Вопрос 54.

Соединения элементов каркаса в многоэтажных зданиях с безбалочными перекрытиями Пространственный каркас здания с безбалочным перекрытием решен по рамной схеме в обоих направлениях (см. схему ниже, поз. а ... в). Несущие элементы его: колонны, капители 2, межколонные 3 и пролетные 4 плиты сплошного сечения. Плиты-капители 2 опираются на монтажные стальные столики 7, приваренные к закладным деталям колонн 1, а верх капителей соединяют с колонной стальными накладными элементами 9, привариваемыми к закладным деталям колонны и капители. Паз между колонной и капителью заполняют бетоном 8. Межколонные плиты 3 опираются выступами на капители, образуя шпоночные соединения 5, а пролетные плиты 4 опираются выпусками арматуры 6 на межколонные плиты 3. Плиты соединяют сваркой закладных деталей капителей и межколонных плит и выпусков арматуры и закладных деталей межколонных плит. По периметру всех сборных элементов перекрытия есть пазы для образования бетонных шпонок, которые замоноличивают после сварки всех соединений. Безбалочные перекрытия других видов соединяют с колоннами аналогичным образом. К таким перекрытиям относятся также монолитные сплошные перекрытия многоэтажных зданий, изготовляемые на уровне пола первого этажа. После монтажа колонн на всю высоту здания перекрытия поднимают домкратными механизмами и закрепляют на проектных уровнях на колоннах с помощью воротниковых конструкций, которые приваривают к закладным деталям колонн и перекрытий. Узлы сопряжения замоноличивают бетоном.

Каркас безбалочного перекрытия (а), элементы перекрытия (б) и узел сопряжения капители с колонной (в)

1 - колонна, 2 - капитель, 3 - межколонная плита, 4 - пролетная плита, 5 - шпоночные соединительные элементы, 6 - выпуски арматурных стержней, 7 - стальные монтажные столики, 8 - заполнение пазов бетонов, 9 - накладные стальные элементы.

Вопрос 55.

Большепролетными плоскостными конструкциями являются балки и фермы покрытия. Пролеты балок не превышают 18 м. Пролеты 15, 18, 24 м и более перекрываются стержневыми плоскостными конструкциями – стропильными фермами. Фермы могут быть железобетонными, стальными и деревянными.

Рис. 3.51. Плоскостные несущие конструкции покрытий:

а – типовые сборные железобетонные балки;

б – типовые сборные железобетонные фермы;

Вопрос 56.

Раньше других типов стали применять тонкостенные железобетонные цилиндрические оболочки, которым предшествовали массивные каменные своды и купола. В зависимости от соотношения сторон плана цилиндрические оболочки подразделяют на длинные и короткие (рис. XII1-7 и XII1-8).

Сборные и сборно-монолитные железобетонные цилиндрические оболочки выполняют из плит толщиной от 30 до 50 мм с ребрами и контурных конструкций. Монолитные железобетонные оболочки обычно выполняют гладкими толщиной от 50 до 80 мм.

При пролетах 18 м и более оболочки выполняют с предварительным напряжением.

Рис. XIII-7. Длинные цилиндрические оболочки: а - оболочки с бортовыми элементами в виде сборных балок; б - то же, с бортовыми элементами, являющимися частью плит; в - то же, с продольной разрезкой на плиты; I - элементы диафрагм; 2- плиты; 3 - бортовые элементы

Более рациональным решением для прямоугольных планов являются сборные оболочки переноса положительной гауссовой кривизны. Их конструктивные решения позволяют осуществлять покрытия: с укрупненной сеткой колонн 18x18 и 24x24 м из плит размером 3x6 м (рис. XIII—9, а)\ пролетом до 102 м из плит Зх х12 м с системой промежуточных балок и без них (рис. XIII—9, б> в); пролетом до 42 м из плит 3x6м, монтируемых навесным способом (рис. XIII—9, г); пролетом до 60 м из унифицированных плит 3x6 м, в том числе с шагом колонн 18 и 24 м (рис. XIII—9, д).

В оболочках первых трех типов (рис. XIII—9, a-в) кривизна цилиндрической поверхности плит соответствует кривизне поверхности оболоч ки и сопряжение плит в направлении их длинных сторон осуществляется без переломов. В оболочках конструкций, показанных на рис. XIII—9, г, д, плиты 3x6м располагаются с переломами, образуя пространственный многогранник с криволинейными гранями.

Рис. XIII-9. Сборные железобетонные оболочки положительной гауссовой кривизны: а - для сеток колонн 18x18м и 24x24м; б - для пролетов до 102м с системой промежуточных балок; в - то же, без промежуточных балок; г-то же, пролетом до 42м, монтируемых навесным способом; д- пролетом до 60м типа криволинейных многогранников

Оболочки отрицательной гауссовой кривизны (гипары) отличаются линейчатостью поверхностей, что значительно упрощает изготовление опалубки и армирование конструкций, а также дает возможность разрезки поверхности на отдельные однотипные сборные элементы. Такие оболочки позволяют создавать разнообразные архитектурные формы покрытий.

Поверхность гипара может быть образована либо скольжением (переносом) образующей параболы с кривизной одного знака по направляющей параболе с кривизной другого знака(рис. XIII—10, а), либо плоскопараллельным перемещением прямой по двум направляющим, лежащим в параллельных плоскостях (рис. XIII—10, б).

Рис. XIII—10. Оболочки отрицательной гауссовой кривизны (гипары): а - с гиперболоидно-параболической формой поверхности; б - схема оболочки покрытия цеха железобетонных изделий в г. Чсрногорске; 1 - образующая

Висячие покрытия. Их применение основано на использовании в качестве основных несущих элементов проволочных тросов, которые обладают высокой прочностью, гибкостью и долговечностью.

Рис. XIII—11. Варианты покрытий с использованием гипар: а - с односторонним расположением фонарей; 5-г - с фонарями двусторонней ориентации

Рис. XIII—12. Схемы вантовых покрытий: а - вантовые сетки; б - системы вант и балок; в - висячие оболочки; г - системы из "жестких” вант; д - вантовые фермы; е - комбинированные конструкции; I -несущие ванты; 2 - стабилизирующие ванты; 3 - наружный опорный контур; 4 -колонны каркаса; 5 - внутренний опорный контур; 6 - внутренняя опора; 7 -балки; 8- оттяжки; 9- железобетонные кровельные плиты; 10- "жесткие" ванты;

11 - легкие кровельные плиты; 12 - вантовые фермы; 13 - шпренгельный вантовый пояс; 14- вантовые подвески; 15- пространственная плита

Висячие покрытия в виде вантовых сетей (рис. XII1—12, а) отличаются малым расходом стали и эффективны при пролетах 24... 100 м.