Содержание
Фермы железобетонные
Вернуться на страницу»Железобетонные конструкции»
Рис. 1. Железобетонные стропильные фермы покрытия: а — сегментная; б — с параллельными поясами; в — полигональная; г — арочная безраскосная.
Железобетонная ферма – это конструкция каркасного типа, состоящая верхнего пояса, нижнего пояса, решетки, места, в которых соединяются наклонные раскосы и вертикальные стойки, называются узлами железобетонной фермы.
Типы железобетонных ферм.
Железобетонная ферма может быть сборной монолитного типа (имеют целостную конструкцию, производится в промышленных условиях) или составной (состоит из ряда конструкционных элементов).
Производство ферм из железобетона
Изготовление железобетонных ферм регламентирует – ГОСТ 20213 – 89. Для изготовления ферм используют бетон классов от В30 до В50. Армирование конструкций выполняют из арматуры АIV и AтV, а также арматурная проволока Вр2. Фермы больших пролетов армируют предварительно напряженной арматурой.
Железобетонные фермы выполняют двух видов:
— железобетонные стропильные фермы;
— фермы подстропильные железобетонные.
По форме различают следующие группы ферм:
первая группа — железобетонные сегментные фермы;
вторая группа – изделия арочного типа;
третья группа – фермы из железобетона полигонального типа.
Наиболее распространенные типовые фермы имеют следующие обозначения:
ФС – раскосные фермы для скатных крыш;
ФБС – безраскосные для скатных крыш;
ФП – под покрытия из плит, равных по длине пролету;
ФПМ – для малоуклонной кровли без преднапряжения;
ФПН – для малоуклонных крыш с преднапряженными стойками;
ФБМ – безраскосные для малоуклонной скатной крыши;
ФПС – для скатной;
ФТ – безраскосные треугольного очертания для скатной
ТИПОВЫЕ СЕРИИ
При проектировании железобетонных ферм могут быть полезны следующие серии:
| № п/п | Номер | Наименование | Примечания |
| 1 | Серия 1. 063.1-4 | Фермы стропильные железобетонные пролетом 6; 9; 12; 15 и 18 м для покрытий зданий с уклоном асбестоцементной кровли 1:4. | Смотреть |
| 2 | Серия 1.463.1-1/87 | Фермы стропильные железобетонные безраскосные пролетом 18 и 24 м для одноэтажных зданий с малоуклонной и скатной кровлей для V снегового района. | Смотреть |
| 3 | Серия 1.463.1-3/87 | Фермы стропильные железобетонные безраскосные пролетом 18 и 24 м для одноэтажных зданий с малоуклонной и скатной кровлей. | Смотреть |
| 4 | Серия 1.463.1-15 | Фермы подстропильные железобетонные пролетом 12 м с провисающим нижним поясом для зданий с покрытием из плит длиной на пролет. | Смотреть |
| 5 | Серия 1.463.1-16 | Фермы стропильные железобетонные сегментные для покрытий одноэтажных производственных зданий пролетами 18 и 24 м (в опалубочных формах серии ПК-01-129/78). | Смотреть |
| 6 | Серия 1.463.1-17 | Фермы стропильные железобетонные полигональные пролетом 18 и 24 м для покрытий зданий с малоуклонной кровлей. | Смотреть |
| 7 | Серия 1.463.1-19 | Фермы подстропильные железобетонные предварительно напряженные пролетом 12 м для покрытий зданий со скатной кровлей. | Смотреть |
| 8 | Серия ПК-01-27 | Сборные железобетонные предварительно напряженные сегментные фермы для покрытий зданий с пролетами 18, 24 и 30 м с шагом ферм 6,0 м. | Смотреть |
| 9 | Серия 1.463-3 | Железобетонные предварительно напряженные безраскосные фермы пролетом 18 и 24 м для покрытий зданий со скатной кровлей. | Смотреть |
| 10 | Серия 1.466.1-5 | Железобетонные многоволновые оболочки положительной кривизны размерами 18х24, 18х30 и 18х36 м из плит 3х6 м. | Смотреть |
| 11 | Серия ПК-01-129 | Сборные железобетонные предварительно напряженные сегментные фермы для покрытий зданий пролетами 18, 24 и 30 м с шагом ферм 6 и 12 м. | Смотреть |
| 12 | Серия ПК-01-129/68 | Сборные железобетонные предварительно напряженные сегментные фермы для покрытий зданий пролетами 18, 24 и 30 м с шагом ферм 6 и 12 м. | Смотреть |
4.8.3 Железобетонные фермы покрытия
Стропильные
фермы железобетонные в зависимости от
назначения строения, материала покрытия,
способа их опирания и других факторов
могут иметь различные типы и очертания.
Возможности их применения достаточно
широкие:
здания
могут иметь пролеты до 24 м и более:кровля
– быть как малоуклонной, так и скатной,покрытие
зданий может быть как с фонарями, так
и без и т.
д. Подобные конструкции нашли
особое применение в зданиях промышленного
типа и складских.
д. Подобные конструкции нашлиОтличаются:
высокой
прочностью,жесткостью,
трещино-
и морозостойкостью, что позволяет
эксплуатировать их в агрессивной
газообразной среде,хорошими
противопожарными свойствами.
Производство элементов несущих конструкций из бетона ↑
Железобетонные
фермы производят из конструкционного
бетона, тяжелого или легкого, в основном
это керамзитобетон и аглопоритобетон.
Их изготавливают в одно- или многоярусных
стендах-камерах. На каждом из них обычно
устанавливают несколько металлических
форм с паровой рубашкой. Раскосы и
стойки, соответственно, на вибростоле
в специальных в кассетных формах,
закладывают их в процессе армирования.
Для
нижних поясов при армировании используют
струнопакеты из высокопрочной проволоки
(ø 5 мм), а для верхних – обычные стержни.
Высокопрочную проволоку натягивают
гидродомкратами и добавляют
бетоноукладчиками бетон. Через 2–3 часа
изделие проходит термическую обработку.
Качество предварительно напряженных
изделий регулярно проверяется путем
нагружения, предусмотренного в проектных
чертежах.
Маркировка
Их
маркируют, используя буквенно-цифровые
обозначения, разделенные дефисами. Для
обозначения типа и размера используют
буквы, а цифрами – всю остальную
информацию, типа длины в метрах, ее
несущей способности, класса напрягаемой
арматуры, марки бетона и другую. Буквами
также обозначается проницаемость
бетона, то есть возможность использования
конструкции в агрессивных условиях:
Конструкция железобетонных стропильных ферм ↑
Ферма
создает практически своеобразный
каркас, определяющий дальнейшие очертания
крыши и другие особенности перекрытий.
Структура этих бетонных конструкций,
придающих каркасу прочность, жесткость
и устойчивость, имеет довольно сложную
схему, содержащую значительное количество
армированных элементов и стали.
Это
очевидный факт, поскольку функции
несущих платформ, которые они выполняют,
требуют такой прочности и надежности,
чтобы была обеспечена устойчивость
здания в экстремальных условиях.
Использование
при их производстве специальных легких
марок бетона позволяет существенно
снизить вес конструкции без потери
качества. Арматурная сталь высокопрочной
марки, традиционно входящая во внутреннюю
структуру, имеет исключительные
антикоррозийные свойства. Поэтому
кровля оказывается неуязвимой к
воздействию влаги или мороза.
Контур
образуют два его пояса, которые работают
на изгиб, а решетку – раскосы и стойки,
работающие на осевые усилия. Различают
следующие их виды:
сегментные –
отличаются верхним поясом очертания
и раскосной решеткой;полигональные –пояса
в них либо параллельные, имеют
трапециевидное очертание, то есть
отличаются раскосной решеткой и малым
углом уклона верхнего пояса;
Сегментные
фермы иногда заменяют на полигональные,
в которых элементы верхнего пояса в
пределах базовых узлов спрямлены.
Это
значительно экономичнее использования
треугольных или прямоугольных очертаний.
Фермы вместо цельных перемычек – BridgeTech
Каким бы ни был метод строительства моста, ограничение собственного веса является основным требованием. Собственный вес является важнейшей нагрузкой на конструкцию, и его снижение создает запас, доступный для временных нагрузок. Собственный вес также определяет конструкцию строительного оборудования, амортизация которого является основным компонентом стоимости строительства моста.
Собственный вес балки коробчатого сечения из предварительно напряженного бетона представляет собой сумму веса верхней плиты, нижней плиты и стенок, и эти три компонента можно рассматривать отдельно для облегчения поперечного сечения. Толщина верхней плиты зависит от динамической нагрузки и необходимости обеспечения достаточной прочности на продавливание, поэтому ее нельзя уменьшать чрезмерно. Толщина нижней плиты часто зависит от необходимости содержать внутренние напрягаемые элементы, но ее конструкция, как правило, менее ограничена.
При использовании внутреннего пост-натяжения толщина стенки часто определяется необходимостью удерживать и отклонять напрягающие элементы, а в узких коробчатых балках площадь стенки может достигать 30% площади поперечного сечения. Стенки снижают изгибную эффективность поперечного сечения из-за их расположения близко к оси тяжести и увеличивают стоимость труда и материалов, так как они являются наиболее трудным для отливки элементом всего поперечного сечения. Однако полотна необходимы для передачи сдвига, и их эффективность сдвига в основном зависит от механических свойств материала.
Эффективность материала можно оценить по отношению его прочности к плотности. Бетон с давлением 45 МПа имеет эффективность сжатия около 1800 м и низкую эффективность растяжения; следовательно, эффективность сдвига также низка. Прочность на растяжение стального листа Fe 510 EN-10025 намного выше, около 4600 м при текучести, хотя нестабильность снижает эффективность сжатия.
Предварительно напряженная сталь определенно более эффективна. Прядь T15S EN-10138 достигает 21 500 м при нагрузке 0,1%, и трос, как правило, является наиболее эффективным способом использования натяжной стали. Соотнося эффективность конструкционных материалов в оптимальных рабочих условиях с эффективностью предварительно напряженной стали, бетон 45 МПа достигает 8,4%, а плиты из высококачественной стали достигают 21,4%.
Балочные мосты в основном рассчитаны на изгибные напряжения, а предварительно напряженная сталь используется для создания внецентренного сжатия, которое контролирует краевые напряжения. Это требует наличия двух широких фланцев для сжатия без нестабильности, а использование железобетона обеспечивает разумную эффективность сжатия при низких затратах. Как только потребность в изгибе удовлетворена, отклонение напрягаемой арматуры может уменьшить продольное усилие сдвига в стенках, благотворно влияя на толщину стенки и, следовательно, на изгибную эффективность поперечного сечения.
Внешнее пост-натяжение повышает эффективность поперечного сечения, снижает стоимость труда и материалов, ускоряет и упрощает строительство. Кроме того, эффективность сжатия железобетона можно повысить, увеличив прочность при той же плотности (, т. е. , при использовании высокопрочного бетона), или за счет снижения плотности при той же прочности (, т. е. ). ., с применением конструкционного легкого бетона).
Следующим шагом к повышению эффективности конструкции является отказ от концепции коробчатой балки из предварительно напряженного бетона в пользу использования предварительно напряженных стальных балок, дополненных железобетонной плитой. Стальная пластина толщиной в несколько миллиметров сопротивляется той же силе сдвига, что и многодециметровая бетонная сетка, при этом вес ее составляет менее 10%. Однако нестабильность ограничивает использование стали при сжатии, а использование бетонной нижней плиты для двойного композитного действия в областях отрицательного изгиба обычно ограничивается самыми длинными пролетами.
Таким образом, в большинстве случаев напряжениям кручения противостоят поперечные шпангоуты и боковые распорки, толстые стальные нижние полки выдерживают отрицательный изгиб, а поперечная устойчивость сжатых полок становится главной проблемой.
Аналогичная эффективность может быть достигнута с помощью предварительно напряженных композитных балок коробчатого сечения , которые сочетают в себе использование внешнего пост-натяжения, железобетонных плит и стенок из стальных гофрированных листов или легких ферменных стенок и пространственных рам. Эти решения предлагают эффективные поперечные сечения (состоящие из масс, удаленных от оси гравитации и эффективно предварительно напряженных), которые максимально используют предварительно напряженную сталь, а также легкие и простые в сборке. Опубликовано в ACI Concrete International в мае 2001 г., стр. 9.0011 Фермы вместо сплошных перемычек В представлено подробное описание этих инновационных конструкционных решений.
По сравнению с обычной коробчатой балкой из предварительно напряженного бетона собственный вес уменьшается без ухудшения момента инерции и способности к изгибу, а эффективность конструкции сразу же увеличивается. При пролете 40 м для преднапряженной железобетонной фермы с внутренним пост-натяжением требуется около 0,55 м3 бетона на квадратный метр поверхности пролета, который уменьшается до 0,45 м при использовании внешнего предварительного напряжения. Для коробчатой фермы из предварительно напряженного бетона с ферменными стенками или стальными гофрированными стенками требуется всего 0,35 м бетона, а облегчение составляет от 25 до 35%.
Так как бетон концентрируется на краях поперечного сечения, радиус вращения увеличивается, эффективность поперечного сечения при изгибе увеличивается с квадратичным соотношением, а потребность в последующем натяжении значительно снижается. Изгибная эффективность даже выше, чем у обычных ненапряженных композитных профилей.
Вклад материалов специализируется: бетонные плиты устойчивы к изгибу благодаря предварительному напряжению, отклонение которого снижает усилие сдвига до значений, которым можно противостоять с помощью легких стальных или бетонных ферм или стальных гофрированных листов.
Каждый материал работает с равномерным, а не треугольным рисунком напряжения, с повышенной индивидуальной эффективностью.
По сравнению с мостами из ненапряженных композитных материалов, вес стальной конструкции составляет от 15 до 20%, а стоимость ее единицы аналогична, поскольку фермы могут быть изготовлены с промышленными формами, а стальные гофрированные стенки не требуют сварных ребер жесткости.
Полевые работы самые простые. По сравнению с мостами из предварительно напряженного бетона отливка бетонных стенок исключена. По сравнению со стальными композитными мостами сращивание в полевых условиях проще, а допуски на размеры менее строгие. Продолжительность строительства сокращается, а монтажное оборудование становится легче и дешевле.
Мосты из предварительно напряженных композитных материалов можно разделить на две категории, основное различие между которыми заключается в продольной передаче усилия сдвига. Мосты с пространственной рамой исключают использование материала, не работающего в схеме решетки Мерша, в то время как коробчатые балки со стальными гофрированными стенками выигрывают от более высокой эффективности сдвига стальных листов по сравнению с железобетонными стенками.
Преимущества по сравнению с традиционными балками коробчатого сечения из предварительно напряженного бетона могут быть значительными, и интересные аспекты этих конструктивных решений не ограничиваются экономией труда и материалов, так как также затрагиваются многие качественные аспекты.
Большинство коробчатых балок из предварительно напряженного бетона имеют только две стенки из-за веса и сложности многоячеистых секций, а продольные осевые напряжения в плитах отличаются от средних значений двухмерного продольного анализа из-за сдвиговой задержки. Надстройка с пространственной рамой использует несколько плоскостей фермы для достижения трехмерного распределения нагрузки, увеличения избыточности и пластичности, а также для уменьшения продольных сдвигающих усилий, передаваемых через узлы между диагоналями и плитами, а результаты анализа более надежны. Равномерные поперечные прогибы пространственного каркаса также делают результаты двумерного продольного анализа более реалистичными.
В обычной коробчатой балке дифференциальная усадка из-за разной толщины стенок и плит вызывает градиенты напряжений в узлах поперечного сечения. В пространственно-каркасном мосту с бетонными диагоналями эти эффекты уменьшаются за счет одинаковой толщины конструктивных элементов. Наконец, рассредоточение нагрузки происходит по нескольким путям, а в случае разрушения элемента происходит перераспределение напряжений за счет большей степени резервирования.
Применительно к методу строительства миграция опорных реакций не предполагает поэтапный напуск ферменно-стенных и объемно-каркасных мостов. Когда продольный шаг узлов нижней плиты меньше ширины оголовка сваи, под узлами днища можно использовать подвижные спусковые опоры, хотя это требует прерывистой последовательности спуска и частых операций поддомкрачивания.
На сегодняшний день наиболее важные области применения этих конструкционных систем были получены путем сегментного сборного литья с самовыдвигающимися порталами, литья на месте на опалубке и уравновешенного консольного литья с путниками.
Во втором издании Мостов и Предварительно напряженные композитные мосты со стальными гофрированными стенками сравнивается эффективность предварительно напряженных композитных мостов (стальные гофрированные стенки и пространственные рамы) с эффективностью традиционных коробчатых балок из предварительно напряженного бетона с статистический анализ 76 автодорожных мостов с одноячеечным поперечным сечением постоянной глубины и внутренним пост-натяжением. Среднее улучшение изгибной эффективности составляет около 22%, в то время как улучшение структурной эффективности колеблется от 15% для 30-метровых пролетов до 27% для 70-метровых пролетов.
Общие характеристики — Предварительно напряженные бетонные конструкции Вопросы и ответы
Этот набор вопросов и ответов с несколькими вариантами ответов (MCQ) по предварительно напряженным бетонным конструкциям посвящен «Общим характеристикам».
1. Что экономически выгоднее использовать для сборных железобетонных ферм?
a) Роликовый элемент
b) Шарнирный элемент
c) Анкер
d) Полочный элемент
Посмотреть Ответ
Ответ: c
Пояснение: Более экономично и удобно использовать сборные железобетонные фермы с предварительно напряженным анкером, покрывающим кровлю промышленных сооружений, таких как волновые дома-мастерские, с пролетами более 15 м.
2. Конфигурация фермы зависит от формы?
а) Балка
б) Крыша
в) Фундамент
г) Площадь
Вид Ответ
Ответ: б
Пояснение: Конфигурация фермы зависит от формы крыши и ее общей схемы, в России в основном приняты фермы для промышленных зданий с пролетами более 18 м и центральными двутавровыми балками и настилом подвешивается на вантах, состоящих из параллельных проволочных тросов типа ББР-ХИАМ с собственной системой анкеровки.
3. Какой тип ферм в случае сооружения, расположенного в прибрежных зонах?
a) Сталь
b) Натяжные фермы
c) Бетонные фермы
d) Напряженные и бетонные фермы
Посмотреть ответ
Ответ: c
Пояснение: В случае конструкций, расположенных в прибрежной зоне с высокой влажностью и температурой, предпочтительнее использовать бетонные фермы вместо стальных ферм, которые подвержены ржавчине и износу из-за высокой влажности.
реклама
реклама
4. Использование бетонных ферм значительно сократит __________
а) Затраты
б) Балки
в) Плиты
г) Слои
Просмотр Ответ
Ответ: а
Объяснение: Использование бетонных ферм значительно снизить затраты на техническое обслуживание по сравнению со стальными фермами, которые требуют периодической покраски через более короткие промежутки времени, а фермы в конструктивном элементе имеют круглую, цилиндрическую, полую и т.
Д., Используемые для различных тяжелых конструкций. Анализ напряжений выполняется с учетом всех факторов, влияющих на фермы.
5. Наиболее благоприятная конфигурация верхнего пояса получается в __________
a) Ферма с изгибом
b) Приподнятая ферма
c) Криволинейная ферма
d) Угловая ферма
Просмотр Ответ
Ответ: a
Объяснение: Самый благоприятный конфигурация верхнего троса получается в ферме с дуговым натяжением, а стенка или диагональные элементы подвергаются очень сильному растяжению и, следовательно, идеально подходят для предварительного напряжения, а верхние пояса и нижние пояса рассматриваются в случае сборного железобетона и монолитного бетона, предполагающего предварительно напряженную балку как неподпертый, так и подпертый.
6. Вантовые мосты предпочтительнее обычных висячих мостов из-за уменьшения __________
a) Моменты
b) Изгибающий момент
c) Нагрузки
d) Площадь
Просмотр Ответ
Ответ: b
Объяснение: Вантовые мосты предпочтительнее обычных висячих мостов для больших пролетов в основном из-за уменьшения изгибающего момента в балке жесткости, что приводит к меньшему сечению балок, что приводит к значительной экономии общих затрат автодорожные мосты могут быть построены из предварительно напряженного бетона с пролетами до 700 м, а железнодорожные мосты выше на дальность 400м.
7. Для висячих мостов требуется балка жесткости для перекрытия пролета с __________
a) Жесткость на изгиб
b) Жесткость на растяжение
c) Жесткость на сжатие
d) Принципиальная жесткость
Просмотр Ответ
Ответ: a
Объяснение: Сравнительное исследование также показывает, что для висячего моста требуется балка жесткости с жесткостью на изгиб, которая должна быть примерно в десять раз больше, чем требуется для вантового моста, покрывающего тот же пролет, а висячий мост требует дополнительных тяжелых анкерных блоков, которые могут быть непомерно дорогими, если навигационный просвет высокий, а состояние фундамента плохое.
реклама
8. Второй мост Хугли (видьясагар сетху) в Калькутте является прекрасным примером этого?
a) Вантовый мост
b) Вантовый мост
c) Вантовый мост
d) Вантовый мост
Просмотреть Ответ
Ответ: a
Пояснение: Второй мост Хугли (видьясагар сетху) в Калькутте является прекрасным примером : Вантовый мост, состоящий из основного пролета 457,2 м и двух боковых пролетов по 182,8 м каждый, настил выполнен из бетонной плиты толщиной 230 мм с двумя внешними стальными двутавровыми балками на расстоянии 28,10 м друг от друга.
9. Сколько больших проезжих частей имеется на мосту?
a) 2
b) 1
c) 4
d) 3
Посмотреть ответ
Ответ: d
Пояснение: Мост предусматривает две трехполосные проезжие части по 12,3 м каждая, 2,5-метровые проезжие части и вантовый мост. стоимость 600 миллионов рупий оказалась рентабельной по сравнению с другими типами.
реклама
10. Самый высокий и длинный вантовый мост в мире находится в?
а) Америка
б) Франция
c) Ирак
d) Индия
Просмотреть ответ
Ответ: b
Пояснение: Самый высокий и длинный вантовый мост в мире расположен во Франции, и французский мост считается инженерным достижением, поскольку некоторые опоры моста изящно возвышаются. на высоту более 300 м, а мост расположен за пределами французского города Мильянс и имеет длину 2,46 км, а мост, спроектированный известным британским архитектором сэром Норманом Фостером, в настоящее время является самым высоким и длинным вантовым мостом в мире и описан многими как поразительный инженерный подвиг.
Sanfoundry Global Education & Learning Series – Предварительно напряженные бетонные конструкции.
Чтобы попрактиковаться во всех областях предварительно напряженных железобетонных конструкций, здесь представлен полный набор из более чем 1000 вопросов и ответов с несколькими вариантами ответов .
Следующие шаги:
- Получите бесплатный сертификат качества в предварительно напряженных бетонных конструкциях
- Участие в конкурсе по сертификации предварительно напряженных железобетонных конструкций
- Станьте лидером в предварительно напряженных бетонных конструкциях
- Пройти испытания предварительно напряженных бетонных конструкций
- Практические тесты по главам: глава 1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
10 - Пробные тесты по главам: глава 1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
10
Категории Предварительно напряженные бетонные конструкции MCQ
объявление
объявление
Подпишитесь на наши информационные бюллетени (тематические).