ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ФЕРМА

ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ФЕРМА
Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве несущей конструкции иокрытия зданий.
Известны типовые железобетонные фермы - сегментные , полигональные, треугольные, с параллельными поясами, в нижних поясах которых располагается предварительно растянутая арматура (см. Сборные железобетонные предварительно напряженные сегментные фермы для покрытий зданий пролетами 18; 24 и 30 м.- Серия ПК-01129.-ВЫП.1.М.: ЦИТП, 1964г.)
Известны железобетонные фермы , в которых в нижнем поясе располагается предварительно растянутая высокопрочная арматура, а в сжатом поясе - арматурный каркас из обычной арматуры класса А-Ш ( см. Байков В.М., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс .-М.: Стройиздат ,1991.- С.413-424 и 725-734).
Недостатком таких конструкций является то, что в сжатом поясе используется не высокопрочная арматура класса A-III (или ниже), т.к. напряжения в арматуре не могут превысить 400 МПа из-за ограниченной сжимаемости бетона.
Сущность изобретения заключается в том, что в железобетонной ферме, состоящей из двух параллельных поясов, стоек и раскосов с предварительно растянутой высокопрочной арматзфой в нижнем поясе, верхний пояс дополнительно выполнен с применением арматурного каркаса из предварительно сжатой высокопрочной стали.
Сущность изобретения поясняется чертежом , где на фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой фермы с предварительно растяМКИ Е 04 с 3/ 20
нутой арматурой в нижнем поясе и с нредварительно сжатым каркасом из высокопрочной арматуры в верхнем, на фиг.2 показана форма-опалубка верхнего пояса фермы (бетонируемой плашмя) с установленным в нее каркасом, а на фиг.З - продольный разрез по А-А на фиг.2.
Предварительно растянутая арматура 1 может быть выполнена из любой высокопрочной стали - стержневой, проволочной, канатной, а арматурный каркас 2 верхнего пояса изготавливается из продольных высокопрочных рабочих стержней 3 и замкнутых хомутов двух типов - обычных 4 и с выступающими концами 5. Форма - опалубка состоит из днища 6, боковых стенок 7 и прикрепленных к ним стальных планок 8, располагаемых с шагом, равным расстоянию между хомут;ами 5. Последние своими выступающими концами упираются в днище 6, боковые стенки 7 и планки 8, что обеспечивает устойчивость каркаса при его предварительном сжатии.
Предварительное сжатие продольных высокопрочных стержней 3 осуществляется одновременно через стальные пластины, установленные в торцах верхнего пояса фермы. Усилие сжатия от домкрата передается на указанные пластины , что приводит к одновременному предварительному сжатию всех четырех продольных стержней. После этого производится бетонирование фермы.
По достижении бетоном достаточной прочности стержни 3 освобождаются от анкерных устройств и преднанряжение передается с арматуры на бетон, в результате чего арматурные стержни верхнего пояса оказываются предварительно сжатыми, а бетон - предварительно растянутым. Это приведет к тому, что при загружении фермы внешней нагрузкой в продольных стержнях верхнего пояса предельные напряжения возрастут на величину предварительного сжатия
z
asp , т.е. станут равными RSC+ crsp. В результате появляется возможность эффективно использовать высокопрочную сталь для армирования верхнего пояса, что позволит значительно снизить расход стали. Расход стали уменьшается в ( RSC + crsp ) / RSC раз.
Приведем пример. В железобетонной ферме с параллельными поясами пролетом 24 м, рассмотренной в упомянутой книге Байкова В.М. и Сигалова Э.Е. (прототип) расход арматуры класса А-Ш в верхнем поясе составил 298,692 кг. Усилие, воспринимаемое этой арматурой (4 0 25 А-Ш) равно AS  RS  19,63  3650  71649, 5 кг  716, 495 кН.
При замене арматуры класса А-Ш на класс A-VI и ее предварительном сжатии до asp  400 МПа предельное напряжение составит RSC + crsp  400 + 400  800 МПа. При этом необходимое поперечное сечение арматуры снизится до AS  71649,5 / 8000  8,956 см, т.е. более, чем в 2 раза. Если принять с запасом соответствующее армирование верхнего пояса - 4 0 18 А-VI ( AS  10,18 см), то расход стали составит 24  4  1,998  191,81 кг, т.е. уменьшится на 36%.
Кроме того предварительное сжатие арматуры верхнего пояса приведет к выгибу фермы, вследствие чего уменьшится суммарный прогиб и повысится треш;иностойкость нижнего пояса.