Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Конструкции зданий

Железобетонные балки


Железобетонные балки

Балки выполняются в виде самостоятельных отдельных конструкций, а также входящих в состав перекрытий. Различаются балки двух типов — второстепенные и главные. Второстепенные балки служат непосредственными опорами плиты перекрытия и опираются в свою очередь на главные балки, опорами которых служат стены и колонны.

Балки выполняются в монолитном и сборном железобетоне и армируются как отдельными стержнями, так и сварными каркасами, причем последний способ является более индустриальным, поэтому в настоящее время повсеместно применяется.

Расположение стержней арматуры в поперечном сечении балок, а также величины защитных слоев арматуры принимаются в соответствии с указаниями СНиП II-В. 1-62.

Расстояния между соседними стержнями в ряду е, а также между первыми и последующими рядами арматуры ех назначаются с учетом наилучшего их обволакивания бетоном и принимаются не меньше диаметра стержней, но не менее 25 мм при их расположении внизу пролета и не менее 30 мм — при их расположении вверху, что делается для облегчения укладки бетона при бетонировании монолитной конструкции сверху.

Защитные слои для хомутов и поперечных стержней сварных каркасов принимаются не менее 15 мм; а для арматуры в зависимости от их диаметров при стержнях диаметром до 20 мм — не менее 20 мм; при диаметрах свыше 20 мм — не менее 25 мм; наконец, при диаметрах более 35 мм — не менее 30 мм. При наличии агрессивной среды (дыма, кислотных выделений и повышенной влажности) толщины защитных слоев увеличиваются на 10 мм.

Балки армируются отдельными стержнями в вязаных каркасах и сварными каркасами, которые менее трудоемки.

Монолитные балки, армированные отдельными стержнями (в вязаных каркасах)

Сечения балок, выполняемых в монолитном железобетоне, обычно бывают прямоугольными и тавровыми.

Рис. 1. Армирование балок отдельными стержнями
а — второстепенная балка; б — анкеровка прямых стержней; в — анкеровка отогнутой арматуры; г — четырехветвенные хомуты; д — двухветвенные открытые хомуты

Арматура из отдельных стержней применяется прямой и отогнутой, так как она из пролетов отгибается у опор наверх, располагаясь над последними.

Такое расположение арматуры вверху опор особенно рационально в неразрезных многопролетных балках, поскольку позволяет отгибаемой арматуре следовать за эпюрой изгибающих моментов, которая в пролетах имеет положительное, а на опорах отрицательное значение. Отогнутая арматура имеет наклонные участки обычно под углом в 45°.

Основным конструктивным мероприятием при армировании отдельными стержнями является обязательное расположение прямых стержней по бокам сечения, а отогнутых -— внутри него. Прямые стержни устанавливаются как по низу, так и по верху сечения, по его углам, так как они составляют основу контура пространственного вязаного каркаса. Нижними прямыми краевыми стержнями служит рабочая арматура балок, проходящая от опоры к опоре и стыкуемая на оси опоры с перепуском.

Верхние прямые стержни — обыкновенно составные, так как над опорами неразрезных балок имеется рабочая арматура, а в пролете — монтажные стержни.

В средних пролетах неразрезных балок при значительных полезных (временных) нагрузках вместо верхних монтажных стержней устанавливается рабочая арматура в количестве не менее двух боковых стержней, протягиваемых через опоры и включаемых в состав надопорной арматуры.

Рабочие отогнутые стержни балок располагаются в средней части сечения, т. е. внутри контура, образованного хомутами, угловыми (боковыми) и прямыми стержнями. Когда при конструировании оказывается недостаточно отогнутой арматуры, на опорах возможна постановка специальных отогнутых стержней, причем они обычно устанавливаются во втором ряду в количестве двух штук.

Рабочая арматура балок принимается диаметром не менее 10 мм, возможно применение стержней трех различных диаметров (включая монтажную арматуру) с разницей от 2 до 6 мм.

На крайних опорах для надежной анкеровки нижних рабочих стержней необходимо, чтобы гладкие стержни заходили за грань опоры на длину 15 d, заканчиваясь крюками, а у стержней периодического профиля, оставляемых без крюков, эта заделка должна составлять 15 d при марке бетона 150 и может быть уменьшена до 10 d при марке 200 и выше.

Отогнутые стержни арматуры закрепляются как в сжатой, так и в растянутой зонах, аканчиваясь прямыми участками, принимаемыми в растянутой зоне длиной 20, а в сжатой 10 d.

Надопорная арматура неразрезных балок по мере удаления от опор ввиду падения изгибающего момента обрывается или отгибается.

Поперечную арматуру балок составляют хомуты, которые ставятся обязательно независимо от их необходимости по расчету, поскольку они выполняют весьма существенные конструктивные и монтажные функции.

Хомуты соединяют между собой сжатую и растянутую зоны, обеспечивая их совместную работу; одновременно хомуты связывают между собой верхнюю и нижнюю арматуры, закрепляя ее при бетонировании.

Рис. 2. Дополнительные стержни, устанавливаемые в главных балках
1 — главная балка; 2 — второстепенная балка; 3 — монтажные или опорные стержни главной балки; 4 — дополнительные стержни, заводимые в плиту в количестве 8фб на 1 пог. м; 5 — дополнительные боковые продольные стержни; 6 — стяжки; 7 — рабочая арматура балки

Хомуты обычно выполняются из гладкой круглой арматуры диаметром 6 и 8 мм, а для высоких балок — 10 мм. Шаг хомутов при их установке по расчету не должен превышать половины высоты балок и быть не более 50 см. Когда хомуты не требуются по расчету, их шаг не должен превышать 3/4 высоты сечения и быть не более 50 см.

В балках прямоугольного сечения хомуты всегда делаются закрытыми на всем протяжении. В тавровых балках перекрытий иногда хомуты делают открытыми в средней части пролетов и закрытыми на опорах и там, где имеется сжатая рабочая арматура.

При ширине балок до 35 см хомуты делаются двухветвенными, а при большей ширине — четырехветвенными.

Арматура второстепенных балок пересекает тело главных балок, поэтому в последних в местах этих пересечений устанавливают с боков пересекающей балки парные хомуты.

В местах сопряжения с главными балками в плите возникают отрицательные изгибающие моменты; во избежание трещин необходимо конструктивно армировать примыкание плит, устанавливая специальную арматуру, которая укладывается поперек главных балок на их верхнюю арматуру (рис. 42.6). Эта специальная арматура ставится в количестве не менее 1/3 наибольшего сечения рабочей арматуры плиты в пролете и протягивается в обе стороны от боковых граней прогонов на х/4 пролета примыкающих плит.

При высоте балок 70 см и более необходима постановка особой продольной прямой арматуры диаметром 10—16 мм вдоль боковых граней через каждые 40—50 см по высоте; арматура связывается вязальной проволокой с хомутами, а между собой — специальными стяжками с шагом в 2—3 раза больше, чем шаг хомутов.

Монолитные балки, армированные сварными каркасами

Имеется два способа конструирования многопролетных неразрезных балок: первый — смешанный, с применением сварных каркасов совместно с надопорными сварными сетками и второй — одними сварными плоскими каркасами, связанными в пространственные каркасы.

Смешанный способ армирования состоит в том, что в пролетах балок устанавливаются сварные каркасы, а надопорной арматурой служат сварные сетки с поперечными рабочими стержнями.

Надопорные сварные сетки раскатываются поперек армируемых балок и укладываются поверх сварных каркасов в два слоя с различным перепуском каждой сетки в стороны смежных пролетов; одна из надопорных сеток заходит за опору на (0,25 ч – 0,30), а другая на (0,15 0,17) I, что соответствует эпюре опорных моментов при равномерной нагрузке.

Пролетные плоские сварные каркасы перед их установкой в короба опалубки связываются между собой поперечными коротышами, прихватываемыми сваркой. Внизу и вверху коротыши-связи, расположенные непосредственно у опор, ставятся в количестве 4—5 штук с шагом,соответствующим расстоянию поперечных стержней каркаса, а затем с шагом в 3—4 раза большим.

На средних опорах неразрезных балок, где поверх каркасов укладываются сварные сетки, эти коротыши-связи могут стоять с увеличенным шагом, как в пролетах.

На опорах пролетные каркасы смежных пролетов соединяются по низу стыковыми стержнями, диаметр которых должен быть не менее 0,5d1 (где dx — диаметр рабочих стержней каркасов); эти стыковые стержни должны быть диаметром не менее 10 мм, и их перепуск в пролеты за грани опор внахлестку с арматурой каркасов должен быть не менее 15 d *

Второй способ армирования приемлем как для второстепенных и главных балок перекрытий, так и для отдельных и самостоятельных балочных конструкций; здесь пролетные сварные каркасы с нижней рабочей арматурой доводятся до опор, а отдельные сварные каркасы на опорах заводятся в смежные пролеты в соответствии с эпюрой изгибающих моментов.

Рис. 3. Армирование второстепенных и главных балок плоскими сварными каркасами
а — боковой вид второстепенной балки; б — сечение по опорной арматуре сетки; в — корытообразная сетка, охватывающая пролетные каркасы при их подходе к опоре; г — армирование главной балки; 1 — конструктивная сетка над крайней главной балкой; 2 — надопорные сетки; 3 — рабочие стержни надопорной сетки; 4 — дополнительные стержни у колонны; 5 — дополнительные сетки

Опорные плоские сварные каркасы ‘с верхней рабочей арматурой устанавливаются внутри контура, ограниченного боковыми пролетными каркасами.

Для второстепенных балок перекрытий опорные сварные каркасы выполняются с прерванными нижними монтажными стержнями на ширину главных балок для возможности беспрепятственной их установки после монтажа главных балок.

Прерванные монтажные стержни таких седловидных каркасов заменяются стыковыми опорными стержнями.

Плоские каркасы связываются между собой в пространственные каркасы посредством приварки поперечных коротышей-связей; иногда опорные поперечные коротыши-связи заменяют корытообразными сварными сетками.

На крайних опорах сварные каркасы должны быть надежно заанкерены.

В перекрытиях при пересечении второстепенными балками главных в последних предусматривается установка специальных сеток.

Рис. 4. Анкеровка сварных каркасов на крайних опорах балок
а — при сварных каркасах с рабочей арматурой из гладких диаметров стержней; б — при сварных каркасах с рабочей арматурой из стержней периодического профиля; в — при сварных каркасах с рабочей арматурой из гладких диаметров стержней и стержней периодического профиля; е — при сварных каркасах с рабочей арматурой из гладких диаметров стержней с шайбами

В балках большой высоты (70 см и более) для увеличения жесткости сварные каркасы снабжают дополнительными продольными конструктивными стержнями диаметром не менее 10 мм, привариваемыми с шагом ^40сж по высоте. Эта конструктивная арматура удерживает каркасы в неизменном вертикальном положении и не позволяет им прижиматься к опалубке при бетонировании конструкции. Шаг установки поперечных соединительных коротышей в 2—3 раза превышает шаг поперечных стержней каркасов. Стыкование рабочей арматуры производится в тех случаях, когда ее длина менее требуемой длины по конструкции; стыкование производится двумя способами — посредством перепуска стержней внахлестку или с помощью электросварки.

Стыкование внахлестку рабочих стержней вязаных каркасов из горячекатаной стали периодического профиля класса A-II и круглой гладкой класса A-I в растянутой зоне производится с перепуском длиной 35 d1 при бетоне марки 150 и длиной 30 dx при марке 200 и выше. При расположении таких стыков в сжатой зоне указанные длины перепуска соответственно уменьшаются на 10 dt.

Рис. 5. Стыки стержней, выполняемые дуговой и контактной электросваркой
а — стык внахлестку с односторонним швом; б — стык внахлестку с двусторонним швом; в — стык с парными накладками из круглой стали при одностороннем шве; г — стык с парными накладками из круглой стали при двухстороннем шве; д — стык с накладкой из согнутой под углом 120° полосой при двухстороннем шве; е — стык с уголковой подкладкой и заваркой торцов, стержней; ж — стык с желобчатой подкладкой и заваркой торцов стержней; з — толщина и ширина сварных швов; и — стык при помощи съемной штампованной медной ванны с оплавлением торцов стержней; к — стык, выполняемый контактной электросваркой

Расположение сварных стыков в одном сечении допускается в размере 25% от полной площади сечения рабочей арматуры.

Сборные балки и ригели

Сборные железобетонные балки выполняются как однопролетными, так и многопролетными, неразрезными.

Наиболее часто применяемые сечения сборных балок и ригелей представлены на рис. 6.

Рис. 6. Сечения сборных железобетонных балок
а — прямоугольное; б — тавровое с полкой по низу; в — тавровое с полкой по верху; е — двухветвенное; д — полое; е — двутавровое узкополочное; ж — крестовое

Правила расположения стержней и каркасов для сборных балочных конструкций сохраняются такими же, как и для монолитных, причем, учитывая их индустриальное производство, разрешается при бетоне марки 200 и выше уменьшать нормальный защитный слой на 5 мм, ограничивая его, однако, минимум до 20 мм. Неразрезные сборные балки и ригели составляются обычно из отдельных элементов, сочленяемых на опорах в единую неразрезную конструкцию с помощью жестких стыков.





Похожие статьи:
Армокаменные конструкции балок, перемычек и перекрытий

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Конструкции зданий

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум