Затяжки для восприятия распора
|
Как было сказано ранее, в тех случаях, когда передача распора на фундаменты нецелесообразна, между стойками рам устанавливаются затяжки, воспринимающие этот рас-пор. Установка затяжек целесообразна и в зданиях, используемых в качестве складов сыпучих материалов для восприятия горизонтального давления от этих материалов. В общем случае, затяжки можно разделить по конструктивному исполнению на две группы: Группа 1 — затяжки, соединяющие фундаменты (рис. 8 а); Группа 2 — затяжки, прикрепляемые непосредственно к базам рам (рис. 8 б).  Затяжки первой группы, выполняются, в основном, двумя способами. В первом случае, затяжки выполняются в виде стержней из арматуры, прокатных профилей или листа, соединяющих противоположные фундаменты в их верхней части (рис. 9 а). Во втором случае, роль затяжки выполняет непосредственно железобетонный пол здания, арматура которого рассчитывается на дополнительные растягивающие усилия от распора (рис. 9 б). Для передачи усилий на конструкции пола в оголовках фундаментов делаются выпуски арматуры, которые соединяются с арматурой пола. Выпуски арматуры выполняются в виде стержней требуемого диаметра, расположенные симметрично относительно оси рамы. Для лучшего включения железобетонного пола в работу, арматурные выпуски могут выпускаться веерообразно.  Передача усилий распора с рамы на затяжки первой группы происходит за счет сдвигающих усилий в зоне контакта базы стойки рамы и верха фундамента. Эти усилия воспринимаются анкерными болтами, специальными противосдвиговыми «шпорами» (рис. 2 б), или упорами (рис. 3) с учетом сил трения, действующими между поверхностями опорной пластины и фундамента. К достоинствам затяжек первой группы можно отнести возможность одновременного устройства фундаментов и затяжек при выполнении работ по нулевому циклу и экономию материалов за счет включения в работу конструкций железобетонного пола. При больших нагрузках, устройство таких затяжек становится нерациональным из-за сложной передачи сдвиговых усилий с рамы на затяжку через фундамент, наличия мощных противосдвиговых устройств и усложнения самих фундаментов. В этих случаях применяются затяжки второй группы, на которые горизонтальные нагрузки передаются непосредственно со стоек рамы. Затяжки второй группы присоединяются к специальному элементу, который устанавливается на фундамент перед монтажом рамы (рис. 10 а), либо к опорной пластине базы стойки (рис. 10 б).  Оба варианта имеют свои положительные и отрицательные стороны. Так, в первом случае, узел стыка затяжки с опорной базой имеет простое конструктивное решение, но из-за необходимости в достаточно развитой опорной пластины, идущей вдоль оси рамы, применяется при относительно небольших усилиях распора. В противном случае, развитая пластина базы мешает транспортировке элементов и может быть повреждена при монтаже рам. Во втором случае, сама опорная пластина базы может иметь небольшие габариты, сопоставимые с сечением стойки в нижней рамы. Кроме этого, дополнительная пластина может использоваться как установочная для безвыверочного монтажа конструкций. Относительным недостатком этого решения является то, что для прикрепления рамы к дополнительной пластине потребуются дополнительные фиксирующие элементы, передающие сдвиговые усилия. Помимо передачи усилий распора, затяжки второй группы могут использоваться для задания предварительного напряжения в рамах. При наличии противосдвиговых устройств, прикрепляемых к нижней пластине, они могут применяться для задания предварительных горизонтальных усилий на фундаменты, обратных усилиям распора, в целях уменьшения перемещений фундаментов при деформировании затяжки в нагруженных рамах. Устройства для натяжения затяжки могут находится в пределах опорных узлов рам (рис. 10 а) или в пролете рамы на самой затяжке (рис. 10 б). Конструктивно эти устройства выполняются в виде одного или нескольких стержней, прикрепленных к опорной часть стойки и имеющих резьбу для натяжения. При расположении узла натяжения в пролете рамы, он может выполнятся в виде двух фланцев, расположенных на определенном расстоянии друг от друга и стягиваемых болтами. Во всех случаях узлы натяжения должны быть надежно защищены от коррозии. Монтажные стыки затяжек обычно выполняются на сварке или болтах, работающих на срез. Применение фрикционных соединений на высокопрочных болтах допустимо только в случаях гарантированной защиты монтажного стыка от коррозии. При выполнении стыков на монтажной сварке, размеры накладок рекомендуется назначать таким образом, чтобы все сварные швы накладывались сверху в горизонтальном положении (рис. 12 а). Стыковые сварные швы рекомендуется выполнять на подкладках с выводом сварного шва за пределы сечения затяжки (рис. 12 б). На рис. 12 в показан монтажный стык затяжки на болтах.  Важным условием нормальной эксплуатации затяжек является их надежная защита от коррозии, что обусловлено следующими причинами: — затяжки обычно расположены ниже уровня пола здания и поэтому могут подвергаться воздействию воды и иных агрессивных веществ, проникающих с поверхности; — под землей возможно наличие блуждающих токов, вызывающих электрохимическую коррозию металла затяжки; — расположение затяжек в бетоне пола делает практически невозможным их осмотр и техническое обслуживание на всем протяжении срока службы здания. Исключение составляют случаи размещения затяжек в специальных каналах, закрытых сверху съемными крышками. Для замоноличенных затяжек недопустимо образование трещин в окружающем их бетоне. Допустимые напряжения в затяжке при этом приближенно определяются по формуле:  Для тяжелого бетона классов 7,5—20 естественного твердения, допустимые напряжения в затяжке по условию (13) не должны превышать 90—110 кг/см2, что составляет 4—5 % от расчетного сопротивления стали. Учитывая снижение деформаций растяжения в бетоне на некотором удалении от затяжки, допустимые напряжения в ней могут быть повышены в 2—3 раза, в зависимости от расстояния до поверхности пола. Ho и в этом случае ее нагружение возможно только на 10—15 % от расчетного сопротивления стали. Таким образом, затяжки, замоноличенные в бетон, могут применятся только в случаях, когда требуется обеспечить малые перемещения стоек рамы за счет увеличения сечения затяжки, либо при гарантии отсутствия влаги или агрессивных веществ, действующих на затяжку при образовании трещин в окружающем ее бетоне.  В других случаях следует выполнять мероприятия, препятствующие сцеплению затяжек с бетоном. В качестве таких мероприятий можно рекомендовать обмазку затяжек составами, применяемыми, например, для смазки форм при производстве железобетонных конструкций: битумом, обертывание полиэтиленовой пленкой, рубероидом и т.д. Особое внимание при бетонировании следует обращать на монтажные узлы затяжек, которые должны свободно перемещаться в бетоне при деформировании затяжек. В частности, узлы должны иметь вкладыши из легко деформируемых материалов, например, пенополистирола, пенопласта и т.п., как показано на рис. 13. Размеры вкладышей следует определять с учетом расчетных перемещений узла затяжки. Обычно, затяжки располагаются по прямой линии, соединяющей опорные части стоек рамы. В отдельных случаях затяжки могут иметь форму в виде гладкой или ломаной кривой для прохода под каналами, приямками и др. (рис. 14 а) или при установке рам на отметке, превышающей отметку пола (рис. 14 б). Расчет криволинейных затяжек на прочность следует выполнять с учетом их наклона относительно линии соединяющей опорные узлы рам на усилие (рис. 15 а).  С наклонной затяжки на фундамент будет передаваться дополнительная вертикальная нагрузка, которая должна быть учтена при расчете ее опорной базы и фундаментов  Вертикальные усилия, передающиеся с затяжки на верхнюю стенку канала, определим в запас, без учета сил трения затяжки по поверхности канала (рис. 15 б)  Каналы криволинейных затяжек и окружающие их конструкции должны быть рассчитаны на усилие Nу, действующее снизу вверх со стороны затяжки. При необходимости, конструкции находящиеся сверху затяжки должны быть усилены или пригружены для предотвращения их разрушения или перемещения. Определение площади сечения затяжки следует производить по трем критериям: по прочности, по деформативности и по коррозионному износу. Требуемая площадь сечения затяжки из условия прочности находится по формуле:  При ограничении общих перемещений стоек рам и фундаментов, требуемая площадь затяжки определяется из условий предельных деформаций   В случаях, когда затяжка подвергается воздействию агрессивной среды и в то же время невозможно ее обслуживание (очистка от коррозии, окраска и т.д.), площадь сечения затяжки следует назначать с учетом возможного коррозионного износа (рис. 16), т.е.  Величина ΔA определится как  Скорость коррозии vc зависит от степени агрессивности среды и может составлять от 0,0004 см/год до 0,015 см/год. Для нормальных условий можно принять vc = 0,001—0,005 см/год. Для затяжек, выполненных из полосы с размерами bxt, величина АЛ найдется как  |
