Załamania, naroża i węzły ram
W miejscach załamań rygli można stosować różne rozwiązania konstrukcyjne (rys. 6-10) zapobiegające wyrywaniu z betonu prętów pracujących na rozciąganie we wklęsłej części rygla.
TSTajppwrnpjszp sposoby polegają na przepuszczeniu rozciąganych prętów w strefę ściskaną (rys. 6-10a, b). Takie rozwiązanie jest celowe, jeżeli kąt załamania a jest większy niż 15°. Przy kącie a ^ 15° długość zakotwienia prętów w strefie ściskanej staje się zbyt duża i wówczas lepiej już stosować rozwiązania jak na rys. 6-10c, d.
Rozwiązanie podane na rys. 6-10c polega na zastosowaniu specjalnych strzemion, których zadaniem jest wyłącznie przeniesienie wypadkowej W, tj. siły wyrywającej zbrojenie od strony wewnętrznej rygla. Strzemiona te są rozciągane, a ich łączny przekrój można obliczyć ze wzoru
gdzie: W — wypadkowa siła wyrywająca zbrojenie,
s — współczynnik bezpieczeństwa, Qr — granica plastyczności stali strzemion.
Siłę wyrywającą W można obliczyć ze wzoru
W = 2FZ Qzr sin | • (6-19)
gdzie: Fz — przekrój zbrojenia strefy rozciąganej,
Qzr — granica plastyczności stali strefy rozciąganej rygla, a — kąt załamania.
W przypadku dozbrojania za pomocą strzemion muszą być spełnione następujące warunki:
przekrój strzemion należy przyjmować z zapasem w stosunku do obliczonego przekroju Fs, gdyż załamanie rygla jest miejscem szczególnie niebezpiecznym.
oprócz strzemion umieszczonych w miejscu załamania zbrojenia, należy dać strzemiona w pobliżu tego załamania,
strzemiona powinny mieć tyle ramion, aby każdy załamany pręt spoczywał w zagięciu (narożu) strzemienia,
w przypadku dużej siły W celowe jest zastosowanie w ściskanej strefie przekroju rygla silnych prętów montażowych, przy czym strzemiona należy łączyć z prętami głównymi i montażowymi przez spawanie.
Na rysunku 6-lla podano szczegóły konstrukcji naroża, w którym występuje przeważnie moment ujemnego znaku, tj. rozciągane zbrojenie znajduje się przy zewnętrznych powierzchniach rygla i słupa tworzących naroże.
Wypadkowa sił działających w rozciąganej strefie naroża wywołuje duży docisk prętów do betonu, dla zmniejszenia więc naprężeń docisku celowe jest nadanie prętom w narożach kształtu łukowego o promieniu R = 15 6 (rys. 6-llb). Jest to również korzystne z tego względu, że strefa maksymalnych naprężeń rozciągających leży w pewnym oddaleniu od zewnętrznych powierzchni naroża (rys. 6-1 lc).
'
Dolne zbrojenie rygla w narożu wpuszczamy w słup co najmniej na długości 15 ó, gdyż tylko w tym przypadku można przyjąć, że część wypadkowej naprężeń głównych może być przenoszona przez podłużne pręty rygla.
Ściskane pręty słupa (tj. pręty najczęściej od strony wewnętrznej) należy w rygiel wpuszczać możliwie jak najwyżej.
Stosowanie w narożu skosów jest bardzo pożądane, ponieważ skosy zwię-
kszają sztywność węzła i wysokość obliczeniową na podporze, co jest szcze-
golnie korzystne, gdyż stosując znaczny promień krzywizny R w zbrojeniu przesuwamy zbrojenie ku wewnętrznej (ściskanej) powierzchni naroża.
Na rysunku 6-12 podano szczegół połączenia rygla ze słupem pośrednim. Zarówno w zwykłych konstrukcjach szkieletowych, jak i w konstrukcjach ramowych zbrojenie słupa wpuszcza się możliwie najbardziej w głąb rygla. Przy obliczaniu zbrojenia na podporze przyjmuje się większą z wartości momentów przywęzłowych (w ramach przywęzłowe momenty ujemne przeważnie nie są sobie równe), przy czym, jeśli wysokość konstrukcyjną przyjmuje się uwzględniając ukryty skos, konieczne jest obliczenie przekroju zbrojenia zarówno na osi podpory, jak też w jej licu lub na końcu skosu (jeśli stosuje się skosy), gdyż bardzo często wartość momentu zginającego w miarę oddalania się od osi podpory maleje wolniej aniżeli wysokość obliczeniowa wynikająca z uwzględnienia skosu.
Przy obliczaniu naprężeń głównych należy przyjmować siłę poprzeczną w licu słupa, przy czym w przypadku zastosowania skosów poza słupem należy mieć na uwadze, że maksymalne naprężenia w ryglu występują na końcu skosu. Na odcinku zewnętrznego skosu można uwzględnić jego zmniejszający wpływ na wartość naprężeń głównych, co występuje w tych przypadkach, gdy wraz ze zmniejszeniem się momentu zginającego zmniejsza się również i wysokość rygla; w przypadku gdy to nie zachodzi, obecność skosu zwiększa naprężenia główne (por. tom II Bud. Betonowego).
Na rysunku 6-13 pokazano szczegół połączenia słupa skrajnego z między-piętrowym ryglem układu szkieletowego. Zasadą należytego rozwiązania kon-
strukcyjnego tego połączenia jest zakotwienie w słupie na długości co najmniej 15 6 dolnego zbrojenia rygla oraz wpuszczenie w słup górnego (rozciąganego) zbrojenia rygla do poziomu położonego co najmniej 20 8 poniżej zarysu dolnej powierzchni rygla.
W zewnętrznych słupach wielokondygnacjowych o różnych przekrojach poprzecznych z zasady w węźle odbywa się redukcja wymiarów słupa przez odgięcie prętów znajdujących się przy wewnętrznej powierzchni słupa. Styk zbrojenia słupa wykonuje się nad ryglem, przeważnie na zakład. Długość zakładu prętów ściskanych powinna wynosić co najmniej 30 6, prętów rozciąganych co najmniej 45 6.
Na rysunku 6-14 podano szczegół węzła ramy, w którym zbiegają się rygle dwóch sąsiednich przęseł oraz słupy dwóch sąsiednich kondygnacji. Pręty dolne rygla (ściskane) należy wpuszczać w słup na długość co najmniej 15 6. Jak we wszystkich przypadkach łączenia rygli ze słupami, przekrój zbrojenia wpuszczonego w słup powinien być równy co najmniej Vs przekroju zbrojenia niezbędnego na maksymalny moment dodatni w przęśle, przy czym należy zakotwić w słupie co najmniej 2 pręty.
Przy obliczaniu zbrojenia na podporze należy przyjmować maksymalny moment węzłowy spośród obu rygli, przy czym w przypadku zwiększenia wysokości obliczeniowej wskutek uwzględnienia istniejącego lub ukrytego skosu konieczne jest sprawdzenie przekroju zbrojenia również na końcu skosu. Jeżeli przekroje poprzeczne słupów obu konstrukcji różnią się pomiędzy sobą szerokością, należy na wysokości rygla zastosować redukcję szerokości przez odpowiednie odgięcia prętów zbrojenia słupa dolnego. Styk zbrojenia słupów wykonuje się tuż nad powierzchnią stropu. Rozstaw strzemion na długości styku wynosi 10 6.
Wewnętrzne słupy układów szkieletowych i ramowych zazwyczaj leżą na wspólnej osi, przekazują więc nacisk na niżej położone słupy bez mimośrodu. Zewnętrzne powierzchnie słupów wszystkich kondygnacji leżą natomiast w jednej płaszczyźnie, wobec czego osie słupów nie leżą na jednej prostej, gdyż w większości przypadków stosuje się różny przekrój slupów na poszczególnych kondygnacjach. Przy obliczaniu szkieletów jednak nie uwzględnia się tej okoliczności i nie wprowadza się do obliczeń dodatkowych momentów wynikających z mimośrodowego położenia osi słupów.