Лекция 15. КОНСТРУКЦИи ОДНОЭТАЖНЫХ КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ ИЗ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

В одноэтажном каркасном здании из монолитного железобетона основная несущая конструкция — попе­речная рама. Нагрузка от покрытия здания — балочного или тонкостенного пространственного — передается на поперечные рамы.

Прямолинейные ригели возможны при пролетах до 12…15 м, ломаные ригели до 15…18 м, криволинейные ригели без затяжек - до 18 м, с затяжками - до 24 м и более. Рамы с криволинейными ригелями применяют преиму­щественно в качестве диафрагм коротких оболочек, яв­ляющихся весьма экономичным типом монолитных покрытий. Затяжка, препятствуя горизонтальным перемещениям верха стоек, уменьшает значения изгибающих моментов и поперечных сил в стойках и ригелях. Благодаря затяжке уменьшаются изгибающие моменты и поперечные силы также и в заделке стоек и облегчается конструкция фундаментов.

Соединение стоек монолитных рам с фундаментами может быть жестким и шарнирным. В жестком соединении арматуру стоек сваривают с соответствующими выпусками арматуры фундамента; такое соединение просто и экономично. Шарнирное соединение применяют в тех случаях, когда в заделке колонны возникает значительный изгибающий момент, а грунты оснований имеют малую несущую способность и фундаменты рамы оказываются весьма тяжелыми. Вместе с тем нужно иметь в виду, что шарнирное соединение приводит к возрастанию изгибающих моментов в пролете и ригель становится тяжелее (рис. 15.1).

Ригель армируют как балку, заделанную на опоре; часть продольной арматуры ригеля переводят в зону отрицательных моментов у опоры и заводят в стойку; стойки армируют как сжатые элементы, часть стержней которых заводят в ригель (рис.15.1а).

При конструировании монолитной рамы особое внимание следует уделять узлам и сопряжениям. Расположение арматуры в узлах должно соответствовать характеру действующих усилий и в то же время обеспечивать удобство производства работ. В узле сопряжения ригеля с колонной наибольшие растягивающие усилия возникают на некотором удалении от края, поэтому растянутую арматуру в узле выполняют закругленной и заводят на длину, устанавливаемую на эпюре моментов (рис.15.1б).

а – армирование рамы; б – армирование узла сопряжения ригеля и стойки; в – армирование ригеля при его изломе; г – армирование опорных шарниров

Рис.15.1. Конструкция монолитной однопролетной рамы

В сжатой зоне узла возникают значительные мест­ные напряжения, в связи с чем входящие углы целесо­образно выполнять со скосами (вутами), уменьшающи­ми местные напряжения. Сжатую арматуру ригеля и стойки заводят в глубь узла, а вут армируют самостоя­тельными продольными стержнями. В рамных конструк­циях с относительно небольшими усилиями вуты не делают, что несколько упрощает производство работ.

В узлах, где ригель имеет перелом, например в конь­ковом узле, усилия в нижней растянутой арматуре соз­дают равнодействующую, направленную по биссектри­се входящего угла, под действием которой арматура стре­мится выпрямиться и выколоть бетон (рис. 15.1в). Поэтому коньковые узлы армируют с перепуском кон­цов нижних растянутых стержней и усиливают дополни­тельными поперечными стержнями, определяемыми рас­четом. Поперечная арматура должна воспринимать рас­тягивающее усилие, равное вертикальной составляющей усилий в продольных растянутых стержнях, незаанкеренных в сжатой зоне:

(15.1)

или воспринимать 35 % вертикальной составляющей уси­лий во всех продольных растянутых стержнях

(15.2)

где А_s1 — площадь сечения продольных растянутых стержней, незанкеренных в сжатой зоне; γ — входящий угол в растянутой зоне.

Поперечная арматура, необходимая по расчету, дол­жна быть расположена на длине

(15.3)

Шарнирное сопряжение стойки рамы с фундаментом создается устройством упрощенного (несовершенного) шарнира. В этом месте размеры сечения стойки умень­шаются до 1/2—1/3 размеров основного сечения; здесь ус­танавливают вертикальные или перекрещивающиеся стержни, а примыкающие к шарниру части стойки и фундамента усиливают поперечными сетками (рис. 15.1, г). Продольная сила стойки передается через сохраняемую площадь бетона и арматурные стержни, поперечная сила стойки обычно погашается силой трения.