Состояние вопроса.

Страница 12

а - в углах здания; б, г - при угловых консолях; в, д - по периметру здания; е, ж - консольными свесами; з - многопролетные системы (с внутриконтурным опиранием)

Рисунок 1.10- Варианты симметричного размещения колонн для покрытий из стержневых плит с квадратным и треугольным очертанием в плане

При опирании покрытия по схемам рисунка 1.10 а, 1.10 б в опорных зонах стержневых плит возникают значительные усилия, поэтому расход металла на покрытие существенно увеличивается, что отрицательно сказывается на экономичности конструкции. Конструктивным приемом, позволяющим распределять реакцию колонны на значительную группу стержней опорной зоны и избегать излишнего расхода металла, является применение колонн с развитыми капителями или пространственных опор в соответствии с рисунками 1.11 и 1.12.

а - обычные колонны; б - колонны с решетчатыми капителями; в - колонны с жесткими капителями; г - пространственные опоры

Рисунок 1.11 - Варианты решения опор для стержневых плит

А б

а - решетчатая капитель; б - жесткая капитель крестового типа

Рисунок 1.12 — Примеры решения опор капителей колонн

При размещении колонн с небольшим шагом по контуру стержневых плит конструкция опор не усложняется и весовые показатели покрытий не ухудшаются (рисунки 1.10, д и 1.11, а). Если колонны предусмотреть внутри контура плит, как показано на рисунках 1.10 е и 1.10 ж, то консоли с вылетом 1К= (0,2-0,25)4 окажут разгружающее влияние на распределение усилий в плитах, за счет чего экономичность покрытия существенно возрастет. В случае размещения колонн по периметру покрытия и внутри контура стержневая плита превращается в неразрезную конструкцию. Как и в многопролетных балках, опорные изгибающие моменты оказывают разгружающее влияние на участки плиты в пролете, приводя в итоге к экономии металла.

Для стержневых плит можно использовать различные комбинированные опоры. Такими опорами могут служить ванты, подстропильные фермы, арки (рисунок 1.13). При подвеске покрытия к вантам внутренний габарит помещения не стесняется. Конструкции в виде колонн, ферм, арок являются жесткими, ванты для плит служат упругими опорами [3].

а, б, в, г - применение вант; д - пользование подстропильных ферм; е -опирание на арки

Рисунок 1.13 — Варианты комбинированных опор для стержневых плит

Конструкция стержней.

Наиболее рациональным профилем для стержней плит является труба круглого сечения. При условии одинаковой гибкости сжатого стержня применение круглой трубы позволяет экономить металл до 15% по сравнению с парой равнобоких уголков, соединенных между собой прокладками по аналогии с конструкцией стержней легких стропильных ферм [4,5]. Вместо круглых труб можно успешно использовать холодногнутые сварные трубы квадратного сечения.

В практике строительства зданий с покрытиями из стержневых плит встречаются разнообразные сечения элементов из прокатных профилей: равнополочных уголков, тавров, двутавров, швеллеров, сплошных круглых стержней.

Прокатные уголки применяют в отечественных монтажных блоках "ЦНИИСК" [4,5], английской системе "Спейс-дек", французской системе "Пирамитек". В плитах с поясными ячейками 6x6 - 12x12 м вертикальные перекрестные фермы можно изготовлять в обычном варианте - из двух уголков в каждом стержне. Примерами подобных решений являются выставочный павильон в Ленинграде, рынок в Волгограде, павильон механизации сельского хозяйства на выставке передового опыта УССР и Дворец культуры в Киеве.

Двутавровые профили используют во Франции в основаниях пирамид с квадратной и шестиугольной формой, в нашей стране - в системе стержневой плиты "ЦНИИСК". Швеллеры встречаются во многих конструктивных решениях плит. Круглые сплошные стержни применены в плите покрытия торгового центра под Копенгагеном (Дания).

Открытые гнутые профили широкого распространения не получили. Гнутые швеллеры эффективно используют в американской системе "Юнистрат".

Разнообразие конструктивных решений стержней в совокупности с системами плит, способами соединения и видами монтажной и сборки пространственных конструкций обусловило чрезвычайно большое число вариантов узловых соединений и непрекращающуюся работу по их усовершенствованию. Причина многообразия узлов не случайна, ведь узловые соединения являются ответственном элементом стержневой плиты, определяющим как прочность и жесткость конструкции, так трудоемкость и технологичность ее изготовления и монтажа.