Архитектурные конструкции. Часть 1,2. Казбек-Казиев З.А. 1989. Архитектурные конструкции. Часть 2. Казбек-Казиев З.А. 1989. Акрыльцовходнаяплощадка
 Скачать 3.41 Mb.
|
с применением плоскостных и пространственных кострукций покрытий 1.1. Системы несущих остовов Для большинства плоскостных несущих конструкций покрытий одноэтажных зданий в качестве вертикальных опор используются колонны каркаса и редко стены. Наиболее распространены две конструктивные системы каркасного остова. Впервой балки, фермы и т. п. — так называемые стропильные конструкции — опираются непосредственно на колонны (рис. ХИЛ,а). Во второй — те же стропильные конструкции опираются на балки или фермы, расположенные вдоль здания. Эти балки или фермы, названные подстропильными, применяются при необходимости увеличения шага колонн, например, с 6 доили даже дом. При этом все остальные конструктивные элементы здания (плиты и фермы покрытия, фонари и т. пне изменяются, в том числе и колонны крайних рядов. Вариантное решение — использование крупноразмерного настила для перекрытия основного пролета. Конструктивные схемы обеих систем одинаковы в направлении пролета колонны работают на восприятие усилий от всех горизонтальных и вертикальных нагрузок как стойки, защемленные в фундамент, шарнирно связанные со стропильными конструкциями, которые благодаря такой связи не участвуют в работе колонн на изгиб. В продольном же направлении связи по каждому ряду колонн освобождают их от восприятия горизонтальных усилий и обеспечивают жесткость несущего остова. Особенности сечений колонн обеих систем при изменении габаритов здания ширина их сечения в направлении шага практически не изменяется в направлении же пролета высота сечения тем больше, чем выше здание и чем больше пролет. А при крановых нагрузках к работе колонн на изгиб в этом направлении добавляются:вне- центренное приложение вертикальных нагрузок от кранов и тормозные усилия от движения тележки кранов. Поэтому колонны в поперечном направлении могут иметь существенное раз- витие. В одноэтажных зданиях распространены также системы несущего остова с опиранием конструкций покрытия по контуру (на три-четыре опоры по углам, на опоры по всем сторонами т. п. При таких конструктивных системах используются и связевые конструктивные схемы, и рамные, когда вертикальные опоры работают на восприятие всех видов нагрузок по обоим направлениям как стойки, защемленные в фундамент. Форма сечений таких опор — квадратная, круглая, многоугольная. Несущими опорами шатровых плоскостных конструкций (арок, сводов) чаще всего служат фундаменты, реже пилоны. Рис. ХИЛ. Схемы каркасов одноэтажного производственного здания с применением стропильных и подстропильных конструкций: а — схема каркаса с перепадом высот в поперечном сечении б — бескрановые пролеты в — пролеты с крановым оборудованием гс продольным расположением ригелей; д — типы подстропильных конструкций еж применение подстропильных конструкций пролетами 12 ими общий вид / — фундаменты 2 — консоли колонн 3 — фундаментные балки 4 — пристенная (крайняя) колонна 5 — средняя колонна в — односкатная балка 7 — плиты покрытий 8 — подкрановые балки 9 — обвязочные ' балки 10 — двускатная балка или ферма /' — рама фонаря — подстропильная балка или ферма 13, 15 — типы подстропильных ферм для опирания стропильных сегментных ферм, ферм с параллельными поясами 14 — подстропильная балка для опи- рания балок 16 — наружные стены (панели 17 также колонны для бескрановых и одноэтажных крановых зданий. Для бескрановых производственых зданий зданий высотой дом сборные ко- (колонны, подкрановые балки, лонны имеют постоянное сечение при связи, колонны фахверка) большей высоте сечение переменное. Для крановых зданий сечение всех Колонны. По расположению в колонн переменное, развитое в их под- плане подразделяются на колонны крановой части (рис. ХП.2.б, г, и). крайних и средних рядов. Различают р По материалу колонны подразделяют а) О ООО О Рис. XI 1.2. Основные типы колонн производственных зданий: а—д — железобетонные ж—к — стальные (а — Г- и Т-образные (чаще монолитные б — сборные крановые колонны (двутаврового сечения и двухветвевые); в—то же, крайние и средние для бескрановых пролетов (jty— крановые колонны прямоугольного сечения д — центрофугированная, кольцевого сечения е Элементы колонны ж — постоянного по высоте сечения и, кто же, переменного (к — раздельного типа л — оголовок колонны кольцевого сечениям оголовок колонны при безанкерном креплении стропильных конструкций / — ствол колонны 2 консоль — анкерные болты 4 — закладные стальные пластины 5 — оголовок б — крановая консоль 7 ветвь 8 — кольцо иэ полосовой стали 9 — стальная опорная пластина Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий Рис. ХП.З. Базы стальных колонн и способы опирания их на фунда- менты: а — база из стальной плиты б — тоже, с дополнительными ребрами в тоже, стр аверсами гс траверсами из швеллеров д — раздельные базы ветвей колонные фундамент под стальную колонну ж —опирание стальной колонны на фундамент — колонна — фундаментная балка 3 — бетонный прилив для 2 ; 4 — обетонка на железобетонные и стальные. Желе- зобетонные, как правило, сборные; для высоких зданий они состоят из двух-трех элементов, соединяемых на месте строительства на сварке с помощью закладных частей. Металлические колонны применяют в основном для крановых ( с кранами грузоподъемностью не нижет) и для высоких зданий. Условия статической работы колонны, защемленные в фундамент, работают на внецентренное сжатие; бескрановые — с малым эксцентриситетом крановые — с большим. Для восприятия опорного момента, действующего в плоскости пролета, сечения колонн развивают в этом направлении. При увеличении высоты колонн растет величина опорного момента и по условиям оптимизации форма сечения колонн изменяется в такой после- довательности: прямоугольная, дву- тавровая, двухветвевая — для железобетонных колонн двутавровая, тоже с развитыми полками, двухветвевая для металлических. Для очень тяжелых кранов (свыше 100 т) монтируют раздельные металлические колонны (рис. ХП.2,/с). Для кранов дот и для бескрановых зданий применяют также железобетонные центрифугиро- ванные колонны (рис. XII.2,д). Размеры сечений прямоугольных железобетонных колонн изменяются следующим образом сплошного сечения от 400X400 до 500X800 мм; двутавровые —400X600 и 400X800мм; двухветвевые — от 400ХЮОО до мм. Короткие ригели двух- ветвевых колонн устанавливают через. 3000 мм по высоте. Чем выше колонна, тем глубже ее заделка в фундамент, тем длиннее нижняя часть колонны (см. рис. Изменение сечений сплошных стальных колонн производится увеличением высоты стенки двутавра и формы их полок (широкополочные двутавры, сварные двутавры из листовой стали, уголки, швеллеры и т. п.). Изменение двухветвевых — увеличением высоты сечения и увеличением площади сечений каждой из ветвей, выполняемых из проката. Соединяющая их решетка может привариваться к ветвям колонн как внутри их, таки снаружи. Форму решетки см. рис. ХП.2,ы, кВ отличие от железобетонных стальные колонны не заводятся в стакан фундаментов и нет нужды виз Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий менении их длины. Колонны крепятся к фундаментам стальными базами, состоящими из опорной плиты из стального листа и ребер жестко ст ирис. XII.3). По мере увеличенияопор- ного момента, для его восприятия целесообразно увеличить плечо внутренней пары сил, те. расстояние между опорными болтами. Для этой цели развивается длина опорного листа, Рис. XI 1.4. Типы, опирание и крепление подкрановых балок и рельса: а — виды железобетонных подкрановых балок б, в — опирание железобетонных подкрановых балок г — крепление кранового рельса дистальные балки i(д, ж — сплошного сечения и решетчата (балка к крепление к железобетонной колонне л м — крепление рельса и — к, стальной подкрановая балка 2 закладные адетали балки 3 — тоже, колонны 4 — отверстия для крепления рельса 5 — опорный лист балки 6 — стальные пластины для соединения балок 7 стальная накладка анкерные болты 9 — лапка 10 — упругая прокладка // — болт 12 рельс 13 — бетон для замоноли- чивания стыка 14 — крепежная планка тормозная балка опорное ребро 17 — крюк Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий Рис. XII.5. Вертикальные связи несущего остова: /—основные связи — крестовая решетка 2 — тоже, портального типа 3 — верхние связи 4 стропильная ферма 5 — подстропильная ферма устраиваются траверсы и т. п. Для двухветвевых колонн базу лучше делать общую, но можно и раздельную. Для защиты от коррозии подпольную часть колонн вместе с базой обетони- вают. Подкрановые балки предназначены для движения мостовых кранов по уложенным на них рельсам. Балки выполняют железобетонными и стальными. Форма их сечений тавровая или двутавровая с развитой верхней полкой (рис. XII.4). Развитие этой полки необходимо для работы в пролете на восприятие горизонтальных тормозных поперечных сил движущейся тележки крана и для крепления рельсов. На опоре балки жестко закреплены с колонной по вертикали и горизонтали. Железобетонные балки дороже и массивнее металлических. К тому же они менее долговечны при динамических нагрузках от крана, поэтому предпочительнее стальные. В зависимости от размеров пролета и от нагрузки балки делают сплошного или сквозного сечения, в виде шпренгельных ферм (рис. ХП.4и). При больших пролетах подкрановых балок (порядка 1 2 . . . 18 м) фермы устраиваются ив горизонтальной плоскости в уровне верха балок для восприятия горизонтальных сил торможения (рис. XII.4, Высоту сплошных балок принимают мм с градацией через мм. Предпочтительная схема работы однопролетные разрезные балки. Неразрезная, многопролетная схема работы не оправдала себя. Вертикальные связи. Устанавливаются для обеспечения геометрической неизменяемости (пространственной жесткости) здания в продольном направлении (связевая конструктивная схема, см. гл. II ). В одноэтажных каркасных зданиях связи выполняют из стальных прокдтных или сварных профилей в виде раскосов, крестов, ферм и т. п. Их устанавливают вдоль каждого продольного ряда колонн раздельно для подкрановой части каркаса и для его надкрановой части (до верха колонн. Крепят болтами или монтажной сваркой. Основные связи, обеспечивающие жесткость всего каркаса в продольном направлении,— подкрановые ставят всегда в середине температурного отсека (рис. в пределах одного-двух шагов каркаса. Надкрановые связи необязательно совмещать с основными, а целесо- Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий Рис. XII.6. Типы фахверковых колонна — железобетонные торцевого фахверка; б — стальные колонны продольного фахверка; s стальные колонны высокого торцевого фахверка; / — железобетонная колонна торцевого фах- верка; 2 — соединительные элементы (гибкие связи 3 — покрытие 4 — стропильная конструкция панели стены 6 — стальная пластина 7 — стальная колонна фахверка; 8 — ось распорки или вертикальной связи колонн фахверка; 9 — монтажная прокладка 10 — соединительный элемент // — высокая решетчатая стальная колония 12 — горизонтальные ветровые связи площадка Глава XII. Несущие остовы, одноэтажных зданий образнее совмещать с местами расположения связей между фермами покрытия. Эти места обычно совпадают с краями отсека. Форма основных связей портал, крестовина форма над- крановых связей — раскосная, полу- раскосная, крестовая. Колонны фахверка. В одноэтажных зданиях помимо основного каркаса применяют и дополнительный — фахверк — каркас стен. Он устанавливается в плоскостях торцевых и продольных стен. Необходимость в фах- верке диктуется большими расстояниями между стойками основного каркаса в продольных стенах, при их шаге свыше 6 . . . 9 м, а также ив торцевых стенах. На этих участках стен колонны фахверка придают стенам устойчивость, обеспечивают навеску панелей или ригелей обшивных стен, воспринимают и передают на основной каркас все действующие насте- ны нагрузки. Колонны фахверка чаще всего устанавливают с шагом 6 м, но также и на других расстояниях, увязанных с проемами окон, воротит. п. Верхняя часть колонн закрепляется в уровне перекрытия гибкими связями (рис. XII.6, 2); так называют соединительные элементы, работающие совместно с соединяемыми конструкциями водном направлении (в данном случае — горизонтальном) и допускающие нестесненную деформацию (перемещение) в другом (например, в вертикальном). Колонны фахверка устанавливаются на собственных фундаментах. При необходимости устройства больших проемов, проездов в уровне первого этажа стойки фахверка устанавливают на ригели, размещаемые в плоскости стен и опирающиеся на основной каркас. Ригели фахверка устраивают в случаях навески мелкоразмерных стеновых изделий (асбестоцементных листов, профилированного настила и т. п. Покрытия одноэтажных зданий. Общие сведения Все конструктивные системы покрытия можно рассматривать с двух позиций, которые имеют особое влияние на архитектурный облик всего сооружения. Во-первых, с позиции работы конструкции водном, двух или нескольких направлениях одновременно и тогда мы их делим на плоскостные и пространственные. Во-вто- рых, с позиции отсутствия или наличия распора в конструкции и тогда мы имеем дело с безраспорными и распорными конструкциями. Плоскостными называют конструкции, работающие только водной вертикальной плоскости, проходящей через опоры к ним относятся балки, фермы, рамы, арки к ним следует отнести и те конструкции, которые можно разрезать вертикальными плоскостями вдоль пролета на отдельные элементы, причем каждый элемент независимо от другого будет тоже работать, как плоскостной. К примеру, разрезанная по длине вертикальными плоскостями вдоль пролета двусто- ронне опертая плита будет работать как ряд отдельных балок (по балочной схеме, а аналогично разрезанный свод, как ряд автономных арок. В отличие от плоскостных пространственные покрытия работают одновременно в двух или нескольких направлениях. К ним относятся перекрестные системы, оболочки, складки, висячие покрытия, пневматические конструкции и др. У распорных конструкций под влиянием собственной массы и внешних вертикальных нагрузок возникают на опорах помимо вертикальных еще и горизонтальные составляющие " реакций, именуемые рЬ.спором. Безраспорными конструкциями называются такие, у которых горизонтальные составляющие опорных реакций отсутствуют. В табл. XI 1.1 перечислены основные плоскостные и пространственные системы с делением их на безраспорные и распорные Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий Таблица XII.1. Классификация конструкций покрытий Плоскостные Пространственные Плиты Плиты, опертые по контуру Безраспор- Балки Перекрестно-реб- ристые МЫС Фермы Перекрестно- стер- Пневмобал- жневые ки Своды Оболочки Распорные Арки Рамы Складки Висячие покрытия Пневмоарки Воздухоопорные оболочки Материалы, из которых изготовляют современные конструкции покрытия бетон, сталь, дерево — для небольших сравнительно пролетов и особенно в районах, богатых лесом; алюминиевые сплавы — для конструкций специального назначения. Безраспорные плоскостные несущие конструкции покрытий. Балки и фермы Балки и фермы представляют собой основные виды безраспорных плоскостных конструкций. Балки являются наиболее простыми несущими конструкциями и эффективно используются до достижения перекрываемого ими пролета определенной величины. Для железобетона этот предельный рациональный пролет составляет примерно $8/ м,для металлических м, для Деревянных м. Если пролет превышает указанные величины, целесообразно перейти на использование ферм Хотя изготовление ферми несколько сложнее, чем изготовление балок, но зато они обладают меньшей массой, что существенно влияет на расход материалов как для самих ферм, таки для опор и фундаментов, на которые фермы опираются. В то время как у балок материал распределен по всему их сечению, у ферм он сосредоточен только в верхнем и нижнем поясах, в стойках и раскосах, которые эти пояса соединяют. Поэтому в отличие от балок, работающих на изгиб целым своим сечением, все элементы решетки фермы работают только на сжатие и растяжение, те. материал используется полнее, чему балки. Рис. XII.J& Схемы балок и ферм \ L — пролет Л — конструктивная высот Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий Рис. XII.8. Железобетонные балки: а — односкатная б, в — двухскатные г — горизонтальная / — анкерный болт 2 — закладные детали балки 3 — металлическая пластинка для крепления балки к опоре болтами На рис. XII.7 изображены схемы балок и ферм, которые наиболее часто применяются при покрытии одноэтажных зданий увеличенных пролетов. У каждой схемы указан материал, из которого данная конструкция изготовляется, оптимальные пролеты и примерное отношение высоты конструкции к пролету L. В тех случаях, когда указаны две величины отношения, меньшую высоту конструкции следует принять там, где конструкция расставлена с шагом небо- леем, большую высоту — там, где шаг конструкции превышает 6 м и, как правило, принимается 12 м. Интенсивность загружения тоже следует учитывать при определении высоты конструкции. Следует заметить, что минимальная высота балок и ферм при современных высокопрочных строительных материалах ограничивается не столько несущей способностью конструкции, сколько ее допускаемыми прогибами под максимальными нагрузками. Поэтому произвольное уменьшение высоты конструкции, относитель- Ъ Зак. 1687 но того, что применяется на практике, без дополнительных расчетов недопу- стимо. Железобетонные балки заводского изготовления для пролетов 12, 15, 18 м получили наибольшее распространение благодаря экономному расходу металла, простоте монтажа и соответствия таких балок противопожарным нормам. Разработано несколько типов балок для горизонтальных и скатных с небольшим уклоном (до 1 :5) покрытий . Сечение таких балок принимается прямоугольным (при L<12 м, тавровым или дву- тгууювым прим) (рис. ХП.8). В последнёё время разработаны типовые двускатные балки, которые при пролетах 12 им во всех своих частях имеют одну ширину, что упрощает их изготовление. Уменьшение массы таких балок достигнуто устройством в них сквозных отверстий, чем они приближаются к типу безраско- сых ферм. Железобетонные фермы изготовляют обычно сегментной прямоугольной или трапециевидной двускатной фор- Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий мы. Узлы верхнего пояса, на которые опираются ребра плит перекрытия, размещаются вдоль фермы, как правило, с шагом 3 м. Ширина сечения всех частей каждой из ферм принимается одинаковой варьируется лишь высота сечений отдельных элементов (определяется расчетом. Если длина фермы превышает 24 м, ее обычно проектируют из двух одинаковых частей, которые на строительстве соединяются воедино. В последнее время чаще применяют типовые сегментные безраско- сые фермы (рис. Стальные балки, используемые в покрытии, имеют обычно двутавровое сечение из прокатных профилей или для пролетов выше 12 м сварными из листа. Высоту сварных балок принимают пролета, ширину полок 'з ... 1/5 высоты, толщину вертикальной стенки 1/100... 1/140 той же высоты, ноне менее 8 мм. В балках длиной болеем устраивают ребра жесткости через каждые 1,5 . . . 2 высоты балки, располагая их под ребрами настила, укладываемого на балку (рис. ХИЛО). Стальные фермы обычно применяют при пролетах 1 2 . . . 18 ми выше (рис. XII.11). Очертание стальных ферм может быть достаточно разнообразно, однако чаще всего применя- Рис. XII.9. Железобетонные фермы покрытий: а _ стропильная сегментная б — то же, арочная бескаркасная в — тоже с параллельными поясами; г — тоже треугольная ; 'таП — подстропильная длиной м в установленном положении &) — подстропильная ферма длиной м (на разрезах показано опирание на подстропильную ферму стропильных конструкций / стропильная ферма 2 — подстро 1 лнльная ферма Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий 1 ются фермы трапециевидные двускат- рые, с параллельными поясами и др. Обладая большой жесткостью в своей плоскости, металлические фермы имеют совершенно недостаточную жесткостть из этой плоскости-поэтому установленные с определенным шагом (фермы должны быть надежно раскреплены в направлениях, нормальных к их плоскостям. В верхнем поясе фермы раскрепляются железобетонными. плитами покрытия привариваемыми к узлам верхнего пояса. В нижнем поясе ив вертикальной плоскости над опорами ,. ферлш_р_ас- крепляются металлическими связями (рис. Помимо стали фермы могут быть также выполнены и из алюминиевых сплавов. Такие фермы имеют сравнительно небольшой вес, учитывая, что масса алюминиевых сплавов не превышает т/м 3 (у стали 7,85 т/м 3 ). Кроме того, алюминиевые сплавы обладают коррозиестойкостью и не ста- Рис. XII. 10. Составная металлическая двутавровая балка — верхний пояс двутавровой балки 2 — нижний пояс 3 — вертикальная стенка балки 4 — уголки жесткости над опорой 5 — ребра жесткости в пролете 6 — места сварки элементов пояса и стенки возможное усиление пояса из полосовой стали новятся хрупкими при температурах ниже — 50 С (недостаток стальных конструкций при их применении на Севере). Однако прочность алюминиевых сплавов в 2 . . . 3 раза ниже, чему стали, а их цена выше. С учетом этих особенностей применение конст- Рис. XII.11. Стальные стропильные фермы: а — унифицированные двух- и односкатные стропильные фермы б способы опирания ферм в — облегченная (прутковая) ферма / — монтажный стык 2 — пояса ферм (верхний и нижний 3 — раскос шпренге- ляд ля ш пр е н гель ног о варианта ферм 4 — раскос решетки 5 — фасон ка опорная стойка ферм колонна 8 — опорный столик Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий рукций из алюминиевых сплавов в обычных условиях целесообразно только при больших пролетах или в северных районах с низкими температурами или в некоторых других ус- ловиях. Конструируются металлические фермы с применением прокатных уголковых и швеллерных профилей. При пролетах болеем и при больших нагрузках эти профили рационально заменить трубчатыми или коробчатыми сечениями. Подстропильные фермы из металла проектируются потому же принципу, что и несущие фермы, стой только разницей, что нижний пояс их должен быть достаточно широк, или Рис. XII. 12. Схема связей по стальным фер- мама — поперечный разрез и план б — схема верти кцльных связей / — продольные горизонтальные связи 2 — поперечные горизонтальные связи 3 вертикальные связи 4 — стропильные фермы иметь уширения в местах опирания несущих ферм. По балками фермам укладываются, как правило, типовые ребристые плиты заводского изготовления, приве- данные в гл. XXII. Иногда снизу фермы закрываются подвесным потолком, над которым обычно размещаются вентиляционные, электроразводящие и другие установки. Устройство потолка приведено в гл. XXIII. Если вместо подвесного потолка по нижнему поясу ферм уложить плиты перекрытия, то образованное таким образом меж- ферменное пространство может быть использовано не только для проводки коммуникаций, но и как дополнительные служебные помещения. Укладка многопустотных плит может производиться непосредственно на нижний пояс железобетонных ферм или на уголки, приваренные с боков к этому поясу. Деревянные балки в покрытиях одноэтажных зданий с пролетами в ми более выполняются гвоздевы- ми, составленными из брусков и досок, и клееными — из досок, уложенных плашмя и прочно соединенных между собой синтетическим клеем. Гвоздевые балки имеют сшитую на гвоздях стенку из двух слоев досок, наклоненных в разные стороны под углом в 45°. Верхний и нижний пояса этих балок образуются нашитыми с двух сторон продольными брусьями, соединенными между собой вертикальными накладками. Высота таких балок 1/6... 1/8 пролета. Клееные балки дом длины имеют прямоугольное сечение, а более длинные — двутавровое. Высота их принимается. 1/12 пролета. Деревянные фермы из брусьев и досок применяют для пролетов в ми более. Покрытие по деревянным балками фермам выполняют либо в виде двухслойного дощатого настила, уложенного на брусья (прогоны, опертые на несущую конструкцию, либо в виде щитов из деревоплиты. Эти щиты представляют собой ряд брусков тол Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий 3 щиной 6 0 . . 120 мм и высотой 100., 240 мм, плотно соединенных между собой на гвоздях или наклею. И такие щиты длиной 3. . . 6 м укладывают поверх балок и ферм, после чего по ним прибивается настил из досок, уложенных под углом в 45° к направлению щитов, и укладывается слой гидроизоляции. Следует заметить, что деревянные конструкции покрытия должны быть надежно защищены от гниения и возгорания. Обычно это делается пропиткой древесины антипиренами. Но может быть применен и другой способ защиты, например покрытие всех видимых поверхностей специальной штукатуркой или устройством подвесных потолков из несгораемых материа- лов. Деревянные клееные конструкции покрытия перспективны. Их допускается применять в зданиях гражданского назначения II класса по капитальности, таких, как спортивные залы, общественные центры и т. п. Распорные плоскостные конструкции v К основным распорным конструкциям относятся рамы и арки (цилиндрические своды, опертые на фундаменты по всей длине, можно рассматривать как разновидность арки со значительно увеличенной шириной. Рамы могут быть разнообразного очертания как с одним пролетом, так и со многими. Чем сложнее рама, тем большему числу ограничительных условий она должна удовлетворять, например в отношении надежности фундаментов, распределения нагрузок и т. п. Поэтому чаще всего в практике строительства применяют однопро- летные рамы П-образного очертания. Из однопролетных рам, комбинируя их с балками, можно получить конструкции разнообразных очертаний с разным числом пролетов. Арки чаще всего проектируются кругового очертания, так как такие арки выполняются просто как в монолитном, таки в сборном варианте. Однако ось арки может быть очерчена ив виде других плавных кривых, например параболы и эллипса, атак- же кривых, состоящих из отрезков окружностей разных радиусов. Рамы и арки могут быть бесшарнирными с жесткой заделкой опор, двухшарнирными (с шарнирным опи- ранием на фундамент) и трехшарнир- ными, у которых помимо двух шарниров на опорах есть еще один, который обычно располагают посередине пролета (рис. Бесшарнирные рамы и арки особенно чувствительны к неравномерным осадкам опор, поэтому их проектируют только на надежных основаниях, не допускающишх таких осадков. В тоже время среди распорных конструкций бесшарнирные рамы и арки наиболее экономичны по расходу материала величина распода, те. горизонтальная составляющая реакции, в бесшарнирных наименьшая по_.срав- нению с другими Вместе стем двух- шарнирные рамы и арЩ} менее чуввт- Рис. XII 13. Схемы рам и арок: а — рама бесшарнирная б — двухшарнирная; в — трехшарнирная; г — арка бесшарнирная д — шарнирная е > — трехшар- нирная; L — пролет К высота сечения рам и арок. 6 2 — высота сечений Вблизи шарниров Глава Xil. Несущие остовы одноэтажных зданий вительны к небольшим осадкам грунта, чем бесшарнирные. Трехшарнирр- ныее рамы и арки еще менее чувствительны к неравномерным осадкам, зато распор них еще больше, чему двухшарнирных и тем более бесшарнирных. Важное преимущество трех- шарнирных арок и рам заключается в том, что их можно заранее изготавливать из двух одинаковых частей и монтировать простым соединением в шарнирах. Что касается очертаний П-образ- ных рам и круговых арок, то при рациональном распределении в этих конструкциях материала они имеют одинаковые формы сечения в пролетах и у опор только в бесшарнирных вариантах. При наличии шарниров высота сечения их у шарниров уменьшается в 2 . . . 3 раза. На рис. XII. 13 наглядно показаны очертания рам и арок в зависимости от наличия шарниров, а в прилагаемой таблице даются примерные высоты сечений этих конструкций относительно пролета. Ширина сечений у железобетонных рам и арок принимается обычно в пределах 1/2 ...1/4 его высоты. Распорные конструкции требуют выполнения особого вида фундаментов, тем больше развитого во внешнюю сторону от пролета, чем больше распор, который. как известно, увеличивается с увеличением числа шарниров и приуменьшении отношения высоты сечения конструкции к пролету. Это вытекает из известного требования к фундаментам, по которому равнодействующая опорных реакций не должна выходить за пределы средней трети подошвы фундамента. В случае значительного распора подошве придается уклон, близкий к нормали на равнодействующую, что предупреждает возможность сдвига фундамента под воздействием этого распора. Все плоскостные распорные конструкции обладают достаточной жесткостью в сэоей плоскости. Нов другом направлении — из плоскости такой жесткостью они не обладают. В этом направлении пространственная жесткость системы в целом обеспечивается теми же способами, которые применяют в стоечно-связевой системе, те. включением связей или стенок жесткости в каждом продольном ряду вертикальных опор. Варочном покрытии этого же результата можно достигнуть замоноличиванием плит покрытия криволинейного очер- тания. Для уменьшения изгибающих моментов в рамах, а тем самым уменьшения высоты их сечения, применяют консольные выносы, расположенные продолжений ригелей и загруженные соответствующим образом. Таким решением можно почти полностью избавиться от распора, т. е. проектировать фундамента как под обычную безраспорную конструкцию (рис. а. Безраспорности арки можно полностью достигнуть, соединив ее опоры металлической затяжкой. которую обычно располагают подуровнем пола (рис. б. Такие безраспорные арки с затяжками можно устанавливать на колонны и стены подобно балкам или фермам. При проектировании многопролетных рам их удобно комбинировать с балочными вставками, опертыми на консольные выносы П-образных рам. На том же рисунке схематически показаны примеры решения опорных шарниров, применяемых в распорных конструк- циях. |