Statia1

•  ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

•  Короткий исторический обзор возникновения сталежелезобетонных конструкций .

Научный прогресс в области строительных конструкций среди других факторов заключается в поиске новых соединений стали и бетона для их общей рациональной работы в строительных конструкциях. К таким конструкциям принадлежит сталежелезобетон , в состав которого входят прокатные профили, стержневая арматуры и бетон.

В строительной практике достаточно широко применяют смешанные системы, в которых сверх стальных несущих конструкций вкладывают железобетонные настилы, плиты и т.п. . Объединение их в единую сталежелезобетонную конструкцию дает возможность во многих случаях, наиполнее использовать свойства стали и бетона , уменьшать затраты строительных материалов, повышать экономическую эффективность. Сталежелезобетонные конструкции появились позднее , чем стальные и железобетонные. В конце XIX ст. среди строителей бытовала мысль, которые железные балки, лычкованые бетоном (с целью повышения их огне - и коррозийной стойкости или из конструктивных соображений), имеют повышенную жесткость и прочность. Экспериментально это было подтверждено испытаниями , проведенными в Англии в 1923 г., Отечественные мостостроители также отмечали, что при наличии монолитной проездной части, вложенной на верхние полочки стальных балок, реальные прогибы и напряжения значительно меньшие за расчетные. В 1929 г. Каугей и Скотт в Англии и в 1939 г. Фрейсине в Франции впервые высказали мысль о целесообразности применения специальных соединительных деталей для обеспечения общей работы железобетона и постоянные . В 1939 г. в Швейцарии запатентована балки системы „Альфа " (рис.1.1.) , в которых общая работа стали и железобетона обеспечивалась спиралями, приваренными к верхней полочке стальной балки, [1].

Рис. 1.1 Соединение бетона и стали с помощью системы „альфа ".

Первые сталежелезобетонные мосты системы „альфа" построены в Нью-Йорке и Швейцарии. В года второй мировой войны и в послевоенные года для соединения железобетонной части со стальной балкой начали использовать гибкие упоры в виде отрезков швеллеров и двутавров и разнообразнейший конструкции жестких упоров и стержневых анкеров. С 50-середины х лет применяют решетчатые сталежелезобетонные пролетные системы, в которых железобетонные плиты работают вместе с верхними поясами ферм. При этом пролеты сталежелезобетонных мостов постоянно увеличивались. Например, Киевский Дорпроект в 1957 и 1961 гг. выпустил серии типичных проектов разрезных и неразрезных мостов пролетами от 40 до 80 метров (рис. 1.2) .

Рис. 1.2 Типичный профиль сталежелезобетонного моста.

Развитие стале железо бетонных мостов связано с применением подобных конструкций во многих областях строительства . В сельскохозяйственном строительстве довольно широко используют стале железо бетонные стропильные фермы, составленные из жестких железобетонных сжатых элементов (верхних поясов и элементов решеток) и гибких - растянутых (нижних поясов и решеток) .

В кровлях промышленных зданий, которые составляются со стальных решетчатых стропильных ферм и железобетонных плит, возможным есть образования эффективной стале железо бетонной конструкции благодаря соединению железобетонных плит и стальных сжатых поясов (рис. 1.3) .

Такое решение дает возможность передать на железобетонные плиты часть сжимающих усилий, которые действуют в верхних поясах ферм, и уменьшить масcу поясов почти вдвое.

Характеризуя стале железо бетонные конструкции, следует указать, что их прочность и надежность зависят не только от свойств материалов - стали и бетона, а и от элементов, которые соединяют стальную и железобетонную части в единый перерез. Ведь применение соединительных анкеров, гибких и жестких упоров недостаточной прочности и малой жесткости предопределяет взаимное проскальзывание стальной и железобетонной частей перереза, уменьшает несущую способность и увеличивает прогибы изгибаемой конструкции. Наибольшая несущая способность и жесткость комплексной стале железо бетонной конструкции достигается, когда соединительные элементы способные полностью воспринимать и переда-

Рис. 1.3 Соединение железобетонных плит и стальных сжатых поясов: фасад (а);

поперечный перерез (б); узел І фермы с упорами (в); узел II - присоединение железобетонных плит к стальной ферме (г);

1 - упоры в узлах ферм; 2 - место сваривания арматур.

ватты сдвигающие усилия, которые возникают между частями разреза. Поэтому, проектируя стале железо бетонные конструкции, особое внимание обращают на обеспечение надежной и крепкой взаимосвязи частей перереза. Для податливых соединений недостаточной несущей способности, когда полная взаимосвязь частей перереза обеспечить не удается (из конструктивных или других соображений), существуют другие методики, которые учитывают деформации в шве между стальной и железобетонной частями.

Еще одной особенностью стале железо бетонных конструкций есть стадийность работы, обусловленная особенностями их сведения. Чаще всего сначала монтируют стальную конструкцию - балку, ферму и т.п., и лишь после этого бетонируют или монтируют железобетонные части составленной конструкции. Т.е. стальная часть должна воспринимать нагрузка от собственного веса , весы железобетона и атмосферных влияний и нагрузок во время монтажа. Лишь после твердения монолитного бетона или замоноличивания швов и анкеров сборного, получают целостную сталезалізобетонну конструкцию, которая воспринимает сдачу постоянного и других нагрузок и влияний , а также полезная нагрузка .

Доказано, что их рационально применять в виде сгибающих конструкций для перекрытия больших пролетов, в виде стоек, которые воспринимают большие нагрузки (колоны общественных и промышленных зданий), в инженерных сооружениях. Поперечные перерезы таких конструкций могут быть разнообразнейший. При использовании этих конструкций значительно уменьшается их масса, очень часто можно обойтись без устроения опалубки и закладочных деталей.

В нашей стране накоплен некоторый опыт исследования и внедрения стале железо бетонных конструкций. Построенные несущие конструкции разных зданий и сооружений с применением трубобетона , балок и ригелей с ленточным армированием, брусочные конструкции, железобетонные плиты по профильному настилу. Есть много научных публикаций в этой области.

В западных странах уже более десяти лет действует нормативный Документ относительно проектирования стале железо бетонных конструкций "Eurocode 4", в нашей стране на сегодня такой документ отсутствует , Что значительно сдерживает использование стале железо бетона в строительстве .

03/11/2005