В43. Проектирование ферм покрытия

Впервые типовые железобетонные фермы для зданий с плос­кой кровлей были разработаны Промстройпроектом с учас­тием НИИЖБ в 1960 –1962 гг. Геометрическая схема ферм с треугольной решеткой и дополнительными стойками (рис. 6.5) и узлами через 3 м опре­деляет сравнительно большое количество элементов решетки. Было решено применить закладные раскосы и стойки (заранее изготавливаемые на вибросто­лах), а на стенде бетонировать только пояса, чтобы сократить продолжительность операций, вы­полняемых в формах, и увеличить оборачиваемость стенда.

Серия включает фермы проле­тами 18 и 24 м, с шагом 6 м и с шагом 12 м, а также фер­му пролетом 18 м, с шагом 12 м, рассчитанную на тяжелые и спе­цифические нагрузки от техниче­ского чердака. Номи­нальная высота всех ферм (в га­баритах) единая —2700 мм, что удобно при компоновке конструк­ций зданий, позволяет решать смежные пролеты 18 и 24 м без перепада, применяя единую схе­му связей. Высота ферм отлича­ется от высоты балок на 1200 мм, что удобно при увязке несущих конструкций с ограждающими, поскольку это соответствует ши­рине типовой стеновой панели.

Ширина верхнего и нижнего поясов принята одинаковой для ферм пролетом 18 и 24 м – 280 мм. Для компенсации проги­ба ферм пролетом 24 м верхнему поясу этих ферм придан незначи­тельный уклон благодаря увели­чению сечения верхнего пояса по­середине фермы на 20 – 40 мм (без нарушения геометрической схемы фермы и параллельности поясов в осях).

Рис. 6.5. Схема ферм для зданий с плоской кровлей

а — с шагом 6 м для опирання по ко­лоннам; 6 — то же, с изменением решетки в средней част; в — то же. с опиранием на колонну и другого уз­ла на подстропильную ферму; г — то же, с опиранием обоих концов на сред­ние узлы подстропильных ферм; д — с шагом 12 м

Растянутые раскосы запроектированы без предварительного напряжения толь­ко при усилиях примерно до 40 т. Все остальные растянутые раскосы – закладные, предварительно напряженные со стерж­невой арматурой, натягиваемой электротермическим способом. Чтобы ограничиться бетонированием на стенде только поясов, сжатые раскосы и стойки также запроектированы заклад­ными. Не исключается также возможность бетонирования сжа­тых и ненапряженных растянутых раскосов и стоек одновремен­но с поясами.

Растянутые предварительно напряженные раскосы заанкериваются в узлах ферм путем выпуска рабочих стержней арма­туры, на концах которой привариваются анкерные коротыши. У торца бетонной части закладных раскосов на арматурные стержни надевают спирали из проволоки, назначение кото­рых – предохранение от возможного появления трещин при спуске натяжения и передаче напряжения на бетон, а также уменьшение размера раскрытия трещин в этой части раскосов при их входе в вуты фермы.

Рис. 6.6. Типовая ферма пролетом 18 м для зданий с плоской кровлей

1 – каркас верхнего пояса; 2 –предварительно напряженный нижний пояс с арматурой в несколько вариантов; 3 – закладные сжатые раскосы и стойки; 4 – закладные растянутые раскосы и стойки; 5 –вариант прядевой арматуры; 6 – вариант проволочной арматуры; 7 – варианты стержневой арматуры классов A-IIIв, A-IV; 8 – окаймляющие П-образные каркасы; 9 – пространственные каркасы узлов

В конце 60-х годов запроектированы безраскосные фермы пролетом 24 – 36 м. Эти фермы были предназначены для зданий тепловых электростанций, а также для покрытий производственных зданий.

В этих фермах лучше используется межферменное пространство для размещения транспортных и технологических коммуникаций, и они оказались более экономичными в производстве.

Рис. 6.7. Типовая безраскосная ферма пролетом 24 м для скатной кровли

1 – каркас верхнего пояса; 2 –предварительно напряженный нижний пояс с арматурой в несколько вариантов; 3 – прядевая арматура; 4 – проводлочная арматура; 5 – стержневая арматура классов A-IIIв, A-IV; 6 – окаймляющий каркас; 7 – каркасы стоек (поперечная арматура верхнего пояса и стоек условно не показана)

При пролетах свыше 30 м железобетонные фермы изготовляются обычно арочными или сегментными с криволинейным или ломаным верхним поясом. Сечение элементов фермы обычно выбирается прямоугольным по возможности одинаковой ширины для удобства изготов­ления фермы в горизонтальном положении. Фермы изготовляются с предварительным напряжением нижнего пояса, а иногда и край­них растянутых раскосов.

Типовые фермы пролетами 18, 24 и 30 м (рис. 6.8, а) изготов­ляются преимущественно цельными, с натяжением арматуры на упоры; для пролетов 24 и 30 м фермы могут быть составлены из двух половин (рис. 6.8б).

Рис. 6.8. Типовые железобетонные фермы с закладной решеткой

а – цельные; б – из двух половин

В типовых фермах напрягаемая арматура нижнего пояса приме­няется в трех вариантах: в виде стержней периодического профиля из стали класса А-Ш с упрочнением вытяжкой, а также из стали класса А-IV, затем в виде высокопрочной проволоки периодического профиля диаметром 5 мм , в виде семипроволочных прядей диаметром 15 мм.. Верхней пояс и решетка ферм арми­руются пространственными каркасами из стали класса А-Ш и класса В-1. Для ферм принят бетон марки 400 и 500.

В строительстве все чаще находили применение большепролетные фермы. В СССР такие фермы применялись в покрытиях главных корпусов ТЭЦ пролетами 36 и 39 м; были попытки внедрения и ферм пролетом 45 м, а при разработке проекта ангара пролет ферм достиг 85 м. За рубежом (Польша, Югославия) нашли применение железобетонные фермы пролетом до 60 м .

.