Металеві конструкції

Конструктивне рішення попередньо напруже­ної сталебетонної балки порівняно зі залізобетон­ною балкою однакової міцності дає змогу одер­жати економію високоміцної арматури до 23,2 %, при загальному зменшенні витрат сталі 16,3 % на одиницю конструкції.. СТАЛЕЗАЛІЗОБЕТОННІ КОНСТРУКЦІЇ

У будівельній практиці достатньо широко засто­совують змішані системи, в яких поверх стале­вих несучих конструкцій вкладають залізобетон­ні настили, плити тощо. Об'єднання їх в єдину сталезалізобетонну конструкцію дає змогу у ба­гатьох випадках найповніше використовувати властивості сталі та бетону, зменшувати витрати будівельних матеріалів, підвищувати економічну ефективність. Сталезалізобетонні конструкції з'явилися пізніше, ніж сталеві та залізобетонні. Наприкінці XIX ст. серед будівельників побуту­вала думка, що залізні балки, личковані бетоном (з метою підвищення їх вогне - та корозійної стій­кості чи з конструктивних міркувань), мають під­вищену жорсткість і міцність. Експериментально це було підтверджено випробуваннями, проведе­ними в Англії у 1923 р. Вітчизняні мостобудів­ники також зазначали, що за наявності моноліт­ної проїзної частини, вкладеної на верхні полич­ки сталевих балок, реальні прогини та напру­ження значно менші за розрахункові. У 1929 р. Каугей і Скотт в Англії та в 1939 р. Фрейсіне у Франції вперше висловили думку про доціль­ність застосування спеціальних з'єднувальних деталей для забезпечення спільної роботи залізо­бетону та сталі. В 1939 р. у Швейцарії запатен­товано балки системи „Альфа" (рис. 11.1), в яких спільна робота сталі і залізобетону забезпечува­лася спіралями, привареними до верхньої поли­чки сталевої балки.

Ють решітчасті сталезалізобетонні пролітні сис­теми, в яких залізобетонні плити працюють разом з верхніми поясами ферм. При цьому прольоти сталезалізобетонних мостів постійно збільшува­лися. Наприклад, Київський Дорпроект у 1957 та 1961 pp. випустив серії типових проектів роз­різних і нерозрізних мостів прольотами від 40 до 80 метрів (рис. 11.2).

Розвиток сталезалізобетонних мостів пов'яза­ний зі застосуванням подібних конструкцій у ба­гатьох галузях будівництва. У сільськогосподар­ському будівництві доволі широко використову­ють сталезалізобетонні кроквяні ферми, складені з жорстких залізобетонних стиснених елементів (верхніх поясів та елементів решіток) і гнучких — розтягнених (нижніх поясів та решіток) (рис. 11.3).

Доволі ефективними є розроблені Г. Д. Попо­вим ще у 1958 р. великопролітні сегментні ста­лезалізобетонні покрівлі (рис. 11.4). В основу кон­струкції покладено сталеві решітчасті ферми, в яких верхній пояс складається з двох сталевих швелерів, а всі інші елементи виконані з пучків високоміцного дроту. Розтяг у всіх елементах решітки забезпечується формою нижнього поясу, опуклого вгору. На верхній пояс ферм вкладено збірні залізобетонні плити, що утворюють скле­піння, яке задяки жорстким упорам несе наван­таження спільно з фермами.

У покрівлях промислових будівель, що скла­даються зі сталевих решітчастих кроквяних ферм

Перші сталезалізобетонні мости системи „Альфа" побудовані у Нью-Йорку та Швейцарії. У роки другої світової війни та в повоєнні роки для з'єднання залізобетонної частини зі сталевою балкою почали використовувати гнучкі упори у вигляді відрізків швелерів і двотаврів та найріз­номанітніші конструкції жорстких упорів і стерж­невих анкерів. З середини 50-х років застосову - і залізобетонних плит, можливим є утворення ефективної сталезалізобетонної конструкції завдяки з'єднанню залізобетонних плит і ста­левих стиснених поясів (рис. 11.5). Таке рішення дає змогу передати на залізобетонні плити час­тину стискальних зусиль, що діють у верхніх поясах ферм, і зменшити масу поясів майже вдвічі.

.______________________ 8155___________

5 75 675 '

/ї/1/і/і/і/^л^ L y-i

Характеризуючи сталезалізобетонні конструк­ції, варто зазначити, що їх міцність і надійність залежать не тільки від властивостей матеріа­лів — сталі й бетону, а й від елементів, що з'єд­нують сталеву та залізобетонну частини в єдиний переріз. Адже застосування з'єднувальних анке­рів, гнучких і жорстких упорів недостатньої міц­ності та малої жорсткості зумовлює взаємне про­ковзування сталевої та залізобетонної частин пе­рерізу, зменшує несучу здатність і збільшує про­гини згинаної конструкції. Найбільша несуча здатність і жорсткість комплексної сталезалізо - бетонної конструкції досягається, коли з'єдну­вальні елементи здатні повністю сприймати й передавати зсувні зусилля, що виникають між частинами перерізу. Тому, проектуючи сталеза­лізобетонні конструкції, особливу увагу зверта­ють на забезпечення надійного та міцного взає­мозв'язку частин перерізу. Для податливих з'єд­нань недостатньої несучої здатності, коли повний взаємозв'язок частин перерізу забезпечити не вдається (з конструктивних чи інших міркувань), існують інші методики, не наведені у підручнику, що враховують деформації у шві між сталевою та залізобетонною частинами.

Ще однією особливістю сталезалізобетонних конструкцій є стадійність роботи, зумовлена особ­ливостями їх зведення. Найчастіше спочатку мон­тують сталеву конструкцію — балку, ферму то­що, і лише після цього бетонують чи монтують залізобетонні частини складеної конструкції. Тоб­то сталева частина має сприймати навантаження від власної маси, маси залізобетону та атмосфер­них впливів і навантажень під час монтажу. Лише після тверднення монолітного бетону чи замо- нолічування швів і анкерів збірного отримують цілісну сталезалізобетонну конструкцію, яка сприймає решту постійного та інших навантажень і впливів, а також корисне навантаження. При­кладом такого рішення може бути конструкція міжповерхового перекриття, зображена на рис. 11.6.