Теоретичний матеріал до теми 13
4. Несучі конструкції покриття.
Несучі конструкції покриття, що є важливим конструктивним елементом будівлі, вибирають залежно від величини прольоту, характеру і значення діючих навантажень, виду вантажопідйомного устаткування, характеру виробництва та інших факторів.
За характером роботи несучі конструкції покриття бувають площинні й просторові. За матеріалом конструкції покриття поділяють на залізобетонні, металеві, дерев’яні й комбіновані.
У зв’язку з характером роботи ці конструкції повинні відповідати вимогам міцності, стійкості, довговічності, архітектурно-художнім й економічним. Тому при виборі несучих конструкцій покриття виконують старанний техніко-економічний аналіз кількох варіантів. Так, залізобетонні конструкції вогнестійкі, довговічні й часто більш економічні порівняно з стальними. Стальні ж мають відносно невелику масу, прості у виготовленні й монтажі, мають високий ступінь збірності. Дерев’яні конструкції характеризуються легкістю, відносно невеликою вартістю і при відповідному захисті – прийнятною вогнестійкістю та довговічністю. Дуже ефективні й комбіновані конструкції, що складаються з кількох видів матеріалів. При цьому важливо, щоб кожний матеріал працював у тих умовах, які найбільш сприятливі для нього. Нижче розглянуто основні види несучих конструкцій покриттів.
Залізобетонні балки (р ис.13.10) застосовують при прольотах до 18 м. Вони можуть бути одно - й двосхилими. Для виготовлення їх використовують попередньо напружене армування. На верхньому поясі балок передбачають закладні деталі для кріплення панелей покриття або прогонів. Балки кріплять до колон зварюванням закладних деталей (рис.13.10, д).
Ефективніші порівняно з балками залізобетонні ферми, які використовують у будівлях прольотом 18, 24, 30 і 36 м (рис.13.11). Вони можуть бути сегментні, аркові з паралельними поясами, трикутні та ін. Між нижнім і верхнім поясами ферм розміщують систему стояків і розкосів. Решітку ферм передбачають так, щоб плити перекриттів 1,5 і 3,0 м завширшки спирались на ферми у вузлах стояків і розкосів.
Широкого застосування набули сегментні безроскосні залізобетонні ферми прольото м 18 і 24 м. Для зменшення похилу покриття для багато пролітних будівель передбачають влаштування на верхньому поясі таких ферм спеціальних стояків (стовпчиків), на які спирають панелі покриття.
Міжфермний простір рекомендується використовувати для пропускання комунікацій та влаштування технічних і між фермних поверхів.
Кріплять ферми до колон болтами і зварюванням закладних елементів.
При кроці кроквяних ферм і балок 6 м і кроці колон середніх рядів 12 м використовують підкроквяні залізобетонні ферми і балки.
Рис.13.10. Залізобетонні балки покриття:
а, г – односхилі й плоскі двотаврового перерізу; б – те саме, для багатосхилих покриттів; в – решітчаста для багатосхилих покриттів; д – вузол опирання на колону ; 1 – анкерний болт; 2 – шайба; 3 – опорна плита
Більш ефективними несучими конструкціями покриттів є стальні кроквяні підкроквяні ферми (р ис.13.12). Кроквяні ферми застосовують для прольотів 18, 24, 30, 36 і більше при кроці 6, 12, 18 і більше.
Пояси і решітку ферм конструюють з кутиків або труб і з’єднують між собою зварюванням за допомогою фасонок з листової сталі. Перерізи полиць поясів, стояків і розкосів вибирають за розрахунком.
Для багатоповерхових промислових будівель застосовують балкові й безбалкові перекриття. Балки перекриттів (ригелі) виготовляють з бетону марок 200-400 координаційними прольотами 6 і 9 м і уніфікованою висотою перерізу 0,8 м. Балки можуть мати прямокутний і тавровий переріз (р ис.13.13). Ригелі прямокутного перерізу застосовують при великих навантаженнях. З’єднання з колоною здійснюється опиранням ригеля на консоль колони.
Рис.13.11. Залізобетонні ферми покриття:
а – сегментна; б – аркова безроскісна; в – з паралельними поясами; г – трапецоїдна; д – фрагмент розрізу покриття будівлі із застосу ванням підкроквяних ферм
Для багатоповерхових будівель зі збірним безбалковим каркасом з сіткою колон 6х6 м засто совують плоскі плити перекриттів суцільного перерізу (надколонні і пролітні) 150 або 180 мм завтовшки. Надколонні плити встановлюють виступами в гнізда капітелі, передбачені по її периметру, з утворенням після замонолічування залізобетонних шпонок.
Рис.13.12. Стальні кроквяні ферми:
а – стальні типи ферм; б – вузол опирання на колону ферми з паралельними поясами при "нульовій" прив'язці; в – те саме полігональної при прив'язці 250 і 500 мм; г – те саме трикутної при "нульовій" прив'язці; 1 – надпорний стояк; 2 – колона; 3 – ригель фахверка
Для приміщень значних розмірів використовують конструкції покриттів великопрольотні й просторові. Покриття у великопрольотних будівлях бувають площинні, просторові й висячі.
Великопрольотними площинними покриттями є залізобетонні й стальні ферми (рис.13.14). Залізобетонні ферми прольотом до 96 м виготовляють із бетону М500 з попередньо напруженим нижнім поясом. Використовують також збірні й монолітні рами й арки, що мають різні прольоти.
Рис.13.13. Конструкції перекриттів багатоповерхових промислових будівель:
а – балкове покриття; б – безбалкове покриття; в – опирання ригеля прямокутного перерізу ; г – те саме, таврового перерізу ; 1 – колона; 2 – ригель; 3 – панель перекриття; 4 – капітель; 5 – надколонні плити; 6 – прольотна плита; 7 – бетон; 8 – полиця для опирання плити перекриття; 9 – стикова накладка; 10 – стальний оголовок; 11 – випуски арматури