Билет 24

1 Конструкция, работа и расчет шарнирного примыкания стропильной фермы к колонне.

При шарнирном сопряжении наиболее простым является узел опирания фермы на колонну сверху с использованием дополнительной стойки (надколонника), рисунок 6.3‚а. При таком решении возможно опиранне ферм как на металлическую, так и на железобетонную колонну. Аналогично решается и узел опираиия стропильной фермы на подстропильную, рисунок 6.3, в .

Другим вариантом шарнирного узла при примыкании фермы к колонне сбоку является сопряжение верхнего пояса с колонной на болтах нормальной точности, поставленных в рассверленные (или овальные) отверстия по типу узла на рисунке 6.3‚б.Опиранне подстропильных ферм на колонны выполняется, как правило, шарнирным. Решение такого узла с надколонником показано на рисунке 6.3‚6. Работа и расчет его аналогичны узлу шарнирного опирания стропильных ферм. При жестком сопряжении стропильных ферм с колоннами (отпирание сбоку) для удобства монтажа целесообразно применить подстропильные фермы с нисходящим опорным раскосом (при другом решении ферму трудно завести между полками колонны) рисунок 6.7. Опорное давление подстропильной фермы передается через строганый торец на столик, приваренный к стенке колонны. Фланец опорного узла прикрепляют к стенке колонны болтами нормальной точности. Нижний пояс подстропильной фермы делают укороченным (чтобы его не нужно было заводить внутрь колонны) и крепят накладкой к ребру колонны.

Опирание стропильных ферм на подстропильные выполняется в большинстве случаев по шарнирной схеме, Вариант решения такого узла показан на рисунке 6.3, в. При неразрезных стропильных фермах для обеспечения жесткости узла необходимо перекрыть верхние пояса стропильных ферм накладкой, рассчитанной на восприятие усилия от опорного момента. В узле нижнего пояса это усилие прижимает фланец фермы к стойке, и дополнительные элементы для его восприятия не требуются.

2 Выбор экономичной формы поперечного сечения железобетонных панелей перекрытия.

Плиты перекрытий опираются на ригели, работая на изгиб, и для уменьшения расхода материалов проектируются облегченными- пустотными или ребристыми. При удалении бетона из растянутой зоны сохраняют лишь ребра шириной, необходимой для размещения сварных каркасов и обеспечения прочности панелей по наклонному сечению. При этом плита в пролете между ригелями работает на изгиб как балка таврового сечения. Верхняя полка плиты также работает на местный изгиб между ребрами. При необходимости устройства гладкого потолка создается нижняя полка, образующая замкнутую полость.

Общий принцип проектирования плит перекрытий любой формы поперечного сечения состоит в удалении возможно большего объема бетона из растянутой зоны с сохранением вертикальных ребер, обеспечивающих прочность элемента по наклонному сечению, в увязке с технологическими возможностями завода-изготовителя.

При заданной длине плит разных типов ширину их принимают такой, чтобы получить градации массы, не превышающие грузоподъемность монтажных кранов 3…5 т. Плиты шириной 3,2 м при пролете 6 м перекрывают целиком жилую комнату; масса таких плит с пустотами- 5…6 т. Пустотные и сплошные плиты, позволяющие создать гладкий потолок, применяют для жилых и гражданских зданий, ребристые панели ребрами вниз- для промышленных зданий с нормативными нагрузками свыше 5 кН/ м².

Экономичность плиты оценивают по приведенной толщине бетона, которую получают при делении объема бетона панели на ее площадь, и по расходу стальной арматуры.

Наиболее экономичны по расходу бетона плиты с овальными пустотами; приведенная толщина бетона в них 92 мм, в то время как в плитах с круглыми пустотами она достигает 120мм.Однако при изготовлении панелей с овальными пустотами на заводах возникают технологические трудности, вызванные тем, что после извлечения пустотообразователей стенки каналов свежеотформованного изделия иногда обваливаются. Поэтому в качестве типовых приняты сборные плиты с круглыми пустотами. Дальнейшее совершенствование технологии заводского изготовления пустотных панелей позволит перейти к к более экономичным по расходу бетона конструкциям. Следует, однако, считать с условиями звукоизоляции и требованиями в связи с этим о минимальной массе перекрытия.

В ребристых панелях ребрами вниз (П- образных) приведенная толщина бетона- 105 мм, расход стальной арматуры на 1м² площади- 8,3…21,5 кг в зависимости от временной нагрузки.

3 Компоновка конструктивной схемы одноэтажных промышленных зданий (железобетонный каркас).

В задачу компоновки конструктивной схемы входят: выбор сетки ко­лонн, системы привязок и внутренних габаритов здания; компоновка по­крытия; разбивка здания на температурные блоки; компоновка поперечной рамы (выбор типа и размеров сечений колонн); выбор системы связей, обеспечивающих пространственную жесткость и т. п.

♦ Выбор сетки колонн. Унифицированные пролеты одноэтажных зданий приняты: для зданий без мостовых кранов — 12, 18 и 24 м, а для зданий с мостовыми кранами — 18, 24, 30 м и более, кратными 6 м. Высоты помещений (от отметки чистого пола до низа несущих конструкций покрытия на опоре) принимаются для зданий без кранов в диапазоне 3,6… 14,4 м, для зданий с мостовыми кранами — 8,4… 18 м, кратно 1,2 м (для зданий про­летами 18, 24 и 30 м допускаются высоты кратные 1,8 м).

Шаг колонн рекомендуется принимать 12 м, если в здании отсутствует подвесной транспорт, воздуховоды, подвесные потолки и т.п. Если при этом шаге используются стеновые панели длиной 6 м, то по наружным осям кроме основных колонн устанавливают промежуточные (фахверковые) колонны. При шаге колонн 12 м возможен шаг ригелей 6 м с использованием в качестве промежуточной опоры подстропильной конструкции. Все же рациональным решением считается каркас без подстропильных конструкций с шагом ригелей 12 м.

Высота здания определяется с учетом заданной отметки верха кранового рельса Нr и габарита крана по высоте Нсr а также размещения типовых стеновых панелей и оконных переплетов по высоте.

Покрытие одноэтажного здания может выполняться беспрогонным (преимущественно) и по прогонам. При беспро­гонной схеме крупноразмерные плиты покрытия укладываются непосред­ственно по ригелям поперечных рам и привариваются к ним не менее чем в трех углах. Глубина опирания продольных ребер плит покрытия проле­том 6 м — не менее 80 мм, пролетом 12 м — не менее 100 мм. Сварку за­кладных деталей стыкуемых конструкций делают по всей длине этих деталей, а швы между плитами замоноличивают. В этом случае образуется же­сткий в своей плоскости горизонтальный диск, обеспечивающий простран­ственную работу каркаса здания в целом. Расположение ригелей (ферм, балок, арок) при беспрогонной схеме покрытия может быть поперечным или продольным.

При большой протя­женности в поперечном и продольном направлениях здание делят темпера­турными швами на отдельные блоки. Основное их назначение — уменьшить дополнительные усилия в колоннах от вынужден­ных перемещений продольных и поперечных элементов здания вследствие изменения температуры наружного воздуха и усадки бетона.

В одно­этажных производственных зданиях применяются сборные железобетонные колонны сплошные прямоугольного сечения и сквозные двухветвевые. При выборе типа колонн можно придерживаться следующих рекомен­даций:

— сплошные колонны применяют в зданиях с пролетами до 24 м, высотой Н < 16,2 м, шаге 6…12 м и при грузоподъемности кранов до 30т;

— сквозные (двухветвевые) колонны целесообразно применять при грузо­подъемности кранов более 50 т, пролетах более 24 м, высоте Н ≥ 16,2 м и шаге 12 м, а также в случаях, когда высота сечения подкрановой части ко­лонны h2превышает 1 м

Простран­ственную жесткость каркаса, т.е. его способность сопротивляться воздейст­вию горизонтальных нагрузок, обеспечивают защемленные в фундаментах колонны, жесткий диск покрытия и система стальных связей (вертикальных и горизонтальных).