Домой Теоретические знания Железобетонные балки

Железобетонные балки

Назначение

Железобетонные балки способны противостоять изгибающим моментам, обладая повышенными прочностными характеристиками. Применяются в строительной отрасли, а также транспортной сфере для решения широкого спектра задач:

  • Обеспечения надежной опорной поверхности при возведении стен.

Назначение железобетонного перекрытия – применение в разных конструкциях и сооружениях

  • Формирования опорного каркаса для кровли под перекрытия железобетонные.
  • Возведения объектов производственной сферы, крупнопанельных строений.
  • Сооружения перемычек, расположенных в зонах оконных и дверных проемов.
  • Прокладывания магистралей сообщения для трамваев и железнодорожных составов.
  • Устройства подкрановых путей.
  • Сооружение эстакад.

Изготовление

6714586c591430a88f7734a972f92f26.jpgДля 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.

93101111cb50b0736e4aafc6b68c28b0.jpgЧасто при создании фундаментов применяются сплошные бетонные блоки для стен подвалов. 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

b777b0c926dbff6ea1d1b3c67268f2aa.jpgКонструктивно 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 железобетонные стропильные и подстропильные балки. 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.

При проектировании и нужно выбрать направление монтажа ригелей, установка их шага, размеры пролетов, тип и размеры перекрытий.

В зависимости от назначения промышленных зданий, их конструкции, временных нагрузок и при создании пространственной жесткости в поперечном направлении с помощью рам с жесткими узлами, ригели монтируют в поперечном направлении, плиты перекрытия – в продольном.

В зданиях не промышленного назначения ригели могут располагаться в продольном направлении, соответственно плиты – в поперечном. В каждом варианте создается необходимая сетка колонн.

Маркировка и размеры

a8caf403f89e69a65e2e57cfc17bac06.jpg

Согласно имеющимся стандартам, все сборные железобетонные конструкции 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.

  1. Для обозначения типа (буква), типоразмера и перекрываемого пролета в метрах (целые арабские цифры).
  2. Для идентификации категории по несущей способности, класса используемых стальных прутьев и марки бетонной смеси.
  3. 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.

  1. 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.
  2. Высота (H). Параметр должен равняться минимум 5% от длины или ее 1/20 часть.
  3. Ширина (B). Отношение этой величины к высоте должно составлять 5:7.

Изготовление

Если ваш строительный объект небольшой, то возможно рациональнее создать железобетонную балку самостоятельно.

Для этого поступаем следующим образом:

  1. Выкладываем дно опалубки для бетонного изделия из прочного деревянного щита.
  2. Затем формируем стенки, для которых можно взять более тонкие доски.
  3. Простилаем с внутренней стороны полиэтиленовую плёнку. Это поможет впоследствии легче отделить дерево от застывшего бетона.
  4. Устанавливаем армированные пояса в нижней и верхней части конструкции.

Совет: прутья между собой рекомендуется связывать мягкой проволокой, а не приваривать друг к другу сварочным аппаратом.
Сварка уменьшает их эластичность.

7b3ebba85326a84bccb7a5eaabd1d90a.jpg

Использование проволоки для фиксации армированных прутьев

  1. Замешиваем раствор из цемента, песка и гравия в соотношении 1:2:4 соответственно. Воды добавляем в два раза меньше количества получившейся сухой смеси.

Совет: для осуществления замеса лучше всего применить бетономешалку.
Она позволит достигнуть требуемой однородности и ускорит процесс.

Оборудование для замешивания бетона

  1. Заполняем получившейся смесью подготовленный объём. При этом не следует растягивать заливку на несколько этапов во избежание образования холодных швов.
  2. Бетон пробиваем стальным прутом в нескольких местах и осуществляем вибропрессование, чтобы удалить возможные воздушные карманы внутри раствора.
  3. Накрываем конструкцию полиэтиленовой плёнкой и смачиваем водой до полного застывания, которое произойдёт через четыре недели. После чего снимаем опалубку и можем использовать балку по назначению.

Реклама

Как самостоятельно изготовить

При необходимости, железобетонные балки несложно изготовить своими силами, соблюдая следующие рекомендации:

  • начертите эскиз формы, соответствующей размерам и профилю необходимой балки;

Железобетонные конструкции можно приобрести в готовом виде или сделать самостоятельно

  • применяйте для формирования опалубки струганные доски, толщина которых составляет 2,5–4 см. Допускается использование влагостойкой фанеры толщиной 2 см;
  • покройте внутреннюю поверхность каркаса пленкой из полиэтилена или другим гидроизоляционным материалом;
  • подготовьте стальную арматуру диаметром 1,2–1,4 см;
  • нарежьте заготовки, требуемого размера;
  • изготовьте арматурный каркас, применяя четыре стальных прутка, соединенных в поперечной плоскости стальной проволокой;
  • установите готовый каркас в опалубку, применяя подкладки, обеспечивающие гарантированный зазор до краев бетонной поверхности;
  • подготовьте, используя цемент, щебень, песок и воду, бетонный раствор, марка которого М300 и выше;
  • рассчитайте объем бетонной смеси, обеспечивающий выполнение заливки без перерывов;
  • после заливки накройте поверхность бетонного массива гидроизоляционным покрытием;
  • увлажняйте ежесуточно бетон в жаркое время года;
  • обеспечьте возможность твердения на протяжении 3–4 недель.

Бетонные балки перекрытия указанным методом изготовить проблематично, учитывая степень воспринимаемых нагрузок, ответственность конструкции, увеличенные габариты изделий. Но небольшая балка, изготовленная по приведенной технологии, может использоваться при перекрытии проема двери или окна.

Техническое описание

Инструкция производства столь прочных бетонных изделий предполагает использование надёжного армированного каркаса и бетона не ниже трёхсотой марки.

Совет: если изготавливается железобетонная балка своими руками, то рекомендуется применять предварительно напряжённую конструкцию из арматуры.
Это позволит повысить эффективность восприятия поперечных сил.

f3aab9041e2bb167393c2f5982ccdf8e.jpg

Железобетонная балка 6 м: армированный каркас

Расчет железобетонной балки на прогиб производится согласно формуле приведённой в пособии к СП 52-01-2003.

Совет: в виду сложности проведения самостоятельных расчётов рекомендуется воспользоваться для этой цели помощью одного из он-лайн калькуляторов или специальной программы.
Это даст возможность исключить ошибку и справиться с задачей гораздо быстрее.

ca2db1d14fb1b9176e0634f72765a128.png

Пример подходящей программы, выполняющей расчёт железобетонной конструкции

Виды

По видам в первую очередь рассматриваемые изделия можно разделить по форме производства:

Тип Особенности
Сборные Используют тавровое или прямоугольное сечение, изготавливаются на заводах
Монолитные Применяются как составляющий компонент монолитной конструкции, изготавливаются на строительной площадке
Сборно-монолитные Сочетают в себе особенности сборных и монолитных изделий

ee913d168cb6652f83c7ddb08f39bef5.jpg

Сборно-монолитная железобетонная балка 18 м

Также балки можно классифицировать в зависимости от сферы их применения:

  1. Двутавровые. Цена таких изделий весьма высокая, как и прочностные показатели. Они широко применяются при возведении промышленных и крупнопанельных построек.

e20d5a4f2ea77a2e4f8daf5a61c1d547.jpg

Двутавровая железобетонная балка 12 м

  1. Обвязочные. Образуют перемычки в проёмах между массивами стен.

151f00a4f94b823067b66fb85d1e742b.png

Габариты обвязочной балки

  1. Подкрановые. Как можно догадаться из названия, эксплуатируются для балансировки работы подъёмного крана.

553c163f7d133670499ae4d08f5122cb.jpg

Подкрановые представители железобетонных изделий

  1. Решётчатые. Имеют достаточно узкую направленность и чаще всего применяются при возведении эстакад.

6ea9886b27edcf5cba6ccb388744028e.jpg

Образец решётчатой конструкции из железобетона

  1. Стропильные. Используются, как правило, для покрытия одноэтажных построек кровлей.

09632e55ce50673336f77fedaf58d573.jpg

Стропильная балка участвует в обустройстве крыши

  1. Фундаментные. Позволяют обустроить качественный и надёжный фундамент, как ленточный, так и монолитный.

Фундаментное железобетонное изделие

Как вы можете видеть, рассматриваемые элементы могут практически полностью сформировать каркас здания, начиная от его основания, закопанного в землю, и окачивая кровельной конструкцией. Это значительно упрощает строительные работы и гарантирует надёжность всей постройки.

Габариты

Существуют различные размеры железобетонных балок, рассчитанные на самые разные случаи:

Классификация Вес, кг Линейные размеры, см
130 116×30×15
220 148×30×20
250 184×30×25
490 216×30×30
600 265×30×30
1200 278×60×30
1770 338×60×35
2880 425×60×45

Размеры и маркировка

На основе соответствующих норм сборные железобетонные конструкции для устройства перекрытий маркируются по классификации и типоразмеру. Маркировка БСП относится к стропильным балкам с параллельными поясами. БСО называют стропильные односкатные, а БСД – двускатные. Маркой БП характеризуются подстропильные ЖБИ. Буквенные обозначения дополняются специальными цифрами, характеризующими следующие показатели:

  • для описания типоразмера, нормативных габаритов пролета арабскими цифрами целого значения;
  • для определения класса по несущей способности, марки бетонного раствора, класса арматуры;
  • для определения второстепенных характеристик (конструктивные особенности, отличия в условиях использования и т.д).

Для проведения точных расчетов опор потребуется учитывать некоторые характеристики независимо от сферы их использования:

  1. Длина (L). Этот показатель должен превышать длину пролета на 0,4-0,5 м и заходить за опорные части по 0,2 м на несущие элементы.
  2. Ширина (В). Отношение к высоте – 5:7 соответственно.
  3. Высота (Н). Не менее 5% или 1/20 длины.

Вне зависимости от условий применения ЖБИ, будь то промышленные объекты, жилые или гражданские сооружения, их характеристики в целом не изменяются. Главным критерием является то, чтобы габариты соответствовали нормативным показателям согласно ГОСТ.

f3f3a777e46b480b892374260e2681e8.jpg

В перекрытиях железобетонные балки используются несколько увеличенные, чтобы края выступали на концы опорных частей на 20 см. Запрещено выбирать изделия с «запасом», так как его размеры зависят друг от друга, и малейшее их изменение может привести к полной потере несущей способности. При этом соотношения должны соблюдаться в точности по нормативам, чтобы обеспечить максимальную надежность зданию.

В гражданском строительстве используются варианты длиной до 6 м, ширина не превышает 20 см, а высота – 30 см. В промышленном могут встречаться такие параметры: L=4-24 м, B=0,24-1,2 м, H=0,3-1,7 м. Более конкретные габариты определяются с учетом типа сооружения: цокольная часть, чердачное перекрытие, межэтажный шов.

Основные преимущества

Балки обладают эксплуатационными качествами:

  • Повышенная прочность.
  • Огнестойкость и устойчивость к перепадам температур.
  • Устойчивость к механическим и динамическим нагрузкам.
  • Стойкость к воздействию коррозии, плесени, грибки и повышенной влажности.
  • Возможность быстрой установки.
  • Практичность и надежность в эксплуатации.

3261341c0a72f419fda8701f152fe2d8.jpg

Область применения

Железобетонные опоры обладают различными размерами и используются для возведения промышленных и гражданских многоэтажных зданий. На сегодняшний день балки считаются наиболее распространенными и практичными. Они позволяют распределять нагрузку по всему периметру, повышая долговечность конструкции.

Несмотря на то, что в современном строительстве отдается предпочтение монолитным технологиям, такие элементы позволяют устраивать ЖБИ перекрытия сплошного или ребристого типа. Однако сборные обладают внушительным собственным весом, что объясняет их выбор для масштабных сооружений. Для устройства монтажа приходится использовать многотонные краны и создавать высокопрочное основание, что влечет за собой существенные затраты. Также это относится к привлечению специализированной техники, но строительство продвигается гораздо интенсивнее.

Для ж/б изделий выдвигается главное требование – обеспечение несущей способности, а от типа объекта варьируются габариты и прочностные качества. Балки широко применяются для возведения аэропортов, многоэтажных промышленных и гражданских зданий, мостов, железнодорожных полотен. Также практичны для проведения фундаментных работ.

Так как ЖБ пролет представляет собой жесткую арку, конструкции характерна высокая устойчивость к различным усилиям, долговечность и прочность. Несмотря на большой вес, монтажные работы проводятся достаточно быстро, а при помощи строительной техники трудозатраты существенно снижаются. Главное – обеспечить точность установки в проектное положение.


Предъявляемые требования к балкам

Для удовлетворения современных потребностей строителей к железобетонным балкам предъявляют многочисленные требования:

  1. Величина прочности для каждого типа здания строго подбирается: для жилых помещений и чердачных конструкций предельная нагрузка составляет 105 кг/м2, для цокольных этажей и межэтажных перекрытий – 210 кг/м2.
  2. Параметр жесткости для перекрытий между этажами должен равняться соотношению 1 к 250, для чердачных – 1 к 200.
  3. Величины звуко- и теплоизоляции должны в точности соответствовать требованиям, предъявляемым к сооружаемым помещениям согласно нормативной документации.
  4. По необходимости нужно обшивать балку или подбирать тип заполнителя межбалочных проемов.

Рекомендации

Вам могут быть интересны другие статьи из этой категории:

  • все конструкции имеют нормативы изготовления и использования, ЖБ элементы не исключение. Железобетонные плиты перекрытия ГОСТ устанавливает длины, толщину, ширину и материал конструкции;
  • какие виды фундаментов для частного дома являются самыми перспективными, долговечными и выгодными для конкретного здания и региона проживания;
    как работать с бетоном в морозы. Здесь поможет добавка для бетона противоморозная, которая позволяет цементировать при температуре до -30°С без электрического подогрева;

  • в любом здании есть проёмы. Если знать размеры перемычек железобетонных для окон и дверей, можно предотвратить закладывание или расширение проёмов на этапе отделки;
  • один из лучших и самых простых вариантов создания опалубки является разборная или неразборная пластиковая конструкция. Пластиковая опалубка для фундамента помогает добиться идеальной геометрии, прочности и устраняет различные дефекты строения;
  • проектирование – это один из первых и основных этапов в строительной сфере. Проекты гаражей из пеноблоков помогут подобрать лучшую, комфортную и практичную планировку помещений;
  • Железобетонные балки созданы для простой установки в высоконагруженных зданиях. От этапа заказа до монтажа плит проходит всего несколько дней. Строение удаётся возвести за считанные недели.

Определение типа опирания балки

В зависимости от типа опирания (см. ) выбирается метод расчета. Рассмотрим основные типы опор железобетонных балок на несущие конструкции.

Шарнирный тип опирания. ce8a4d5bfadde30a394082cd5b92e955.jpg

Таковым считается случай, когда в проектное положение устанавливают предварительно изготовленную железобетонную балку.

Причем конструкцией не предусмотрены никакие закладные детали для последующего жесткого соединения с конструктивными элементами здания. Как правило при таком типе опирания ширина плоскости опирания на несущие конструкции (стены, колонны) не превышает 20см.

Жестко защемленная балка.

b1b9d0fe2c22642aaa55e829b896feed.jpg

Чтобы считать балку жестко защемленной на концах, условия должны быть следующими: балка бетонируется одновременно с прилегающими конструкциями в составе монолитной стены, в ее конструкции имеются закладные детали для последующего жесткого соединения с остальными конструктивными элементами.

При бетонировании создает монолитные узлы соединений конструкций.

Многопролетное опирание.

При необходимости перекрыть несколько последовательно расположенных пролетов опирание балки выполняется на несколько опорных конструкций (колонны, простенки между окон).

Такое опирание рассчитывается как многопролетное в случае, если опоры шарнирные). Если опоры жесткие, то расчет ведется по каждому отдельному пролету, как по самостоятельной балке.

Консольное опирание.

Речь о таком типе опирания ведется, когда один или оба конца балки не имеют опор, а так же при отступе опор от концов на некоторое расстояние (свес с опоры).

Например: часть плиты перекрытия выпущена за пределы стены в виде козырька. Такую плиту можно рассматривать балкой с консольной опорой.

Рекомендации по выбору

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 вес сплошного железобетона 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.

Расчёт

afc127306fd437039fa9d333d835aa15.jpgГлавная 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.

Преимущества и недостатки железобетонных балок

Можно выделить следующие преимущества
балок из железобетона:

  • Прочность – правильно подобранная или изготовленная такая балка прочнее деревянной ;
  • Огнестойкость – бетон материал не горючий;
  • Жесткость – способность перекрывать большие пролеты без прогиба и вибрации;
  • Устойчивость к влаге – особенно актуально при устройстве перекрытия над помещениями с повышенной влажностью.

Из недостатков
можно выделить:

  • Относительно большой вес – более высокая нагрузка на стены, а для погрузки и монтажа необходимы грузоподъемный механизм или машина (кран).
  • Более высокая теплопроводность, по сравнению с изделиями из древесины;
  • Более высокая стоимость, особенно готовых изделий, изготовленных на ЖБК.

Нагрузки на балку

95eef5a04b88d43af923c87ea6a0b1eb.jpgЕще из курса физики известно: все, что неподвижно закреплено (прибито, приклеено и пр.) на чём-либо – это статическая нагрузка.

Соответственно, движущиеся (прыгающие, сотрясающие и т.п.) объекты создают динамические нагрузки.

Но в свою очередь эти нагрузки в случае строительной физики подразделяются на сосредоточенные и равномерные. К сосредоточенным нагрузкам можно отнести, к примеру, бетонную скульптуру, установленную на перемычке (балке) арки.

С равномерными нагрузками несколько сложнее, так как они подразделяются еще на подгруппы: равномерно распределенные по всей поверхности, равномерно изменяющиеся по длине или ширине и неравномерно изменяющейся, соответственно.

Для сосредоточенной нагрузки единицей измерения принят килограмм (килограмм-сила (кгс), ньютон (Н)).

Единицей измерения для распределенной нагрузки принято отношение кгс/м?, однако, при расчетах сборных железобетонных балок для перекрытия значение распределенной нагрузки принимается на метр погонный (м.п.). Для построения эпюр изгибающих моментов к расчету принимается только длина, а высота и ширина игнорируются.

Чтобы перейти от метров квадратных к погонным, когда идет расчёт балки перекрытия, значение распределенной нагрузки умножим на показатель расстояния между балками перекрытия (их осями).

А если определяем нагрузку на перемычку, то плотность лежащего на перемычке материала конструкции, умножаем на ширину и высоту этой конструкции.

ced5611dc0c583671fdc5c0163523584.jpgАрматура для изготовления стропильных и подстропильных железобетонных балок должна быть предварительно напряженной, для отдельных типов допускаются исключения предусмотренные ГОСТом.

При изготовлении железобетонных конструкций, плотность укладки бетона контролируют по коэффициенту уплотнения (отношение действительной плотности бетона к ее расчетному значению). О данном виде изделий читайте в статье.

От тщательности сбора и расчета нагрузок на балку зависит конструктивная надежность сооружения.

Но если со статическими нагрузками все более-менее ясно, то рассчитать возможные динамические нагрузки на все случаи жизни – занятие неблагодарное и приведет к малообоснованному удорожанию строительства.

Поэтому динамические нагрузки принимаются с различными коэффициентами, приближающими к реалиям возможности возникновения одномоментно различных динамических воздействий в данном конкретном месте.

Приведем некоторые значения, наиболее часто учитываемых при расчетах, нагрузок:

  • Вес сборных железобетонных плит заводского изготовления (h=220 мм) 310 ~ 350кг/м2;
    Объемный вес бетона М200 — 2450 кг/м3;
  • Полезная нагрузка на перекрытие с учетом различных коэффициентов:
    жилые помещения ~200 кг/м2
    офисные помещения ~ 250 кг/м2
  • Вес покрытия пола из керамической плитки с цементно-песчаной стяжкой толщиной 25-30мм ~ 100 кг/м2
  • Снеговые, дождевые, сейсмические и прочие нагрузки от природных факторов нужно принимать по СНиП 23-01-99*(«Строительная климатология») с учетом климатического района строительства.

Таким образом, выполнить расчет железобетонной балки вручную вполне возможно, но, на наш взгляд, гораздо рациональнее будет потрачено время, если воспользоваться какой-либо программой для расчета.

Прогоны железобетонные

e61746dd5cc770cfcfc88d148a852641.jpg

Прогоны представляют собой вспомогательные балки с сечением Т-образной формы. ЖБ прогоны используются в обустройстве кровли, выполняя функцию вспомогательных опорных элементов в том случае, если в монтаже кровельного покрытия применяются легкие конструкции. Чаще всего железобетонные прогоны находят применение в строительстве производственных и складских объектов. Максимальное расстояние установки портальных рам составляет 12–16 м.

ЖБ прогоны изготавливают из преднапряженного бетона. Предел огнестойкости изделий составляет 60 120 мин. Стандартное поперечное сечение указано на рисунке выше.

Разновидности балок покрытия

Изготовление изделий в нашей компании осуществляется согласно предоставленным заказчиком чертежам либо по индивидуально разработанному проекту специалистов.

Виды балок по назначению

3375e0d1c639147950c93dd77f9d883d.pngФундаментные (рандбалки)

8d8373965d272fde848ff313fe8bc340.pngСтропильные балки

93ae698567618f0d9ef030cd8b4dc0a3.pngПодкрановые балки

Виды балок по типу конструкций

99366c7d320ba854390405c8300cb386.pngБалки с горизонтальными поясами

7bd11937990f134d499cf636dd2a5fd3.pngДвускатные решетчатые и обычные

f928e905efb2bba22bfdb205676770b0.pngОдноскатные балки

Виды балок по типу сечения

9db92285e54379378e8ab7e7ca8d7982.pngБалки прямоугольного сечения

b806830e532b3fd83c11655efba7c220.pngБалки с консольными выступами (Т- и L-образные)

65f4ea8071f4917a64cccb72731645d6.pngБалки однотавровые

Купить ЖБ балки в «Парастэк Бетон» можно следующих видов:

  • с прямоугольным сечением – применяются для обустройства кровель и создания перекрытий, обеспечивают прочность и жесткость конструкций;
  • с сечением Г-образной формы – обладают уменьшенной конструктивной высотой, подходят для использования в качестве балок перекрытия, изготавливаются из преднапряженного или обычного армированного бетона;
  • Sl-балки (двускатные балки с трапециевидным сечением) – подходят для создания кровли и использования при строительстве сооружения с большим шагом между колоннами. Отличаются высокой огнестойкостью;
  • двутавровые балки бетонные и железобетонные – применяются для создания плоских и скатных кровель, а также при строительстве перекрытий с большими нагрузками или пролетами;
  • стропильные – специально предназначены для обустройства кровли, создания стропильной системы и упрочнения конструкции;
  • фундаментные – для создания фундамента сооружений, являются опорой для стен здания;
  • подкрановые – особый вид ЖБИ балок, который используется в качестве опоры для крановой техники, весом до 30 тонн.

Завод компании «Парастэк Бетон» работает на протяжении 20 лет и стал местом закупки многих строительных компаний. Продукция производится в строгом соответствии с технологией, благодаря чему удается добиться максимальной долговечности и высокого, европейского качества.

Расчет железобетонной балки сборно-монолитного перекрытия

5c154ff98f4f7ff8e5b5e76f8ee184c9.jpg

Для ориентировочного расчета балки сборно-монолитного перекрытия удобно использовать программу-калькулятор. Файл Excel с программой-калькулятором можно скачать, если перейти по этой ссылке и выбрать в меню «Файл» — «Загрузить». К сожалению, найти фамилию автора программы мне не удалось.

Расчет начинают с определения величины желаемой полезной нагрузки. Для расчета сборно-монолитного перекрытия полезная нагрузка складывается:

  1. Из нормативной эксплуатационной нагрузки перекрытия с коэффициентом запаса  (из СНиП). Например, для жилых помещений нормативная эксплуатационная нагрузка 150кг/м2, коэффициент запаса 1,3, получаем эксплуатационную нагрузку 150х1,3=195кг/м2.
  2. Из нагрузки от веса блоков, которыми заполняется межбалочное пространство. Например, блоки газобетонные плотностью 500 кг/м3 (D=500) толщиной 0,2м. создадут нагрузку 500х0,2=100кг/м2.
  3. Из нагрузки от веса армированной стяжки. Например, бетонная стяжка толщиной 0,05м. при плотности бетона 2100 кг/м3 создаст нагрузку 2100х0,05=105 кг/м2 (вес арматурной сетки включен в показатель плотности бетона).

Итого желаемая полезная нагрузка на балку составит 195+100+105=400кг/м2 Далее указываем длину перекрываемого пролета. Например, длина пролета 4,6 м.

Шаг балок — это расстояние между центрами балок, определяется размерами блока и принятой шириной балки. Например, длина блока 0,61 м., ширина балки 0,12 м., шаг балок 0,61+0,12=0,73 м.

Ширина перекрываемого пролета, стоимость бетона и арматуры указываются для того, чтобы калькулятор расчитал количество и стоимость материалов для перекрытия. На расчет параметров армирования эти показатели не влияют.

В разделе «Параметры балки» в первых двух строчках указываются рекомендуемые размеры балки

Принимая во внимание рекомендуемые размеры, выбираем размеры балки исходя из конструктивных соображений. Поскольку используются блоки толщиной 200 мм

и толщина стяжки 50 мм., то принимаем высоту балки 0,25м. Если стяжка будет заливаться бетоном не одновременно с балками, то высота балки должна приниматься без учета стяжки.

ca67035852c93c2bd8e40fa505e96385.jpg

Выбираем количество прутков арматуры из конструктивных соображений. Защитный слой бетона для арматуры должен быть не менее 20мм., а расстояние между прутками должно превышать размер фракции щебня в бетоне.

На заключительном этапе анализируем результаты расчета и пытамся оптимизировать расходы на устройство перекрытия.

Подбирая число прутков арматуры стараемся уменьшить  вес арматуры на балку. Увеличивая ширину балки пробуем избежать применения поперечной арматуры, при этом правда будет увеличиваться объем бетона на одну балку.

Для нашего примера окончательно выбираем два прутка арматуры в один ряд. Диаметр стержня арматуры 12 мм. Поперечная арматура не нужна. Верхняя арматура также не нужна, так как балка заливается бетоном на месте.

Эта программа-калькулятор позволяет рассчитать перекрытие с равномерно распределенной нагрузкой. Она не применима, если на перекрытие, кроме распределенной, также воздействует значительная сосредоточенная нагрузка от веса каменных перегородок, печей, каминов и пр.

Следующая статья:

Предыдущая статья:

посмотрите это веселое видео

Стропильные железобетонные балки

Эта группа объединяет несколько разновидностей железобетонных балок:

  • односкатные;
  • двускатные.

По конфигурации верхнего пояса они могут быть как ломаными, так и криволинейными. Данный вид широко применяется в кровельных работах, в частности, используется для сооружения надежных и крепких перекрытий, которые должны выдерживать высокие нагрузки. Например, помещения с крановым оборудованием. Это могут быть предприятия с промышленной специализацией, большие складские помещения, сельскохозяйственные комплексы, где подразумевается разгрузка/загрузка тяжелых предметов, а также другие виды подобных работ. Стропильные железобетонные балки оснащены специальными рельсовыми креплениями, которые используют для фиксации оборудования.

Пример расчета железобетонной перемычки, на действие равномерно распределенной нагрузки.

(вернуться к основному содержанию)

Ну и еще один пример для закрепления пройденного материала: нужно рассчитать перемычку пролетом 3 м для внутренней стены толщиной 40 см, на которую с двух сторон опираются стандартные пустотные плиты перекрытия из железобетона длиной 6 м, собственный вес плиты составляет 300-330 кг/м2. Итого суммарная расчетная нагрузка составит около 700 кг/м2, а расчетная нагрузка на погонный метр составит 700·6 = 4200 кг/м.п. Максимальный изгибающий момент для такой балки составит 4200·32/8 = 4725 кгм. Принимаем ширину перемычки 40 см, исходя из технологических соображений. Высоту перемычки первоначально принимаем 20 см, класс бетона и класс арматуры такие же, как и в предыдущем примере, тогда:

А0 = M/bh20Rпр = 4725/(0.4·0.182·1450000) = 0.251

По вспомогательной таблице 1 находим η = 0.853 и ξ = 0.293 (так как мы не изменяли класс бетона и арматуры то условие ξ ≤ ξR (6.1) соблюдено).

Тогда согласно формуле (6.5) требуемая площадь сечения арматуры:

Fa = M/ηh0Ra = 4725/(0.853·0.18·36000000) = 0.000854 м2 или 8.54 см2.

Для армирования перемычки можно использовать 4 стержня диаметром 18 мм. Площадь сечения арматуры составит 10.17 см2.

Коэффициент армирования нашей балки согласно формулам (6.8) и (6.9) составит:

μ% = 100·0.293·145/3600 = 1.18 %

Рекомендуемая СНиП 2.03.01-84(1996) толщина защитного слоя должна составлять не менее толщины стержня арматуры и не менее 15 мм при высоте балки до 250 мм. Это условие у нас не соблюдено, так как при а = 2 см защитный слой составит 11 мм. Чтобы соблюсти условие, необходимо поднять арматуру, из технологических соображений примем а = 3 см. Чтобы не производить полный перерасчет лучше просто увеличить высоту балки на 1 см. Таким образом высота балки составит 21 см.

Конечно, любую конструкцию не мешает проверить на прогиб, мало ли чего. И хотя железобетонные конструкции подчиняются тем же законам физики как и конструкции из любых других материалов, все же определение прогиба для железобетонной конструкции в связи с нелинейной моделью деформации бетона имеет свои особенности. Посмотреть, как можно приблизительно определить прогиб железобетонной балки можно здесь.

Как подобрать компоненты бетонной смеси, чтобы обеспечить требуемый класс бетона, рассказывается отдельно. Комментарии, не имеющие прямого отношения к расчету железобетонной балки, перемещены в отдельную статью.

Список использованной литературы:

1. СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции»

2. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84)

3. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»

4. Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций. Москва: Стройиздат. — 1979.

5. Александров А.В. Сопротивление материалов. Москва: Высшая школа. — 2003.

P.S. Я прекрасно понимаю, что человеку, впервые столкнувшемуся с расчетом строительных конструкций, разобраться в тонкостях и особенностях вышеизложенного материала бывает не просто, но тратить тысячи или даже десятки тысяч рублей на услуги проектной организации вы все равно не хотите. Что ж, я готов вам помочь. Больше подробностей смотрите в статье «».

А так, чисто из любви к искусству, расчеты за Вас я выполнить не смогу, у меня просто не хватит на это времени, только иногда могу подсказать возможную расчетную схему или в крайнем случае очень примерно (на глаз) возможное сечение арматуры. Почему? Объяснять долго, но это Ваши конструкции и Ваш расчет, а чтобы расчет был точным, нужно знать все условия: нагрузки, их значение, способ приложения, метод опирания и т.д. Так как Нострадамусом не являюсь, то по умолчанию знать всех Ваших условий не могу, да по большому счету и не хочу, повторяю, это Ваши конструкции и Ваш расчет.

Виды бетонных балок

dea8d3ac49869812680d216432b05abb.jpgПри 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.

Прямоугольные балки

БП – вид балки, наиболее часто применяемый в строительстве. Самыми популярными из них являются специальные модели, которые оснащены полкой, расположенной сверху или снизу. Основным элементом конструкции Т-образного сечения является именно такая балка. Перекрытия железобетонные (размеры могут достигать 24 м) собираются из пролетов, протяженность которых не должна превышать 12 метров. В строительном производстве такой вид считается самым крепким и мощным. Также есть БП с L-образным сечением, они предназначены для опоры фасадов.a59f0a3caebeaefa5401d41c42a60934.jpg

Стоит отметить, что железобетонное строительство — это одна из наиболее перспективных отраслей, которая отодвинула в сторону применение громоздких конструкций из цельного металла и архаичное дерево. Благодаря оптимальному соотношению стоимости и уровня качества, балка железобетонная справедливо может называться идеальным материалом для современной промышленности.

Балки железобетонные ЖБИ

Армирование железобетонных балок происходит с помощью стальных стержней периодического профиля.

Применение железобетонных балок

Железобетонные балки применяются в строительстве жилых домов (фундамент, крыша, перекрытия), прокладке путей для трамваев и ЖД путей, в строительстве опор электропередач и мостов и т.д.

Цены на балки ЖБИ

Балки Б-2 1480х300х200 0,22 1 060р.
Балки Б-3 1840х300х250 0,25 1 510р.
Балки Б-4 2160х300х300 0,49 1 990р.
Балки Б-5 2650х300х300 0,6 2 720р.
Балки Б-6 2780х600х300 1,2 6 010р.
Балки Б-8 4250х600х450 2,88 11 600р.

* Цены указаны с учетом НДС и доставки по Москве

Основные преимущества ЖБИ балок

  • огнестойкость;
  • долговечность;
  • повышенная прочность;
  • быстрый монтаж;
  • устойчивость к высоким температурам;
  • использования кранов небольшой грузоподъемности;
  • практичность.

Существует множество разновидностей ЖБИ балок, например, фундаментные балки, подкрановые, балки перекрытия, железобетонные балки крановых путей и другие. Форма и размеры балок различны и зависят от их предназначения.

Виды железобетонных балок

  • Балки перекрытия. Пользуются наибольшей популярностью за счет активного применения в строительстве жилого сектора. Высота железобетонных балок перекрытия может быть 400 мм и 600 мм, масса – примерно 300-350 кг. Особенностью балок перекрытия является наличие полки для плиты перекрытия, предназначенной для создания несущих конструкций здания. Если применяются сплошные плиты перекрытия, то швы между балкой и плитой заделываются цементно-песочным составом.
  • Сборные железобетонные балки. Их можно разделить на две основных группы: с преднапряженной арматурой и с армированием сталью. Выбор того или иного вида балок зависит от предполагаемой нагрузки и конструкции строения.
  • Подкрановые ЖБИ балки. Изготавливают из бетона классов В3-В50 и армируются сталью высокой прочности. В конструкции таких балок предусмотрены закладные детали для крепления к колоннам, рельсам и токопроводящим шинам.
  • и т.д.

Балки из тяжелого бетона рекомендуются к применению в условиях воздействия среднеагрессивной, слабоагрессивной, и неагрессивной газовой среды, балки из бетона на пористых заполнителях − в условиях воздействия неагрессивной и слабоагрессивной газовой среды.

Серия и маркировка

В законодательстве прописаны маркировки и серии для всех железобетонных балок, которые обязательно проставляются на продукте или в сопроводительной документации. Преимущественно в качестве каркаса используются профили прямоугольного типа, которые маркируются буквой P.

Однополочные разновидности имеют индекс PO.
Если заказывались двухполочные балки — маркировка должна иметь вид РД.
Если в конструкции балок отсутствуют полки, об этом свидетельствует идентификатор РБ.
Если назначение железобетонного элемента сводится к строительству балкона, элемент определяется к классу РКП.

Дополнительно на конструкции указываются особенности элемента, устойчивость к негативным влияниям влаги, ультрафиолета и сейсмическим колебаниям.

Достоинства и недостатки балок из железобетона

Как и любая конструкция, ж/б балка имеет и достоинства, и отрицательные стороны.

Преимущества:

  1. Высокая механическая, химическая, биологическая и физическая прочность;
  2. Ж/б балки не горят;
  3. Устойчивость к изгибающим, сжимающим, растягивающим и вибрационным усилиям;
  4. Правильно изготовленная балка во влажной среде со временем только увеличивает предел прочности.

Недостатки:

  1. Большая масса, создающая нагрузку на стены и заставляющая применять при монтаже подъемную технику;
  2. Недостаточно высокая, по сравнению с древесиной, теплопроводность;
  3. Себестоимость ж/ изделий выше, чем у деревянных балок и перекрытий.

Схема разрушения железобетонной балки

Оставьте ответ

Введите свой комментарий
Введите имя