Файл: Кикин, А. И. Конструкции из стальных труб, заполненных бетоном.pdf

бетонной смеси. Режим вибрации определяется величи­ ной амплитуды, частоты и продолжительности колебания.

В проведенных экспериментах [56] использовались гармонические колебания с амплитудами 0,3—0,6 мм, частотами 1400—6000 кол/мин, длительностью 16— 210 сек. Предусматривалась возможность извлечения бе-

Таблица 2

РЕЖИМЫ УПЛОТНЕНИЯ И СОСТАВЫ БЕТОНА

тонного ядра из трубы, для чего последняя делалась разъемной по диаметральной плоскости. Бетонные стер­ жни извлекали из труб через сутки после их изготовле­ ния, а через трое суток распиливали на цилиндры высо­ той 200 мм. Из каждого бетонного ядра в зависимости от его длины получалось от 2 до 12 цилиндрических образ­ цов, которые затем испытывали на сжатие вдоль оси. Прочности образцов из одного и того же ядра не одина­ ковы и зависят от положения образца в ядре. Числен­ ные характеристики прочности образцов служат основой для суждения о качестве уплотнения. Идеальным счи­ тается случай, когда прочность бетонного ядра одина­ кова по всей длине стержня. Практически этого достиг-

27

28

5.Особенности трубобетонных конструкций

Вотличие от обычного стального стержня трубобе­ тонный стержень эффективно работает только на сжа­ тие. При работе на растяжение он обладает значитель­ но меньшей несущей способностью. В этом отношении трубобетонный стержень, как первичный элемент конст­ рукции, аналогичен железобетонному. Поэтому в тру­ бобетонных конструкциях стержни, образующие несущие каркасы, должны быть сжаты. Растянутые стержни в принципе не должны быть трубобетонными. Однако не­ которые конструктивные соображения оправдывают при­ менение растянутых трубобетонных стержней; например,

н его стальной стенки в особенности (для уменьшения общих и местных начальных погибей), увеличение соб­ ственного веса конструкции, унификация сортамента при заказе металла. .

В дальнейшем будем называть трубобетонными кон­ струкции, в которых имеются трубобетонные стержни не­ зависимо от наличия других стержней.

Конструктивная форма трубобетонных сооружений обусловлена развитием стальных конструкций из не за­ полненных бетоном труб и имеющимися решениями тру­ бобетонных каркасов.

Технология изготовления трубобетонных стержней с помощью внешнего вибрирования расширяет возмож­ ности конструирования мощных узлов сквозных конст­ рукций за счет использования прорезных фасонок и дру­ гих деталей, располагаемых в полости трубы (рис. 26). Применение же глубинного вибрирования затрудняет постановку этих деталей в трубе.

Выявляются два подхода к построению схем несущих каркасов. Первый заключается в использовании трубо­ бетонного стержня в традиционных конструктивных схе­ мах сооружений для элементов, работающих преимуще­ ственно на сжатие. К таким элементам относятся колон­ ны производственных и общественных зданий, стойки в различных конструкциях, пилоны висячих покрытий и сооружений, пояса опор линий передач, сжатые стер­ жни ферм и арок. На рис. 27 показана конструктивная схема колонны производственного здания с кранами ма­ лой грузоподъемности. Применение труб здесь не услож-

30

Рис. 26. Использование внутренних фасонок в узлах

►

Рис. 27. Использование трубобетонных стержней в качестве ветвей сквозных колонн производственных зданий

няет конструкции по сравнению с традиционной схемой. В традиционных схемах производственных зданий рас­ ход металла на сжатые элементы, в частности на колон­ ны, достаточно велик. Если принять массу планировоч­ ной ячейки здания за 100%, то колонны составляют в прокатных цехах 20—30%, в мартеновских цехах— 15%,

в цехах тяжелого машиностроения — 35Ре­ конструкция колонн сложная, что является одной из

существенных причин увеличения их шага и уменьшения количества. Препятствием к применению здесь железо­ бетона может быть несоответствие свойств бетона тем­ пературно-влажностным режимам цехов, монтажно-кон­ структивные трудности (вследствие большой массы и высоты железобетонных колонн) и сложность сопряже­ ния частей сталежелезобетонных рам.

При проектировании необходимо учитывать конструк­ тивные преимущества трубчатых конструкций, в кото­ рых трубы можно прикреплять друг к другу без соедини­ тельных и переходных деталей, что существенно сни-

31

жает массу конструкций. Однако такое соединение элементов требует более точной и сложной по форме об­ резки торцов труб.

Второй подход к конструированию каркасов состоит в разработке новых схем, в которых основные расчетные нагрузки воспринимаются сильно сжатыми трубобетон­ ными элементами. При таком подходе учитываются: вопервых, принцип концентрации материала, согласно ко­ торому укрупненные элементы облегчаются за счет более быстрого роста несущей способности конструкции, неже­ ли ее массы, во-вторых, принцип упрощения конструк­ тивной формы—исключение из конструкции некоторых второстепенных деталей и, в-третьих, известный прин­ цип совмещения функций.

На рис. 28 показаны большепролетные подкрановые балки (для пролетов 48 м), состоящие из небольшого количества очень мощных стержней, а на рис. 29 — пред­ варительно-напряженные подкрановые безраспорные эстакады с тяжело нагруженными сжатыми стойками и раскосами. Сжатые стержни этих конструкций могут быть выполнены из труб, заполненных бетоном. Некото­ рое утяжеление конструкции вследствие заполнения труб бетоном не считается недостатком, так как строи­ тельные конструкции неподвижны и снижение их

трубобетонных конструкций можно получить, используя предварительное напряжение растянутых трубобетон­ ных стержней.

В ряде случаев весьма эффективными оказываются составные трубобетонные стержни разнообразных сече­ ний (рис. 30), для которых могут применяться разные системы решеток: раскосного и безраскосного типа, пер­ форированные и сплошные листы. При применении трех первых типов соединений получаются сквозные состав­ ные стержни; при применении последнего типа — сплош­ ные. Трубобетонные составные стержни обладают всеми свойствами пространственных составных стержней вооб­ ще, находящих широкое применение в конструкциях. Та­ кие стержни целесообразно применять в качестве колонн,

3 2 ,