9. Виды, особенности расчета и конструирования ж/б балок покрытий.

Балки покр. могут быть пролетом 12 и 18м, а в отдельных констр.—пролетом 24м. Очертание верхнего пояса при двускатном покрытии может быть трапециевидным с постоянным уклоном, ломаным или криволинейным. Балки односкатного покр. выполняют с параллельными поясами или ло­маным нижним поясом, плоского покрытия — с парал­л. поясами. Шаг балок по­крытий 6 или 12м.

Наиб. экономичное поперечное сечение балок по­крытий — двутавровое со стенкой, толщина которой 60—100 мм устанавливается главным образом из усло­вий удобства размещения арматурных каркасов, обеспе­чения прочности и трещиностойкости. У опор толщина стенки плавно увеличивается, и устраивается уширение в виде вертикального ребра жесткости.

Высоту сечения балок в середине пролета принимают (1/10-1/15)l. 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). 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 устойчивости при транспортировании и монтаже прини­мают (1/50—1/60)l. Ширину нижней полки для удобного размещения продольной растянутой арматуры принима­ют 250—300 мм.

Конструктивные схемы балок покрытий

Двускатные балки выполняют из бетона класса В25—В40 и армируют напрягаемой проволочной, стерж­невой и канатной арматурой. 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 приопорного 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 арм., целесообраз­но армировать также и конструктивной напрягаемой ар­матурой, размещаемой в уровне верха сечения на опоре. Этим уменьшаются эксцентриситет силы обжатия и предварит. растягивающие напряж. в бет. верхней зоны. Двускатные балки прямоугольного сечения с часто расположенными отверстиями условно называют решет­чатыми балками. 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 пролета h=l:12 высота сечения на опоре составит h_oп = l :24, а на расстоянии х от опоры

Положим рабочую высоту сечения балки h₀ = h_x, изги­бающий момент при равномерно распределенной на­грузке

тогда площадь сечения продольной арматуры

Расчетным будет то сечение балки по ее длине, в ко­тором A_sx достигает максимального значения. Для отыс­кания этого сечения приравниваем нулю производную

Из решения квадратного уравнения найдем х=0,37l. В общем случае расстояние от опоры до расчетного сечения x=0,35...0,4l.

Поперечную арматуру определяют из расчета прочно­сти по наклонным сечениям. Затем выполняют расчеты по трещиностойкости, прогибам, а также расчеты проч­ности и трещиностойкости 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.

Балки двутаврового сечения экономичнее решетчатых по расходу арматуры приблизительно на 15 %, по расхо­ду бетона — приблизительно на 13 %.

10. Виды, особенности расчета и конструирования ж/б ферм.

Фермы применяют при пролетах 18, 24,30 м. При пролетах 30 м и более экономичнее применять стальные фермы. Ж/б фермы могут быть стропильными и подстропильными, раскосными и безраскосными, сегментными, полигональными, с параллельными поясами и др. По способу изготовления: цельные и составные (из двух полуферм).

Типы ферм:

1)Сегментная ферма с верхним поясом ломан. очертания

2) Арочные раскосные

3)Арочные безраскосные

4)Полигональные с парал-ными поясами

5) полигональные с непар. поясами

Для исключения внеузловой передачи нагрузки длина панели верхнего пояса принимается 3 м за исключением раскосной фермы. Изготавливают из бетона В30-В45. Наиболее оптимальное очертание верхнего пояса характерно для арочных и сегментных ферм, т.к. их очертание совпадает с эпюрой давления. Решетка ферм может быть закладной или изготавливаться вместе с фермой. В этом случае ширина попереч. сечения меньше, чем ширина попереч. сечения верхнего и нижнего поясов. При одновременном изготовлении ширина всех элементов решетки одинакова. Для обеспечения передачи усилия между отдельными элементами в узлах выполняются уширения – вуты.