Category Archives: ФЕРМЫ, АРКИ, ТОНКОСТЕННЫЕ

Ешппппппшшшшзг

Рис. 11.5. К расчету одиночного гипара:

М

HUUUlUUtlHIfe

Fu

Nmt

4 f Fh

А — общий вид и схема усилий: б — эпюра сжимаю­щих усилий в бортовом элементе; в — план; I — пли­та; 2 — бортовой элемент; 3 — опора; 4 — растянутая парабола; 5 — сжатая парабола

В составном покрытии, загруженном равномерно распределенной нагрузкой, каждая оболочка может быть рассчитана в первом приближении как одиночная.

Сдвигающие усилия от каждой оболочки передаются на коньковые ребра и элементы наружного контура, которые, в зависимости от типа покрытия, могут быть сжатыми или растянутыми (см. рис. 11.2). Например, в составном «четы — рехлепестковом» гипаре на квадратном плане (рис. 11.6 а) горизонтальные конь­ковые ребра следует рассчитывать на суммарное усилие от двух оболочек:

1УЬ = 0,85 -2Мхуа, (11.9)

Где 0,85 — коэффициент, учитывающий краевой эффект при сочленении оболочек.

В наклонных контурных элементах усилие вычисляется по формуле:

Мь = Ихуа /со$<р. (11.10)

Усилие в наклонных коньковых ребрах покрытия (рис. 11.6 б):

Мь = 0,85 -2КХ}л Асощ, (11.11)

А в горизонтальных контурных элементах:

(11.12)

Вертикальная опорная реакция и усилие в затяжке при опираиии составного гипара на четыре опоры (см. рис. 11.6 б), соответственно, равны:

/д. = Ч"2. (11.13)

Рк=Мхуа. (11.14)

Диафрагмы в виде ферм, арок, рам рассчитывают на касательные усилия, передающиеся с оболочки, и вертикальные нагрузки, включая собственный вес диафрагмы.

Напряженное состояние пологих гипаров на прямоугольном плане с криво­линейными краями (см. рис. 11.4 б) характеризуется нормальными сжимающими усилиями Му, направленными вдоль главной параболы положительной кривиз­ны, растягивающими усилиями Мх — вдоль главной параболы отрицательной кривизны и касательными усилиями переменной интенсивности с макси-

Рис. 11.6. К расчету составных гипаров:

А. б — варианты покрытий; 1 — оболочка; 2 — опора; 3 — контурный (бортовой) элемент; 4 — коньковое ребро; 5 — затяжка

Мальным значением на контуре оболочки. Их можно рассматривать как оболоч­ки с поверхностью переноса и рассчитывать методом, разработанным для оболо­чек положительной кривизны [6], [16].

Железобетонные гипары

Железобетонные г ‘ ц г монолитными, сборными и сборно-моно­

Литными. Сборные со • — ^ ло (,’лтия размерами, в плане, 18×6, 18×12. 18×18, 24×24, 30×30, 36×36, чвхчв. оихои м имеют достаточно высокие технико-эконо­мические показатели: приведенную толщину бетона — б.,Л 5 см, расход стали — 6…24 кг/м2. Достоинством их является индустриальность изготовления однотип­ных сборных элементов, недостатком — сравнительно высокая трудоемкость монтажа и значительный объем бетонирования швов между плитами, ширина которых составляет 60..Л 20 мм.

Стрелу подъема пологих одиночных гипаров обычно назначают в пределах от 1/10 до 1/5 продета, а подъемистых и одиночных оболочек в составных по­крытиях — от 1 /5 до 1 /2 пролета.

Плиты монолитных гипаров обычно выполняют гладкими толщиной г. рав­ной 1/400..Л/600 пролета, но не менее 40 мм по конструктивным соображениям. С целью повышения жесткости оболочки пролетом более 36 м в плите предус­матривают ребра высотой И = (1100… 1/120)/ и шириной Ь = (0,2,,.0,5)й. По пе­риметру гипара проектируют контурные (бортовые) элементы прямоугольного сечения высотой не менее 1/80 пролета. Сопряжение плиты с бортовыми элемен­тами или ребрами делается плавным, с утолщением шириной до 10 I. Подъеми­стые одиночные гипары с криволинейным контуром и небольшим пролетом (до 30 м) могут не иметь бортовых элементов.

Армирование плиты можно выполнять в двух вариантах (рис, 11,7): сетками с криволинейными стержнями — рабочими вдоль вогнутой параболы и конструк­тивными — вдоль выпуклой параболы (тип I) или сетками с рабочими стержнями в обоих направлениях, расположенными по прямолинейным образующим (тип II).

Плиты монолитных гипаров армируют сетками из проволоки класса Вр-1 или стержней класса А-Ш диаметром 4..,6 мм и шагом 100.,.200 мм; их укладывают в один—два ряда в направлении прямолинейных или криволинейных образующих. При использовании сеток типа II нижние углы гипаров следует армировать косы-

Рис. 11,7, Схема армирования гипара:

I — сетка со стержнями вдоль главных парабол; II — сетка со стержнями вдоль контура: III — угловая арматура: I — главная парабола положительной кривизны (сжатие); 2 — то же, отри­цательной кривизны (растяжение): 3 — опора; 4 — оболочка; 5 — бортовой элемент

Рис. 11.8. Конструкция и армирование монолитного гипара: I — арматура плиты; 2 — арматура контурного и конькового ребер оболочки

Ми стержнями (тип III), воспринимающими главные растягивающие усилия. Зону сопряжения плит с контурными элементами армируют двойными сетками из стержней 6..Л 0 мм с шагом не более 200 мм. Бортовые элементы армируют свар­ными каркасами. Бетон монолитных оболочек должен быть не ниже класса В20.

Пример конструирования монолитного гипара приведен на рис. 11.8.

В гипарах больших пролетов (свыше 60 м) возникают значительные растягиваю­щие усилия, которые могут стать причиной чрезмерного раскрытия трещин в бетоне плиты. Поэтому такие оболочки выполняются предварительно напряженными.

Сборные гипары выполняют из разнотипных элементов. Укрупненные тон­костенные панели покрытий не должны превышать по длине 24 м, ширине 3,2 м, весу 15 т. Допускается изготовление крупноразмерных элементов большепролет­ных и уникальных конструкций на строительной площадке.

Сборную составную оболочку компонуют из плит (панелей) с поверхностью гипара, коньковых и контурных элементов. По направлениям прямолинейных образующих оболочку разрезают на плиты размерами, в плане, 3×3, 3×6, 3×9, 3×12, 3×15, 3×18 м и толщиной t не менее 30 мм {рис. 11.9). Плиты по краям окаймляются ребрами, размеры и армирование которых назначают в соответ­ствии с требованиями транспортирования и монтажа. Высота сечения h ребер плиты принимается не менее 1/20 их длины, а ширина Ь равной (0,25…0,5)h, но не менее 40 мм. Поле плиты армируют сварной сеткой, как правило, из проволо-

Рис. 11.9 Варианты разрезки оболочки на сборные элементы: 1 — сборные элементы на квадратном плане; 2 — то же. на прямоугольном плане

. Вр-I с

100..,200 мм,

Из стали классов A-II, A-III. Плиты В30. В

Ток (рис. 11.10). могут быть

(11.15)

Nmc < RbYh2Ah,

1

ТгШ [II]

4

\ _———

1 1………..

! ДХ?

Е 1

З

!

3-3

11.10 Плиты дл

Б. г-

5 —

Плита 3.0 х 3,0 м для сварного стыка; в — лит; а — плита 3,0 х 12,0 м; 1

Рис, 11.11. Сопряжение сборных плит гипаров в коньке покрытия;

А -— с монолитным коньковым элементом: б — со сборным элементом (ферма); в — стык на конь­ке, образованный поперечными ребрами сборных плит: 1 ¦ — плита; 2…………………………………………………………………………………………. коньковый элемент; 3 — —

Арматура конькового элемента; 4 — выпуски арматуры: 5 — ферма: б — монолитный бетон: 7"…………..

Закладные детали; 8 — накладка; 9 — сварка

Количество рабочей арматуры в каждом направлении:

Ам = N„,/(11,42). (И.19)

Прочность плиты проверяют на действие касательных усилий:

Мху<2ИшуЬ2Ы, (П.20)

Где — расчетное сопротивление бетона осевому растяжению.

Площадь сечения сжатого бортового элемента можно приближенно опреде­лить по максимальному сжимающему усилию Мь:

Аь = Мь/ть1ь2}, (11.21)

Внецентренно сжатые и внецентренно растянутые бортовые элементы, а так­же коньковые ребра гипаров, рассчитывают в соответствии с методикой, изло­женной в ([5], раздел 4) и [16].

При опирании гипаров на колонны или фундаменты распор воспринимают стальные или железобетонные затяжки. Площадь сечения арматуры затяжки:

А5 — Р/, (11.22)

Где /¦), — распор; й$ — расчетное сопротивление арматуры.

Металлические гипары

Металлические гипары проектируют в виде сетчатых (решетчатых) конструк­ций. Они рассматриваются в работах [5], [9]. Напряженное состояние таких гипа­ров подобно сплошным оболочкам и погонные усилия в них вычисляют по фор­мулам (11,4) и (11.5). Расчет прочности и устойчивости стержней конструкции гипара выполняют в соответствии с методикой, изложенной в ([5], раздел 2),

Конструктивная схема покрытия с применением тонколистовых металли­ческих оболочек может быть образована из отдельных панелей «на пролет». Каждая панель имеет размеры в плане Зх(12…36) м и состоит из замкнутого опорного контура, пролетной конструкции в форме гипара и элементов жест-

Прогоны; 3 — стальной

Б)

Рис, 11.12, Конструктивное решение металлической оболочки: а — общий вид: б — деталь покрытия; 1 — коньковый элемент; 2 — профилированный настил; 4 — контурный элемент

Кости (рис. 11.12). На строительной площадке панели объединяются в монтаж­ные блоки, количество панелей в них зависит от шага колонн. Металлических оболочек-гипаров построено немного, поскольку они дороже железобетонных и деревянных.



.