ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЕ ПОКРЫТИЕ ОДНОЭТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ НА СПАРЕННЫХ КОЛОННАХ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к конструкциям покрытия одноэтажных производственных зданий каркасного типа.
Известна конструкция покрытия на предварительно-напряженных стропильных двускатных балках (серия ПК 01-06, вып. 8*, 9*). Балки устанавливаются непосредственно на колонны с шагом 6 м. Высота балок на опоре 800 мм, уклон верхней полки 1:12. Напрягаемая арматура принята в нескольких вариантах: стержневая из стали класса A-IIIв марки 35ГС, то же, класса A-IV, высокопрочная проволока периодического профиля диаметром 5 мм, семипроволочные пряди.
Основными недостатками покрытия на стропильных двускатных балках являются: ограниченная величина пролета здания - до 18 м, малый шаг поперечных рам - 6 м, стропильная конструкция выполняет только несущую функцию и шарнирное опирание ребристых плит на балки, не обеспечивающее совместности работы с ригелем.
Известна конструкция покрытия на раскосных фермах сегментного очертания (серия ПК-01-129/68, вып. I-IV). Фермы сегментного очертания применяются для зданий пролетом 18, 24 и 30 м при шаге ферм 6 и 12 м. Верхний пояс фермы имеет ломаное очертание с прямолинейными участками между узлами. Ненапрягаемая арматура принята в виде сварных каркасов (однотипная - независимо от вида напрягаемой арматуры), кроме каркасов опорных узлов.
Основными недостатками покрытия на раскосных фермах сегментного очертания являются: большая высота (при пролете 24 м высота покрытия в середине составляет 3,75 м), малый шаг поперечных рам - до 12 м, стропильная спаренных колоннах конструкция выполняет только несущую функцию и шарнирное опирание ребристых плит на балки, не обеспечивающее совместности работы с ригелем.
Известна конструкция покрытия на безраскосных фермах арочного очертания (серия 1.463-3, вып. I-V). Безраскосные фермы применяются для зданий пролетом 18 и 24 м при шаге ферм 6 и 12 м. Предварительно-напряженная арматура нижнего пояса стержневая или проволочная, либо прядевая с натяжением на упоры механическим способом, а для стержневой возможно применение и электротермического способа натяжения. Данная конструкция покрытия технологична и удобна для трассировки инженерных коммуникаций вдоль цеха.
Основными недостатками покрытия на безраскосных фермах арочного очертания являются: большая высота (при пролете 24 м высота покрытия в середине составляет 3,75 м), малый шаг поперечных рам - до 12 м, стропильная конструкция выполняет только несущую функцию и шарнирное опирание ребристых плит на балки, не обеспечивающее совместности работы с ригелем.
Прототипом разработанного покрытия может являться покрытие (патент №147222) со стропильной конструкцией, выполненной в виде рамы двускатного очертания со сборно-монолитным верхним поясом, сборная часть которого имеет тавровое поперечное сечение с полкой внизу, со стойками, соединенными с нижним поясом, выполненными в виде двух перекрещивающихся стенок. Ребристые плиты оперты на стойки продольными ребрами и соединены с ними сваркой закладных металлических частей в четырех точках с каждой стороны, имеют уменьшенную конструктивную длину и расположены в пределах высоты стропильной конструкции. Бетон монолитной части стропильной конструкции уложен между торцами ребристых плит и соединен с ними и с верхним поясом выпусками арматуры, предусмотренными из продольных ребер плит и верхнего пояса. Данная сборно-монолитная стропильная конструкция и жесткое соединение ее с ребристыми плитами повышают жесткость покрытия в целом и позволяют уменьшить расход предварительно напряженной арматуры на 40-50%. При этом уменьшается высота покрытия в целом на 30-40%, а также высота и масса сборной части стропильной конструкции, что уменьшает трудоемкость ее транспортирования и монтажа.
Такое покрытие имеет определенные недостатки: стропильная конструкция имеет малую ширину, выполняет только несущую функцию, вследствие чего невозможно спроектировать покрытие с шагом поперечных рам более 12 м.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в создании покрытия на основе стропильной конструкции, выполняющей одновременно несущую и ограждающую функции, и позволяющей увеличить шаг поперечных рам здания до 18 м.
Технический результат достигается тем, что стропильная конструкция выполнена в виде комбинированной пространственной системы, опирающейся на спаренные колонны, соединенные поверху балками, и состоящей из двух плоских рам двускатного очертания, объединенных общим верхним поясом коробчатого сечения шириной до 1.8 м, выполняющим одновременно несущую и ограждающую функции, и поперечными П-образными рамами, расположенными с шагом 3 м и служащими опорами для ребристых плит покрытия, которые крепятся к ним сваркой закладных металлических деталей в двух точках с каждой стороны, располагаются в пределах высоты стропильной конструкции и в уровне верха соединяются с ней сваркой закладных металлических деталей и монолитным бетоном.
На чертеже представлена конструкция предложенного железобетонного покрытия, где: а - общий вид стропильной конструкции; б - поперечное сечение стропильной конструкции, опирание ее на спаренные колонны и схема опирания плит; в - вид сбоку; г - расчетное сечение верхнего пояса; д - сечение стоек и П-образной поперечной рамы.
Предложенная стропильная конструкция имеет двускатное очертание с уклоном верхнего пояса 1:12 и высоту в середине пролета до 2,92 м. Стропильная конструкция состоит из верхнего пояса 1 коробчатого сечения, нижнего пояса 2, состоящего из двух частей прямоугольного сечения, стоек 3 из двух пластин и П-образных поперечных рам 4. Высота нижнего пояса минимальна; больших изгибающих моментов в нем не возникает; он работает преимущественно на центральное растяжение, почти как затяжка. Плиты 5 опираются на поперечные П-образные рамы продольными ребрами, которые прикреплены к ним сваркой закладных металлических деталей 6 в четырех точках с каждой стороны. Это обеспечивает жесткое соединение плит со стропильной конструкцией. Плиты имеют уменьшенную длину. Между их торцами и верхним поясом стропильной конструкции образовалось замкнутое пространство, куда по щитку несъемной опалубки уложен монолитный бетон 7. В уровне верха ребристые плиты соединяются со стропильной конструкцией сваркой накладок и закладных металлических деталей 9. Это увеличивает жесткость соединения и вовлекает в работу ригеля торцовые ребра плит. Сечение верхнего пояса стропильной конструкции становится двутавровым. Стропильная конструкция опирается на спаренные колонны 10, соединенные поверху балками 11.
В результате экспериментально-теоретических исследований покрытий одноэтажных производственных зданий, проведенных во Владимирском государственном университете, установлено, что предлагаемая сборно-монолитная стропильная конструкция, имеющая большую ширину, выполняющая одновременно несущую и ограждающую функции и уменьшающая расчетный пролет жестко соединенных с ней ребристых плит, позволяет увеличить шаг поперечных рам здания до 18 м. При этом улучшаются условия расстановки технологического оборудования и повышается скорость возведения здания.