Конструкции изгибаемых железобетонных

ЭЛЕМЕНТОВ

Балки

Железобетонные балки – конструкции, широко применяемые в промышленном, гражданском, строительстве в основном в качестве опорных конструкций для организации междуэтажных перекрытий, покрытий, опираний стеновых ограждений, технологических устройств и т.д.

Ж/бетонные балки могут быть спроектированы как однопролетные и многопролетные (разрезные и неразрезные), рис.5.1,по способу изготовления - сборные и монолитные.

 

Рисунок 5.1 Типы железобетонных балок

 

Формы поперечного сечения балок различны. Чаще других применяются: прямоугольная форма, тавровая с верхней полкой, тавровая с нижней полкой, двутавровая, реже – трапециевидная (рис.5.2а). Балки таврового сечения принимаются к расчету в составе монолитных перекрытий, где верхняя полка тавра является одновременно плитой перекрытия (рис.5.2б). Тавровое сечение с полкой в сжатой зоне является рациональным, т.к. в нем сведена к минимуму площадь сечения растянутого бетона. Существуют, однако, ограничения на ширину свесов полки b , вводимую в расчеты прочности сечений: b ≤1/6 пролета l, и при отсутствии поперечных ребер и толщине полки h < 0,1 h,

b ≤ 6 h , подробно см. 8.1.11[1]. Размеры поперечных сечений балок определены опытом проектирования исходя из условий обеспечения их прочности, жесткости, а также с учетом конструктивных требований к размещению в сечениях стальной арматуры. Высота балок h принимается равной 1/10-1/20 пролета l с размером, кратным 50мм. Ширина прямоугольных сечений b принимается в пределах (0,3-0,5) h, а именно

b =100,120,150,180,200,250 мм и далее кратно 50мм.

Продольная рабочая арматура в балках располагается вблизи крайних растянутых волокон сечений для восприятия растягивающих напряжений, вызванных изгибным наряженным состоянием. Поперечная рабочая арматура располагается в вертикальном направлении по высоте сечений и

 

Рисунок 5.2 Формы сечений железобетонных балок

 

предназначена для восприятия совместно с бетоном поперечных сил. Балки армируют преимущественно сварными каркасами, реже – вязанными. При ширине балки b =100-150мм устанавливается один каркас, при большей ширине – два и более (рис.5.3).

Площадь сечений продольной и поперечной арматуры определяется расчетом прочности соответственно нормальных и наклонных сечений балок. Учитываются так же конструктивные требования при назначении диаметров арматурных стержней. Для продольной арматуры принимаются диаметры 10-40мм, для поперечной -не менее 6мм для вязанных каркасов, и не менее диаметра из условия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры для сварных каркасов. Шаг поперечных стержней, где они требуются по расчету, следует принимать не более 0,5h и не более 300мм. На участках балок, где поперечная арматура по расчету не требуется, ее устанавливают реже,  исходя из конструктивных требований с шагом не более 0,75h  и не более 500мм. Защитный слой бетона назначается не менее 20-40мм в зависимости от условий эксплуатации конструкции.

Рисунок 5.3 Характер армирования ж/бетонных балок

 

Для балок применяют бетон тяжелый классов по прочности на сжатие В15, В20, В30, продольную рабочую арматуру классов А400, А500, поперечную- классов А240, А300. Большепролетные ж/бетонные балки изготавливают предварительно напряженными с повышенной трещиностойкостью и жесткостью. При это используют более прочные бетоны и арматурные стали.

 

Плиты

Плиты – железобетонные элементы, в которых один размер – толщина значительно меньше двух других – ширины и длины. Ж/ бетонные плиты находят применение,  в основном, для устройства междуэтажных перекрытий и покрытий в одно – и многоэтажных зданиях промышленного и гражданского назначения.

В конструктивном отношении плиты могут быть сплошными, пустотными, ребристыми (рис.5.4). По способу изготовления – сборными и монолитными. Фрагмент сечения монолитного перекрытия на рис. 5.2б.

 

Рисунок 5.4 Сплошные, пустотные и ребристые сборные ж/бетонные

плиты

 

Сплошные плиты армируют сварными сетками из стержневой арматуры периодического профиля. Для армирования пустотных и ребристых плит используют стержневую, проволочную и канатную арматуру. Соотношение основных размеров плит: длины (пролета) L и ширины b определяет характер работы плиты. Балочные плиты, опертые по двум коротким сторонам при L/b>2 работают в направлении пролета L. В этом же направлении в них расположена рабочая арматура. Плиты, опертые по контуру при L/b ≤ 2, работают в двух направлениях (характерно для сплошных плит), рабочая арматура в них расположена в двух направлениях.

Толщина сплошных плит 50-120мм. Пустотных – 220-335мм, ребристых -350-450мм, толщина полок плит 30-50мм. В сплошных плитах рабочая арматура должна быть расположена ближе к растянутой грани сечения. В пустотных и ребристых плитах рабочую арматуру располагают в нижних межпустотных и реберных участках сечений с сохранением требуемой толщины защитного слоя бетона. Для пустотных и ребристых плит характерно изготовление их с предварительным напряжением бетона и арматуры. При этом целесообразным является применение высокопрочных материалов: бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В40, В50, арматура проволочная класса Вр1400, Вр1500, стержневая класса А500, А600 и др.

Плиты из монолитного железобетона выполняются без предварительного напряжения материалов, т.к. эта технология применима только в заводских условиях. Размеры монолитных ж/бетонных плит в плане отличаются разнообразием и зависят от принятых архитектурно-планировочных решений в проектируемом здании. Толщина балочных монолитных плит 60-120мм, плит, опертых по контуру – 140-200мм. Применяемые материалы: бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В30, В40, арматура стержневая периодического профиля класса А400, А500.