Развитие конструктивных форм ригелей как в зарубежной, так и в отечественной практике строительства характеризуется переходом от чисто стальных ригелей к обето-нированным и далее к сборным железобетонным. Такой переход объясняется стремлением увеличить их жесткость, снизить расход стали и одновременно обеспечить противопожарную и антикор-
розионную защиту. Применение бетона для увеличения жесткости и снижения расхода стали в ригелях каркаса шло двумя путями: 1) ригели обетонировались одновременно с бетонированием плиты перекрытия (рис. 10.17, а) непосредственно на строительной площадке; 2) ригели обетонировались до монтажа (рис. 10.17,6).
Однако даже в стальных каркасах целесообразнее применение сборных железобетонных ригелей, в конструкции которых достигается наименьший расход стали, высокая заводская готовность и индустриальность (рис. 10.17,б).
Узловые сопряжения играют важную роль в статической работе каркаса и в значительной...степени определяют трудоемкость его изготовления и монтажа, а следовательно, и темпы. возведения. Из двух типов узловых сопряжений - свободного (гибкого.) или жесткого- наиболее широкое применение получил жесткий тип примыкания. Этот тип узла характеризуется передачей на колонну как вертикальных и горизонтальных усилий, так и изгибающего момента (рис. 10.18).
Качественной оценкой узла служит степень его жесткости. Экспериментальные исследования сварных конструкций узлов,- проведенные в 1950- 1951 гг. ЦНИИПС, выявили влияние следующих основных факторов на деформа-тивность узла: деформации сдвига стенки колонны на участке узла; деформации изгиба колонны на участке узла; деформации, сдвига в сварных швах.
Исследования показали, что основной деформацией, определяющей искажение прямого угла между ригелем и колонной, является деформация сдвига сечения колонны: она составляет 50-80% общей величины деформации и зависит от формы и размеров сечений. Жесткость узла при колоннах крестового сечения оказалась большей, чем в узлах аналогичной конструкции при колоннах двутаврового сечения, в связи с тем что крестовое сечение работает на сдвиг лучше, чем двутавровое. В стенке колонны двутаврового сечения возникают значительные касательные напряжения. вызываемые сдвигающими усилиями, приложенными к узлу, что может привести к раннему появлению в стенке колонны пластических деформаций.
При конструировании узлов жесткой арматуры должно быть выполнено важнейшее требование - создание условий для удобной укладки бетона и вытекающее из этого обеспечение надежной совместной работы в узле стали и бетона. Это достигается в первую очередь исключением обычных- в узлах диафрагм, которые сильно затрудняют укладку бетона. В отсутствии диафрагм состоит приниципиальное отличие узла жесткой арматуры от узловых сопряжений чисто стальных каркасов (см. рис. 10.18,6).
Удобство бетонирования достигается также уменьшением до возможного минимума габаритов элементов, примыкающих к колонне в узле. Насколько затесняется бетонное сечение в узле при обычной конструкции жесткой арматуры, наглядно видно из сопоставления узлов жесткой арматуры в каркасах зданий на Смоленской площади и Котельнической набережной (см. рис. 10.18,а и б). В узле и ригеле по рис. 10.18,6 более эффективно учтена работа бетона, а узел, представленный на рис.
Практика выполнения узла на рис. 10.18,6 показала простоту и удобство укладки бетона. Экспериментальные испытания доказали высокую прочность и жесткость узла и, следовательно, возможность отказаться от устройства диафрагм, обязательных в узловых сопряжениях чисто стальных каркасов. Особенность решения узла рассматриваемого типа состоит в устройстве выносного стыка, осуществленного при помощи приваренной к полке отправочной марки колонны консоли из двутавра того же номера, что и ригель, дополнительно усиленной в месте примыкания к колонне вертикальным ребром а. Развитие опорной части ригеля при помощи приваренного к консоли вертикального ребра рационально, поскольку этим усиливается сечение ригеля в наиболее ответственном участке - на опоре; увеличивается протяженность сварных швов в опорном сечении; включается в работу по восприятию опорного момента больший по высоте участок колонны и, таким образом, уменьшается концентрация напряжений в пределах узла; уменьшаются напряжения в поясных швах, через которые передаются на стенку колонны сдвигающие усилия и, наконец, достигается уменьшение угловой деформации. Монтажная сварка переносится с наиболее напряженного сечения - у грани колонны - в зону значительно меньших изгибающих моментов.
