор арки передают на фундаменты н грунты основания. При слабых грунтах распор арки воспринима­ют затяжкой, расположенной ниже уровня пола.

Арки рассчитывают на нагрузки от покрытия и мас — £ы арки, сплошную и одностороннюю нагрузку от снега Ы сосредоточенную-нагрузку от подвесного транспорті. Большепролетные арки рассчитывают также на усадку | ползучесть бетона, а высокие арки — на нагрузку от

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

Ветра. В расчетной схеме очертание пологой двухшарЗ нирной арки принимают по квадратной параболе (рисі ХІІІ.44, а). Высоту и ширину сечения арки предвари! тельно принимают ■

H = (1/30… 1/40) /; Ь — (0,4.. .0,5) А. Ї

Площади сечения арматуры затяжки предваритель* но подбирают по распору

Я = 0,9(?/2/8/). (XIII.55I

ДЙухшарнирные арки рассчитывают как статически неопределимые системы с учетом влияния перемещений от изгибающих моментов и нормальных сил. Для пред­варительно напряженной затяжки в расчете перемеще* ний учитывают приведенную площадь бетона Ате<і■ Пред­варительное напряжение затяжкл, в результате которо­го деформации арматуры оказываются выбранными* уменьшает подвижность опор арки и приближает ее ра­боту под нагрузкой к работе арки с неподвижными пя­тами. При этом распор Н увеличивается, а изгибающий момент арки уменьшается.

Трехшарнирные арки статически определимы. Если опоры расположены в одном уровне, то распор

H = Mbm! i, (XIII. 56)

Где Мьт — балочный момент в середине пролета арки.

Усилия М, Q, N определяют в нескольких сечениях по длине арки (рис. ХІІІ.44,б). Изгибающие моменты определяют по формуле (ХІІІ.52), продольные и попе­речные силы

<2= Qbmcosq>— ЯвіПф; (XIII. 57)

Ar = tfcostp + Q6msinq>, (XIII.58)

Где <р — угол между касательной к оси арки в рассматриваемом се — ченни н горизонтальной прямой; Qbm — балочная поперечная снла.

Усилия в сечениях, вычисленные от разных загруже — ний, сводят в таблицу, по которой устанавливают макси­мальные и минимальные расчетные усилия. Сечения ар­матуры подбирают по формулам для сжатых элементов. Чтобы учесть влияние продольного изгиба в плоскости кривизны, расчетную длину принимают: для трехшарнир-* ной арки, равной 0,58 s, для двухшарнирной—0,54 s, для бесшариирной—0,36 s (где s—длина дуги). Поперечные силы в арках незначительны, поперечные стержни ста­т по расчету и конструктивным соображениям. Арма — ру затяжки подбирают как для растянутого элемента условиям прочности и трещиностойкости.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *