Подстропильные балки.

Конструктивные схемы подстропильных балок представлены на рис.4.

а) треугольного очертания с опиранием стропильных конструкций поверху,

б) с параллельными поясами,

в) треугольного очертания с опиранием стропильных конструкций понизу,

г) опирание стропильных конструкций (1) на подстропильные балки (2).

Рис.4.

Используются при шаге 12 и 18 метров, служат для опирания стропильных балок. Форма сечения – тавровое, с полкой в нижней части, сечение смотри рисунок 5в. При установке подстропильной балки верхняя часть колонны уменьшается на 600 мм.

Армируется и расчет подстропильной балки аналогично стропильной балки, разница заключается в приложении нагрузки.

g₁ – равномерно распределенная нагрузка от собственного веса балки

P - сосредоточенная сила от веса стропильной конструкции покрытия и временной снеговой нагрузки.

Рис.5а. Расчётная схема

Рис.5б. Внешний вид балки

Рис.5в. Армирование балки и сечения. Конструкция подстропильной балки с рабочей арматурой в виде стержней (а), проволок (б), прядей (в).

Стропильные фермы.

Экономичные при пролетах по сравнению с подстропильными балками свыше 18 м до 30 м, при чем железобетонная ферма выпускается при пролетах 18 и 24 м – целиковые и при пролетах 24-30 м – из двух полуферм, при чем места стыковки могут дополнительно усиляться подкосами, которые в расчете не учитываются (см. рис. 6.).

Рис.6. Сегментная ферма

F – дополнительный подкос, чтобы на стадии транспортировки ферма не растрескалась.

По конфигурации верхнего пояса ферма подразделяется:

- сегментная ( рис.7 д, е, ж.).

- с параллельными поясами (рис.7 и, а.).

Рис. 7

По форме решетки:

- с раскосами (подкосами) (рис.8 а).

- безраскосные фермы (рис.8 б).

Рис.8.

При малоуклонных кровлях (с i до 3,3%) по узлам ферм выполняют бетонные и металлические столбики для опирания плит покрытий (рис. 9).

Рис.9.

Рис.10.Конструкция безраскосной сегментной фермы.

При проектировании фермы должны выполняться следующие условия:

1. Центровка узлов фермы, т.е. геометрические оси элементов, сходящихся в узле должны пересекаться в одной точке (рис. 11).

Рис.11.

2. Нагрузка от покрытия должна быть строго приложена по узлам верхнего пояса через продольные ребра плит покрытий. При наличии подвесных кранов их крепление должно осуществляться по узлам нижнего пояса ферм, в этом случае работа элементов фермы выполняется как центрально нагруженных элементов:

- нижний пояс (центрально растянут);

- верхний пояс ферм и стойки (центрально сжат);

- раскосы (может работать или на центральное сжатие или на центральное растяжение).

В зависимости от восприятия усилий выполняется армирование элементов. (рис.12 а,б).

а) Геометрические размеры фермы.

б) Сечения элементов

Рис.12.

При компоновке ферм высоту в середине пролета сегментной фермы назначают в пределах 1/6 – 1/10 от пролёта.

Ширину верхнего пояса назначают из условия опирания плит покрытия. Для панелей 3×6м. не менее 20см., для панелей 3×12м. не менее 25см. Высоту верхнего пояса определяют расчётом. Арматуру As=As^/ назначают диаметром 12 класса А400 или А500 и при необходимости диаметр может быть увеличен, если требуется расчётом. Арматура A_sw назначается конструктивно, диаметр из условий свариваемости с продольной арматурой, шаг не более 15 диаметров продольной арматуры.

Размеры нижнего пояса фермы назначаются из условия размещения предварительно напряжённой арматуры и не менее 20×16см.

Все размеры сечений до 20см. должны быть кратны 2см.

При размерах свыше 20см. должны быть кратны 5см.

Армирование А_sp нижнего пояса выполняется из канатной, проволочной, стержневой высокопрочной арматуры:

- канатная К500 и выше

- проволочная Вp1200 и выше.

- стержневая А500 и выше.

На ферму действует постоянная нагрузка от веса покрытия, плит перекрытия и собственного веса фермы, снеговая нагрузка – по 2 вариантам загружения в соответствии со СНиП «Нагрузки и воздействия» (рис. 13).

Рис. 13. Схемы загружения ферм снеговой нагрузки.

Временная нагрузка от кранов или подвесного оборудования может быть приложена по нижним узлам фермы. Определение усилий в элементах фермы может быть выполнено с использованием компьютерных программ или аналитическим методом.

Опорные узлы фермы дополнительно армируются вертикальными сетками С1, которые необходимы на стадии срезки ферм с упоров. Сетки выполняются из проволочной арматуры диаметром не менее 5мм с шагом 60 – 100 мм, ячейки от 40×40, 60×60 мм. При срезке с упоров предварительно напряжённая арматура пытается уменьшиться (сжаться) по длине, в результате чего в приопорной части возникают кольцевые расклинивающие напряжения, которые воспринимаются сетками С1, для того чтобы не возникало трещин в опорной части. Сетки С1 устанавливаются на всю длину опорной части, но не менее 4 штук. (Рис.14а)

Сетки С2 устанавливаются горизонтально в зоне опирания продольного ребра плиты для равномерного распределения напряжений по опорному сечению, используется арматура ВрI (В500).

При проектировании опорного узла возможны 2 варианта разрушения: отрыв нижнего пояса, отрыв верхнего пояса. Для восприятия растягивающих усилий в опорном узле устанавливается поперечная арматура в виде двух каркасов, диаметр и шаг которых определяется расчетом. Расчетом определяется окаймляющий стержень (Аs).

Промежуточный узел армируется сварным каркасом, а также в узел заводятся продольные стержни раскосов и верхнего пояса.

а) Опорный узел фермы:

б) Промежуточный узел:

Рис.14. Схемы армирования узлов.

Лекция V