ЗАСТОСУВАННЯ ТА КОНСТРУКТИВНІ РІШЕННЯ СТАЛЕБЕТОННИХ КОНСТРУКЦІЙ
Стрічкову, листову сталь як арматуру залізобетонних конструкцій широко застосовують в останні десятиліття. Розрізняють чотири основних напрями застосування:
Для армування огороджувальних і несучих конструкцій в будівлях і спорудах, до яких висувають вимоги повної непроникності рідин і газів;
Для опалубки зі сталевого профільованого настилу при виготовленні монолітних і збірномоноліт - них сталебетонних конструкцій з використанням їх після затвердіння бетону як несучої арматури;
Для армування балкових лінійних елементів (ригелі, балки покриття і перекриття, балки каркасних будівель під велике навантаження, балки прогінних будов автомобільних мостів, підкранові балки, ферми, ребристі балкові плити, сталебетонні конструкції з подвійним зовнішнім листовим армуванням стін циліндричних місткостей, зокрема реакторів атомних електростанцій тощо) і колон з метою зменшення поперечних розмірів та маси;
Для підсилення балкових та інших елементів.
У закордонній практиці сталевий лист у конструкціях застосовували як ізоляцію в підземних шляхопроводах під Кільським каналом (ФРН), а також в метро (УНР), в підземних переходах, у залізничних тунелях (Англія, Франція, Японія), в конструкціях підземних торгових центрів (Москва, Токіо та ін.).
Сталевий лист у конструкціях застосовують як ізоляцію, при цьому не враховують його несучу здатність. Водночас сталевий лист доволі міцно з'єднаний з бетоном за допомогою стержневих або стрічкових анкерів, що спільно з бетоном деформуються.
Використання листової сталі, як металевої ізоляції та несучої арматури, дає змогу досягнути значної економії сталі в залізобетонних конструкціях будівель і споруд, окрім цього, скоротити терміни будівництва, підвищити продуктивність праці при спорудженні. Наприклад, при будівництві 150 метрового тунелю витрати стержневої арматури зменшились на 43 % порівняно з витратами її на конструкцію такого ж тунелю, запроектованого відповідно до чинних рекомендацій щодо застосування зовнішньої листової сталі.
Фахівці деяких країн (Франція, ФРН) вважають, що застосування листової опалубки — арматури — є не тільки економічним при використанні монолітних перекрить і покрить (за вартістю та трудомісткістю їх спорудження), але й засобом збільшення жорсткості сталебетонної плити.
Під час будівництва електростанцій з успіхом застосовують зовнішню арматуру в брускових елементах у вигляді прокатного профілю — кутників у несучих колонах будівлі, що дає змогу позбутися значної кількості закладних деталей в конструкціях під час монтажу технологічних комунікацій. Створення поточної лінії з виготовлення лінійних залізобетонних брускових елементів зі зовнішньої профільної арматури, з якої складають несучі конструкції, визначило їх економічну ефективність.
У закордонній практиці використовують зразки попередньо напружених сталезалізобетонних балок, які працюють зі звичайною стрічковою арматурою, розміщеною на розтягненій і стисненій грані поперечного перерізу. Застосування поздовжньої стрічкової арматури дає змогу значно зменшити будівельну висоту балки, що визначає економічність рішення багатоповерхових будівель, зокрема нерозрізних систем і прогінних будов мостів.
З'єднання сталевого листа з бетоном балки по довжині контакту можливе завдяки високоміцним болтам або за рахунок приварювання до закладних деталей, встановлених при виготовленні попередньо напруженої балки. При цьому, щоб зміцнити з'єднання стрічкової сталі з бетоном, на його поверхню перед прикріпленням наносять шар цементного розчину (рис. 10.1 а, б, в).
Сталевий лист прикріпляють до нижнього поясу попередньо напруженої балки після її виготовлення. Наявність двох різних стадій в технології виготовлення балки значно збільшує кількість операцій, робить трудомістким виготовлення конструкцій в цілому.
Окрім цього, жоден із існуючих способів прикріплення сталевого листа до бетонного поясу балки після його обтискання не можна визнати ні економічним, ні надійним для довготривалої роботи балки під навантаженням.
Рис. 10.1. Залізобетонні конструкції зі зовнішнім армуванням: а, б, в — попередньо напружені залізобетонні балки типу уілстрес з додатковою стрічковою сталлю, г, д, є — сталебетонні балки із зовнішньою стрічковою арматурою; є, ж — сталезалізобетонні балки; з, і, г — трубобетонні та трубозалізобетонні елементи; й, к — трубобетонні й трубозалізобетонні елементи з коробчастою зовнішньою арматурою; л, м — брускові елементи зі сталевими кутниками та швелерами. |
Спосіб прикріплення сталевого листа до обтиснутого поясу балки за допомогою міцних клейових
розчинів мало досліджений, однак навряд чи знайде широке застосування, бо високоміцні клейові складові дорогі, мають органічну основу і тому схильні до швидкого старіння, внаслідок чого зменшується їх міцність.
У 1970 р. у Львівському політехнічному інституті розроблено нове конструктивне рішення сталебетонної балки зі зовнішньою звичайною та напруженою високоміцною стрічковою арматурою [14, 15].
Особливість попередньо напруженої конструкції полягає у тому, що нижній стрічковий лист виготовлений з високоміцної сталі і є єдиною поздовжньою напруженою арматурою балки. А поперечні вертикальні стержні по довжині балки виконують водночас роль анкерів стрічкової арматури з бетоном по контакту, а також забезпечують міцність балки вздовж похилих перерізів. Таким чином, основою конструкції попередньо напруженої сталебетонної балки є просторовий зварний каркас, який складається з поперечних вертикальних стержнів, поздовжньої арматури стисненої зони та напруженої високоміцної стрічкової арматури розтягненої зони (рис. 10.1, г, д, е).
На торцях високоміцного сталевого стрічкового листа просторового каркасу передбачені жорсткі упори, які є елементами захвату для попереднього напруження стрічкової арматури та своєрідними торцевими анкерами гпд час передачі напруження на бетон (рис. 10.2). Таким чином ліквідується двостадійність виготовлення балок і скорочуються терміни виробництва порівняно з попередньо напруженими сталезалізобетонними балками.
<1=34/ |
Рис. 10.2. Стенд для попереднього напруження стрічкової арматури та виготовлення сталебетонних балок: а — вигляд збоку; б — вигляд зверху; в — конструкція захвату для натягу стрічкової арматури. |
Залізобетонні конструкції зі зовнішнім армуванням, зокрема сталебетонні, при забезпеченні надійного з'єднання стрічкової, листової арматури з бетоном майже не відрізняються від залізобетонних. Тому розрахунок сталебетонних конструкцій слід здійснювати за граничними станами аналогічно до розрахунку залізобетонних конструкцій.
Комментарии закрыты.