Железобетонные своды

Сводчатые покрытия возводят в монолитном, сборном и сборно-монолитном железобетоне. Монолитные своды проектируются преимущественно цилиндри­ческими, а складчатыми и волнистыми — крайне редко. Толщина плиты моно­литного свода должна быть не менее 40 мм, а сборного — не менее 30 мм.

Сборные цилиндрические своды выполняют из цилиндрических ребристых, а полигональные — из плоских ребристых плит с размерами сторон 1,5×6 м или 3×6 м. Разновидностью цилиндрических сводов являются трехшарнирные сег­ментные своды, собираемые из панелей-оболочек КЖС, В зависимости от коли­чества сборных элементов своды бывают двух — или трехшарнирными. Покрытия до 24 м монтируют из двух половин со стыком в ключе (рис. 6.9).

Волнистые и складчатые своды из железобетона или армоцемента отличают­ся легкостью и экономичностью. Диапазон их пролетов — от 12 до 120 м. Стре­лу подъема/(в ключе) в зависимости от назначения и размеров здания, способа восприятия распора, архитектурных требований и других условий принимают в пределах от 1/2 до 1/10 пролета /. Оптимальная ширина Ъ складок (волн) состав­ляет (1/8…1/10)/. При пролетах до 24 м ширина Ь обычно равна 3 м и менее, а для больших пролетов — 3…12 м. Высоту сечения А из условия устойчивости назначают равной (1/30…1/60)/. Приведенная толщина / плиты (стенки) свода составляет, примерно, (1/400… 1/600)/.

Сборные своды проектируют из отдельных плоских плит, складчатых или волнистых элементов с прямолинейной или криволинейной осью. Поскольку в

1-1

Рис, 6,9, Сборные железобетонные своды:

А. б — полигональные из ребристых плит; в — сегментный из панелей-оболочек КЖС: I — рядо­вая панель; 2 — опорная панель; 3.4 — предварительно напряженная железобетонная или сталь­ная затяжка; 5 — подвеска; 6 — панель КЖС

Сводах возникают усилия внеиентренного сжатия, их обычно собирают из ненап­ряженных панелей, размеры которых (из условий транспортирования) составля­ют по ширине не более 3 м, а по длине не более 12 м. По торцам их усиливают ребрами жесткости, затяжками, диафрагмами, обеспечивающими устойчивость поперечного сечения.

Складчатые своды с треугольным поперечным сечением (см. рис. 6.6 а) обыч­но применяют для пролетов до 80 м. Ширину Ъ складки принимают, как прави­ло, в соответствии с шагом колонн, т. е. 6…12 м, но иногда 3 м и менее по архи­тектурным соображениям. Высоту поперечного сечения И складки назначают равной (1/4…1/10)6. Сборную конструкцию свода проектируют из железобетон­ных ребристых панелей, где толщина полки панели / > 30 мм, высота ребер Ир ~ = 120…160 мм 1/20 ширины панели) и шаг поперечных ребер 300…600 мм.

Складчатые своды с трапециевидным поперечным сечением (см. рис. 6.6 б) рекомендуется применять для пролетов до 36 м. Ширину Ь назначают не более 3 м, исходя из условия транспортирования элемента, а высоту И — (1/4…1/6в зависимости от величины перекрываемого пролета. Длину сборных элементов свода принимают в пределах от 2 до 6 м. Толщина ^ горизонтальных полок, в которых устанавливается рабочая арматура, принимается не менее 60 мм, а на­клонных стенок г— не менее 30 мм. Ширина ?^горизонтальных полок составля­ет примерно (1/8…1/10)А.

В монолитной конструкции складчатого свода для уменьшения толщины сте­нок устраивают в поперечном направлении ребра с образованием квадратных или прямоугольных полей. В этом случае наклонные стенки рассчитывают на изгиб как плиты, опертые по контуру, или многопролетные неразрезные.

Ребристые панели сборного складчатого свода рассчитывают на изгиб от местной снеговой нагрузки в направлении короткого пролета. Панели, имеющие примерно одинаковые размеры по длине и ширине, рассчитывают на местную нагрузку как опертые по контуру. Сечение арматуры в продольных ребрах пане­лей определяют из условия прочности при их транспортировании и монтаже.

В волнистых сводах с криволинейным поперечным сечением отдельная вол­на может иметь очертание окружности, синусоиды, криволинейного лотка и др. (см. рис. 6.6 в, г. д. е). Ширина волны Ъ может составлять 1,5…3 м, достигая иногда 6…12 м. Своды проектируют либо из тонкостенных панелей двоякой кри­визны, либо из ребристых цилиндрических панелей, а также бортовых элемен­тов. Длину панели принимают кратной длине свода.

Армирование стенки (плиты) свода осуществляется сварными сетками из проволоки класса Вр-1 диаметром 3…4 мм и размерами ячейки 200×200 мм. Реб­ра сборных панелей армируют сварными каркасами с рабочей арматурой из ста­ли класса А-Ш. В плитах толшиной 30…50 мм арматуру размещают в один ряд; при толщине плиты более 50 мм — в два ряда.

В сечениях железобетонных сводов применяют симметричную продольную ра­бочую арматуру вследствие возникновения вдоль пролета знакопеременных изгиба­ющих моментов. Рабочую продольную арматуру из стали класса А-Ш или Вр-1 уста­навливают по верху и по низу складки (волны) вдоль пролета свода (рис. 6.10).

Сборные элементы соединяют между собой с помощью накладок, привари­ваемых к закладным деталям или выпускам арматуры с последующим замоноли — чиванием швов (рис. 6.11). Своды рекомендуется проектировать с учетом воз­можности их монтажа укрупненными блоками.

Для предварительных расчетов допускается принимать установленную прак­тикой приведенную толщину бетона сводов: при пролетах до 30 м — 7 см; 30…48 м — 7,6 см; 60…72 м — 8 см; 80…96 м — 10… 12 см.

Расход стали в сводах с затяжками составляет при пролетах до 30 м — 15… 17 кг/м2, для 60…72 м — 20…23 кг/м2.

Рис. 6.10. Схемы армирования сводов:

А — с поперечным сечением треугольным; б — то же, с трапециевидным; в — то же, с криволи­нейным; 1 — рабочая арматура свода; 2 — рабочая арматура грани на действие местной нагрузки; 3,4 — арматура наклонных граней на действие местной нагрузки; 5 — арматура оболочки свода; б — монолитный бетон

4 3

Ж

В сводах могут предусматриваться проемы различной формы для зенитных светоаэрационных фонарей, вытяжных шахт и др. Допускается подвешивание гру­зоподъемного оборудования, трубопроводов, площадок и др., размещая их в мес-

Рис. 6.11. Сборный железобетонный складчатый свод треугольного профиля: а — общий вид: б — поперечное сечение; в — варианты стыка панелей; г — деталь опирания свода на крайнюю балку; д — то же, на среднюю балку: / — панель свода; 2 — закладные детали; 3 — накладка на сварке: 4 — выпуски арматуры; 5 — арматурная сетка в шве: б — бетон замоно — личивания; 7 — опорная балка; 8 — затяжка: 9 — колонна

Чеяа при длине диагонали ромбической панели, равной стороне 5.,.8-угольнмка, вписанного в полную окружность свода.

Двоякоскладчатые своды, состоящие из треугольных панелей, рассчитывают, рассматривая каждую складку как расчетную полосу арки с постоянной площа­дью рабочего сечения вдоль образующей. Двоякоскладчатые своды, собираемые из ромбических алюминиевых листовых панелей, согнутых по большой диаго­нали, соединяют между собой болтами или заклепками по краям панелей. При­ближенный расчет таких сводов основан на приведении сплошностенчатой си­стемы к стержневой [5].

Разновидностью рассматриваемых выше конструкций являются структурные своды (рис. 6.12 в). Их собирают из тонкостенных пирамид, соединяя вершины стержнями кольцевого и продольного или косого (по винтовой линии) направле­ний. Материалом пирамид может служить листовой металл, фанера, пластмас­сы, реже армоцемент и железобетон. В результате возникает двухпоясная систе­ма, где одним поясом служит стержневая сетка, а другим — ребра пирамид, ко­торыми они состыкованы. Ребра пирамид выполняют роль раскосов структуры, а их грани — ограждающей конструкции.

Существует другой вариант структурного свода (например, из стеклопласти­ка), где пирамиды заменены ромбовидными в плане элементами с седловидной поверхностью (гипарами), которые обладают большей жесткостью формы, не­жели плоские грани пирамид [5].

Сводчатые покрытия из древесины, пластмасс и металла не нашли в строи­тельстве широкого применения, хотя обладают потенциальными возможностями и успешно выполняются в железобетоне и армоцементе.



.