Вопросы для самоконтроля:

1. Какие применяют конструкции плит покрытий и какова их технико-экономическая оценка?

2. Какие пролёты балок, ферм, арок целесообразны в покрытиях одноэтажного промышленного здания?

3. Какие применяют конструкции балок покрытий? Как выполняют их расчёт и определяют положение расчётного сечения при двускатном очертании верхнего пояса?

4. Какие применяют конструктивные схемы железобетонных ферм покрытий? Как работают под нагрузкой пояса и решётки?

5. Какова технико-экономическая оценка различных типов ферм покрытий?

6. В чём заключаются принципы конструирования и расчёта ферм покрытий?

7. Какую методику расчёта применяют для узлов ферм покрытий?

8. Какие применяют виды подстропильных конструкций?

9. Какие применяют конструктивные схемы железобетонных арок покрытий? Каков принцы их расчёта?

Лекция 4. КонструкцИи одноэтажных каркасных зданий из монолитного железобетона

В одноэтажном каркасном здании из монолитного железобетона основная несущая конструкция — попе­речная рама. Нагрузка от покрытия здания — балочного или тонкостенного пространственного — передается на поперечные рамы.

Прямолинейные ригели возможны при пролетах до 12…15 м, ломаные ригели до 15…18 м, криволинейные ригели без затяжек - до 18 м, с затяжками - до 24 м и более. Рамы с криволинейными ригелями применяют преиму­щественно в качестве диафрагм коротких оболочек, яв­ляющихся весьма экономичным типом монолитных покрытий. Затяжка, препятствуя горизонтальным перемещениям верха стоек, уменьшает значения изгибающих моментов и поперечных сил в стойках и ригелях. Благодаря затяжке уменьшаются изгибающие моменты и поперечные силы также и в заделке стоек и облегчается конструкция фундаментов.

Соединение стоек монолитных рам с фундаментами может быть жестким и шарнирным. В жестком соединении арматуру стоек сваривают с соответствующими выпусками арматуры фундамента; такое соединение просто и экономично. Шарнирное соединение применяют в тех случаях, когда в заделке колонны возникает значительный изгибающий момент, а грунты оснований имеют малую несущую способность и фундаменты рамы оказываются весьма тяжелыми. Вместе с тем нужно иметь в виду, что шарнирное соединение приводит к возрастанию изгибающих моментов в пролете и ригель становится тяжелее (рис. 4.1).

Ригель армируют как балку, заделанную на опоре; часть продольной арматуры ригеля переводят в зону отрицательных моментов у опоры и заводят в стойку; стойки армируют как сжатые элементы, часть стержней которых заводят в ригель (рис.4.1а).

При конструировании монолитной рамы особое внимание следует уделять узлам и сопряжениям. Расположение арматуры в узлах должно соответствовать характеру действующих усилий и в то же время обеспечивать удобство производства работ. В узле сопряжения ригеля с колонной наибольшие растягивающие усилия возникают на некотором удалении от края, поэтому растянутую арматуру в узле выполняют закругленной и заводят на длину, устанавливаемую на эпюре моментов (рис.4.1б).

а – армирование рамы; б – армирование узла сопряжения ригеля и стойки; в – армирование ригеля при его изломе; г – армирование опорных шарниров

Рис.4.1. Конструкция монолитной однопролетной рамы

В сжатой зоне узла возникают значительные мест­ные напряжения, в связи с чем входящие углы целесо­образно выполнять со скосами (вутами), уменьшающи­ми местные напряжения. Сжатую арматуру ригеля и стойки заводят в глубь узла, а вут армируют самостоя­тельными продольными стержнями. В рамных конструк­циях с относительно небольшими усилиями вуты не делают, что несколько упрощает производство работ.

В узлах, где ригель имеет перелом, например в конь­ковом узле, усилия в нижней растянутой арматуре соз­дают равнодействующую, направленную по биссектри­се входящего угла, под действием которой арматура стре­мится выпрямиться и выколоть бетон (рис. 4.1в). Поэтому коньковые узлы армируют с перепуском кон­цов нижних растянутых стержней и усиливают дополни­тельными поперечными стержнями, определяемыми рас­четом. Поперечная арматура должна воспринимать рас­тягивающее усилие, равное вертикальной составляющей усилий в продольных растянутых стержнях, незаанкеренных в сжатой зоне:

(4.1)

или воспринимать 35 % вертикальной составляющей уси­лий во всех продольных растянутых стержнях

(4.2)

где А_s1 — площадь сечения продольных растянутых стержней, незанкеренных в сжатой зоне; γ — входящий угол в растянутой зоне.

Поперечная арматура, необходимая по расчету, дол­жна быть расположена на длине

(4.3)

Шарнирное сопряжение стойки рамы с фундаментом создается устройством упрощенного (несовершенного) шарнира. В этом месте размеры сечения стойки умень­шаются до 1/2—1/3 размеров основного сечения; здесь ус­танавливают вертикальные или перекрещивающиеся стержни, а примыкающие к шарниру части стойки и фундамента усиливают поперечными сетками (рис. 4.1, г). Продольная сила стойки передается через сохраняемую площадь бетона и арматурные стержни, поперечная сила стойки обычно погашается силой трения.