Конструктивні особливості балок

 

Балки бувають прямокутного, таврового, двотаврового, трапецуватого, коробчатого та інших перерізів (рис. 5.2, а).

Висота балок h залежить від їхньої конструкції та навантаження на них. З метою уніфікації висоту балок приймають кратною 50 мм, якщо вона не перевищує 600 мм, і 100 мм при більших розмірах. Ширину балок b приймають рівною 100, 120, 150, 180, 200, 220, 250 і далі кратною 50 мм.

Рис. 5.2. Форми поперечного перерізу залізобетонних балок та їх армування: а – можливі форми перерізу; б – перерізи з одиничною арматурою; в – переріз з подвійною арматурою; г – до визначення площі додаткової арматури; 1 – монтажна арматура; 2 – додаткова арматура

 

Поздовжня робоча арматура розміщується в розтягнутій зоні поперечного перерізу балки в один, два, рідше в три ряди і більше (рис. 5.2, б та г). Таке армування називають одиночним. В разі недостатньої міцності бетону в стиснутій зоні, а також коли в перерізі діють моменти двох знаків, робочу арматуру встановлюють і в стиснутій зоні (переріз з подвійною арматурою, рис. 5.2, в).

Захисний шар бетону приймають для робочої поздовжньої арматури не меншим від найбільшого діаметра стержня і не меншим як 15 мм при h £250 мм та 20 мм при h >250 мм.

Для поперечної і конструктивної арматури захисний шар бетону має бути не меншим від діаметра стержня і не менш, як 10 мм при h £250 мм та 15 мм при h >250 мм.

Відстань у просвіті між стержнями (рис. 5.2, в) по ширині перерізу балки приймають не меншою за 25 мм для нижньої арматури та 30 мм для верхньої.

Відстань у просвіті між стержнями по висоті перерізу має бути не меншою від величини діаметра стержня і не менш, як 25 мм для нижньої арматури та 35 мм для верхньої.

Площа перерізу поздовжньої робочої арматури в балках має бути не меншою як 0,05% площі перерізу бетону.

Балки армують зварними і в’язаними каркасами. У першому випадку окремі плоскі зварні каркаси об’єднують у просторовий каркас за допомогою горизонтальних стержнів, приварюваних через 1...1,5 м (рис. 5.3, а).

При ширині балки 150 мм і більше робочих стержнів у перерізі має бути не менш, як два, тобто повинно бути встановлено не менше, як два плоских каркаси.

Діаметр поперечних стержнів каркасів визначають розрахунком, але приймають не меншим від мінімального діаметра, встановленого з умов зварювання з поздовжньою арматурою

Крок поперечних стержнів також розраховують, проте у всіх випадках на приопорних ділянках його приймають не більш як 0,5 h і не більш, як 150 мм при h £450 мм, а при h >450 мм – не більш, як 1/3 h і не більш як 500 мм. Між приопорними ділянками хомути ставлять конструктивно з кроком не більш, як 3/4 h і не більш, як 500 мм. Довжину приопорних ділянок при рівномірно розподіленому навантаженні приймають рівною 1/4 прольоту, а при зосередженому – відстані від опори до найближчого вантажу, але не менш від 1/4 прольоту.

У балках та ребрах заввишки 150 мм і менше, а також у багатопорожнинних панелях заввишки до 300 мм поперечної арматури можна не ставити, якщо її не вимагає розрахунок. У решті випадків поперечна арматура обов’язкова.

.

Рис. 5.3. Армування залізобетонних балок: а – армування однопрольотних балок, що вільно лежать, зварними каркасами; б – закриті двозрізні хомути; в – те саме, відкриті чотиризрізні; г – армування нерозрізної багатопролітної балки зварними каркасами і сітками; 1...3 – поздовжня робоча арматура; 5 – поперечні стержні; 6 – хомути; 7 – сполучні стержні

 

У разі армування в’язаними каркасами (рис. 5.3, б) частину поздовжньої арматури відгинають на опору, щоб збільшити міцність нахилених перерізів.

Нахилені стержні ставлять під кутом 45⁰ до поздовжньої осі балки. У високих балках (h >800 мм) кут нахилу збільшується до 60⁰, а в низьких балках і під дією значних зосереджених сил зменшується до 30⁰. Застосування відігнутої арматури дає можливість значно зменшити кількість поперечної арматури.

Окремі стержні об’єднують в каркас за допомогою хомутів. Хомути бувають закриті (рис. 5.3, б) та відкриті (рис. 5.3, в). При b >350 мм хомути роблять чотиризрізними (чотиривітковими) (рис. 5.3, в), а при меншій ширині – двозрізними (рис. 5.3, б).

Діаметр хомутів у балках заввишки до 800 мм має бути не меншим як 6 мм, а при h > 800 мм – не меншим як 8 мм. Виготовляють хомути із сталей класів А-І та Вр-І. Значно рідше застосовують сталь класу А-ІІІ. У балках прямокутного перерізу застосовують закриті хомути, а при тавровому перерізі з полицею в стиснутій зоні – відкриті. Відстань між хомутами і довжину приопорних ділянок встановлюють так само, як і у випадку армування балок зварними каркасами.

При висоті балок понад 700 мм біля бічних граней ставлять поздовжні конструктивні стержні з відстанню між ними по висоті не більш як 400 мм. Площу перерізу цих стержнів приймають не менш як 0,1% площі перерізу бетону з розмірами, що дорівнює по висоті елемента – відстані між цими стержнями; по ширині елемента – половині ширини ребра елемента, але не більш як 200 мм (рис. 5.2, г).

На рис. 5,3, г показано армування нерозрізної другорядної балки монолітного перекриття. Поздовжню арматуру встановлюють відповідно до епюри згинальних моментів у прольотах – внизу, а на опорах – угорі.