Железобетонные балки — разновидности, классификация
Одним из наиболее часто используемых типов ЖБИ в жилищном и промышленном строительстве являются железобетонные балки, правила производства и требования к эксплуатации которых приведены в нормативных документах ГОСТ №20372090, №24893.1-81 и №20372-90.
Балка из железобетона
В данной статье рассмотрено назначение, устройство, типоразмеры и технические характеристики изделий, а также приведен расчет железобетонной балки по длине, классу бетона и сечению арматуры.
1 Типы железобетонных балок
Железобетонные балки, согласно положениям ГОСТ, классифицируются на 16 разновидностей. Разделение изделий на типы выполняется по следующим факторам:
- сечению — прямоугольные, одно и двутавровые, Т-образные, L-образные;
- форме — односкатные, двускатные, решетчатые, с горизонтальными поясами жесткости;
- функциональному назначению — фундаментные, обвязочные, стропильные, подкрановые балки.
Наиболее распространенные типы балок имеют маркировку БП — подстропильные, БСО — односкатные, БСД — двухскатные, БСП — стропильные (с параллельными поясами жесткости). Основным фактором классификации изделий является их функциональное назначение, рассмотрим представленные разновидности подробнее.
к меню ↑1.1 Фундаментные
Бетонные балки фундаментного типа служат для монтажа наружных и внутренних стен зданий, они устанавливаются на специальные бетонных подпорках, зафиксированных на поверхности фундамента. Размеры фундаментных изделий установлены в соответствии с наиболее распространенными в строительстве толщинами стен, они могут быть:
- высота — 450 и 600 мм (для установки на подпорки шагом 6 и 12 м соответственно);
- ширина — 260, 300, 400 и 520 мм.
Фундаментные балки
В зависимости от типа сечения фундаментные балки могут быть прямоугольными, трапециевидными и тавровыми. В строительстве наиболее распространены изделия таврового типа, так как их форма обеспечивает экономию бетона и арматуры при производстве.
к меню ↑1.2 Обвязочные
Обвязочные конструкции служат для монтажа стен в точках перепада высота либо используются как перемычки в местах монтажа оконных проемов. Все обвязочные изделия производятся в разрезной конфигурации. Размеры балок определены стандартом ГОСТ №24393.
Чаще всего такие бетонные балки используются при строительстве домов из кирпича либо малогабаритных стеновых блоков. Их габариты и сечение определяется исходя из толщины стен здания и нагрузки, которая будет передаваться на балки в процессе эксплуатации.
Применение обвязочных балок
Так, для кирпичных стен используются конструкции шириной 380 и 250 мм, под блоки шириной 188 мм — балки шириной 200 мм. Высота изделий любой ширины стандартна и составляет 600 мм, длина — 6 м. В обвязочных конструкциях предусмотрены закладные элементы, которые привариваются к закладными деталями колонн фундамента и стен дома.
к меню ↑1.3 Подкрановые
Бетонные балки подкранового типа используются в качестве опор для рельсовых путей, по которым перемещаются строительные краны. Также они могут использоваться в жилищном и промышленном строительстве как элементы каркаса зданий, обеспечивающие повышенную жесткость всей конструкции, однако такое применение распространено слабо.
Подкрановые балки классифицируются на два типа — крайние и средние, разделение зависит от положения конструкций вдоль рельсового пути. Также выполняется классификация по типу сечения на двутавровые и таврово-трапециевидные. Чаще всего используются двутавровые конструкции, которые могут применятся для кранов монтажа кранов грузоподъемностью до 30 тонн.
Подкрановые балки
Внутри конструкции балок имеются полости в виде стальных трубок, по которым пропускаются троллейные провода. Устанавливаются подкрановые изделия на специальные колонны, шаг которых может составлять 6 и 12 м. Фиксация на колоннах осуществляется за счет приварки закладных элементов. На поверхности балки укладывается эластичная прокладка толщиной до 1 см, на которой монтируется рельса (крепится специальными лапками-прижимами).
к меню ↑1.4 Стропильные
Бетонные стропильные балки предназначены для монтажа покрытия (кровли) в промышленных и жилищных сооружениях. Они могут применятся в покрытиях с пролетом 6, 9, 12 и 18 м включительно. В зависимости от сечения стропильные конструкции бывают двухскатные (с параллельным верхним и нижним поясом), двухскатные трапециевидного типа, двухскатные решетчатые и односкатные с верхним ломанным либо криволинейным поясом.
Стропильные балки решетчатого типа
Использование односкатных балок допустимо лишь в зданиях с шагом опорных колонн не более 6-метров и наружным водоотводом. Двухскатные конструкции можно использовать при пролетах 12, 9 и 6 м, при наружном и внутреннем водоотводе. Для шага колонн 6 м используются стропильные балки с пролетом 12, 9 и 6 м, для шага 6 и 12 м — балки на 18 м. Если на объекте имеется подвесная крановая техника, то любые балки желательно монтировать с шагом 6 м. Стропильные балки монтируются на опорные колонны и соединяются с ними посредством анкерных болтов.
Перекрытие по железобетонным балкам предпочтительно использовать при строительстве многоэтажных зданий большой площади, поскольку они дают возможность перекрывать большие пролеты. В малоэтажном строительстве рациональнее применять стропила из дерева, так как их монтаж не требует привлечения крановой техники.
к меню ↑1.5 Монтаж и демонтаж подкрановых балок (видео)
к меню ↑1.6 Особенности расчета железобетонных балок
Несмотря на широкий ассортимент ЖБИ заводов, перед строителем может возникнуть потребность самостоятельно изготовить железобетонную балку. Имея опалубку и бетономешалку сделать это не сложно, однако предварительно нужно выполнить точный расчет расчёт железобетонной балки.
Расчет начинается с определение геометрических размеров конструкции. В первую очередь высчитывается ее длина, для этого нужно знать длину пролет, который будет перекрываться балкой. Существует простое правило — длина перемычки должна быть больше ширины пролета на ширину ее опирания на стены. За ширину опирания принимается толщина стены. Тоесть для перекрытия пролета длиной 3 м с толщиной стен по 30 см необходима балка длиной 360 см.
Ширина конструкции принимается в соответствии с толщиной стен но не мене 10 см. Для упрощения последующих расчетов лучше брать ширину кратную 5-ти см. Высота определяется исходя из конструктивных соображений — 1 высота пеноблока, 2 высоты кирпича и т.д.
Типовое армирование железобетонных балок
Также необходимо определить способ опирания балки на стены. Тут возможные несколько вариантов — крепление на двух шарнирных опорах (подходит для конструкций шириной до 20 см, без закладных деталей, с соотношением длины к ширине до 15/1) либо консольное крепление (опоры находятся на расстоянии от краев балки).
На следующем этапе определяются действующие на балку нагрузки. С целью упрощения расчетов для междуэтажных и кровельных перекрытий можно использовать среднюю нагрузку в 400 кг/м2, в которую уже вложен достаточный запас надежности.
Осталось определить сечение арматуры, которой будет армироваться железобетонная конструкция. Для армирования лучше всего использовать стержни класса А3, которые имеют расчетное сопротивление растяжению в 3600 кг/см2. Тут необходимо высчитать коэффициент армирования, который укажет отношение площади сечения балки к площади сечения рабочей арматуры. Согласно положениям СНиП, для железобетонных балок минимальный коэффициент армирования составляет 3%
к меню ↑1.7 Технология монтажа
Железобетонные балки имеют большой вес, поэтому их монтаж требует привлечения крановой техники. Устанавливаются конструкции способом «на весу». Первоначально выполняется строповка с помощью подъемной лебедки крана, далее балка подвешивается к траверсе. Установка в проектную позицию осуществляется с применением лестниц и площадок, с которых монтажники регулируют положение конструкции. Согласно требованиям СНиП, отклонение от проектной позиции не должно превышать 5 мм по продольной оси. Перед началом монтажа на поверхность балок наносятся осевые риски, которые облегчают позиционирование конструкции.
Установка мостовых балок
Процесс монтажа состоит из следующих этапов:
- Разгрузка доставленных на объект ЖБИ, их осмотр на предмет наличия дефектов, складирование и закрепление на месте временного хранения.
- Подготовка изделий к монтажу, строповка.
- Подготовка колонн к монтажу балок, состоящая из устройства подмостей (стальных пластин), подвешивания лестниц, заготовки фиксирующих элементов.
- Перемещение ЖБИ посредством балковоза к крановой технике.
- Подъем балок и их установка на опоры, выверка положение и временное крепление с помощью подкосов.
- Окончательная фиксация с помощью сварки.
Монтажные работы с подъемом железобетонных изделий крановой техникой классифицируются по группе повышенной опасности. Их реализация должна выполнятся со строгим соблюдением требований по охране труда. Установку балок рекомендуется проводить в светлое время суток.
