Złącza słupów i rygli
Złącza słupów i rygli prefabrykowanych podzielić możemy na stalowe i żelbetowe.
W złączach stalowych wszystkie siły występujące w miejscu styku elementów przenoszone są przez zabetonowane w tych elementach blachy lub kształtowniki stalowe.
Na rysunku 6-58 przedstawiono przedłużenie słupów za pomocą złącza stalowego. Trzewik stykowy słupa jest wykonany w postaci ramki z kątownika.
Oba trzewiki dolnej i górnej części słupa łączy się za pomocą spoiny czołowej ukosowanej jednostronnie (typ V). Dla ułatwienia montażu w osi słupa dolnego jest zabetonowany stalowy sworzeń centrujący, na który nasadza się gniazdo znajdujące się w górnej części słupa. Po zespawaniu złącza obciąga się miejsce styku siatką ciętociągnioną i obrzuca zaprawą cementową.
Inne złącze stalowe przedstawia rys. 6-59. Siła działająca na słup przenosi się z jednej części słupa na drugą poprzez centrującą podkładkę stalową umie-
szczoną między powierzchniami czołowych blach przyspawanych do zbrojenia słupa oraz przez spoiny typu V łączące sfazowane krawędzie obu blach.
Na podstawie doświadczeń przeprowadzonych przez CNIPS część siły przenoszona przez centrującą podkładkę Np może być obliczana ze wzoru
w którym: Rb — wytrzymałość kostkowa betonu, Fp — powierzchnia podkładki,
Pozostałą część siły osiowej działającej w miejscu styku przenoszą spoiny. Badania złącz słupów jak na rys. 6-60a—c, przeprowadzone przez Instytut
Techniki Budowlanej [19], wykazały, że optymalnym rozwiązaniem jest złącze wg rys. 6-60a, dla którego doświadczalna siła niszcząca jest jedną z najwyższych i co do wartości najbardziej odpowiada nośności teoretycznej złącza przy obciążeniu osiowym, obliczonej wg wzoru
gdzie: Fz — przekrój zbrojenia podłużnego słupa,
Qr — granica plastyczności stali 2500 kG/cm2, pozostałe oznaczenia — jak we wzorze (6-20).
Poza tym stwierdzono, że odkształcalność pionowa złącza (docisk) maleje w miarę zwiększenia liczby nakładek, nie więcej jednak niż do 6 szt., gdyż powiększenie ich do 8 szt. nie zmniejszyło odkształceń. Niewielka wartość mi-mośrodu siły ściskającej w słupie, występująca często w praktyce, nie ma wpływu na średnią wartość odkształcenia pionowego. Badania wykazały również, że blacha centrująca jest czynnikiem znacznie mniej wpływającym na wielkość odkształcenia pionowego złącza niż liczba nakładek bocznych. Zmniej
szenie powierzchni blachy centrującej przy jednoczesnym zwiększeniu liczby nakładek pionowych zmniejsza odkształcalność pionową złącza.
Złącze stalowe rygla przedstawiono na rys. 6-61. Zabetonowane w obu częściach rygla blachy łączy się za pomocą nitów lub spawania, a następnie styk obetonowuje się. Złącze takie oblicza się na moment zginający i siłę poprzeczną występującą w przekroju łączonym podobnie jak przy obliczaniu styków belek stalowych.
Główną zaletą złączy stalowych jest stosunkowa łatwość i szybkość ich montażu i to bez względu na porę roku oraz zdolność do przyjmowania całkowitego obciążenia obliczeniowego bezpośrednio po zakończeniu montażu. Do zalet tych złączy należy również możliwość rozebrania części składowych konstrukcji szkieletu i ustawienia jej w innym miejscu bez uszkodzenia części betonowych elementów. Wadą tych złączy jest ich mała sztywność, natomiast złącza żelbetowe są sztywne, dzięki współpracy betonu.
Złącze żelbetowe słupów szkieletu typu przedstawionego na rys. 6-53 podaje rys. 6-62. Wystające z elementów składowych słupów zbrojenie podłużne łączy
się na zakład za pomocą dodatkowego pręta, stanowiącego jednocześnie prowadnicę dla pręta elementu górnego (por. rys. 6-62b). W celu regulacji ustawienia słupa stosuje się kliny stalowe.
Złącza żelbetowe, stosowane w węgierskich rozwiązaniach konstrukcji szkieletowych budynków wielokondygnacjowych o dużym obciążeniu użytkowym
stropów (biblioteki, archiwa itp.), przedstawione są na rys. 6-63. Złącza te są typu pętlicowego i różnią się między sobą zarówno kształtem pętli uformowanych z wypuszczonego ze słupów zbrojenia głównego, jak i sposobem zakończenia słupów w miejscu ich styków.
Ostatnio w zachodnioniemieckich rozwiązaniach złącz słupów szkieletu, jak na rys. 6-53 stosuje się połączenia elementów słupa za pomocą nakrętek, które nakręca się na nagwintowane końce wystających prętów zbrojenia szkieletu (rys. 6-64). Nakrętki te umożliwiają również regulowanie położenia słupa w czasie montażu. Wolną przestrzeń pomiędzy obu łączonymi elementami słupa przewiduje się dla przepuszczenia zbrojenia, a następnie zabetonowania podciągu, dzięki czemu otrzymuje się sz-tywny węzeł.
Połączenie rygli ze słupami w szkielecie prefabrykowanym, przedstawionym na rys. 6-47, pokazuje rys. 6-65. Pręty wypuszczone z belki odgięto ku dołowi i wpuszczono w pozostawiony w słupie otwór. Połączenia obu typów nie zapewniają przenoszenia momentów zginających z belki na słup. Jeżeli połączenie belki ze słupem ma przenosić momenty zginające, wówczas zarówno z belki, jak ze słupa wypuszcza się zbrojenie główne tych elementów.
Najprostszy sposób połączenia belek na długości podaje rys. 6-66. Wypuszczone z czoła belek pręty są zespawane ze sobą na zakład lub za pośrednictwem nakładki z krótkiego kawałka kątownika. Po zakończeniu spawania wy
pełnia się połączenie betonem. Długość spoin łączących zbrojenie powinna być każdorazowo obliczana w zależności od momentów zginających i sił występujących w styku.
Lepsze przenoszenie sił rozciągających w elementach zginanych zapewnia złącze pętlicowe (rys. 6-67). Pętlę złącza o średnicy 8 d umieszcza się w strefie
rozciąganej elementu (rys. 6-67a). Uzyskuje się ją przez zagięcie prętów zbrojenia głównego belki. Wewnątrz pętli należy umieścić dodatkowo zbrojenie z prętów o mniejszej średnicy (rys. 6-67b). Po zabetonowaniu pętli powstaje wewnątrz połączenia zbrojony rdzeń betonowy, stanowiący istotną część konstrukcji połączenia, umożliwiającą przeniesienie sił rozciągających z prętów zbrojenia jednego elementu łączonego na pręty zbrojenia elementu drugiego.
W konstrukcjach szkieletowych mieszanych belki łączy się z podciągiem i słu-
pem wg rys. 6-68. Wystające z belki odgięte górne zbrojenie wpuszcza się
w podciąg zabetonowany „na mokro".
Po odeskowaniu boków podciągu i ułożeniu na belkach płyt stropowych betonuje się złącza stanowiące sztywne połączenie, zdolne do przeniesienia momentów zginających.
Przegubowe połączenie belek stropowych ze słupem pokazano na rys. 6-69.