Качество строительства вантовых покрытий в значительной степени зависит от технических решений и правильного осуществления в натуре узлов соединения и анкеровки вант.

Узлы Байтовых покрытий рассматриваемого класса можно разделить на узлы примыкания вант к бортовым элементам и пересечения вант в пролете.

Конструктивные решения узлов примыкания вант к бортовому элементу определяются концевыми креплениями вант (следовательно, и материалом); материалом бортового элемента и его конструктивным решением; методами предварительного натяжения сети.

Не останавливаясь на концевых креплениях вант, подробно рассмотренных в § 2 гл. VII, приведем некоторые общие положения о влиянии двух других факторов на конструктивное решение узлов примыкания.

В настоящее время для конструкций бортовых элементов применяют железобетон, металл, реже — дерево.

Статическая работа опорного контура вантовых покрытий предопределяет рациональное применение железобетона в его конструкциях. Однако обеспечение надежности соединений металлических конструкций вант с железобетонным бортовым элементом вызывает затруднения.

Стыки сборных элементов выполняют, как правило, монолитными, предварительно сварив выпуски арматуры. Надо отметить, что бортовые конструкции большинства осуществленных в СССР и за рубежом покрытий (см. гл. VIII) выполнены в монолитном железобетоне. Однако это обстоятельство не противоречит общим требованиям индустриальности строительства, так как вантовые покрытия имеют ярко выраженный индивидуальный характер проектных решений.

Металлические бортовые элементы имеют преимущества по сравнению с железобетонными элементами (небольшой собственный вес, упрощение примыкания вант, индустриальное решение стыков монтажных марок и др.), однако в целях экономии материала чисто металлические бортовые элементы применяют редко.

Деревянные бортовые элементы сплошного сечения или в виде сплоченного пакета бревен и досок применяют в покрытиях временного назначения сравнительно небольших пролетов.

Сечение бортового элемента должно быть прочным, жестким и способным воспринимать все комбинации силовых воздействий, которые могут возникнуть в период эксплуатации и монтажа. Прочность и жесткость сечений бортового элемента из железобетона, металла и дерева проверяются по СНиП.

Примеры армирования железобетонных бортовых элементов осуществленных вантовых покрытий приведены на рис. VI 1.4.

Приняв принцип создания предварительного напряжения (см. гл. I) и выбрав соответствующее оборудование, обеспечивающее эффективное предварительное напряжение, проверяют соответствие первоначально принятых конструктивных решений узлов технологии предварительного натяжения. Так, при передаче усилий на ограждающие конструкции покрытия и создании этих усилий путем временного пригруза при одновременном замоноличивании швов

Рис. VII.4. Примеры армирования сечений бортовых элементов покрытий:

а — кино-концертного зала в Харькове; б — стадиона в Монтевидео; в, г— крытого рынка в Черкассах н Киеве.

между плитами узлы крепления вант к бортовому элементу могут выполняться «глухими», т. е. без устройств, обеспечивающих последующее натяжение или отпуск вант в процессе монтажа и эксплуатации.

Рис. VI 1.5. К определению крутящих
моментов в криволинейных бортовых
элементах: '

/ — опора; 2 - линия опорных точек.

При создании предварительного натяжения последовательным натяжением каждой ванты сети в отдельности один из узлов примыкания вант должен иметь устройство для последующей регулировки усилий и изменения первоначальных длин (резьбовой конец ванта или винтовая стяжка). • Решение узла примыкания ванта должно быть согласовано с габаритами применяемого оборудования (домкрат, ключ и т. д.). В большей степени это касается назначения размеров поперечного сечения бортового элемента. Примыкание вант к бортовому элементу должно обеспечивать передачу распора, исключая возможность появления дополнительных усилий в контуре и вантах. Это достигается правильной цен-трацией силовых потоков в узле (пересечение направлений усилий в вантах с центром опор).

Если опора под борт является сплошной стеной, то вертикальная составляющая усилий в вантах полностью передается на нее. При отдельно стоящих опорах, расставленных с достаточно большим шагом, необходимо учитывать дополнительные крутящие моменты в криволинейном бортовом элементе за счет эксцентричного приложения вертикальных составляющих усилий в вантах относительно линии опорных точек бортового элемента (рис. VI 1.5).

При круговом очертании опорного контура и радиальных вантах плоскость кольца обычно расположена горизонтально и не совпадает с направлением усилий в вантах (рис. VII.6, а). В железобетонный бортовой элемент для пропуска вант необходимо закладывать наклонные трубки, фиксирующие проектное положение вант. Диаметр трубок обычно принимается равным 1,4—1,6 диаметра концевика вант. При этом учитывается также, чтобы в месте возможного контакта ванта с кромкой трубки при деформации не возникал местный изгиб вант.

 

 

 

Рис. VI 1.6. Узлы примыкания вант к бортовому элементу:

/ — овальное отверстие; шарнир; 3 — косая шайба.

Установка подобных закладных деталей затруднительна, кроме того, крепление вант производится за различные уступы, приливы, что также усложняет изготовление бортового элемента, особенно сборного железобетонного. При применении опорного кольца, наклонного к горизонту, этот недостаток может быть устранен. Ось бортового элемента наклоняется таким образом, что од-

новременно является касательной к геометрической линии вант в точке примыкания к опорному контуру (рис. VI 1.6, б). Иногда вместо трубки для пропуска вант предусматривают отверстие, уширяющееся к внутренней кромке (в вертикальной плоскости) борта для обеспечения большей свободы деформации вант при нагружении (рис. УП.6, е).

Участки вант в пределах закладных трубок подлежат защите от коррозии обмазкой битумом или другими антикоррозионными составами. Полость между внутренними стенками и вантами часто инъекцируют цементным раствором или заполняют битумной мастикой.

Рис. УП.7. Примыкание вант к железобетонному бортовому элементу при помощи:

а — переходного кольца; б — спаренных выпусков; в — стяжных болтов; / — коробчатый кольцевой элемент; 2 — бортовой элемент; 3 — ванты; 4 — спаренные выпуски с нарезкой; 5 — заливная втулка конструкции ПСК; 6 — высокопрочные болты; 7 — шарнир.

При сложном очертании опорного контура закладные фиксирующие трубки имеют для каждого ванта различные, меняющиеся по длине бортового элемента, привязочные размеры (рис. VI 1.6, г). Чтобы сохранить постоянное расположение закладных деталей по длине бортового элемента, ванты иногда крепят шарнирно на некотором расстоянии от борта (рис. УП.б, д). При меняющемся наклоне вант это приводит к появлению дополнительных усилий от эксцентричного приложения вертикальной составляющей усилий.

Упрощенное решение примыкания вант к бортовому элементу переходным кольцом представлено на рис. VII.7, а. В бортовой элемент, наклонный к горизонту, забетонированы радиально расположенные круглые арматурные стержни, к которым сваркой крепится стальное коробчатое кольцо из прокатных профилей или цельно-гнутое. Основные несущие ванты крепятся через это кольцо. Сечение переходного кольца может быть замкнутым и открытым, состоящим из двух швеллеров, соединенных стенками на прокладках. Дополнительный расход стали на устройство переходного кольца окупается простотой изготовления бортового элемента и упрощенным монтажом вант. Подобное решение узлов нашло применение в покрытии промышленного здания в г. Мехико.

 

Рис. VI 1.8. Крепление вант к сборно-монолитным бортовым элементам: а — коробчатого сечения; б — неполного прямоугольного сечения.

Простым в изготовлении является решение узла примыкания при помощи двух выпусков, забетонированных в бортовом элементе (рис. VII.7, б). В узлах примыкания можно применять высокопрочные болты (рис. VII.7, в).

При помощи стяжного приспособления с высокопрочными болтами на конце ванта легко производить выверку положения сети в плане и предварительное натяжение сети. Равномерное подтягивание башмака путем навинчивания гаек исключает закручивание вант, а шарнирное примыкание к бортовому элементу обеспечивает свободу поворота их в вертикальной плоскости при нагружении.

В качестве вант используют стальные канаты и арматурные стержни с концевым креплением соответственно заливным и в виде сварного башмака. Применяют также спаренные выпуски в виде одной петли. При таком решении концевого крепления вант соединение можно производить по типу «стыка Передерия».

Железобетонный контур покрытий до монтажа вантовой сети, как правило, представляет собой элемент, имеющий проектное поперечное сечение. Иногда целесообразно до монтажа вант иметь контур с частичной готовностью. Разумеется, что прочность и устойчивость неполного сечения борта при монтажных воздействиях при этом обеспечивается. Анкеры вант закрепляются в полости лоткообразного неполного сечения или по границе полусечения борта (рис. VII.8). После выверки положения вант контур домоноли-чивается до проектных габаритов и анкер оказывается скрытым в теле бетона. Подобная конструкция крепления вант нашла применение в покрытиях гаража в Киеве и детского театра в Баку.

К металлическим бортовым элементам ванты из канатов с заливными концевыми креплениями удобно крепить наглухо (рис. VII. 9, а) или на шарнирах (рис. УН.9, б). Последнее решение характерно для антенно-мачтовых сооружений (верхнее крепление оттяжки мачты), проверено практикой и является достаточно надежным.

Шарнирность узлов примыкания может быть обеспечена не только постановкой в проушинах цилиндрических пальцев, но и специальным выполнением опорной части анкера, например, применением сферических шайб и соответствующих упоров. На рис. VI 1.9, в

б в

Рис. УН.9. Примыкание вант к металлическому бортовому элементу:

а — глухое; б, в — шарнирное; / — заливная втулка; 2 — накладка-траверса; 3 ~ сферическая шайба.

показан вариант узла со сферической шайбой, примененного в покрытии дворца спорта «Юбилейный» в Ленинграде (см. гл. VIII).

При «глухом» креплении заливная втулка или другой анкер располагается в прорези стальной фасонки и передает усилия на нее при помощи стальных накладок, прикрепленных заклепками или болтами. Таким образом, спаренные накладки служат своеобразной траверсой.

С точки зрения производства работ ванты удобно крепить металлическими тягами, забетонированными в бортовой элемент. Шарнирность соединения компенсирует ошибки, которые могут возникнуть из-за неправильного положения тяг. Это решение узлов было применено при строительстве покрытия кино-концертного зала в Харькове (рис. VII. 10, а).

Заливные втулки или гильзо-клиновые анкера вант после пропуска через закладные трубки бортового элемента могут закрепляться также на гайках. После оттяжки вант (при помощи домкратов или других средств) положение анкера и, следовательно, длина вант фиксируется этими гайками. Иногда крепление осуществляется при помощи вилкообразных шайб, заполняющих пространство между упорами анкера и бортового элемента в тот момент, когда давление в домкрате еще не сброшено и анкер оттянут. Обычно применяют несколько шайб, имеющих различную толщину. Хотя такое крепление простое и удобное, применение вилкообразных шайб может привести к потере предварительного напряжения за счет обмятая, перекосов и др. Иллюстрацией решения узлов с креплением на вилкообразных шайбах могут служить узлы покрытий спортивного зала в Братиславе (ЧССР) и цирков в Донецке, Куйбышеве и других городах (рис. VII. 10, б).

Рис. VII. 10. Узлы примыкания вант к бортовому элементу покрытия:

а — кино-концертного зала в Харькове; б — цирка в Донецке; / — гильзо-стержиевой анкер; 2 — анкер-захват; 3 — каиат 0 9 мм; 4 — бортовой элемент; 5 — гнльзо-клино-вой анкер; 6 — гайка.

Наличие внутреннего опорного контура характерно для покрытий, имеющих составную поверхность и сложную структуру сети или радиальную систему вант. Как правило, внутренний контур радиальных систем выполняется из стали, сечение его зависит от усилий растяжения, изгиба и в некоторых случаях от методов предварительного натяжения и может быть принято в виде стального листа, спаренных швеллеров, прокатных или сварных двутавров, стальных бесшовных труб, гнутых фасонных профилей и др. (рис. VII.И).

Однако имеются положительные примеры использования для внутреннего кольца и железобетона (рис. VII.12, а).

Внутренний контур двухпоясных радиальных систем проектируется в виде жесткого решетчатого барабана, состоящего из поясов — замкнутых колец и решетки в виде стоек и раскосов, или двух круговых колец, распертых стойками с шарнирным примыканием, обеспечивающим независимые горизонтальные перемещения колец при деформации покрытия. Чаще всего концевые крепления, допускающие изменение длины вант, предусматриваются только со стороны внутреннего барабана. При тщательной разметке и заготовке несущих вант такое крепление необходимо лишь для напрягающих поясов (рис. VII. 12, б).

Рис. VII.11. Примыкание вант к внутреннему опорному контуру радиальных сетей (варианты).

При промежуточной опоре в центре покрытия узел примыкания вант к ней может решаться путем непосредственного примыкания вант к опоре либо путем примыкания вант через промежуточное опорное кольцо

 

Рис. VII. 12. Примыкание вант к внутреннему контуру покрытий:

а — крытого рынка в Киеве; б —'Дворца спорта «Юбилейный» в Ленинграде; 1 — заливная втулка; 2— сферическая шайба; 3 — несущий ваит; 4 — напрягающий вант.

 

.

Для первого случая характерно решение узла примыкания к железобетонной опоре вант сети с треугольной структурой. Фиксация положения непрерывных вант на центральной опоре обеспечивается упорными элементами в виде выпуска стержня с приваренной ограничительной шайбой. Для второго случая характерно примыкание вант сети с шестиугольной структурой. Переходное кольцо, в данном случае сварного сечения с закрепленными на нем вантами, притягивается к центральной опоре при помощи домкрата или пугем навинчивания гаек на стягивающие болты (рис. VII. 13). Ход натяжки регулирует предварительное натяжение и геометрию поверхности. После выверки положения сети внутреннее кольцо соединяют с центральной опорой на сварке.

Рис. VII. 13. Примыкание вант сети шестиугольной структуры к центральной опоре:

/ — ванты; 2 — внутреннее кольцо; 3 — опора; 4 — болт для притяжки сети.