Конструктивные особенности тонкостенных пространственных покрытий

Схему тонкостенного пространственного покрытия выбирают в зависимости от назначения сооружения, его архитектурной компоновки, а также от способа возведе­ния. Конструкция сборных покрытий должна отвечать наименьшей трудоемкости при изготовлении сборных элементов, их многократной повторяемости, простоте монтажных стыков, доступности средств монтажа, ис­пользованию в процессе сборки минимального числа ин­вентарных поддерживающих приспособлений. В моно­литных покрытиях должна быть предусмотрена возмож­ность применения передвижной или переставной много­кратно используемой опалубки.

Необходимо, чтобы конструкция пространственного тонкостенного покрытия удовлетворяла в целом и в от­дельных частях требованиям прочности, устойчивости, трещиностойкости, а также перемещениям под нагрузкой, установленными нормами для условий эксплуатации, изготовления, транспортирования и возведения, в част­ности и при укрупнительной монтажной сборке завод­ских элементов.

Стыки во всех случаях необ­ходимо заполнять бетоном. Для обеспечения плотного заполнения шва ширину его следует назначать не менее 30 мм, если толщина (высота) элемента в месте стыка не превышает 100 мм, и не менее 50 мм, если толщина элемента в месте стыка более 100 мм.

Если через стык сборных элементов оболочки пере­даются сжимающее усилие, и небольшие сдвигающие силы, то соединение выпусков арматуры выполняется внахлестку. Растя­гивающие и сдвигающие силы, передаваемые через стык, могут быть восприняты арматурой, предусматриваемой в швах; выпуски арматуры сборных элементов оболочки в монтажных стыках соединяют сваркой или с помощью привариваемых к арматуре закладных деталей, которые на монтаже соединяют между собой накладками на сварке. Сечение накладок и длину сварных швов опре­деляют расчетом.

Если через стык передаются значительные касатель­ные силы, то очертание граней соединяемых элементов следует принимать таким, чтобы после замоноличивания в швах образовывались бетонные шпонки, препятствую­щие взаимному сдвигу элементов.

Предварительное напряжение контурных конструк­ций в пространственных покрытиях весьма целесообраз­но, поскольку оно повышает трещиностойкость растянутых областей, и является прос­тым средством объединения сборных элементов в еди­ничную систему.

В областях двухосного сжатия оболочки необходима проверка ее устойчивости. Сборные элементы должны быть проверены на прочность от сил, возникающих в них при изготовлении и перевозке.

Подбор арматуры и конструирование тонкостенных пространственных конструкций выполняют в соответст­вии с нормальными и касательными силами, а также из­гибающими моментами, которые в них действуют.

Максимальное значение главных сжимающих напря­жений не должно превышать R_b. В зонах, где арматура по расчету не требуется, ее ставят конструктивно с шагом стержней 200...250 мм. При тол­щине плиты более 80 мм рекомендуется ставить двой­ные сетки.

В зонах, где главные растягивающие напряжения больше Rbt, внутренние силы должны полностью воспри­ниматься арматурой, поставленной либо в виде стержней, уложеных в близком соответствии с траекториями глав­ных растягивающих напряжений, либо в виде сеток из продольных и поперечных стержней. Если же главные растягивающие напряжения более 3Rbt, то оболочку в этих местах рекомендуется сделать толще.

Сечение арматуры для восприятия изгибающих мо­ментов в гладких оболочках определяют как в плитах. При этом арматуру устанавливают соответственно эпю­ре моментов в растянутой зоне с минимальным защит­ным слоем бетона. Примыкания монолитной цилиндриче­ской плиты к бортовым элементам и диафрагмам следу­ет делать плавными и армировать двойными сетками из стержней диаметром 5—8 мм с шагом не более 200 мм.

В ребристых конструкциях сечение основной армату­ры ребер определяют расчетом на восприятие моментов, возникающих при изготовлении сборных элементов, а также в период эксплуатации покрытия. Ребра армиру­ют сварными каркасами, в которых поперечные стержни диаметром 5...6 мм ставят с шагом 200...250 мм.

Контурные конструкции рассчитывают по общим правилам строительной механики на силы, передающие­ся им с оболочек, и на нагрузки, действующие на них в период монтажа.

Небольшие проемы и отверстия, устраиваемые в обо­лочках, окаймляют бортами. Площадь сечения бортов проемов в сжатых зонах оболочек принимают равнове­ликой площади вырезанного сечения плиты. При нали­чии проемов в растянутых зонах оболочек в окаймляю­щих бортах укладывают арматуру в количестве, необхо­димом для восприятия сил и моментов, приходящихся на вырезанную часть сечения.

а — с цилиндрическими оболочками; б — с призматическими складками; в — t оболочками с вертикальной осью вращения (купола); г —с оболочками дво­якой положительной гауссовой кривизны, прямоугольными в плане; д — с обо­лочками двоякой отрицательной гауссовой кривизны, прямоугольными в пла­не; е — с составными оболочками из прямоугольных в плане элементов; ж —то же из треугольных элементов; з — в виде волнистых сводов; и — ви­сячего типа с поверхностью однозначной кривизны; к —то же разнозначной кривизны; 1 — оболочка (тонкостенная плита пространственной формы); 2 — диафрагма (плоская контурная конструкция); 3 — бортовой элемент; 4 —эле­мент складки; 5 — опорное кольцо; 6 — элемент оболочки: 7 — волна свода; 8 — висячая оболочка