В современных условиях набрало широкое применение использование железобетонных балок при строительстве различных промышленных, торговых, жилищных и других зданий.
Это придает конструкциям повышенную надежность и устойчивость при воздействии различных нагрузок, увеличивает их пожароустойчивость, повышает экономичность и быстроту строительства.
Виды бетонных балок
При строительстве любых сооружений и зданий основным из требований к конструкции является надежность, должное сопротивление деформированию во время воздействия различных нагрузок.
Для достижения этого применяются – одной из которых является балка. Они используются как при постройке фундамента сооружения, так и при наведении междуэтажных, цокольных и чердачных перекрытий.
По способу изготовления балки подразделяются на монолитные и сборные, бетонные (не армированные стальной арматурой) и железобетонные (армированные).
Монолитные бетонные балки нужных размеров отливаются прямо на месте строительства. Сборные бетонные производятся в заводских условиях.
Изготовление
Для повышения прочности бетонных балок на изгиб и растяжение в бетон укладывается стальная проволока или стальные стержни (арматура).
Армированные стальными стержнями балки называются железобетонными. Железобетонные конструкции, изготовленные с применением обычной арматуры, имеют существенный недостаток – образование трещин.
В эти трещины может попадать влага, приводящая к коррозии арматуры, увеличению прогиба и уменьшению надежности и долговечности конструкции. Для устранения этого недостатка используют предварительно напряженную арматуру – т. е. растянутую до начала укладки бетона. Уложенная в бетон такая арматура сжимается и за счет сцепления сжимает бетон, повышая его устойчивость к образованию трещин.
Для изготовления монолитной железобетонной балки приготавливается из дерева опалубка по нужному размеру. Опалубка надежно укрепляется со всех сторон, чтобы бетонная смесь не выдавила её.
Часто при создании фундаментов применяются сплошные . Цена такого материала, при неизменно высоком качестве, невелика.
Применение в современном строительстве буронабивных свай становится все более распространенным способом обустройства фундаментов не только для вновь возводимых строений, а так же и для укрепления существующих фундаментов. Подробнее о буронабивных сваях читайте .
Затем связывается или сваривается с арматуры или проволоки металлический каркас. Каркас укладывается в опалубку и заливается бетонным раствором. Заливка бетонной смесью производится непрерывно, пока вся форма не будет залита.
Монтаж
Конструктивно железобетонные перекрытия разделяются на балочные и безбалочные.
В перекрытиях железобетонные балки работают в связке с опирающимися на них плитами. Эти перекрытия бывают сборными, монолитными и сборно-монолитными.
Наиболее широкое применение из-за своей универсальности, индустриальности и экономичности получили сборные . Конструктивно оно состоит из плит и поддерживающих их балок, которые называются ригелями или главными балками.
Ригели монтируются с опорой на железобетонные колонны и стены как в продольном направлении (т.е. вдоль здания), так и в поперечном. Колонны и ригели совместно образуют рамы. В зданиях для промышленного использования перекрытие в поперечном направлении может иметь пять – шесть пролетов, в жилых и общественных два – три.
По типу торцевого сечения подразделяются:
- прямоугольного сечения – используются при небольших длинах пролётов;
- L-образного сечения – используются в качестве фасадных(крайних) балок;
- Т-образного сечения (тавровые) – используются для перекрытий со средней длинной пролётов;
- двутаврового сечения – используются для перекрытий с большой длинной пролётов;
- прогоны (V-типа,VT-типа и прямоугольного сечения) – используются как второстепенные;
- двускатные двутаврового сечения – используются как балки для кровли при больших пролётах.
Расчёт
Главная балка (ригель) является одним из элементов рамной конструкции строящегося здания. Если ригель свободно опирается концами на наружные стены и при равных пролётах, его можно рассчитывать как неразрезную балку.
Расчет ригелей по выравненным опорным и изгибающим моментам способствует облегчению армирования сечений, что существенно для монтажных стыков находящихся на опорах.
Такой способ расчёта по сравнению с расчетом по упругой схеме дает экономию арматурной стали до 30%. Также это даёт возможность унификации армирования различными сварными каркасами и сетками участков с различными изгибающими моментами.
Пролёт (длина) ригеля берется как расстояние между осями опорных колонн. В первом пролёте, если ригель опирается на стену, пролёт считается от оси колонны до оси опоры на стене. Если при перекрытии используются пустотелые или сплошные панели нагрузка на ригель равномерно распределяется.
Когда используются ребристые панели, нагрузка распределяется сосредоточенно, на одних участках больше на других меньше. При конструировании монолитных ребристых перекрытий главные балки опираются на колонны и наружные стены, а второстепенные монолитно связаны с ними.
Главные балки устанавливают в поперечном или продольном направлении с шириной пролёта 6 – 8 м.
Второстепенные имеют ширину пролёта 5 – 7 м и располагаются они так, чтобы ось колонны совпала с осью одной из второстепенных балок. Высота сечения главных балок должна составлять 1/8 – 1/15 длины, второстепенной 1/12 – 1/20 длины.
Железобетонные балки используются в строительстве частных, промышленных и общественных объектов. Они необходимы для последующей установки колонных конструкций или плит перекрытия. В зависимости от назначения, балочные конструкции можно разделить на несколько видов: стропильные, подстропильные, фундаментные, подкрановые, обвязочные, балки перекрытий и пролетных строений. Форма и размеры всех видов балок определяются стандартами ГОСТ 20372-90, ГОСТ 24893.1-81, ГОСТ 24893.2-81.
Балки железобетонные обладают следующими свойствами:
- Прочность. Эти изделия отличаются повышенной прочностью, поскольку изготовлены из тяжелого бетона. Плотность данного материала варьируется от 2200 до 2500 кг/м 3 .
- Долговечность. Железобетонные конструкции не подвержены коррозии и гниению, поэтому срок их эксплуатации может превышать 60 лет.
- Пожароустойчивость. Благодаря этому свойству железобетона балочные конструкции можно использовать для перекрытия пролетов значительной длины.
При выборе железобетонных балок следует обратить внимание на такие характеристики, как прочность и жесткость. Изделия, применяемые для чердачных конструкций, должны выдерживать нагрузку до 105 кг/м 2 , для перекрытий между этажами – 205 кг/м 2 . Оптимальная жесткость составляет 1/200 и 1/250 соответственно. Также при покупке следует учитывать тепло- и звукоизоляционные свойства балочных конструкций.
Железобетонные балки перекрытия являются одним из универсальных решений в строительной сфере: изделия могут нести большие нагрузки и устанавливаться в пролетах до 7.5 метров на расстоянии 0.6 – 1 метра. Возможность перекрывать значительные пролеты, а также простота и надежность конструкций и малый срок возведения выступают основными преимуществами балок из железобетона. Недостатком считается большой вес изделий и необходимость использования спецтехники при строительстве объектов.
Балки железобетонные бывают сборными и монолитными. Первые изготавливаются на заводе и представляют собой отдельные изделия, а вторые – непосредственно на строительной площадке. Сегодня при возведении железобетонных конструкций в промышленном, жилищном и гражданском строительстве применяется технология сборно-монолитных перекрытий. В этом случае балки перекрытия составляют каркас, а заполнителем выступают пустотелые блоки. В завершение конструкция укрепляется бетоном.
Преимущества технологии:
- перекрытие балками пролетов до 9 метров;
- уменьшение сроков строительства;
- улучшенные показатели звуко- и теплоизоляции здания;
- монтаж железобетонных балок выполняется без использования спецтехники.
Ограниченность использования сборно-монолитных перекрытий обуславливается трудоемкостью работ по укладке перекрытий и возведением исключительно одноэтажных зданий.
| № | ИЗДЕЛИЕ | Масса, | Размеры, см | ||
| п/п | кг | Д | Ш | В | |
| 1) Коллекторные балки | |||||
| 1 | КБ-21 | 630 | 250 | 25 | 40 |
| 2 | КБ-25 | 730 | 290 | 25 | 40 |
| 3 | КБ-30 | 850 | 340 | 25 | 40 |
| 4 | КБ-36 | 2 500 | 400 | 45 | 70 |
| 5 | КБ-42 | 2 870 | 460 | 45 | 70 |
| 2) Доборные балки | |||||
| 6 | ДБ-21 | 315 | 210 | 27 | 22 |
| 7 | ДБ-24 | 350 | 240 | 27 | 22 |
| 8 | ДБ-29 | 440 | 290 | 27 | 22 |
| 9 | ДБ-34 | 510 | 340 | 27 | 22 |
| 10 | ДБ-39 | 1 950 | 290 | 27 | 22 |
| 11 | ДБ-44 | 2 200 | 440 | 27 | 22 |
| 12 | ДБ-49 | 2 940 | 490 | 27 | 22 |
| 13 | ДБ-54 | 3 240 | 540 | 27 | 22 |
| 3) Балки теплотрас | |||||
| 14 | Б-1 | 120 | 116 | 30 | 15 |
| 15 | Б-2 | 220 | 148 | 30 | 20 |
| 16 | Б-3 | 250 | 184 | 30 | 25 |
| 17 | Б-4 | 490 | 216 | 30 | 30 |
| 18 | Б-5 | 600 | 265 | 30 | 30 |
| 19 | Б-6 | 1 200 | 278 | 60 | 30 |
| 20 | Б-7 | 1 770 | 338 | 60 | 35 |
| 21 | Б-8 | 2 880 | 425 | 60 | 45 |
Бетонные балки используют в качестве опоры разным строительным структурам – перегородокам, стенам, а также кровель. Решетчатые двускатные балки – БДР является примером бетонных кровельных опор. Он достаточно тяжелый, объемный и повсеместно используется при построении:
Складских и промышленных помещений,
Гаражей больших размеров,
Ангаров,
Авто сервисов,
Техобслуживающих станций.
Так что же подразумевают под двускатной решетчатой балкой
Бетонные балки вида БДР представляют одно из самых крупных производственных изделий, которые выпускаются и реализуются разными компаниями. По конструкции они представляют из себя изделие имеющее треугольную форму с широким основанием и железобетонной решеткой заполненной в основании. Угол данного треугольника усечён. Его основание равняется с длинной шага стропильной конструкции – 7000, 13000 и 19000 мм.
Ведущее предназначение балки БДР – настил зданий промышленного предназначения, с зенитным фонарём и не имея их, со светоаэроционными люками. При обустройстве использование кровли балок БДР влечёт за собой возможность применения в постройке подъемно-транспортного инструментарием грузоподъемностью до 7 тонн.
Название железобетонных балок БДР содержат сведения о:
Название изделия,
Его размерах,
Характеристику несущих способностей,
Типе применяемого при производстве бетона и параметрах арматуры.
К примеру, 2БДР 12-5к7т обозначает двускатную решетчатую балку длиной 1200 мм, шириной 220 мм, высотой 1400 мм (информацию по высоте и ширине изделия показана в первой цифре «2», обозначающий типоразмер балки), цифра «5» – классификацию по несущей способности, к7 – классификация арматуры, т – тяжелый бетон.
Балки бетонные. Особенности их применения.
Балки, которые изготовляются из легкого или тяжелого конструкционного бетона, предназначены для использования в сооружении тех или иных зданий, особенно промышленных, а также, они особо актуальны для сельскохозяйственных предприятий. Они изготовляются исключительно в соответствии с требованиями стандарта, и, кроме этого, с использованием требуемой технологической документации.
Нередко допускается изготовление балок, которые отличается по типу или размеру от тех, что приведены в стандарте, когда того требуют технические условия, соответственно рабочим чертежам. Балки бетонные , отличные от тех, которые установлены стандартами, должны быть утверждены, как полагается порядком. Каждая из них изготовлена со строповочным отверстием, которое предназначено для передвижения, подъема и дальнейшего монтажа. Иногда вместо отверстий используют монтажные петли.
Для каждого сооружаемого здания, предварительно составляют рабочий чертеж. Именно согласно этому чертежу и применяются балки бетонные с учетом их возможного предела огнестойкости. Кроме этого, балки бывают как разных типов, так и марок. Вместе с тем, они однозначно должны соответствовать абсолютно всем установленным и утвержденным требованиям ГОСТа, по таким факторам: прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, а также жесткость и, что не маловажно - трещиностойкость. В обязательном порядке, чтобы испытать бетонные балки, на них накладывается контрольный груз. Испытанные балки, можно смело внедрять в строительство.
В строительной сфере железобетонное балочное изделие используются повсеместно. Применяется эта форма опоры для монтажа плит, выполнения фундаментных работы. С помощью ЖБИ конструкции эффективно распределяется нагрузка от пола на несущие конструкции. Железобетонные балки долговечны и надежны. Однако следует учитывать их большой вес и некоторые нюансы монтажа. Однако для сооружения железобетонных опор требуется спецтехника, несмотря на простоту монтажа.
Назначение – применение в разных конструкциях и сооружениях. Их используют для строительства аэропортов, подъездных дорог, высотных зданий жилого и промышленного назначения, железнодорожного и трамвайного полотна. С их помощью выполняются фундаментные работы. Широта применения объясняется многочисленными преимуществами. Железобетонному пролету характерны свойства долговечности, устойчивости к любым воздействиям, прочности и, несмотря на большой вес, высокой скорости монтажа.
Предъявляемые требования к балкам
Для удовлетворения современных потребностей строителей к железобетонным балкам предъявляют многочисленные требования:
- Величина прочности для каждого типа здания строго подбирается: для жилых помещений и чердачных конструкций предельная нагрузка составляет 105 кг/м2, для и межэтажных перекрытий – 210 кг/м2.
- Параметр жесткости для перекрытий между этажами должен равняться соотношению 1 к 250, для чердачных – 1 к 200.
- Величины звуко- и теплоизоляции должны в точности соответствовать требованиям, предъявляемым к сооружаемым помещениям согласно нормативной документации.
- По необходимости нужно обшивать балку или подбирать тип заполнителя межбалочных проемов.
Виды
Балки прямоугольного сечения (Рис. 1); балки T-образного сечения (Рис. 2); балки L-образного сечения (Рис. 3); прогоны (Рис. 4); балки двутаврового сечения (Рис. 5); двускатные балки двутаврового сечения (Рис. 6). Железобетонная монолитная или сборная конструкция бывает нескольких видов. Классифицируется материал в зависимости от способа изготовления, типа конструкции, области применения.
По способу производства перекрытия бывают:
- сборные балки железобетонные, изготавливаемые в заводских условиях. Отличаются наличием таврового или прямоугольного сечения;
- балки бетонные, производимые непосредственно на стройплощадке. Такой балкой укрепляется монолитная конструкция;
- сборно-монолитная структура, сочетающая в себе особенности двух предыдущих видов.
По типу конструкции балки подразделяют:
- на обычные и решетчатые двускатные плиты;
- односкатные железобетонные перекрытия;
- стропильные с расположенными параллельно рельсовыми креплениями, фиксирующие оборудование.
Такие сборные железобетонные элементы могут быть ломаными или криволинейными. Основная область применения: возведение крепких и надежных пролетов, выдерживающих высокие нагрузки. Как правило, это цеха с крановой спецтехникой, промышленные предприятия, большие складские помещения, с/х комплексы.
В зависимости от сферы применения предлагаются:
- двутавровые конструкции для плит, применяемые для сооружения промышленных и крупнопанельных зданий. Отличаются высокой стоимостью из-за хороших прочностных показателей;
- обвязочные конструкции, предназначенные исключительно для сооружения перемычек проемов между стеновыми массивами;
- подкрановые элементы для балансировки работы подъемных кранов;
- решетчатые материалы для строительства эстакад разного сечения;
- стропильные балки для обустройства кровли одноэтажных зданий;
- фундаментные железобетонные материалы для сооружения качественного ленточного сплошного фундамента.
Маркировка и размеры
Согласно имеющимся стандартам, все сборные для сооружения перекрытий имеют свою маркировку согласно классификации. Каждой балке присвоен свой типоразмер. Аббревиатурой БСП маркируются балки железобетонные стропильные с параллельными поясами. БСО балками называют железобетонные стропильные, односкатные элементы, а БСД – стропильные, двускатные. Подстропильные конструкции принято маркировать буквами БП.
К буквенным обозначениям принято прилагать также цифры. Маркировка содержит три группы букв и цифр.
- Для обозначения типа (буква), типоразмера и перекрываемого пролета в метрах (целые арабские цифры).
- Для идентификации категории по несущей способности, класса используемых стальных прутьев и марки бетонной смеси.
- Для уточнения дополнительных характеристик, таких как конструктивные отличия, особенности условий применения и т. п.
Вне зависимости от области применения балок существуют три показателя размеров, для которых нужен четкий расчет.
- Длина (L). Эта величина должна быть больше длины пролета на 0,4 м и заходить за края опорных частей по 0,20 м на несущие стены.
- Высота (H). Параметр должен равняться минимум 5% от длины или ее 1/20 часть.
- Ширина (B). Отношение этой величины к высоте должно составлять 5:7.
Снятие опалубки с железобетонной балки. Железобетонные конструкции можно приобрести в готовом виде или сделать самостоятельно. Второй вариант в ряде случаев является необходимым. Для этого потребуется точный расчет и чертеж. Для самостоятельного изготовления балок из железобетона предварительно нужно соорудить опалубку из деревянных досок или фанеры, толщина которых может варьировать от 2,5 до 4 см и от 1 до 2 см, соответственно. Величиной опалубки задаются размеры будущего изделия. Внутреннюю часть формы следует обклеить пленкой для гидроизоляции покрытия.
Затем выполняется армирование из четырех цельных металлических стержней таврового сечения 1,2-1,4 см. Если делают сопряжение стальных прутьев, рекомендуется выполнить нахлест в 80 см и обвязать место соединения проволокой. Для предотвращения коррозии арматуру таврового сечения располагают так, чтобы над ней образовался слой бетона в 5 см. Чтобы произвести точный расчет, используются специальные пластиковые подставки.
Рекомендуемая марка бетонной смеси – м300. Заливать бетон лучше беспрерывно в один прием. В конце заливки накрывается гидроизоляционным материалом. Если работы проводятся в жаркое время, готовый бетон поливается водой раз в 24 часа. Дозревание происходит до 14 дней. Так получается монолитная структура. Таким способом изготавливается балка любого размера для любого типа перекрытий, в том числе оконных и дверных. Для некоторых требуются гидроизоляционные покрытия.
При выборе материала для пролетов следует ориентироваться на такие свойства, как высокая огнестойкость, звукоизоляция, теплозащита, пароизоляция, гидроизоляция. Конструкционное исполнение перекрытия должно максимально соответствовать конструкции здания, его фундамента и стен. Например, для каркаса стен на столбчатом основании будет слишком велик, а пустотелые покрытия в сплошном доме не обеспечат строение должным уровнем безопасности.
Следует принять во внимание, что прочность железобетона как композитного материала зависит от ряда факторов. Поэтому при монтаже конструкции нужен точный расчет всех растянутых и сжатых зон, которые вносятся в чертеж. Это делается для того, чтобы при сооружении плиты между этажами арматура в балках была вставлена именно в растянутых зонах. Только таким пролетом обеспечится достаточная надежность здания.
Заключение
Из железобетонных плит можно соорудить полноценный каркас здания, фундамент и крышу. Это существенно упрощает и ускоряет фундаментные, кладочные и кровельные работы, гарантирует безопасность и надежность постройки. Такой железобетонный элемент наделен высокой прочностью, обеспечивающей сохранность структуры здания при значительных нагрузках.
Широкий ассортимент типоразмеров позволит подобрать покрытия нужных габаритов согласно чертежу возводимого здания. Также не исключается возможность самостоятельного изготовление плит без потери высоких характеристик готового изделия.
При проектировании и возведении зданий и сооружений общественных и административных зданий из крупных блоков или кирпича широко используются такие элементы строительных конструкций, как:
- Прогон - представляет собой опорную железобетонную балку в каркасе перекрытия здания. Эти балки опираются на несущие конструктивные элементы каркаса (балки, фермы и пр.) и служат основой для установки разнообразных настилов. Изготавливают их по технологии, стандартной для железобетонных балок. Устанавливая прогоны, используют опорные подушки.
- Опорные подушки - конструктивные элементы, применяемые в качестве подкладок под прогоны. С их помощью осуществляется равномерное распределение нагрузки от прогона на стену.
Производство опорных подушек
Изготавливаются опорные подушки из тяжелого бетона марки М200, армированного двумя стальными сетками. В производстве бетона марки 200 используют:
- цемент высокого качества;
- хорошо промытый речной песок;
- гравий, полученный из гранита.
Разрабатывают и изготавливают их по специальной методике, которая включает в себя:
- Разработку опорной подушки. Рассчитывается исходя из возможностей несущей способности вылета консоли вдоль и поперек прогона.
- Изготовление формы.
- Укладку в форму армирующей сетки.
- Заливку бетона в форму.
- Натяжение армирующей сетки.
- Выпаривание влаги, для чего изделие вместе с формой помещают в термокамеру.
- Снятие натяжения армирующей сетки.
Такая технология изготовления дает возможность получения опорных подушек, устойчивых к воздействию:
- перепадов температуры окружающей среды;
- механическим воздействиям (удары, изгибы и пр.);
- химически активных веществ;
- высокой влажности.
При подборе опорных подушек обращают особое внимание на:
- Величину давления на прогон (масса вышерасположенной кладки + масса плит перекрытия).
- Ширину стены.
Важно: чем сильнее давление на прогон - тем больше площадь контакта прогона с опорной подушкой.
Маркировка
Выбирая опорную подушку с необходимыми размерными параметрами, нужно обращать внимание на маркировку, нанесенную на ее поверхность. В буквенно-цифровом обозначении после обозначения ОП указывают ее габаритные размеры в дециметрах. Также в обозначении приводится класс применяемой армирующей сетки.
