Новые проектные решения железобетонных конструкций
Проектный институт № 1 Госстроя СССР разрабатывает проекты зданий и сооружений для многих крупных предприятий различных отраслей промышленности. Только за последние годы институтом созданы проекты производственных зданий заводов «Электросила» и «Красный выборжец», объединения «Кировский завод» в Ленинграде и Тихвине, Бобруйского и Нижнекамского шинных заводов, торгового центра в Челябинске, телецентра в Кишиневе, завода тяжелого машиностроения в Сызрани и др. В каждый проект закладываются хорошо проверенные технические решения, основанные на прогрессивных нормах и использовании типовых строительных конструкций. Однако опыт работы показывает, что и типовые решения и конструкции нуждаются в постоянном совершенствовании.
В результате использования 168 изобретений институтов системы Главпромстройпроекта, например, в 1973 г. сэкономлено 5,7 млн. р.
В последние годы в строительстве широко внедряют стропильные безраскосные железобетонные фермы, разработанные институтом совместно с НИИЖБ и утвержденные в качестве типовых (в 1971 г. работа отмечена Золотой медалью ВДНХ). Фермы включены во Всесоюзный каталог для строительства зданий со скатной и малоуклонной кровлями для производственных зданий всех отраслей промышленности, на них утвержден ГОСТ.
Для изготовления стропильных безраскосных ферм с натяжением рабочей арматуры одновременно в двух направлениях: в стойках и в нижнем поясе разработана конструкция силового распорного стенда. Аналогичный стенд разработан и для изготовления подстропильных ферм. Оба стенда рассчитаны на одновременное изготовление двух или четырех ферм.
Особенностью силового распорного стенда является самонапряжение арматуры одного направления при натяжении силовым способом другого направления. Например, при натяжении арматуры в стойках безраскосных ферм происходит одновременное самонапряжение арматуры в нижних поясах.
Конструкция силового распорного стенда состоит из двух зеркально обращенных друг к другу металлических арок (рис. 1, а), соединенных между собой шарнирами. Внутри арок располагаются две инвентарные формы, обращенные друг к другу так, чтобы напрягаемая арматура в стойках и в нижних поясах занимала проектное положение. Стенд снабжен инвентарными захватами дл - арматуры нижних поясов, стоек и свободных стержней, устанавливаемых для регулирования расчетных усилий при обжатии бетона нижних поясов. Пропаривание готовых изделий производится внутри стенда, который закрывается инвентарными съемными крышками.
Распорный стенд сборно-разборный и может эксплуатироваться как в цехах, так и на полигоне заводов ЖБИ. Годовой съем ферм в типовом пролете цеха железобетонных изделий составляет 10— 12 тыс. м3.
В 1975 г. планируется внедрение нового стенда на Ильичевоком заводе ЖБК (Одесса), -Коркинском (Красноярск), а также на заводах ЖБК в Чимкенте и Ленинграде.
Для изготовления подстропильных ферм применяют распорный стенд рамного типа (рис. 1,6), состоящий из четырех прямолинейных железобетонных стержней с металлическими оголовками, соединенными между собой шарнирами. Отношение усилий натяжения арматуры в стойках и поясах ферм регулируется в широких пределах и зависит от линейных отношений диагоналей ромба, измеряемых между центрами противоположных шарниров. Стенды снабжены механизмами возврата в исходное положение.
Применение распорных стендов позволит экономить металл на оснастку, уменьшить трудозатраты и средства на изготовление ферм при одновременном повышении их качества и долговечности.
B институте разработана новая конструкция головки к типовому гидро-домкрату ДС-63-315 для натяжения арматурных элементов (рис. 2). При натяжении пря- девой или стержневой арматуры головка домкрата устанавливается непосредственно на тыльную сторону типового зажима НИИЖБ и таким образом позволяет размещать напрягаемую арматуру по сечению элемента с частотой, которую допускают наружные размеры зажимов.
Это позволяет более эффективно использовать сечения напрягаемого элемента конструкции и экономить бетон.
Для подъема сборных железобетонных элементов в стране ежегодно расходуется около 400 тыс. т стали на монтажные петли. Типовая конструкция петель предусматривает заделку стержней из круглой стали в бетон на 30 диаметров. При ограниченной толщине сборных элементов это приводит к усложнению формы петель, затрудняет их изготовление и установку.
Новая конструкция монтажных петель имеет замкнутую грушевидную форму (рис. 3) и обладает рядом достоинств. Работа замкнутой петли отличается тем, что заделка ее в бетоне обеспечивается сопротивлением выколу призмы бетона, основанием которой служит нижняя горизонтальная часть петли, когда как заделка обычной петли обеспечивается сопротивлением выдергиванию из бетона стержня, оканчивающегося крюками.
Предложенное конструктивное решение позволяет механизировать процесс изготовления петель и упрощает установку их в изделия. Установка петель в сплошных плитных конструкциях затруднена и нередко требует дополнительного расхода стали. Замкнутые монтажные петли требуют меньшей глубины заделки в бетон (10—15 диаметров) без дополнительного армирования. Расход стали на изготовление новой конструкции петли уменьшается на 40—50%.
Опытные партии петель были испытаны в Ленинграде и Красноярске. Положительные результаты испытаний позволили приступить к разработке инструкции по проектированию и применению замкнутых монтажных петель.
Крепление железобетонных стеновых панелей к колоннам каркаса зданий осуществляется сваркой закладных деталей колонн и панелей. Специалистами института предложено новое соединение стеновой панели с колоннами каркаса здания, основанное на принципе анкеровки арматурного стержня в наклонном по отношению к направлению действия силы отверстии в бетонном элементе. Это соединение позволяет отказаться от закладных деталей в панелях и колоннах, что значительно упростит их изготовление. Расход металла на крепление панелей уменьшается в 8—10 раз по сравнению с типовыми решениями. Значительно упрощается монтаж панелей вследствие исключения сварки, отрицательно влияющей на прочность бетона. Кроме того, скрытое крепление панелей к колоннам более эстетично и повышает долговечность соединения при использовании оцинкованных стержней -и установке и> на эпоксидном клее.
В течение нескольких лет в ПИ-1 создают и совершенствуют конструкции пространственных покрытий типа железобетонных оболочек положительной кривизны и методы их возведения.
Основное достоинство разработанного многоволновых оболочек состоит в том что монтаж смежных оболочек осуществляется на общей диафрагме. В мест с этим не разрезность оболочек на диафрагмах вызывает значительные растягивающие напряжения в зоне их сопряжения и требует дополнительного армирования узлов сопряжения плит и ферм.
Для устранения этого был разработа: новый тип сопряжения оболочек с диафрагмами в много волновых покрытиях Новая конструкция сопряжения не препятствует деформации оболочек на ко.-:- туре и позволяет монтировать смежная оболочки на одной общей диафрагме сохраняя принцип многоволновой схем. Схема сопряжения исследована на м.: делях, применена в типовой серии закрытия пространственной конструкции ; внедрена на строительстве ряда объектов.
Для совершенствования технологии монтажа оболочек без кондуктора разработана конструкция инвентарной г.. тяжки шпренгельного типа. Благодаря увеличению плеча шпренгельная затяжкам допускает большие нагрузки, чем прям: линейная, снижает монтажные усилия : узлах и сокращает расход арматуры в плитах. Эта конструкция была применена при монтаже покрытия оболочки размером 40X40 м в Симферополе. Эхе комический эффект о/г применения монтажной затяжки при строительстве только одной оболочки составил 3,6 тыс. ?
Разработана принципиально нов;" форма пространственного покрытия — оболочка шатрового типа (рис. 4). Характерной особенностью этого покрытия является горизонтальный опорный контур из ферм или балок с параллельных:-: поясами, на которые монтируются железобетонные ребра, а по ним раскладываются плоские плиты. Оболочки рассчитаны для покрытия промышленных зданий с сеткой колонн 18X16, 18 X24, 18X30 : 18X36 м, оборудованных светоаэрационными фонарями и подвесными кранами грузоподъемностью до 5 т. Горизонтальный опорный контур позволяет применить для ограждающих конструкций зданий типовые стеновые панели, карнизы i узлы. Конструкция оболочки испытан на моделях в НИИСК (Киев) и показала высокую несущую способность. Применение оболочек позволит экономить расход стали на 30%. при одинаковом с плоскостными конструкциями расходе бетона.
