4. Стыки и концевые участки сборных ж/б элементов.

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

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; испытывающие растяжения, например стыки растянутого пояса фермы; работающие на изгиб с поперечной силой, например в соединении ригеля с колонной (рис. 10.8), и т. п.

В стыках усилия от одного элемента к другому передаются через соединяемую сваркой рабочую арматуру, металлические закладные детали, бетон замоноличивания. 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 и устойчивое закрепление в рабочем положении всех монтируемых элементов с помощью несложных устройств (кондукторов и т. п ) без применения специальных строповочиых приспособлений и в то же время обеспечивать надежную передачу монтажных усилий. Это относится в первую очередь к стыкам колонн, на которые в процессе монтажа передаются нагрузки от веса колонн и вышележащих элементов конструкции.

Зазоры между соединяемыми элементами назначают возможно меньшими. Их обычно определяют доступностью сварки выпусков арматуры, удобством укладки в полости стыка бетонной смеси из условия погашения допусков на изготовление и монтаж. Обычно зазор составляет 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 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 продольной рабочей арматуры в зоне стыка усиление поперечными сетками выполняют по расчету. Сетки устанавливают у торца элемента (не менее 4 шт ) на длине не менее 10d стержней периодического профиля; при этом шаг сеток s должен быть не менее 60 мм, не более1/3 размера меньшей стороны сечения и не более 150 мм (рис. 10.9). Размер ячеек сетки — не менее 45 мм, не более 1/4 меньшей стороны сечения и не более 100 мм.

В сборных предварительно напряженных элементах необходимо предусматривать местное усиление концевых участков против образования продольных раскалывающих трещин при отпуске натяжения арматуры (рис.10.10). Для этого устанавливают дополнительную поперечную напрягаемую или ненапрягаемую арматуру с площадью сечения

Дополнительную поперечную ненапрягаемую арматуру устанавливают на всю высоту элемента и приваривают к опорной закладной детали. Кроме того, у торцов предварительно напряженных элементов устанавливают дополнительную косвенную арматуру (коэффициент армирования) на длине не менее и не менее 200 мм 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, испытывающих действие усилий М, N, Q (рис.10.11). 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

Наибольшее растягивающее (сжимающее) усилие в одном ряду анкеров при числе рядов, равном n_an:

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

Чтобы усилить сопротивление сдвигу и отрыву, к пластинке приваривают нахлесточные анкерные и поперечные ребра (рис. 10.12).

Стыки растянутых элементов выполняют, сваривая выпуски арматуры или стальных закладных деталей, а в предварительно напряженных конструкциях — пропуская через каналы или пазы элементов пучки, канаты или стержни арматуры с последующим натяжением. Сварные стыки растянутых элементов конструируют так, чтобы при передаче усилий не происходило разгибания закладных деталей и накладок, выколов бетона.

Для передачи сдвигающих усилий на поверхности соединяемых элементов устраивают пазы, которые пос­ле замоноличивания образуют бетонные шпонки. При­менение бетонных шпонок целесообразно в бесконсольных 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. 10.13).

Размеры бетонных шпонок определяют из условий их прочности.

В стыках н соединениях сцепление бетона сборных элементов сбетоном, укладываемымнамонтаже, присоблюдении технологических правил производства ра­бот (очистка бетонных поверхностей, увлажнение их и т.п.), как показывают опыты, оказывается достаточ­но прочным. Для замоноличивания стыков и соединений рекомендуется использовать инвентарную опалубку, применять подачу бетонной смеси или раствора в поло­сти стыков под давлением, электропрогрев для ускоре­ния твердения (даже при положительных температу­рах).

В стыках сварку основных рабочих швов выполняют 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 характер 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.