книги из ГПНТБ / Кикин, А. И. Конструкции из стальных труб, заполненных бетоном

Рис. 17. Трубобетонная ступенчатая колонна крайнего ряда с под­ крановым столом под железобетонную балку

растворопровода и пять отверстий 1 диаметром 5 мм для вывода воздуха.

На рис. 13—15 показаны стыки, которые могут быть использованы для соединения оболочек трубобетонных стержней как при «сухом», так и при «мокром» сопря-

20

Рис. 19. Примыкание раскосов к трубам стоек в ступенчатых трубобетонных колоннах

▲

Рис. 18. Трубобетонная ступен­ чатая колонна среднего ряда при расположении подкрано­ вых столов в разных уровнях

жении бетонных ядер. Основным является прямой стык со стыковым швом (см. рис. 14, а), равнопрочный при сжатии целому, нестыкованному месту оболочки.

Расчет стыков оболочек осуществляется по правилам расчета сварных соединений, по которым должны быть рассчитаны сварные швы (стыковые, угловые, комбини­ рованные) и стыковые накладки, если они почему-либо применяются. Усилие в оболочке получается расклады­ ванием полного усилия в трубобетонном стержне на две части, пропорциональные несущим способностям ядра и оболочки, по формуле предельного сопротивления (63). Расчета стыков бетонного ядра не требуется, так как в обоих вариантах их конструктивного решения они являются равнопрочными целому, нестыкованному мес­ ту ядра [63, 71].

21

Конструирование узлов трубобетонных конструкций делает свои первые шаги. Как и в трубчатых стальных конструкциях, лучшими являются узлы без фасонок с криволинейным обрезом труб (см. рис. 24). При этом ра­ бота узлов трубобетонных конструкций улучшается изза отсутствия местных деформаций оболочки, которая подпирается изнутри бетонным ядром.

Базы и оголовки центрально-сжатых трубобетонных стоек аналогичны базам и оголовкам полых труб, но не имеют деталей, воспринимающих сосредоточенные вер­ тикальные давления (рис. 16) [29], так как эти давления воспринимаются бетоном, заполняющим полость трубы.

Колонны каркасов производственных зданий с мос­ товыми кранами решаются составными. На рис. 17 и 18 показаны колонны крайних и средних рядов каркаса [29], в которых раскосы выполнены из одиночных тру­ бобетонных стержней, а ветви — из одиночных и спарен­ ных. Верхняя траверса нижней части колонны изготовле­ на из плоских листовых деталей. Ее прикрепляют к обо­ лочкам стержней встык, не прорезая последние. Торцы раскосов крепят к оболочке прокладками, распределяю-

22

/ а Опорныйузел

Рис. 21. Конструкция опорного узла трубобетонной фермы с использованием коробчатой фа­ сонки, заполненной бетоном

щими усилия; прокладки играют также роль торцовых фланцев трубобетонных стержней.

Раскосы надкрановой части колонны, воспринимаю­ щие небольшие усилия, прикрепляют к ветвям колонны плоскими торцовыми фланцами, играющими роль узло­ вых фасонок. В отличие от обычных решений эти фасон­ ки расположены вне плоскости колонны (рис. 19) [29]. Особенностью рассмотренного конструктивного решения является передача больших усилий (например, давления подкрановой балки) на торец трубобетонного стержня (т. е. на ядро и оболочку), а малых усилий — только на оболочку.

Рассчитывая узлы, следует учитывать, что при пере-

23

ß

Рис. 23. Узлы легких ферм при двухтрубном решении поясов

даче сдвигающего усилия узла на стержень вдоль обра­ зующей это усилие воспринимает только оболочка. Бе­ тонное ядро в работе стержня фактически не участвует.

В тяжелых трубобетонных фермах, типа мостовых, усилия в раскосах и стойках могут достигать больших величин, тогда кроме внешних узловых фасонок исполь­ зуют внутренние, которые устанавливают в полости тру­ бы напротив внешних фасонок.

Пояс фермы в зоне узла представляет собой самосто­ ятельный конструктивный элемент, состоящий из оболоч­ ки, фасонок, ядра и фланцев; этот блок может быть от­ дельно забетонирован и провибрирован. При сборке он включается в состав фермы как готовая деталь. На рис. 20 представлено решение опорного узла серповидной трубобетонной арки [71]; стойка и раскос примыкают здесь к узловому блоку конструкции.

Узловые блоки могут быть в виде пространствен­ ных коробчатых фасонок с бетонированной внутренней полостью, что характерно для опорных узлов, в кото­ рых фасонки воспринимают большие усилия (рис. 21). Возможно конструирование узловых блоков с одностенчатыми фасонками, усиленными ребрами жесткости (рис. 22). Здесь наиболее ярко проявляется идея сборности фермы из трубобетонных стержней и узловых вста­ вок.

24

путь (см. рис. 22), заключающийся в том, что узлы из­ готовляют как отдельные части и сборка конструкции ведется из стержней и узловых вставок; все сборные сопряжения производятся простейшим способом встык. Этот путь, по-видимому, является основным при приме­ нении трубобетона.

4. Технология заполнения труб бетоном

При широком применении трубобетонных конструк­ ций необходим индустриальный и высокопроизводитель­ ный способ заполнения труб бетоном, обеспечивающий высокую прочность ц однородность бетонного ядра. Су­ ществуют три способа уплотнения бетона в трубах: глу­

25

При этом способе трубы, прочно прикрепленные к вибро­ столу в вертикальном положении, вибируют вместе с ним (рис. 25). Бетон подается сверху через загрузочные во­ ронки в вибрирующую трубу, заполняет ее и одновре­ менно уплотняется.

Отсчет времени вибрирования ведется от начала за­ полнения трубы. Время наполнения трубы диаметром ПО мм в среднем при соотношении L:D = 5 и частоте 3000 кол/мин составляет 25 сек\ при L : D = 30 оно состав­ ляет 160 сек. С изменением водоцементного отношения в пределах 0,35—0,6 время заполнения труб бетоном ме­ няется несущественно. Варьируемыми компонентами вибропроцесса являются режим вибрации и жесткость

26

бетонной смеси. Режим вибрации определяется величи­ ной амплитуды, частоты и продолжительности колебания.

В проведенных экспериментах [56] использовались гармонические колебания с амплитудами 0,3—0,6 мм, частотами 1400—6000 кол/мин, длительностью 16— 210 сек. Предусматривалась возможность извлечения бе-

Таблица 2

РЕЖИМЫ УПЛОТНЕНИЯ И СОСТАВЫ БЕТОНА

тонного ядра из трубы, для чего последняя делалась разъемной по диаметральной плоскости. Бетонные стер­ жни извлекали из труб через сутки после их изготовле­ ния, а через трое суток распиливали на цилиндры высо­ той 200 мм. Из каждого бетонного ядра в зависимости от его длины получалось от 2 до 12 цилиндрических образ­ цов, которые затем испытывали на сжатие вдоль оси. Прочности образцов из одного и того же ядра не одина­ ковы и зависят от положения образца в ядре. Числен­ ные характеристики прочности образцов служат основой для суждения о качестве уплотнения. Идеальным счи­ тается случай, когда прочность бетонного ядра одина­ кова по всей длине стержня. Практически этого достиг-

27

28