Обычно железобетонные балки устанавливают краном, поднимая их за предусмотренные при отливке монтажные петли, крепящиеся к стропам с двух сторон (с каждой по 2 крепежа). Размер строп зависит от длины самой балки.

Монтаж двутавровой балки осуществляется с транспортного средства: балка поднимается благодаря траверсным крюкам, поддерживается оттяжками (чтобы не ударить о колонну тяжелой конструкцией), при необходимости выравнивается домкратом.

Железобетонные подкрановые балки монтируются на подготовленные специальные прокладки, крепятся болтами. Потом выполняется геодезическая выверка и конструкцию фиксируют окончательно.

При условии правильного выбора на основе верных расчетов и качественного монтажа железобетонные балки способны обеспечить необходимые прочностные характеристики конструкции, гарантируя ей долговечность и надежность.

Балки перекрытия железобетонные

В современных условиях набрало широкое применение использование железобетонных балок при строительстве различных промышленных, торговых, жилищных и других зданий.

Это придает конструкциям повышенную надежность и устойчивость при воздействии различных нагрузок, увеличивает их пожароустойчивость, повышает экономичность и быстроту строительства.

Виды бетонных балок

При строительстве любых сооружений и зданий основным из требований к конструкции является надежность, должное сопротивление деформированию во время воздействия различных нагрузок.

Для достижения этого применяются различные железобетонные конструкции – 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.

Изготовление

Для 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.

Часто 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 тут.

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

Конструктивно 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 расчете железобетоных балок 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.

Типы и размеры

Для повышения эффективности производства заводы ЖБК изготавливают серии однотипных элементов для строительства. В этом случае совершенствуется технологический процесс, улучшается качество изделий, снижается цена бетонных балок перекрытия.

Типизация изделий (не только балок, но и железобетонных лестниц и опор) позволяет выбрать наиболее рациональный тип конструкции с максимально лучшими техническими характеристиками. Для более широкого применения типовых железобетонных изделий при строительстве различных зданий высота этажей и расстояние между колоннами унифицируется.

Все эти условия и определяют ассортимент выпускаемых заводами ЖБК балок. Типы, размеры, предназначение применения и условия использования стандартизируется ГОСТом.

Также ГОСТом определяются требования к условиям изготовления балок и применяемых для этого материалов.

Стандартная длинна типовых сборных железобетонных балок перекрытия – 6м, 9м, 12м, 18м, 24м. Ширина в зависимости от типа сечения колеблется от 200мм до 1200мм.

С ростом протяженности линий электропередач увеличивалась нагрузка на опоры, что привело к необходимости перейти на более прочные основания. Так появились железобетонные опоры линий электропередач.

Основное предназначение сборных железобетонных балок заключается в перераспределении нагрузки на несущие стены и главные конструкции сооружений от ребристых плит перекрытий. О железобетонных балках читайте в этой статье.

По типу торцевого сечения подразделяются:

• прямоугольного сечения – используются при небольших длинах пролётов;
• L-образного сечения – используются в качестве фасадных(крайних) балок;
• Т-образного сечения (тавровые) – используются для перекрытий со средней длинной пролётов;
• двутаврового сечения – используются для перекрытий с большой длинной пролётов;
• прогоны (V-типа,VT-типа и прямоугольного сечения) – используются как второстепенные;
• двускатные двутаврового сечения – используются как балки для кровли при больших пролётах.

Расчёт

Главная 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.

Железобетонные балки перекрытия: характеристики, размеры, маркировка

Современное строительство предполагает использование высококачественных материалов, однако не менее востребованы конструкции, позволяющие сократить его сроки. Балки являются бетонными изделиями, армированными стальным каркасом для повышения прочности на изгиб. Они изготавливаются на заводе и перевозятся на площадку, после чего проводится быстрый монтаж за счет специальных крепежей.

Оглавление:

1. Классификация
2. Габариты и маркировка
3. Преимущества использования ЖБИ
4. Сфера применения

Виды и описание

Железобетонные элементы подбираются на основе таких параметров, как тип сооружения, шаг колонн и ширина пролета, и имеют несколько различных форм:

• обычные прямоугольные;
• тавровые;
• двутавровые;
• трапециевидные;
• полые.

Наиболее популярными являются прямоугольные и тавровые балки. Такие формы позволяют равномерно распределять нагрузку на железобетонные перекрытия, сохраняя его жесткость. Если полы будут иметь большие размеры, то расчет следует проводить с учетом дополнительных опор.

При установке конструкций таврового сечения рекомендуется устраивать плоскую или скатную кровлю. Также их разделяют на односкатные, двускатные и типы с параллельными поясами, обеспечивающие практичность, надежность и долговечность здания. Наиболее качественными изделиями считаются двутавровые, которые можно купить в магазине или заказать непосредственно у производителя.

По функциональному назначению различаются следующие балки:

1. Фундаментные. Они производятся из тяжелого бетона специальных марок, которые обладают отличными техническими показателями. Они широко используются в строительстве крупных промышленных сооружений. Наиболее практично применять в зонах высокой сейсмичности и подземной нестабильности, так как опоры способны воспринимать серьезные динамические нагрузки. При установке обеспечивается хорошая гидроизоляция, что исключает касание плит с грунтовым слоем.
2. Прямоугольные БП. Считается наиболее популярным видом в строительной сфере. Эффективной формой считается вариант с верхней и нижней полкой, входящей в конструкцию Т-образной формы. Железобетонные перекрытия длиной до 24 м укладываются на пролеты протяженностью не более 12 м, тогда организовывается мощная и жесткая система. Также существуют Г-образные сечения для фасадов.
3. Стропильные. В эту группу входят одно- и двускатные типы, у которых верхний пояс может иметь криволинейную или ломаную поверхность. Зачастую используются для кровельных работ, где перекрытия будут воспринимать достаточно высокие усилия. К таким сооружениям можно отнести промышленные здания, большие склады, сельскохозяйственные постройки с погрузкой/разгрузкой тяжелой техники или оборудования. Также железобетонные элементы оснащаются рельсами для кран-балок или мостовых кранов.

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.

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.

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.

Балки железобетонные предварительно напряженные пролетом 12 м для покрытий зданий с плоской и скатной кровлей

Серия 1.462.1-1/89 разработана ГПИ Промстройпроект с участием НИИЖБ. Применяются в покрытиях отапливаемых одноэтажных зданий с пролетами 12 м, с плоской (БСП) и скатной кровлей (БСО) и желе- зобетонными плитами длиной 6 м, с неагрессивной, слабо и среднеагрессивной степенью воздействия газообразной среды, без подвесного и с подвесным подъемно-траспортным оборудованием грузо- подъемностью до 5 т, в несейсмических и сейсмических районах.

устройство, классификация, размеры и изготовление

Дата: 24 апреля 2017

Просмотров: 4360

Коментариев: 0

В строительной отрасли используются различные изделия, выпускаемые специализированными предприятиями. При возведении жилых и производственных зданий, различных строительных конструкций применяются железобетонные балки, воспринимающие значительные усилия, связанные с изгибом. Они позволяют компенсировать повышенное значение изгибающих моментов, обеспечивая пропорциональное распределение усилий, надежность и долговечность возводимой конструкции.

Балка, изготовленная из армированного стальными прутками бетона, востребована при формировании фундаментов, расположенных под капитальными и внутренними стенами, установке перемычек перекрытий, прокладке путей сообщения для железнодорожного транспорта, трамваев.

Конструктивные особенности, а также размеры ЖБ балок регламентированы стандартом. Все разновидности железобетонных изделий балочного типа изготавливаются из тяжёлого бетонного раствора, усиленного арматурным каркасом. Повышенная устойчивость изделий, позволяющая компенсировать поперечные усилия и изгибающие моменты, обеспечивается предварительно напряженной арматурой, находящиеся в бетонном составе марки М300–М500.

В строительной сфере железобетонное балочное изделие используются повсеместно

Остановимся подробно на устройстве, характеристиках, разновидностях, области использования изделий, их положительных сторонах, недостатках, рассмотрим также, как сделать железобетонные балки своими силами.

Устройство

Как устроена балка? Конструкция изделия предельно проста, включает следующие составные элементы:

• арматурный каркас, обеспечивающий прочностные характеристики, жесткость изделия;
• бетонный массив, формы и размеры которого соответствуют требованиям стандартов, документации предприятия-изготовителя ЖБИ;
• строповочные элементы, позволяющие осуществлять транспортировку массивной продукции.

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.

Достоинства

Железобетонные балки имеют высокие эксплуатационные характеристики и отличаются:

• повышенной прочностью;
• устойчивостью к воздействию открытого огня, повышенной температуры;
• стойкостью к вибрационным нагрузкам, изгибающим моментам;
• невосприимчивостью к воздействию коррозионных процессов и повышенной влажности;
• возможностью ускоренного монтажа;
• практичностью.

Недостатки

Наряду с комплексом положительных качеств, изделия имеют и некоторые недостатки:

1. Увеличенную массу, требующую для установки и погрузочно-разгрузочных работ применения специальной грузоподъемной техники.
2. Повышенную по сравнению с древесиной теплопроводность.
3. Высокие затраты, связанные с приобретением продукции, изготовленной на предприятиях жби.

Для сооружения железобетонных опор требуется спецтехника, несмотря на простоту монтажа

Классификация

Железобетонные балки классифицируются по следующим признакам:

• форме поперечного сечения;
• конструктивным особенностям;
• функциональному назначению;
• геометрическим размерам.

Применяется продукция следующего сечения:

1. Прямоугольного.
2. Однотаврового.
3. Двутаврового.
4. Т-образного профиля.
5. L-образной конфигурации.
6. С выступом консольного типа.

Сборные балки железобетонные, изготавливаемые в заводских условиях. Отличаются наличием таврового или прямоугольного сечения

В зависимости от особенностей конструкции, железобетонные балки различают по типам:

• односкатного вида;
• двускатной формы;
• с горизонтально расположенными поясами.

Изделия отличаются функциональным назначением:

1. Фундаментная продукция, произведенная из тяжёлых марок бетона, используется при строительстве зданий в сейсмически опасных зонах.
2. Бетонные балки перекрытия применяются для установки кровли.
3. Стропильные изделия используются для формирования пролетов, изготовления подкрановых путей промышленных предприятий.

Размеры железобетонных изделий зависят от конструктивных особенностей, области применения, воспринимаемых нагрузок. Длина составляет от 4 до 24 м, ширина от 0,24 м до 1,2 м.

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.

Подводим итоги

Железобетонные балки, применяемые в строительной отрасли, обеспечивают устойчивость возводимых строительных конструкций и длительный срок эксплуатации, благодаря высоким прочностным характеристикам и способности воспринимать значительные изгибающие моменты. Применение изделий обеспечивает сокращение сроков строительства.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках — 12 лет, из них 8 лет — за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Железобетонные балки перекрытия: размеры, ГОСТы, изготовление

При устройстве перекрытий частного дома кроме деревянных могут использоваться и балки из железобетона, как готовые, так и изготовленные своими руками. Поэтому, в данной статье мы рассмотрим какими могут быть такие готовые железобетонные балки перекрытия, их размеры, ГОСТы, а также как, при желании, изготовить их самостоятельно.

Преимущества и недостатки железобетонных балок

Для того чтобы определить целесообразность использования ж/б балок для устройства перекрытий при строительстве частного дома рассмотрим их плюсы и минусы.

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.

Размеры железобетонных балок перекрытия для частного дома

Независимо от того, будете вы использовать готовые железобетонные балки или изготавливать сами необходимо определиться с их размерами. При этом можно ориентироваться на следующие показатели:

1. Длина (L) их должна быть такой, чтобы их края (опорные части) заходили на несущие стены не менее чем по 20 см, то есть они должна быть длиннее перекрываемого пролета, не менее чем на 0,4 м;
2. Высота (H) должна составлять, как минимум 1/20 (5%) от длины;
3. Рекомендуемая ширина (B) должна соотноситься с высотой, как 5:7.

Так, например, для пролета 6 м потребуются железобетонные балки перекрытия следующих размеров: длиной 6,4 м, высотой – 0,30 м и шириной – 0,214 м.

Если вы будете использовать готовые балки изготовленные в промышленных условиях (на ЖБК или других предприятиях), то достаточно знать требуемую длину и назначение перекрытия (цокольное, междуэтажное, чердачное).

Как правило на предприятиях, которые занимаются изготовлением таких балок существует определенный их ассортимент из которого и придется выбирать. Изготовляются они в соответствии с ГОСТ 24893.1-81, 24893.2-81 и 20372-90.

Готовые железобетонные балки перекрытия могут быть разных видов, сечения и назначения.

По форме и виду сечения они могут быть:

• Прямоугольными;
• Трапециевидными;
• Двутавровыми;
• Т- или L- образными;
• полнотелыми или полыми.

Кроме того, для железобетонного часторебристого перекрытия изготавливаются специальные балки, имеющие прямоугольное железобетонное основание и разделительное ребро жесткости из арматуры.

От рассмотренных выше, они отличаются не только формой, но и относительно небольшим весом.

Их можно монтировать даже без грузоподъемных механизмов, вручную. После монтажа, пространство между такими балками заполняется специальными пустотелыми бетонными или газобетонными блоками (см. видео-ролик).

При выборе необходимо помнить, что для междуэтажных перекрытий необходимы изделия выдерживающие нагрузку не менее 205 кг/м² с жесткостью минимум 1/250, а для чердачных – не менее 105 кг/м² с жесткостью 1/200.

Изготовление своими руками

В некоторых случаях возникает необходимость или желание изготовить такие железобетонные балки своими руками. Для того, чтобы сделать этого, необходимо изготовить для них опалубку. Проще всего это сделать из деревянных досок , толщиной 25-40 мм или фанеры (10-20 мм).

Форма и внутренние размеры опалубки должны соответствовать форме и размерам будущей балки, рассчитанные в соответствии с рекомендациями, приведенными выше. Изнутри опалубка покрывается полиэтиленовой пленкой или другим гидроизолирующим материалом.

Кроме этого, при самостоятельном изготовлении необходимо соблюдать следующие правила:

• Необходимо выполнить армирование с помощью минимум 4-х стержней арматуры диаметром 12-16 мм ;
• Лучше всего если армирование будет выполнено целыми кусками арматуры. Но если все таки возникла необходимость сопряжения, то необходимо делать нахлестку не менее 80 см с последующим соединением вязальной проволокой;
• Арматура должна быть установлена так, чтобы обеспечить ее полное покрытие бетоном, слоем не менее 5 см — для защиты от коррозии. Для этого можно использовать специальные пластиковые или самодельные подставки;
• Бетон для заливки должен быть качественным, не ниже марки 300;
• Объем бетона должен быть рассчитан так, чтобы его заливка происходила в один прием, без перерывов;
• После заливки бетона конструкцию необходимо накрыть гидроизоляционным материалом;
• В жаркую и сухую погоду бетон необходимо периодически (раз в сутки) поливать водой;
• Бетон должен «дозревать» в течении двух недель.

Изготовленные таким способом железобетонные балки можно использовать и для перекрытия оконных или дверных проемов, особенно в случае их больших или нестандартных размеров.

Армирование железобетонных балок перекрытия. Видео:

Кровельная балка — обзор

5.1.2.2 Модель скальной балки кровли

При продвижении рабочего забоя трещины образовались на обоих концах основной кровельной балки, когда балка достигла предельного пролета, как показано на рис. 5.2A . До первоначального утяжеления основной крыши прогиб крыши недостаточен для образования вертикального разрыва в середине пролета балки крыши, слой крыши можно рассматривать как сплошной, разрушение крыши связано с энергия деформации, учитывая начальную энергию деформации и прогиба крыши, балка крыши считается упругой, если не учитывать локальную пластическую деформацию в мелком масштабе (Yang, 2010; Pan et al., 2012; Wang et al., 2015c).

Поскольку в трещинах практически отсутствует сопротивление растяжению, треснувшая крыша по единице ширины может рассматриваться как балка без натяжения. Как показано на рис. 5.2C, модель балки Эйлера создается с учетом ее граничного условия для моделирования скальной балки с трещинами в кровле. Вес вышележащих слоев и собственный вес упрощены как равномерная нагрузка p . Для скальной балки кровли горизонтальная тяга составляет T , пролет L , а ее прогиб ω можно выразить следующим образом:

(5.1) ω = usinπxL

, где x — длина арки между началом O и произвольной точкой A , м; ω — точечный прогиб x , м; и и средняя точка прогиба, м.

В общем, разрушение горных пород — это явление нестабильности, вызванное энергией (Jiang et al., 2016a). Таким образом, состояние нестабильности скальной балки крыши можно проанализировать, исследуя изменения общей потенциальной энергии в системе крыши.

Полная потенциальная энергия U складывается из энергии деформации конструкции U ₁ и потенциальной энергии внешней нагрузки (работа, выполняемая вертикальной нагрузкой p и горизонтальной осью T ).Из-за изгиба балки энергия деформации U ₁ накапливается следующим образом.

(5.2) U1 = EI2∫0Lk2dx

где I — момент инерции поперечного сечения балки, м ⁴ ; E — модуль упругости, ГПа; k — кривизна в произвольной точке A балки.

Работы выполняли q и T , то есть

(5,3) Wq = ∫0LpusinπxLdx

(5.4) WT = L − ∫0Ldx2 − dω2T

Следовательно, полная потенциальная энергия U определяется как

(5.5) U = EI2∫0Ld2ωdx221 − dωdx2−1dx − L − ∫0L1 − dωdx2dx4 9 π0xin Если уравнение Уравнение (5.5) было разработано как разложение Тейлора и без следа высшего порядка, тогда вычисление интеграла составляет

(5.6) U = EIπ616L5u4 + π24LEIπ2L2 − Tu2−2pLπu

Первая и вторая частные производные полной потенциальной энергии U — u отдельно даются

(5.7) ∂U∂u = EIπ64L5u3 + π22LEIπ2L2 − Tu − 2pLπ

(5,8) ∂2U∂u2 = 3EIπ64L5u2 + π22LEIπ2L2 − T

В качестве механической системы скальной балки кровли внешняя сила p и тяга p p T действуют как управляющие переменные, создавая отклонение и , то есть переменную состояния. Кривая поверхность траектории баланса системы выводится из ∂U∂u = 0, и любая произвольная точка ( p , T , u ) на поверхности представляет собой состояние равновесия.Поскольку частная производная второго порядка ∂2U∂u2 полной потенциальной энергии U и вариация двух порядков δ ² U ( u ) имеют одинаковые положительные и отрицательные значения, стабильность О состоянии равновесия можно судить по положительности и отрицательности формулы ∂2U∂u2 (Yu et al., 2015).

Формула бифуркационного множества состояния равновесия системы получается из Ур. (5.7), (5.8), то есть

(5.9) Δ = 54p2EIπ2 + EIπ2L2 − T3 = 0

При постепенном прогибе скальной балки кровли нарастание горизонтальной тяги T ускоряется, и балочная структура приближается к переходному состоянию.Tr = EIπ2L2 — критическая горизонтальная тяга, полученная из уравнения. (5.9), которое равно критическому давлению в крошечной балке равновесия изгиба в теории упругости. Когда T < T _r и ∂2U∂u2> 0, полная потенциальная энергия имеет минимальное значение, и структура постепенно достигает равновесия, как показано на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Бифуркационная кривая состояния равновесия.

Только когда T ≥ T _r , равновесная траектория проявляется бифуркацией, а вертикальное смещение происходит внезапным скачком.Если горизонтальная тяга T удовлетворяет уравнению. (5.8) система будет находиться в состоянии критического равновесия ∂2U∂u2 = 0. При дальнейшем нарушении горных работ точка равновесия появится в теневой области (рис. 5.4), что означает ∂2U∂u2 <0, то есть

рис. 5.4. Кривая эволюции равновесного пути.

(5.10) u2≤2L43EIπ4T − Eπ2L2

В этом состоянии конструкция неустойчива, и прогиб u резко увеличивается. После разрушения скальной балки треснувшей кровли формируется новое состояние равновесия.Необходимым условием бифуркации равновесной траектории является T≥EIπ2L2.

Основываясь на нелинейной механической характеристике, изменение горизонтальной тяги T связано с нагрузкой p и прогибом u , а разрушение или продольная неустойчивость скальной балки крыши определяется совместным действием из Т и п .

Бетонные дома, устойчивые к ураганам и торнадо

Крыши с деревянным каркасом

Крыши с деревянным каркасом относятся к той же категории, что и стены с деревянным каркасом.Они просто распадаются во время сильного торнадо или урагана. В следующий раз, когда вы увидите по телевизору новостные фильмы о торнадо, обрушивающемся на дом, понаблюдайте, что произойдет раньше. Смотри на крышу!

Деревянно-каркасная кровля и стропильные системы, даже прикрепленные к верху бетонных стен, не выдержали смерчей и ураганов высокой категории.

Изолированная железобетонная кровля

Единственные известные кровельные системы, которые постоянно выдерживали ураганы высокой категории и ветры со скоростью торнадо, были построены со структурными железобетонными настилами, которые надежно и надежно соединялись со стенами из конструкционного железобетона или железобетонных блоков.

Из-за своего веса бетонные крыши обычно должны поддерживаться бетонными стенами.

Стены должны быть усилены, чтобы противостоять горизонтальным компонентам ветра, а также вертикальным ветровым силам ветра, влияющим на нагрузки на крышу. Такие стены называются «несущими стенами / стенами, работающими на сдвиг». Силы ветра, действующие на стены, действуют перпендикулярно поверхности (плоскости) стен. Они, в свою очередь, создают значительные горизонтальные нагрузки на поддерживающие их перпендикулярные поперечные стены.

Чтобы гарантировать, что конструкция бетонной оболочки будет развивать свою полную способность противостоять наложенным разрушающим силам, важно, чтобы конструкция крыши имела соответствующую конструктивную диафрагму, включающую монолитную железобетонную плиту или сборный железобетон с прочным соединением. доски, чтобы полностью раскрыть потенциал бетонной оболочки.

В Северной Америке есть несколько производителей изоляционных бетонных опалубок, которые могут использоваться для поддержки монолитно залитых монолитных систем бетонных плит.Некоторые из них показаны ниже:

Рис. 5. Типичные изоляционные планки настила крыши, изготовленные в Северной Америке и предназначенные для монолитных железобетонных настилов кровли.

Рис. 6. Поперечное сечение типичного монолитного железобетонного настила крыши, образованного одной из типичных досок ICF, показанных на рисунке выше. Каналы из листового металла, встроенные в пенополистирол рядом со стойками бетонных балок, представляют собой полосы для шурупов для последующего крепления гипсокартона.

Балки для хребтов и долин

Может быть несколько различных подходов к конфигурации гребневых и долинных балок, которые могут быть использованы и, вероятно, будут разработаны индивидуальными подрядчиками. Рисунок 7 предлагает несколько возможностей, которые оказались работоспособными.

Рис. 7. На видах показано предлагаемое расположение изоляционных форм для монолитных железобетонных балок конька и ендовы, составляющих одно целое с железобетонным мембранным перекрытием крыши.

Рис. 8. Изображение в изометрии поперечного сечения оболочки стены / крыши, показывающее временную опалубку для коньковой балки и опалубку, оставшуюся на месте после заливки бетона для диафрагмы настила крыши.
(Иллюстрация любезно предоставлена ​​Quadlock Building Systems Ltd.)

Конструкция бетонного настила крыши

Строительство бетонной плиты для несущей крыши отличается от строительства плиты на земле тем, что внимание должно касаться двух важных целей.Одна проблема заключается в том, что бетон должен развивать прочность на сжатие, предусмотренную инженером-строителем при проектировании настила крыши. Если план не предусматривает укладку кровельного материала (см. Рассуждения ниже), вторая важная задача — обеспечить непроницаемость бетона для дождевой воды. Достаточно водостойкий бетон может быть получен и регулярно используется для резервуаров с водой, кораблей, труб и т. Д. Для установки на открытой бетонной крыше рекомендуется привлечь компетентного консультанта по проектированию бетонной смеси или поставщика бетона для помощи в разработке бетонной смеси, которая будет использоваться.

Кровля железобетонная

Смерч — это стихийное бедствие, которое не поддается контролю со стороны человека. В то же время крыша дома не является особенно большим или дорогостоящим элементом общей стоимости дома. Таким образом, рекомендуемые критерии минимального качества бетона, который будет использоваться в настиле открытой бетонной крыши, должны быть на стороне более высокой прочности. Поскольку бетонная крыша будет открыта, а не покрыта, она обязательно должна быть герметичной.

Небольшие дополнительные затраты на использование высококачественной бетонной смеси для кровельной плиты компенсируются отказом от стоимости кровельных материалов. Обычные кровельные материалы срываются сильным ветром и становятся частью летящего ракетного потока, а также добавляются к нагрузке на уборку.

Когда крыша построена, как подробно показано выше, дополнительные компенсирующие затраты на сборку крыши достигаются за счет исключения чердачных помещений и их обрамления. Обычные воздуховоды также могут быть устранены путем использования мини-сплит-систем отопления, вентиляции и кондиционирования с тепловым насосом.Было подсчитано, что на утечку воздуха в обычных системах воздуховодов может приходиться до 40% потерь энергии в жилых домах. Устранение этого источника потерь энергии может быть накоплено в течение жизненного цикла конструкции, что приведет к значительной экономии затрат на энергию. Сама по себе экономия энергии вместе со снижением затрат на страхование может с лихвой окупить утепленную бетонную кровлю.

Экономия за счет отказа от традиционных кровельных материалов также компенсирует стоимость бетонного кровельного решения.

Кровельные материалы не использовались на бетонных крышах домов, построенных на острове Гуам за их 50-летнюю историю. Утечки случаются редко, как правило, вызваны неправильными методами строительства и легко устраняются.

Воздухововлечение (A / E) обычно рассматривается как повышение устойчивости бетона к повреждениям при замораживании-оттаивании. Следовательно, это не рассматривается в средах, не подверженных замерзанию.

Тем не менее, A / E вносит важный вклад в характер бетонной смеси во время укладки и отделочных работ — независимо от окружающей среды.Бетон с надлежащим воздухововлечением «смазывается» миллионами крошечных пузырьков воздуха, действующих как шарикоподшипники, что позволяет ему течь более свободно.

Что делать, если крыша протекает?

Как отмечалось в другом месте на этом сайте, на острове Гуам, где за многие годы были построены тысячи бетонных настилов крыш без дополнительных кровельных материалов, протечки кровли случаются редко. Годовое количество осадков составляет 100 дюймов.

Обычно утечки возникают из-за ошибки, допущенной при первоначальном строительстве.Обычно они локализуются на небольшом участке крыши. Одним из решений было заделать крышу одним из имеющихся на рынке кристаллических герметиков. Xypex — типичный пример. Производитель герметика должен предоставить рекомендации.

Внешний вид крыши

Более инновационный подрядчик кровли может быть заинтересован в применении текстуры к крыше, подобной той, которая сейчас обычно используется на тротуарах и проездах. Доступны различные штампы для бетона и техники штамповки.Цветные пигменты в бетоне также могут рассматриваться, а также архитектурные текстуры, такие как открытые заполнители. В солнечных тропических регионах следует учитывать светоотражающие цвета и поверхности в целях экономии энергии. Точно так же в холодном климате для кровельного бетона могут использоваться темные пигменты, которые помогают поглощать часть солнечного излучения.

Шаги к устройству бетонной плиты крыши

Представьте, что сначала вы строите дом и возводите крышу. Трудно представить, а? Что ж, на нескольких станциях Eglinton Crosstown именно так мы и поступаем.

Станции Фэрбэнк, Форест-Хилл, Чаплин и Маунт-Плезант строятся сверху вниз — сначала будет построена крыша, а затем последуют дальнейшие раскопки и строительство станции.

На фото: верхняя балка перекрывает вершины свай.

Этот метод строительства дает несколько больших преимуществ. После того, как плита крыши залита и затвердеет, дорога снова откроется, а строительство будет продолжено ниже, что в конечном итоге означает меньшие нарушения.Это также позволяет разместить подземные коммуникации в их окончательной конфигурации. Наконец, бетонная плита крыши повышает безопасность подземных рабочих.