Железобетон

Стыки и концевые участки элементов сборных конструкций

Сборные конструкции зданий, смонтированные из от­дельных элементов, совместно работают под нагрузкой благодаря стыкам и соединениям, обеспечивающим их надежную связь. Стыки и соединения сборных конструк­ций можно классифицировать по функциональному приз­наку (в зависимости от назначения соединяемых элемен­тов) и по расчетно-конструктивному (в зависимости от вида усилий, действующих на них). ...

' ' й)

' III Возможное Мес - _V_. UT mocmoma

H —N——N "

Ш>Ть

" iV

%

4- 'і T

L-Jp

Q

О

Рис. Х.9. Усиление поперечными сетками концевых участков сты­куемых элементов

По функциональному признаку различают стыки колонн с фундаментами, ко­лонн друг с другом, ригелей с колоннами, узлы опирания подкрановых балок, ферм, балок покрытий на колонны, узлы опирания панелей на ригели и т. п.

По расчетно-конструктивному признаку различают стыки, испытывающие сжатие, например стыки колонны (рис. Х.8, а); стыки, испытывающие растяжение, напри­мер стыки растянутого пояса фермы (рис. Х.8, б); сты­ки, работающие на изгиб с поперечной силой, например в соединении ригеля с колонной (рис. Х.8,в), и т. п.

Рис. X.8. Виды стыков сборных - элементов и действующие в них усилия

Рис. Х.10. Усиление концевых участков предварительно на­пряженных элементов

1 — дополнительные попереч­ные стержни; 2— сеткн косвен­ного армирования; 3— сталь­ная закладная деталь; 4 — Продольная напрягаемая арма­тура

В стыках усилия от одного элемента к другому пере­даются через соединяемую сваркой рабочую арматуру металлические закладные детали, бетон замоноличива - ния. Правильно запроектированный стык под действием расчетных нагрузок должен обладать прочностью и жест­костью, неизменяемостью взаимного положения соединя­емых элементов и, кроме того, должен быть технологич­ным по изготовлению элементов на заводе и по монтажу на площадке. Конструкции стыков и соединений элемен­тов должны обеспечивать быстрое й устойчивое закрепле-
ниє в рабочем положении всех монтируемых элементов с; помощью несложных устройств (кондукторов и т. п.) без применения специальных, строповочных приспособлений. В то же время конструкция стыков и соединений должна обеспечивать надежную передачу монтажных усилий. Это относится в первую очередь к стыкам колонн, на ко­торые в процессе монтажа передаются нагрузки от веса колонн и от вышележащих элементов конструкции.

Размеры зазоров между соединяемыми элементами назначают возможно меньшими. Их величину обычно оп­ределяют доступностью сварки выпусков арматуры, удобством укладки в полости стыка бетонной смеси из условия погашения допусков на изготовление и монтаж; она может составлять 50—100 мм и более. При заливке швов раствором, особенно под давлением, зазор может быть минимальным, но не менее 20 мм.

Стальные закладные детали для предотвращения кор­розии и обеспечения необходимой огнестойкости элемен­тов покрывают защитным слоем цементного раствора по металлической сетке. С этой целью стальные закладные детали при конструировании втапливают так, чтобы после нанесения защитного слоя на поверхности элемен­тов не было местных выступов. Там, где это выполнить трудно, предусматривают специальные защитные покры­тия. Размеры стальных закладных деталей должны быть минимальными и назначаться из условия размещения сварных швов необходимой длины.

Концевые участки сжатых соединяемых элементов (например, концы сборных колонн) усиливают попереч­ными сетками косвенного армирования. При соединении с обрывом продольной рабочей арматуры в зоне стыка усиление поперечными сетками производят по расчёту. Сетки устанавливают у торца элемента (не менее 4 шт.) на длине не менее Ы стержней периодического профиля, при этом шаг сеток s должен быть не менее 60 мм, не более 7з размера меньшей стороны сечения и не более 150 мм (рис. Х.9). Размер ячеек сетки должен быть не менее 45 мм, не более lU меньшей стороны сечения и не более 100 мм.

У концевых участков сборных предварительно напря­женных элементов необходимо предусматривать местное усиление против образования продольных раскалываю­щих трещин при отпуске натяжения арматуры (рис. Х.10). Для этого устанавливают дополнительную попе-
ґречную напрягаемую "или - площадью сечения

Где <р=0,15 — для напрягаемой арматуры; <р=0,2 — для ненапрягае­мой арматуры конструкций, рассчитываемых на выносливость; Р —

У

Силие обжатия с учетом первых потерь; R, — расчетное сопротивле - ие дополнительной арматуры. 'к Дополнительную поперечную ненапрягаемую армату - ■ру устанавливают на всю высоту элемента и приварива­ют к опорной закладной детали. г - Кроме то^о, у торцов предварительно напряженных Элементов устанавливают дополнительную косвенную ар­матуру с коэффициентом армирования ц=2 % на длине не менее 0,61Р и не менее 20 см при продольной армату­ре, не имеющей анкеров.

В стыках и соединениях сборных железобетонных эле­ментов стальные закладные детали часто проектируют в виде пластинок и приваренных к ним втавр анкеров, ис-

Рис. Х.11. Стальные закладные детали в стыках и соединениях элементов кон­струкций

Рис. Х.12. Закладная пластинка с нахлес - точиыми анкерами / и нормальными анке­рами 2

Пытывакмцих действие усилий М, N, Q (рис. Х.11). Для расчета анкеров изгибающий момент заменяют парой сил с плечом z и усилия определяют с учетом опытных коэффициентов. Площадь поперечного сечения анкеров наиболее напряженного ряда

Ненапрягаемую арматуру с

(Х.1)

+ (x.'i)

1

TOC o "1-3" h z адесь наибольшее -растягивающее усилие в одном-ряду анкеров npft*| числе рядов, равном пап, "' '

Nan = W/nan) + (M/$; (Х. З)

Наибольшее сжимающее усилие в одном ряду анкеров

"An = "An)+ №*)■> (Х.4)

Сдвигающее усилие, приходящееся на один ряд анкеров, с учетом влияния силы трения;

Qan = {Q~ 0,М'ап)/пт; (Х.5)

Ф, ф( — коэффициенты, определяемые для аикериых стержней диа­метром d=8...25 мм, площадью сечения одного анкера Fa и тяжелого бетона классов в15—в40

Ф = 4,8к^/'(1+0,15лоп) кяг<0,7; (х.6)

Фі = JV + со (NanIQan) . (х.7)

Значения а принимают при Мал^О равным 0,3, при N'M <0 равным 0,6. Длина заделки анкера в бетоне 1ап (см. гл. 1). Расстояние между осями анкеров см. на рис. Х.11. .

Чтобы усилить сопротивление сдвигу и отрыву, к пла­стинке приваривают нахлесточные анкеры и поперечные ребра (рис. Х.12).

Стыки растянутых элементов выполняют сваркой вы­пусков арматуры или стальных закладных деталей, а в предварительно напряженных конструкциях — пропус­ком через каналы или пазы элементов пучков, канатов или стержневой арматуры с последующим натяжением. Сварные стыки растянутых элементов конструируют так, чтобы при передаче усилий не происходило разгибания закладных деталей, накладок или выколов бетона.

Для передачи сдвигающих усилий на поверхности соединяемых элементов устраивают пазы, которые после замоноличивания образуют бетонные шпонки. Примене­ние бетонных шпонок целесообразно в бесконсольиых стыках ригелей с колоннами, где их располагают так, чтобы бетон шпонок работал в наклонном сечении на сжатие, в стыках плитных конструкций, для повышения жесткости панельных перекрытий в своей плоскости и др. (рис. Х.13).

Размеры бетонных шпонок определяются из условий их прочности

Bh>QIRblhnh (Х.8)
Hk^Q/2Rb.I Lhnh, (X.9)

,тде 0. — сдвигающее усилие или поперечная сила; бь, Hk, H — глуби­на, высота и длина шпонки; tik — число шпонок, водимое в расчет (при расчете на поперечную силу не более трех).

При наличии постоянно действующего сжимающего усилия высоту шпонок определяют с учетом разгружаю­щего влияния силы трения по формуле

. (Х. Ю)

2Rbt lh "ft

Рис. Х.13. Бетонные шпонки в стыках и соединениях элементов кон­струкций

А — в стыках ригеля с колонной; б — в соединениях панелей

В стыках и соединениях сцепление бетона сборных элементов с бетоном, укладываемым на монтаже (сцеп­ление старого и нового бетона), при соблюдении техно­логических правил производства работ (очистка бетонных поверхностей, увлажнение их и т. п.), как показыва­ют опыты, оказывается достаточно прочным. Для обето - нирования стыков и соединений рекомендуется приме­нять инвентарную опалубку, подачу бетонной смеси или раствора в полости стыков под давлением, электропро­грев для ускорения твердения, целесообразный даже при положительных температурах.

289

В стыках сварка основных рабочих швов выполняется В нижнем и вертикальном положении. При наложении сварных швов в соединяемой арматуре и стальных за­кладных деталях развивается местная высокая темпера­тура и, следовательно, нагревается окружающий бетон. Экспериментальные исследования показали, что под дей­ствием нагрева механическая прочность бетона несколь­ко снижается, однако это ослабление носит местный ха-

19—943

Рактер и не отражается на несущей способности стыка в целом. Начальные сварочные напряжения (растягиваю­щие в арматуре, сжимающие в бетоне) при соблюдении технологической последовательности сварки выпусков арматуры также не отражаются на несущей способности стыка.