§ 43. Конструирование и составление рабочих чертежей

Понятие «конструировать» произошло от латинского слова constro, что значит строить, создавать. Поэтому под конструиро­ванием следует понимать создание сооружения, здания, конст­рукции— достаточно прочных, надежных и жестких, отвечающих требованиям унификации конструкций, индустриальности их из­готовления и монтажа при минимальных трудозатратах и стои­мости.

Проиллюстрируем сказанное на примере поперечной рамы одноэтажного промышленного здания. Поперечные рамы одно­этажных каркасных зданий могут быть сборными и монолитны­ми. Наибольшее распространение получили сборные рамы, отли­чающиеся высокой индустриальностью изготовления.

Рамы состоят из стоек и ригелей. Стойками являются колон­ны, а ригелями — стропильные балки, фермы или арки, шарнирно соединяющиеся с колоннами. При шарнирном соединении эле­ментов нагрузки, приложенные к одному из элементов, не вызы­вают изгибающих моментов в другом; это упрощает конструкцию стыков и дает возможность полностью унифицировать конструк­ции. Жесткое же сопряжение ригелей со стойками уменьшает из­гибающие моменты в пролете ригеля, но весьма усложняет кон­струкцию элементов рамы и стыков, снижает возможности уни­фикации и типизации конструкций.

Конструирование колонн сборного каркаса. Колонны одно­этажных зданий бывают сплошными — прямоугольного сечения для зданий высотой до 10,8 м и кранов грузоподъемностью до 20 т и сквозными — двухветвевыми для зданий высотой более 10,8 м и кранов грузоподъемностью 30 т и более.

Для зданий, оборудованных мостовыми кранами, колонны проектируют с консолями, на которые устанавливаются подкра­новые балки с рельсовыми путями. Высота поперечного сечения этих колонн принимается равной 1/10 — 1/14 высоты соответст­венно надкрановой и подкрановой частей; ширина колонн по вы­соте принимается постоянной: 1/20 —1/25 высоты колонны.

Размеры сечения верхней надкрановой части определяются опиранием ригеля на торец колонны. Высота сечений сплошных колонн принимается: для надкрановой части — 380 и 500 мм крайних колонн, 600 мм средних; для подкрановой части —соот­ветственно 600 и 800 мм. Ширина сечений 400 и 500 мм. При этом большие размеры соответствуют шагу колонн 12 м.

Колонны при высоте более 10,8 м в подкрановой части выпол­няются сквозными, двухветвевыми, состоящими из двух ветвей — стоек, соединенных между собой поперечными распорками. Се­чение надкрановой части — прямоугольное, размерами 500X600 мм. Высота сечения подкрановой части (расстояние между ветвями снаружи) принимается в зависимости от грузо­подъемности мостового крана: 1000 и 1300 мм для колонн край­него ряда; 1400 и 1600 мм для колонн среднего ряда.

Расстояние между распорками назначается в пределах (8/10) h1, где h1 — высота сечения ветви — 250 и 300 мм. Ширина сечения колонн —400 и 500 мм. Верх нижней распорки распола­гается на уровне пола. Высота сечения распорок принимается в пределах (1,5/2) Aif ширина — по ширине колонны.

Сплошные и двухветвевые колонны изготавливают обычно в виде одного элемента. Членение их на части по высоте для умень­шения монтажной массы связано с необходимостью устройства стыков, а потому осуществляется очень редко.

Для внецентренно-сжатых колонн принимают бетоны классов В20—В40, а иногда и выше. Армирование колонн определяется расчетом.

Для опирания подкрановых балок в колонне устраивают ко­роткие консоли. Размеры консолей и их армирование определя­ются расчетом и условием опирания конструкций. Армирование консолей принимают в зависимости от их высоты:

при h,<2,5l консоль армируют наклонными хомутами по всей высоте {h — высота консоли в опорном сечении, l — вылет консоли);

при h>2,5l консоль армируют отогнутыми и горизонталь­ными стержнями по всей высоте консоли.

при h>3,5l и Q<Rbt b ho отогнутые стержни можно не ста­вить; здесь ho—рабочая высота опорного сечения консоли.

Шаг хомутов в пределах консоли должен быть не более h/4 и не более 150 мм. Диаметр отогнутых стержней должен быть не более 1/15 длины отгиба, но не более 25 мм.

Суммарная площадь сечения отгибов и хомутов, пересекаю­щих верхнюю половину линии, соединяющей крайние точки в пределах вылета консоли (см. рис. 21), должна быть не более 0,002bh0. При проектировании внецентренно-сжатых колонн необходимо соблюдать следующие конструктивные требования:

размеры сечений колонн должны быть такими, чтобы их гиб­

кость (X = lo/i) в любом направлении не превышала предельно значения 120;

минимальная площадь сечения продольной арматуры во вне центренно-сжатых железобетонных элементах устанавливается; в процентах в зависимости от гибкости стержня X = lo/i:

при l0/i<17.................. 0.05 A

« 35.........,........ 0,10 А

« 35^/o/t 85 . ............... 0.20 А

» /оЛ*>83 .................. 0.25 А

где A = bh0 — площадь сечения бетона;

толщина защитного слоя бетона должна быть не меньше диаметра продольной арматуры и не менее 20 мм;

расстояние между вертикальными стержнями арматуры в свету, если они при бетонировании расположены вертикально^ должно быть не менее 50 мм, а при горизонтальном или наклон­ном расположении — не менее 25 мм для нижней арматуры и 30 мм для верхней;

в линейных внецентренно-сжатых элементах расстояния-между осями стрежней продольной арматуры должны прини­маться в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба, нё более 400 мм, а в направлении плоскости изгиба — не более' 500 мм;

во внецентренно-сжатых линейных элементах из тяжелого и мелкозернистого бетона хомуты должны устанавливаться на расстояниях:

при Rsc<400 МПа — не более 500 мм и не более 20d в свар­ных каркасах, где d — наименьший диаметр продольной арма­туры;

при Rsc>450 МПа —не более 400 мм и не более 15d в свар-ных каркасах.

При этом конструкция поперечной арматуры должна обеспе­чить надежное закрепление сжатых стрежней, чтобы предот­вратить их боковое выпучивание.

При армировании внецентренно-сжатых элементов плоскими сварными каркасами два крайних плоских каркаса должны быть соединены друг с другом для образования пространствен­ного каркаса с помощью шпилек; привариваемых к продольным стрежням; шаг шпилек равен шагу поперечных стрежней плос­ких каркасов.

Если крайние плоские каркасы имеют промежуточные про­дольные стержни, то они не реже чем через один и не реже чем через 400 мм по ширине грани элемента должны связываться шпильками с продольными стержнями, расположенными у про­тивоположной грани.

В проекте железобетонных конструкций разрабатывается монтажная схема, опалубочные и арматурные чертежи конст­рукций. На монтажных схемах показывается маркировка сбор­ных железобетонных элементов, их привязка к разбивочным осям и высотным отметкам со ссылками на монтажные детали.

Монтажные схемы должны содержать данные, исключающие необходимость использования чертежей конструктивных элемен­те. На этих схемах надо по возможности показывать ряд эле­ментов, связанных последовательностью монтажа (например, колонн, подкрановых балок, балок покрытия и т. д.). Рекомен­дуемые масштабы монтажных схем 1:200 и 1:400.

Монтажные схемы должны сопровождаться спецификация­ми сборных железобетонных и бетонных элементов, стальных элементов и монтажных деталей. В примечаниях к схемам долж­ны быть указаны (при необходимости) особые условия монта­жа, марка бетона для замоноличивания стыков, тип электро­дов для монтажной сварки и т. д.

Опалубочные чертежи разрабатываются для сложных конст­рукций с большим количеством закладных деталей и проемов, изображение которых на арматурном чертеже затрудняет его чтение. Для монолитных конструкций опалубочные чертежи следует, как правило, использовать как маркировочные. На опалубочных чертежах должны быть показаны все размеры конструкций и закладные детали с их разбивкой и маркировкой или надписями, характеризующими материал и размеры. В таб­личной форме на опалубочных чертежах приводится специфи­кация закладных деталей, показатели массы и расхода бетона и стали на одну конструкцию каждой марки. Рекомендуемые мас­штабы для выполнения опалубочных чертежей 1:50 и 1:100.

На арматурных чертежах в опалубочном контуре, условно предположив прозрачность бетона, показывают арматуру кон­струкций. Плиты надо вычерчивать в плане, все остальные кон­струкции— в фасаде. По наиболее характерным участкам дают­ся сечения, располагаемые в непосредственной близости от со­ответствующих участков элементов.

Арматурные стрежни, видимые сбоку, показываются линией, а находящиеся в сечении — точками.

В сечениях от всех стержней должны быть даны полные вы­носки — номер позиции, диаметр стержня, количество стерж­ней и их шаг.

На чертежах элементов, армированных сварными каркасами и сетками, даются выноски марок каркасов, сеток, стальных закладных деталей и привязочные размеры, показывающие по­ложение этих элементов в опалубке.