Железобетон

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 3x6 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)

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 3x12 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

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

— 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 Rsrh0 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 + 2x1 — 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*

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-

Рис. XIII.37. Конструктивные схемы железобетонных ферм

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).

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-

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^^

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-mpiНент/;ягаемые Із т стержни 012А-Ш

5-5

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

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.

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-^- + Nshos~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

(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]

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

А Крупнопанельная і пробельная плита, 1 / 6м

Стропильная /рерма

Г-Г

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

А - д

Ф25А-Щ

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

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

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.