Виды сборных железобетонных каркасов для зданий и сооружений

Сборные железобетонные каркасы строятся до начала строительства и доставляются на место для возведения. Существуют различные типы сборных железобетонных каркасов, такие как скелетный каркас, Н-образный каркас и портальный каркас.
В этой статье рассматриваются детали, методы проектирования и применение сборных железобетонных каркасов.
Рассмотрим следующую сборную раму и ее диаграммы изгибающих моментов.

Из приведенных диаграмм видно, что соединения в сборном каркасе выполнены в местах минимального изгибающего момента.

Скелетная рама:

Правильное положение соединения скелетной рамы показано ниже.

Однако для удобства сборного строительства соединение скелетной рамы формируется вблизи соединения балки с колонной, как показано ниже.

Диаграммы изгибающих моментов сборного железобетонного каркаса будут отличаться от диаграмм изгибающих моментов каркаса на месте, поскольку соединения обычно принимаются штыревыми, хотя возможны и моментные соединения. При вертикальной нагрузке в балке возникают большие провисающие моменты. Момент колонны намного меньше и обычно возникает в самой колонне.

При боковой нагрузке моменты колонн увеличиваются, чтобы учесть тот факт, что они больше не могут быть распределены по балкам.
Скелетная рама наиболее широко используется в Великобритании. Обычно она используется для средних и высотных коммерческих зданий, офисов и школ.
Поскольку каркас может быть возведен как серия отдельных компонентов, он обеспечивает гибкость конструкции, простоту изготовления и легкость транспортировки.
Однако, поскольку скелетная рама обычно не проектируется как неподвижная, она не может создавать момент рамы, поэтому требуется усиление. Поэтому скелетная рама не обладает такой же степенью гибкости конструкции, как конструкция с фиксированными шарнирами.

Н-образная рама:

Изгибающие моменты Н-образной рамы аналогичны изгибающим моментам неразъемной рамы, но требуют обеспечения по существу штифтовых соединений в местах пересечения узлов рамы. Н-образные рамы обычно используются на внешней, а не на внутренней раме, чтобы обеспечить усиление по периметру.
Преимуществом Н-образной рамы является то, что она позволяет проектировать компоненты так, чтобы они действовали вместе, что приводит к меньшей глубине конструкции. Боковые силы могут быть перенесены на саму раму, что позволяет передавать ветровые нагрузки на раму и соединения.
Недостатки Н-образной рамы в основном касаются размеров элементов рамы, что может привести к трудностям при транспортировке и производстве. Допуски также могут быть меньше, чтобы обеспечить очень точную сборку соединений.

Портальная рама:

Портальная рама похожа на Н-образную раму в том, что изгибающие моменты приближаются к моментам жесткой, встроенной рамы.
Существует два типа портальных рам – плоский портал, который встречается реже, и скатный портал. Оба типа в основном используются для промышленных складов, поскольку они относительно дешевы и просты в проектировании и строительстве.
Моментные швы при соединении балки с колонной и некоторые другие особенности могут потребовать особого внимания. Портальная рама ограничивается преимущественно высокими одноэтажными сооружениями.

В следующей таблице показано соединение, применение, преимущества и недостатки этих типов рам.
Место соединения
Применение
Преимущества
Недостатки
Скелетная рама
Соединение колонн с балками
Коммерческие здания
Относительно гибкая, легко изготавливается и транспортируется
Не обладает гибкостью стационарной конструкции.
Н-образная рама
Минимальный момент колонны
Укрепление по периметру
Небольшая глубина конструкции
Размер может вызвать проблемы с производством и транспортировкой
Портальная рама
Соединение колонн
Промышленные склады
Большая площадь хранения
Ограничены одноэтажными работами

Читайте далее: