Назначение поперечных связей в объемных каркасах

Назначение поперечных связей в объемных каркасах
Коллеги, приветствую!

У меня возник вопрос по объемным каркасам. Продольные арматурные элементы предназначены для восприятия растягивающих и сжимающих моментов. А для чего необходимы поперечные? Понятно что благодаря им продольные образуют форму: треугольные, квадратные круглые и т.д. Т.е. создают профиль сечения каркаса и сохраняют форму каркаса до завершения схватывания бетона. А несут ли они на себе дополнительные какие роли?
К примеру, балка перерытия (нарузка сверху): нижние горизонтальные (продольные) арматурные элементы воспринимают нагрузку на расятжение, верхние - сжатие + распределение нагрузки. А вертикальные (поперечные ) кроме как формирование и удержание каркаса до заливки несут нагрузку впоследствии?
В моём представлении после набора бетоном проектной прочности вертикальные связи между арматурой не требуются. Бетон передает усилиния на сжатие и в нижних слоях оно становится усилием на растяжение. В чем я ошибаюсь? Если ошибаюсь.
Была ли полезна информация?
Не уж-то такой глупый вопрос или просто нет идей?
Была ли полезна информация?
Помнится, в 81г для КБ колхозстроя, конструировал станок-автомат для сварки двухветвевых каркасов.
Это две 5-мм проволоки, соединённые приваренными точечной сваркой отрезками более толстой проволоки через каждые 140мм. Эти "лесенки" кладутся между пустотообразователями пустотной плиты перекрытия так, чтобы короткие отрезки были вертикальны. В середине длины панели эти каркасы не вставляются,, только по концам, для 7-метровой пустотки они имеют длину помнится около 1,4м. (станок до сих пор работает, с темпом 0,4сек на одну перекладину, приятно посмотреть, раньше его и на обед не выключали).
Из врождённого любопытства спросил, зачем нужны такие изделия, и мне снисходительно объяснили. что когда верхний слой бетона воспринимает усилие сжатия, нижний - растяжения и имеет мощную предварительно напряжённую арматуру, то середина толщины панели работает на сдвиг одного вышеназванного слоя относительно другого. Вот эти вертикальные стержни и воспринимают перерезывающие нагрузки. Ну сами подумайте, почему например ферма стрелы крана имеет столько поперечных связей, и ведь они часто той же толщины, что верхний и нижний пояс. Древняя студенческая шутка - сопромат сдал-жениться можно (в смысле уже не дурак). Тройка за курсовую "статически неопределимые системы", приятно вспомнить через 40 лет...
Знаю об одном случае: однажды, у современных строителей была допущена серьёзная ошибка - в мембранном перекрытии средний слой толщины перекрытия был тупо выполнен из пенобетона, который из-за низкой прочности не мог передавать перерезывающую нагрузку на эти стержни. крошился. Результат ясен. Умозрительно может помочь наполнитель среднего слоя из прочных гранул, которые перераспределят усилия контакта с металлом на пенобетон.

С точки зрения сопромата очевидное решение - делать сборно-монолитное перекрытие, с несущими Ж/Б балками с арматурными выпусками (морока с формовкой, как в мостовых конструкциях) и дополнительным армированием замоноличивания. Но это очевидное, наверно не лучшее решение, наверно настоящие строители знают лучше.

В старинных зданиях видел красивые потолки, где явно просматривается несущая конструкция из ячеистого каркаса, и потолок весь поделён на квадратные кессоны. В больших залах это красиво. нет монотонности больших плоскостей.
Была ли полезна информация?
Zermahlen, спасибо за хороший пример. Только мне почему-то сразу в голову пришло, что такие лесенки нужны в качестве анкеровки напряженных арматур, дабы исключить их проскальзывание. Усилия среза в промежуточных слоях мне физически не понятны. Как они должны там образоваться - ума не приложу.
Касательно размышлений на тему стальных балок, в т.ч. стрелы крана, то по-моему представлению поперечные связи там нужны для передачи нагрузки с верхней трубы на нижние и наоборот. Здесь мне сразу приходят воспоминания о стеклопластиковых сэндвичах. Там как раз между слоями использовался пенопласт экструдированный и его задача была как раз передать напряжение сжатия верхнего слоя в растяжение нижнего и слом конструкции как раз происходил из-за превышения прочности именно пенопласта. Верхний слой изгибался и ломался, вслед за ним ломалась и вся конструкция. Кстати, используется в конструкциях катеров, яхт и легкой авиации.
Вот Вы, кстати, хорошую тему затронули каркасно-монолитных перекрытий. Суть моего вопроса как раз лежит в этой области. Я хочу сделать перекрытие, как раз с применением ж/б балок и пустотелых блоков между ними. Так вот именно балки мой интерес и вызвали. Я сколько не смотрю, везде встречаю достаточно большую высоту каркаса, порядка 20 см. и часто расположенными боковыми поперечными связями треугольной формы.
image

Вот как бы меня это дело и заинтересовало, эти частые связи - дань технологичности, или они изначально задуманы и под это дело люди мудрили технологию изготовления. Пока прихожу к первому варианту, как более реальному. Я же не вижу смысла:
1. Делать большую высоту каркаса балки (оптимально 10-15 см). А необходимую высоту для прочности, набирать бетоном.
2. Делать такие частые поперечные связи. Бетон достаточно плотный и прочный материал, для передачи усилий между арматурами.

Но у меня возникают сомнению по пунктам, которые бы и хотел развеять/подтвердить с помощью многоуважаемой аудитории данного форума.
1. БОльшая высота самого каркаса может быть необходима из-за скрытой роли поперечной связи. Я пока не вижу смысла в перерасходе арматуры на частые связи. Но вдруг?! Но тогда как же монолитные плиты с минимальными связями между верхним и нижними слоями арматуры?
2. Я так предполагаю, что более низкое размещение третьей арматуры, позволит ей так же воспринимать нагрузку на растяжение и тем, самым повысив прочностные характеристики балки.
3. Так же интерес представляет замена металлической арматуры на стеклопластиковую, а в случае высокого каркаса, верхнюю арматуру просто придется делать металлической, т.к. скорее всего она будет воспринимать и нагрузки на сжатие. и тут тогда изготовление балки вовсе будет делом хитрым по технологии.

Буду благодарен за любые комментарии по теме и/или указывание на моё неверно понимание сути. Хочется побольше решить вопросов "на берегу".

С уважением, Якимов Сергей.
Была ли полезна информация?
Формат для ответа неудобный,
смотрите вложенный файл.
Была ли полезна информация?
Я так понимаю, вопрос больше из области расчётов ЖБК.
Весь курс не перескажу в одном сообщение (да и не помню). Но несколько пунктов:
а. Насчёт сжимающих и растягивающих напряжений - правда.
б. поперечные стержни защищают сжатые стержни от выпирания. Т.е. при сжатие арматура не будет сжиматься, а будет сгибаться зигзагом (сожми мысленно длинный тонкий стержень), и этот изгиб может оторвать защитный слой бетона. Бетон от этого защитить не может, ибо на растяжение не работает.
в. Сжатие и растяжение появляется при моменте (изгибе). Но не надо забывать, что есть ещё поперечная сила (срез). От неё ставят в балках как раз поперечную арматуру (обычно у опор). А есть иногда ещё и крутящий момент, точечные нагрузки...
г. плиты рассчитываются не только на проектное положение, но и на транспортировку. При ней нагрузки, опоры, а значит и напряжения другие.
Была ли полезна информация?
Читают тему (гостей: 1)