6. Стыки и концевые участки элементов сборных конструкций
По функциональному признаку различают стыки колонн с фундаментами, колонн друг с другом, ригелей с колоннами, узлы опирания подкрановых балок, ферм, балок покрытий на колонны, узлы опирания панелей на ригели и т. п.
По расчетно-конструктивному признаку различают стыки, испытывающие сжатие, например стыки колонны ( Х.8,а); стыки, испытывающие растяжение, например стыки растянутого пояса фермы ( Х.8,б); стыки, работающие на изгиб с поперечной силой, например в соединении ригеля с колонной ( Х.8,в), и т. п.
В стыках усилия от одного элемента к другому передаются через соединяемую сваркой рабочую арматуру металлические закладные детали, бетон замоноличивания. Правильно запроектированный стык под действием расчетных нагрузок должен обладать прочностью и жесткостью, неизменяемостью взаимного положения соединяемых элементов и, кроме того, должен быть технологичным по изготовлению элементов на заводе и по монтажу на площадке. Конструкции стыков и соединений элементов должны обеспечивать быстрое и устойчивое закрепление в рабочем положении всех монтируемых элементов с, помощью несложных устройств (кондукторов и т. п.) без j применения специальных строповочных приспособлений. В то же время конструкция стыков и соединений должна обеспечивать надежную передачу монтажных усилий. Это относится в первую очередь к стыкам колонн, на которые в процессе монтажа передаются нагрузки от веса колонн и от вышележащих элементов конструкции.
Размеры зазоров между соединяемыми элементами назначают возможно меньшими. Их величину обычно определяют доступностью сварки выпусков арматуры, удобством укладки в полости стыка бетонной смеси из условия погашения допусков на изготовление и монтаж; она может составлять 50—100 мм и более. При заливке швов раствором, особенно под давлением, зазор может быть минимальным, но не менее 20 мм.
Стальные закладные детали для предотвращения коррозии и обеспечения необходимой огнестойкости элементов покрывают защитным слоем цементного раствора по металлической сетке. С этой целью стальные закладные детали при конструировании втапливают так, чтобы после нанесения защитного слоя на поверхности элементов не было местных выступов. Там, где это выполнить трудно, предусматривают специальные защитные покрытия. Размеры стальных закладных деталей должны быть минимальными и назначаться из условия размещения сварных швов необходимой длины.
Концевые участки сжатых соединяемых элементов (например, концы сборных колонн) усиливают поперечными сетками косвенного армирования. При соединении с обрывом продольной рабочей арматуры в зоне стыка усиление поперечными сетками производят по расчёту* Сетки устанавливают у торца элемента (не менее 4 шт.) на длине не менее 10 стержней периодического профиля, при этом шаг сеток s должен быть не менее 60 мм, не более 7з размера меньшей стороны сечения и не более 150 мм. Размер ячеек сетки должен быть не менее 45 мм, не более lU меньшей стороны сечения и не более 100 мм.
Дополнительную поперечную ненапрягаемую арматуру устанавливают на всю высоту элемента и приваривают к опорной закладной детали.
Кроме тогД у торцов предварительно напряженных элементов устанавливают дополнительную косвенную арматуру с коэффициентом армирования \х=2 % на длине не менее 0,61Р и не менее 20 см при продольной арматуре, не имеющей анкеров.
В стыках и соединениях сборных железобетонных элементов стальные закладные детали часто проектируют в виде пластинок и приваренных к ним втавр анкеров, испытывающих действие усилий Af, N, Q Для расчета анкеров изгибающий момент заменяют парой сил с плечом z и усилия определяют с учетом опытных коэффициентов. Площадь поперечного сечения анкеров наиболее напряженного ряда сдвигающее усилие, приходящееся на  один ряд анкеров, с учетом влияния силы трения
Стыки растянутых элементов выполняют сваркой выпусков арматуры или стальных закладных деталей, а в предварительно напряженных конструкциях — пропуском через каналы или пазы элементов пучков, канатов или стержневой арматуры с последующим натяжением. Сварные стыки растянутых элементов конструируют так, чтобы при передаче усилий не происходило разгибания закладных деталей, накладок или выколов бетона.
Для передачи сдвигающих усилий на поверхности соединяемых элементов устраивают пазы, которые после замоноличивания образуют бетонные шпонки. Применение бетонных шпонок целесообразно в бесконсольиых стыках ригелей с колоннами, где их располагают так, чтобы бетон шпонок работал в наклонном сечении на сжатие, в стыках плитных конструкций, для повышения жесткости панельных перекрытий в своей плоскости и др.
В стыках и соединениях сцепление бетона сборных элементов с бетоном, укладываемым на монтаже (сцепление старого и нового бетона), при соблюдении технологических правил производства работ (очистка бетонных поверхностей, увлажнение их и т. п.), как показывают опыты, оказывается достаточно прочным. Для обетонирования стыков и соединений рекомендуется применять инвентарную опалубку, подачу бетонной смеси или раствора в полости стыков под давлением, электропрогрев для ускорения твердения, целесообразный даже при положительных температурах.
В стыках сварка основных рабочих швов выполняется в нижнем и вертикальном положении. При наложении сварных швов в соединяемой арматуре и стальных закладных деталях развивается местная высокая температура и, следовательно, нагревается окружающий бетон. Экспериментальные исследования показали, что под действием нагрева механическая прочность бетона несколько снижается, однако это ослабление носит местный характер и не отражается на несущей способности стыка в целом. Начальные сварочные напряжения (растягивающие в арматуре, сжимающие в бетоне) при соблюдении технологической последовательности сварки выпусков арматуры также не отражаются на несущей способности стыка.
7. Технико-экономическая оценка железобетонных конструкций
Для технико-экономической оценки отдельных элементов и конструкций в целом при проектировании служат следующие показатели: расход арматуры, т, бетона, мэ; трудоемкость изготовления и монтажа, чел.дн.; стоимость, руб. Расчетной единицей измерения служит одна конструкция. Кроме того, показатели рассчитывают на одну единицу измерения — на 1 м3 или на 1 м2, или на 1 м длины и т. д. Основным экономическим показателем железобетонных конструкций является стоимость, которая слагается из стоимости материала и работ по изготовлению и монтажу конструкции, стоимости энергии, топлива и материалов на технологические нужды, а также цеховых и общезаводских расходов, отражающих капиталовложения по организации производства и эксплуатационные расходы предприятия.
При проектировании зданий и сооружений чаще всего применяют вариантный метод сравнения стоимости железобетонных конструкций. Этим методом оценку экономичности железобетонных конструкций производят сопоставлением технико-экономических показателей нескольких вариантов конструктивных решений. Сравниваемые варианты конструктивных решений отвечают одной и той же программе, одним и тем же требованиям, но отличаются конструктивной схемой, иногда геометрическими размерами, формой сечения элементов, способами армирования и т. п. Показатели определяются на основе чертежей конструкций, разработанных на той стадии проектирования, на которой производится сравнение вариантов. Наиболее достоверные показатели можно получить на основании рабочих чертежей конструкций.
Вопросы экономики железобетонных конструкций следует решать совместно с вопросами прочности на протяжении всего процесса проектирования: при выборе объемно-планировочной и конструктивной схемы здания; членении конструкции на сборные элементы и выборе формы и размеров сечения элементов; назначении класса бетона, класса стальной арматуры; установлении способов армирования и т. д.