Проектирование фундаментов сельскохозяйственных зданий с каркасом из трехшарнирных рам

Наиболее распространенным, особенно на Украине, конструктивным решением животноводческих и некоторых других производственных сельскохозяйственных зданий является каркас из трехшарнирных железобетонных рам. Рама состоит из двух полурам, шарнирно соединенных между собой в коньке. Два других шарнира находятся на опорах.

Трехшарнирные рамы наименее чувствительны к неравномерным осадкам. По расходу материалов на надземную часть несущего каркаса такое конструктивное решение экономически наиболее целесообразно. Если на один поперечник из железобетонных ферм расходуется 3,4 м³ бетона, а при стоечно-балочном каркасе с применением односкатных 9-м балок 3,1 м³, то при использовании трехшарнирных рам расход бетона составляет 2,5 м3, что соответственно на 26 и 19% меньше.

Трехшарнирные железобетонные рамы применяются для сельскохозяйственных зданий пролетом 12, 18 и 21 м. Шаг несущих конструкций в соответствии с требованием ГОСТ 23840-79 должен быть 6 м. Разработана серия 1.822-2 железобетонных полурам однопролетных зданий с уклоном кровли 1:4. По этой серии изготавливают полурамы марки ПР-12; ПР-18 и ПР-21 под нагрузку 18 и 21 кН/м.

В системе нашли широкое применение железобетонные рамы таврового сечения с шагом несущих конструкций 4,5 м. Полурама состоит из стойки и ригеля, соединенных между собой на строи тельной площадке путем электросварки с использованием закладных деталей. Составные полурамы экономичны по расходу материалов. Конструкция их разработана с учетом региональных особенностей Украины (различная снеговая нагрузка в разных областях), что позволяет сократить расход бетона и стали на их изготовление. Однако изготовление и устройство таких полурам более трудоемко по сравнению со сплошными. Особенностью работы фундаментов под пятой трехшарнирных рам является восприятие ими, кроме вертикальных нагрузок, горизонтального распора. Кроме этого, на фундамент действует изгибающий момент от приложенной вертикальной нагрузки. Это требует существенного увеличения поперечного сечения верха фундаментов, что приводит к увеличению, иногда не: оправданному, расхода материалов на их устройство.

Эффективным типом фундаментов под распорные конструкции являются короткие пирамидальные сваи. При проектировании таких фундаментов должны учитываться как конструктивное решение сельскохозяйственного здания, так и особенности работы пирамидальных свай в уплотненном в результате ее погружения грунте.

Короткие пирамидальные сван в фундаментах под трехшарнирные рамы испытывают односторонний изгиб в сторону распора с появлением растягивающих напряжений со стороны открытого гнезда сваи. Поэтому в целях экономии арматуры целесообразно принимать несимметричное армирование сваи исходя из характера ее работы, т.е. сторона, испытывающая растяжение, армируете по расчету, противоположная - конструктивно. Для сваи с минимальными, в пределах рекомендаций, углами коничности во избежание появления трещин в нижней части следует предусматривать дополнительно арматурный стержень 22...25 мм и спиральную обмотку. В этом случае для расчетов на горизонтальную нагрузку короткую пирамидальную сваю можно принимать как абсолютно жесткую конструкцию.