Вопрос 37. Балки и фермы покрытия.

Систему прямолинейных стержней, которые объединены между собой в узлах и таким образом формируют единую неизменяемую конструкцию, принято называть фермой покрытия.

Стоит отметить, что пояса, которые образуют контур, а также решетка, состоящая из специальных стоек и раскосов, являются базовыми элементами любой фермы. Элементы в узлах соединяются между собой с помощью особых узловых фасонок или же посредством примыкания одного элемента к другому.

Как известно, фермы, изготовленные из стали, давно обрели популярность, сегодня их широко используют в различных сферах строительства. Отметим, что наибольшее применение они получили в перекрытиях и покрытиях разного рода гражданских и промышленных зданий и построек. Огромным преимуществом стальных ферм является то, что их можно использовать при самых разнообразных нагрузках. Специалисты в сфере строительства считают, что фермы лучше всего систематизировать по ряду следующих признаков: системе решетки, очертанию поясов ферм, их статической схеме, способу монтажа элементов в узлах, а также по величине усилия в элементах. По статической схеме фермы покрытия принято делить на арочные, балочные, вантовые и рамные. Ввиду необычайной простоты производства и монтажа балочные системы наиболее часто применяются в покрытиях зданий. При возведении большепролетных построек и зданий лучше всего использовать экономные рамочные системы. Для постройки мостов или же большепролетных перекрытий стоит использовать вантовые фермы. Своеобразным промежуточным звеном между сплошной балкой и фермой принято считать специальные комбинированные системы. Такие конструкции состоят из балки, которая подкреплена сверху аркой или же снизу раскосами либо шпренгелем. Упомянутые системы удобны тем, что невероятно просты в своем изготовлении, кроме того, их использование выглядит весьма рациональным в конструкциях с подвижными нагрузками и тяжелых конструкциях. Заслуженно считающиеся самыми простыми в монтаже и производстве, разрезные балочные фермы получили на данный момент наибольшее распространение. Консольные и неразрезные системы ферм характеризируются необычайной рациональностью и экономией материала. Арочные же фермы целесообразно использовать исключительно при наличии соответствующих архитектурных требований.

Вопрос 38. Деформационные швы зданий. Виды и назначение. Деформационные швы зданий, в первую очередь, призваны уберечь здания от растрескивания. Установленный деформационный шов позволит существенно увеличить срок службы здания. Внешние воздействия (перепады температуры и влажности) вызывают объемные деформации в материале – тепловые расширение/сужение, влажностные усадка/набухание - это приводит к возникновению внутренних напряжений в конструкциях, и, в последствие, образованию трещин. Можно избежать возникновения трещин, для этого кладка разделяется на фрагменты деформационными швами. Деформационный шов - это свободное пространство, предусматриваемое для перемещений конструкций сооружения от действия различных влияющих факторов, вызывающих как пространственные смещения и повороты конструкций, так и деформации их отдельных элементов. В зависимости от назначения применяют следующие деформационные швы: температурные, осадочные, антисейсмические и усадочные. Для предупреждения появления трещин в несущих и ограждающих конструкциях предусматривают деформационные швы, разрезающие здание на отсеки. В зависимости от назначения применяют следующие деформационные швы: температурные, осадочные, антисейсмические и усадочные. Температурные швы делят здание на отсеки от уровня земли до кровли включительно, не затрагивая фундамента, который, находясь ниже уровня земли, испытывает температурные колебания в меньшей степени и, следовательно, не подвергается существенным деформациям. Расстояние между температурными швами принимают в зависимости от материала стен и расчетной зимней температуры района строительства. Во избежание появления опасных деформаций в зданиях устраивают осадочные швы. Эти швы, в отличие от температурных, разрезают здания по всей их высоте, включая фундаменты. Если в одном здании необходимо использовать деформационные швы разных видов, их по возможности совмещают в виде так называемых температурно-осадочных швов. Антисейсмические швы применяются в зданиях, строящихся в районах, подверженных землетрясениям. Они разрезают здание на отсеки, которые в конструктивном отношении должны представлять собой самостоятельные устойчивые объемы. По линиям антисейсмических швов располагают двойные стены или двойные ряды несущих стоек, входящих в систему несущего остова соответствующего отсека. Усадочные швы делают в стенах, возводимых из монолитного бетона различных видов. Монолитные стены при твердении бетона уменьшаются в объеме. Усадочные швы препятствуют возникновению трещин, снижающих несущую способность стен.

В производственных зданиях с большими размерами в плане или состоящих из нескольких объемов с различными высотами и нагрузками на основание предусматривают деформационные швы, которые, в зависимости от назначения, подразделяют на температурные, осадочные и антисейсмические.

Необходимость осадочных и антисейсмических швов определяется расчетом, а температурных швов — СНиПом.

Конструкция деформационного шва должна обеспечивать возможность взаимного горизонтального и вертикального смещения смежных частей здания без нарушения прочности здания, термического сопротивления ограждающих конструкций и их водонепроницаемости.

Деформационные швы в покрытиях выполняют без разрыва кровельного ковра (рис. 191). Швы перекрывают полуцилиндрическими стальными компенсаторами, к плитам покрытия их крепят дюбелями.

Деформационные швы устраиваются в зданиях большой протяженности или состоящих из нескольких объемов с разными высотами и нагрузками. К деформационным швам относятся температурные швы. Предельные расстояния между температурными швами в отапливаемых промышленных зданиях со стальным каркасом принимают 150 м, при монолитном железобетонном каркасе — 50 м, при сборном железобетонном каркасе — 60 ж и соответственно в неотапливаемых зданиях— 120, 30, 40 м. Температурные швы устраиваются в зданиях в поперечном и продольном направлениях. Поперечный температурный шов располагается перпендикулярно пролетам, а продольный разделяет два смежных продольных пролета. Зазор температурного шва обычно принимается равным 50 мм.

 

Наиболее простым решением устройства деформационного шва можно считать установку спаренных колонн, поддерживающих конструкции двух смежных, разрезанных швом участков здания.

При необходимости обеспечить свободу взаимного смещения не только в горизонтальном, но и в вертикальном направлении (при осадочных швах) шов делают и в фундаментах. Поперечный температурный шов выполняют с установкой сдвоенных колонн без вставки, т. е. без удвоения поперечных разбивочных осей (рис. 103). Здесь ось температурного шва совмещается с разбивочной осью, а геометрические оси сдвоенных колонн смещаются с оси температурного шва на 500 мм. В этом случае шаг колонн у температурного шва нарушается, а шаг поперечных разбивочных осей по длине здания остается неизменным. По условиям предприятия допускается удвоение поперечных разбивочных осей в поперечном температурном шве со вставкой между ними. В этом случае шаг колонн остается неизменным, но температурные блоки здания раздвигаются на величину вставки размером 1 м. К этому прибегают в исключительных случаях.