Конструкция балочных железобетонных строений

Лекция _3_1_Пролетное строение

КОНСТРУКЦИИ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ БАЛОЧНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МОСТОВ

Проезжая часть состоит из её несущие элементы и мостовое полотно.

Рис.1. Элементы проезжей части:

I – тротуары; II-полоса безопасности; III-проезжая часть; IV-ездовое полотно;

1- перильное ограждение; 2-одежда тротуаров; 3- защитное ограждение; 4- мачта для освещения; 5- устройство для водоотвода; 6- одежда ездового полотна; 7- плита проезжей части; 8- несущие элементы пролетного строения.

1. Виды балочных мостов и области их применения

По принятой в мостах классификации балочные железобетонные пролетные строения различают:

а) по статической схеме

температурно-неразрезные (рис. 1,б),

неразрезные (рис. 1,в),

консольные (рис 1, г).

Рис.1. Виды железобетонных балочных пролетных строений по статической схеме: а – разрезные; б- температурно-неразрезные; в- неразрезные

б ) по типу поперечного сечения пролетного строения:

плитные при пролетах от 3…6 до 12…18 м (рис.2, а),

ребристые при пролетах 18…42 м (рис. 2, б),

плитно-ребристые при пролетах 27…63 м (рис 2. в),

коробчатые при пролетах более 63 м (рис. 2. г)

Рис.2. Типы поперечных сечений балочных железобетонных пролетных строений: а- плитное; б- ребристое; в- плитно-ребристое; г- коробчатое.

в) по расположению уровня проезда:

с ненапрягаемой (обычной) арматурой;

с предварительно-напрягаемой арматурой.

из монолитного железобетона;

из сборно-монолитного железобетона;

из сборного железобетона.

метод навесного бетонирования

метод сборно-монолитного бетонирования

метод попролетной сборки

2. Конструкции плитных и ребристых разрезных пролетных строений с ненапрягаемой арма­турой.

Конструкция ребристых пролетных строений

с напрягаемой арматурой

– напрягаемой на упоры

В России для пролетов 12, 15, 18. 21, 24, 33 и 42 м разработаны ребрис­тые унифицированные предвари-тельно напряженные про­летные строения с натяжением арматуры на упоры.

Они компонуются из цельноперевозимых балок таврового сечения (рис.7.5).

Изменение ширины моста достигается изменением количества балок, устанавливаемых по ширине моста на расстоянии 210- 250 см.

Объединение балок производится по плите проезжей части продольными швами омоноличивания.

Конструкция тавровых балок ребристых пролетных строений

Рис.7.6.Поперечное сечение ребристых балок в пролете и на опоре и их армирование ненапрягаемой и напрягаемой арматурой.

Крайние балки пролетных строений отличаются от промежуточных количеством пучков напрягаемой арматуры, а также наличием односторонних выпусков арматуры.

Плита этих пролетных строений армируется двумя плоскими сварными сетками, размещенными у нижней и верхней ее кромок. Стенка армируется двумя сварными сетками, размещенными у внешних поверхностей. Они имеют конструктивные продольные стержни и рабочие поперечные стержни.

Продольные стержни примыкают к стенкам и играют роль противоусадочной арматуры.

Нижнее ребро балок армируется двумя сварными каркасами, охватывающими зону размещения пучков напрягаемой арматуры. В зоне присоединения плиты к стенкам наклонно размещены стержни противоусадочной арматуры.

Напрягаемую арматуру в этих балках выполняют из высокопрочной проволоки диаметром 3 – 6 мм, что позволяет экономить металл и создавать в арматуре высокие напряжения. Для удобства армирования высокопрочную проволоку диаметром 5 мм объединяют в пучки (рис. 7.8, а. б) с числом проволок от 18 до 60.

Рис.7.8. Конструкция пучков напрягаемой арматуры

Проволоки в пучке располагаются концентрически с обмоткой каждого ряда тонкой проволокой. Пучок мо­жет быть образован из готовых семипроволочных прядей (рис. 7.8, в).

При армировании балок используют прямолинейные и криволинейные пучки (рис.7.9-7.10).

Прямолинейные пучки по всей длине нижнего пояса балки более технологичны, чем криволинейные.

Рис.7.9.Расположение криволинейных пучков напрягаемой арматуры по

Но в стадии создания предварительного натяжения в верхнем поясе балок могут возникать большие растягивающие длине балки.

В этот период балка загружена только собственным весом и эксцентрично приложенной силой предварительного обжатия. Для предотвращения трещин в этой ситуации при прямолинейном расположении пучков арматуры часть из них следует исключать из работы в приопорной зоне путем размещения в полиэтиленовых трубках или путем изоляции паклей.

Рис.7.10. Расположение прямолинейных пучков напрягаемой арматуры по длине балки.

При армировании криволинейными или полигональными пучками в приопорных зонах отмеченная выше ситуация не возникает. Кроме того, на приопорных участках создается усилие предварительного натяжения, приложенное под углом к горизонтали.

Вертикальная составляющая этого усилия уменьшает поперечную силу на приопорном участке, знак которой противоположен знаку поперечной силы от усилия предварительного натяжения в пучке. Уменьшение суммарной поперечной силы у опоры позволяет уменьшить расходы стали на хомуты или уменьшить толщину стенки.

Виды балочных мостов и области их применения

Перильное ограждение; 2-одежда тротуаров; 3- защитное ограждение; 4- мачта для освещения; 5- устройство для водоотвода; 6- одежда ездового полотна; 7- плита проезжей части; 8- несущие элементы пролетного строения.

I – тротуары; II-полоса безопасности; III-проезжая часть; IV-ездовое полотно;

КОНСТРУКЦИИ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ БАЛОЧНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МОСТОВ

Проезжая часть состоит из её несущие элементы и мостовое полотно.

Рис.1. Элементы проезжей части:

По принятой в мостах классификации балочные железобетонные пролетные строения различают:

а) по статической схеме

§ разрезные (рис. 1,а),

§ температурно-неразрезные (рис. 1,б),

§ неразрезные (рис. 1,в),

§ консольные (рис 1, г).

Рис.1. Виды железобетонных балочных пролетных строений по статической схеме: а – разрезные; б- температурно-неразрезные; в- неразрезные

б ) по типу поперечного сечения пролетного строения:

§ плитные при пролетах от 3…6 до 12…18 м (рис.2, а),

§ ребристые при пролетах 18…42 м (рис. 2, б),

§ плитно-ребристые при пролетах 27…63 м (рис 2. в),

§ коробчатые при пролетах более 63 м (рис. 2. г)

Рис.2. Типы поперечных сечений балочных железобетонных пролетных строений: а- плитное; б- ребристое; в- плитно-ребристое; г- коробчатое.

плитные

ребристые

плитно-ребристые

Коробчатые

в) по расположению уровня проезда:

· с ездой по верху

· с ездой понизу.

· комбинированный

г) по способу армирования:

· с ненапрягаемой (обычной) арматурой;

· с предварительно-напрягаемой арматурой.

г) по способу производства работ:

· из монолитного железобетона;

· из сборно-монолитного железобетона;

· из сборного железобетона.

д) по способу возведения мостов

· попролетного бетонирования

· продольной надвижки

· метод навесного бетонирования

· метод сборно-монолитного бетонирования

· метод попролетной сборки

2. Конструкции плитных и ребристых разрезных пролетных строений с ненапрягаемой арма­турой.

Конструкция ребристыхпролетных строений

|следующая лекция ==>
|

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 4083 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Железобетонный каркас зданий: сборный, металлический и деревянный (основные элементы)

Железобетонный каркас применяют в процессе возведения многоэтажных зданий и частных домов. Соблюдение техники строительства и использование надежных материалов придаст прочности сооружению.

Преимущества и недостатки

Железобетонные каркасы незаменимы при сооружении высотных зданий, т.к. обладают отличной прочностью. При частном строительстве допустимо выбирать материалы с менее хорошими характеристиками. В связи с этим использование стального каркаса железобетонного при частном строительстве является экономически необоснованным.

Основные преимущества применения материала:

  • высокая несущая способность;
  • огнестойкость;
  • длительная эксплуатация;
  • малые эксплуатационные расходы;
  • надежность конструкции;
  • затраты на производство таких изделий намного ниже, чем на конструкции из камня или металла;
  • длина пролетов позволяет создавать большие помещения без дополнительных опор (перегородок, колонн).

Недостатки материала:

  • большая плотность;
  • необходимость выдержки до приобретения прочности;
  • высокая звуко- и теплопроводность;
  • трудоемкость ремонтных работ, усиления конструкции;
  • материал может покрыться трещинами из-за усадки и силовых воздействий.

Виды, где используется в строительстве

Технология строительства железобетонных каркасных конструкций

От типа металлической конструкции и количества этажей зависит способ возведения здания. Различают сборные, монолитные и комбинированные конструкции.

Первый вариант имеет ряд преимуществ:

  1. Отсутствие необходимости подогрева рабочего места зимой, что существенно экономит затраты на энергоресурсы.
  2. Возможность оставлять железобетонные материалы на стройке, что обеспечивает непрерывность процесса сборки конструкции.
  3. Уменьшение необходимости непрофессиональной рабочей силы.
  4. Наличие дополнительного пространства, которое отсутствует при монолитном строительстве.
  5. Элементы каркаса изготовляются на заводе, что позволяет обойтись без сварочных работ.
  6. Быстрота сооружения здания.
  7. Достижение прочности сразу после установки.

Сборные конструкции

Конструкция таких каркасов предполагает наличие железобетонного фундамента. На нем монтируют колонны с промежутками 6-12 м. Для фундаментных балок применяют бетон марок 200-400. Эти элементы будут служить опорой несущим стенам. Балки размещают так, чтобы уровень пола был на 3 см выше их верхней стороны. Пустое пространство заливается бетоном. Для этого подходит марка 100.

Читайте также:  Все для кровли и фасада в Екатеринбурге

Для того чтобы пол был защищен от промерзания, а также, чтобы на нем не сказывалось влияние почвы на балки, производят гидроизоляцию. Большие конструкции возводятся при помощи колонн 1.020, приспособленных к нагрузке до 500 т, что равняется 10 этажам. Наружные стены возводят из ячеисто-бетонных блоков, уложенных в 1 ряд. Благодаря нулевой жесткости сохраняется пластичность фасада. Блоки укладывают на балки или плиту перекрытия.

При строительстве несущей конструкции из блоков маленького размера кладку можно производить в 1 или несколько слоев. На этапе конструирования подобного строения нужно убедиться, что кладка не служит опорой каркаса. Толщина стен подбирается с учетом теплоизоляционных требований. В жилых домах этот параметр должен быть равен 50 см.

Ячеисто-бетонные блоки подходят и для внутренних перегородок (между комнатами, квартирами). Эти стены являются для каждого этажа самостоящими. Во время планирования толщины перегородок и перекрытий в первую очередь учитываются требования звукоизоляции (больше 50 дБ).

Существуют нормативные документы для расчета параметра. Он зависит от используемых блоков, раствора, бетона и пр. Избавиться от посторонних звуков поможет минплита, которой заполняются пустоты. Плотность материала должна находиться в пределах 80-100 кг/м³.

Рекомендуемая толщина межкомнатных стен — 12 см, звукоизоляционный параметр — минимум 43 дБ.

Сборный каркас чаще всего применяется при возведении 2-5-этажных промышленных построек. Если строится более высокое здание, требующее больших крановых нагрузок, то целесообразно использовать стальное основание. Его составляющие (колонны, ригели и связующие элементы) бывают сплошные или решетчатые. Их изготавливают из швеллеров, уголков и прочих профилей, скрепленных при помощи сварочного аппарата.

Сборно-монолитные каркасы

При применении таких каркасов можно снизить трудоемкость работ и уменьшить их срок, сохранив основные достоинства монолитных конструкций.

В этом варианте колонны и балки бетонируются в опалубке с тонкими стенками и квадратным сечением. Стыки арматуры и опалубки замоноличиваются, когда колонны и балки заливаются бетоном.

Монолитный каркас

Монолитный каркас можно соорудить при помощи как съемной, так и несъемной опалубки. Второй тип чаще применяется для возведения невысоких частных домов. После того как опалубку заливают бетоном, она соединяется с другими элементами и выполняет роль несущей конструкции. В современном строительстве ее изготавливают из разных материалов, в т.ч. из пенопласта.

В зависимости от конструкции опалубки бывают 2 видов:

  1. Щитовой. Опалубку такого типа создают из отдельных деталей, которые соединяются специальными крепежными элементами. Таким образом формируют емкость для заливки бетона, который станет основанием будущей постройки.
  2. Туннельный. Опалубку приобретают в собранном виде, из-за чего такой тип конструкции подойдет не для всех монтажных работ. Купленные изделия не подлежат изменениям. Их заполняют раствором сразу после установки.

После завершения работ по укладке бетона необходимо перейти к его уплотнению: это убережет конструкцию от образования пустот. Для выполнения задачи подойдут специальные инструменты (глубинный, а также поверхностный вибратор и пр.).

При помощи уплотнения монолитный каркас станет максимально прочным. После завершения процесса переходят к армированию конструкции. Особенности технологии позволяют реализовывать различные дизайнерские идеи.

Повышение эффективности монолитного каркасного жилья

Несмотря на то что монолитный каркас приобрел доверие строителей, его свойства постоянно улучшают: повышают прочность, снижают расход материалов. Для достижения этих целей применяют бетоны более высоких марок. Благодаря этому удается снизить расход арматуры и стоимость постройки. Каркас здания считается эффективным, если армирование превышает 3%.

Монолитную конструкцию оптимизируют следующими способами:

  • по марке бетона;
  • по сечению железобетонных компонентов;
  • по проценту армирования в бетоне.

При возведении монолитного здания руководствуются способом, который предполагает заглубление коробки сооружения на 2 этажа. При помощи этого метода удается сделать конструкцию максимально надежной, т.к. нагрузки передаются высокопрочным пластовым почвам.

Несмотря на эффективность, эта технология редко применяется при возведении домов высотой до 3 этажей включительно. Причина заключается в высокой стоимости такого строения (сооружение деревянной опалубки, применение дорогостоящей техники и пр.). При обустройстве невысоких зданий чаще применяют сборные каркасы, которые обладают достаточной прочностью, при этом стоят намного дешевле.

Каркас из железобетона

Строительство — сложный и долгий процесс. Есть много методик, материалов и техник, которые используются в таком виде работ. Они отличаются в зависимости от того, будет ли сооружение жилым помещением, или строением для промышленных целей. Среди них – использование железобетонных каркасов. Это не новый и распространенный вид строительства, особенно часто применяемый для сооружения многоэтажных конструкций. Правильная техника строительства и качественные материалы обеспечат максимально возможную стойкость. Прочность и надежность таких строений доказана годами.

Преимущества и недостатки

Железобетонные каркасы применяется в строительстве как многоэтажных, в том числе высотных, конструкций, так и в сооружении небольших частных домов. В первом случае это техническая необходимость в силу прочности такого вида материала, во втором – экономично не обосновано, так как можно использовать более дешевые составляющие. К плюсам использования железобетонного каркаса в строительстве можно отнести:

  • хорошие несущие данные;
  • большой эксплуатационный период;
  • большую длину пролетов (6 м);
  • качественное изготовление составляющих каркаса полностью проводится на производствах, что обосновывает их надежность.

Из-за того, что железобетонными каркасами можно создавать большие площадки, расширяется возможность в планировании внутреннего пространства. Среди недостатков можно назвать только большой вес конструкций.

Виды. Где используется в строительстве?

Каркасные железобетонные конструкции можно разделить на:

Каждый из этих видов лучше всего подходит для своего типа строительства и схема их установки полностью разные. Использование сборного железобетонного каркаса (серия 1.020) раньше ограничивалось только сооружениями для промышленных или административных целей, сейчас этот материал широко применяется для жилых помещений, так как удалось ввести в такую конструкцию гибкую внутреннюю планировку. Использование этого вида имеет свои плюсы:

  • применение небольшого количества материалов (как, например, в монолитном);
  • возможность работать при низких температурах.

Особенностью этого вида является то, что таким железобетонным каркасом обеспечивается невысокая несущая способность и в нем используются жесткие узлы. К минусам этого вида относиться:

  • рама каркаса не сопротивляется горизонтальному движению, отчего неизменяемость пространства зависит только от вертикальных элементов;
  • ограниченность в выборе формы конструкции из-за заводских стандартов.

Сборный железобетонный каркас составляют три элемента:

  • колоны;
  • ригели;
  • основы лестничных проемов.

Схема сборного железобетонного каркаса.

Эти элементы изготавливаются на производстве, после чего привозятся на строительство и собираются в единую конструкцию. Монолитные каркасы делают на строительной площадке путем заполнения опалубки конструкции бетонной смесью нужной марки. Преимущества использования:

  • нет ограничения по форме, местонахождению элементов в конструкции, сечению колонн;
  • прочность – способны выдержать любую нагрузку и количество этажей;
  • нагрузки между элементами в железобетонном каркасе рассредоточиваются, что дает возможность экономить используемые материалы (жесткие составляющие часть нагрузки с колон переносят на балки и перекрытия);
  • при возведении стен и перегородок используются материалы с высокими теплоизоляционными свойствами.

Для сооружения монолитной конструкции используют съемную опалубку, которая заливается бетоном. Это ускоряет строительные работы.

Технология строительства железобетонных каркасных конструкций

Есть разные типы сооружения помещений в зависимости от вида каркаса и этажности.

Сборные конструкции

При расчете каркаса многоэтажного сооружения используется расчетная схема с жесткими связями сдвига. Типы каркасов для высоких сооружений: рамные, связевые, комбинированные. Для перемещения составляющих каркаса при изготовлении в них закладывают монтажные петли или оставляют небольшие отверстия. Железобетонные каркасы сооружают, сваривая стальные детали.

Для сборных каркасов делают железобетонные фундаменты, в которые устанавливают колонны, расстояние между которыми 6 и 12 м. Балки для фундамента делают из бетонов марок 200-400. На укладываемые балки (длинна равняется шагу колонн) опираются несущие стены. Балки укладывают на ступенчатый фундамент таким образом, чтоб верхний уровень на 3 см был ниже уровня пола. Проемы между балками и колонами заливают бетоном. Заполнение проводят бетоном марки 100.

Читайте также:  Циркулярная пила JET JTS-250CSX

Колонны серии 1.020-1/87.

После фундамента делают гидроизоляцию (защита пола от промерзания и влияния грунтов на балки фундамента). При сооружении больших конструкций необходимо использовать колонны 1.020. Они способны выдержать нагрузку до 500 т (примерно 10 этажей при усилении в стыке). Чтоб изготовить жесткий диск перекрытия, необходимо установить приваренные ригели в одну, которые направлены в одну сторону, и связанные плиты по колонных рядах.

Ячеисто-бетонные блоки лучше всего подходят для наружного стенового ограждения железобетонных каркасных сооружений. Их выкладывают одним рядом, с нулевой жесткостью, что помогает сохранить пластичность фасадов. Наружные стены устанавливают на плиту перекрытия или ригели. Таким образом, нет ограничения по количеству этажей здания.

Если внешние стены сооружаются из мелких блоков, то они могут выкладываться как в один слой, так и многослойно. При конструировании таких строений необходимо следить, чтоб кладка не была опорой для каркаса. Толщину стен выбирают, учитывая теплоизоляционные требования: для жилых домов толщина наружной стены должна быть 50 см (прочность В 2.5, морозостойкость F 25).

Для кладки внутренних стен и перегородок между квартирами и других внутренних элементов также используют ячеисто-бетонные блоки. Эти перегородки проектируются для каждого этажа самонесущими. При планировании толщины стен и перекрытий основным требованием является звукоизоляция (больше 50 дБ), которая определяется согласно нормативным документам. Этот параметр зависит от блоков, раствора, бетона и т. д. Для улучшения звукоизоляции могут использовать заполнение промежутков минплитой (плотность 80-100 кг /м3).

Перегородки между комнатами выполняют толщиной 12 см из ячеистых блоков (звукоизоляция не меньше 43 дБ).

При кладке стен в комнатах, где предполагаемая влажность повышена (например, ванная комната), необходимо использовать защиту для ячеистых блоков от влаги и пара. Отделочные наружные работы необходимо проводить после полного естественного высыхания здания, иначе влажность с блоков будет выходить внутрь помещения.

Расчетной схемой одноэтажного железобетонного каркасного промышленного здания является рама, в которой ригели и колонны скрепляются при помощи шарнирного соединения. При строительстве монолитного каркасного здания в первую очередь делают опалубку, потом делают необходимый раствор и делают заполнения опалубки бетононасосом.

Сборно-монолитные каркасы

Колонны ставятся в отверстие в железобетонной плите. На плиту ставятся многопустотные панели, на них – пролетные панели. Арматурная сетка межколонных панелей сваривается с армопрутьями пролетных панелей, после чего происходит заполнение бетонной смесью.

Повышение эффективности монолитного каркасного жилья

Не смотря на то, что монолитный каркас уже широко используется в строительстве, его функциональные свойства стараются постоянно повысить. Строители пытаются сделать его более прочным, уменьшить расход материалов. Одним из способов достижения такой цели является использование бетона более высокой марки. Это уменьшает расход арматуры в каркасах, отчего расход на материалы уменьшается. Эффективность каркаса достигается, если армирование составляет больше 3%. Оптимизация монолитного железобетонного каркаса происходит по:

  • марке бетона;
  • сечению ж/б составляющих;
  • количеству арматуры в бетоне.

В сооружении монолитных каркасных зданий используют метод, при котором коробку конструкции заглубляют в землю на глубину до 2 этажей. При этом все здание замоноличено. Такая техника позволяет упрочнить конструкцию, так как нагрузки передаются пластовым грунтам (они высокопрочные).

Стоимость такого здания очень большая (опалубка, техника и т. д.), отчего при строительстве одноэтажных (2-3) сооружений используется редко. Для таких конструкций чаще используют сборные железобетонные каркасы, что дешевле и они достаточно прочны для такой высоты.

Заключение

Железобетонные каркасы — наиболее подходящий материал для возведения многоэтажных зданий. Такая конструкция является прочной и выдерживает большой вес и этажность. Каркасы бывают сборными, сборно-монолитными и монолитными, каждый из них подходит для конкретного вида строительства. Не так давно сборные каркасы использовались только для промышленных или административных целей.

Использование такого материала для небольших, например, одноэтажных, сооружений нецелесообразно из-за большой стоимости материалов и работ. Техника конструирования железобетонных каркасных зданий проектируется до каждой мелочи, что обеспечивает надежность и стойкость таким сооружениям. При возведении таких зданий необходимо учитывать нормативы, которые законом установлены для разных помещений.

Разновидности и обозначение железобетонных балок

Важный этап при строительстве здания любого назначения – создание межэтажных перекрытий, отвечающих установленным нормам. Железобетонные балки способствуют равномерному распределению давления на несущие конструкции. Изготовленные в заводских условиях, с учетом предстоящих нагрузок, предварительных расчетов, ЖБ изделия отличаются конфигурацией, назначением, а также эксплуатационными свойствами, о чем говорит их маркировка.

Устройство и назначение

Бетонная балка перекрытия имеет простое строение и состоит из следующих элементов:

  1. Каркаса с арматурой внутри, которая обеспечивает прогон высокой прочностью и жесткостью.
  2. Бетонного массива по форме, размерам, конфигурации отвечающего стандартам.
  3. Строповочных элементов для захвата конструкции стропами при помощи технических средств.

Строительные элементы, отвечающие нормативным стандартам, сопровождаются документами от предприятия-изготовителя ЖБИ. Это говорит о том, что балки перекрытия, железобетонные конструкции иного назначения, отвечают существующим строительным требованиям относительно прочности, надежности.

Основным требованием, которому должна отвечать железобетонная балка – это ее несущая способность, от которой зависит надежность каркаса здания. Широкий ассортимент ЖБ конструкций позволяет выбрать строительный материал необходимой прочности и размера, исходя из требований отдельно взятого перекрытия.

Элементы перекрытия – это универсальные конструкции с широким спектром применения:

  1. Формируют опорный каркас под железобетонные перекрытия при монтаже кровли.
  2. Применяются для строительства зданий промышленного, общественного, жилого назначения.
  3. Используются в качестве перемычек над оконными, дверными проемами.
  4. В транспортной сфере при прокладке магистралей трамвайного сообщения, эстакад, подкрановых путей.

Виды и классификация

Железобетонные балки перекрытий отличаются друг от друга в зависимости от шага колонн, ширины пролета и типа строения. В связи с этим элементы различаются:

  1. Формой поперечного сечения;
  2. Конструктивными особенностями (бывают одно — двухскатными и с горизонтальными поясами);
  3. Назначением;
  4. Габаритами.

По форме сборные железобетонные прогоны перекрытия бывают:

  1. Трапециевидными;
  2. Прямоугольными;
  3. Тавровыми;
  4. Двутавровыми;
  5. С L — образным сечением.

Чаще в строительстве применяются межэтажные балки перекрытия таврового сечения, которые способствуют равномерному распределению нагрузок и формированию ровной плоскости пола. При больших пролетах предусматривают дополнительную опору.

Железобетонные строительные элементы имеют разное назначение:

  1. Элементы для фундамента (фундаментные балки).
  2. Изделия для устройства кровли.
  3. Формирование пролетов на промышленных предприятиях подкрановых путей.
  4. При строительстве промышленных объектов, а также в крупнопанельном строительстве зданий жилого назначения, для опоры ЖБ плит перекрытия используют высокопрочные балки двутаврового сечения.
  5. При обвязке бетонной конструкции применяют специальные железобетонные балки для устройства перемычек над оконными и дверными проемами.

ЖБ балки отличаются способом производства и бывают: сборными (изготовленными в заводских условиях), монолитными и сборно-монолитными.

Преимущества и недостатки

Балки ЖБИ обладают высокими техническими качествами, к которым можно отнести следующее:

  1. Высокую прочность.
  2. Стойкость к огню – элементы перекрытия из железобетона не поддерживают и не способствуют распространению пламени.
  3. Стойкость к воздействию влаги – конструкции не теряют своих качеств и не разрушаются в условиях повышенной влажности.
  4. Удобную форму, которая позволяет производить быстрый монтаж перекрытий.
  5. Высокую механическую, химическую и биологическую стойкость.
  6. Высокую стойкость к нагрузкам разного типа: на изгиб, на сжимание, на растягивание и вибрацию.

Недостатки железобетонных балок перекрытия:

  1. Значительный вес конструкции;
  2. Высокая теплопроводность;
  3. Высокая цена;
  4. Необходимость задействовать при транспортировке и монтаже спецтехнику;
  5. Необходимость качественной подготовки основания.

Размеры и маркировка

Параметры железобетонных изделий не изменяются в зависимости от сферы их применения: будет это использование бетонных балок перекрытия в помещениях промышленного или жилого назначения – не важно. Указанные в ГОСТ размеры должны отвечать нормативным требованиям.

Основные требования относительно размеров ЖБИ для перекрытий:

  1. Длина конструкции должна превышать длину пролета между несущими стенами на 40 см.
  2. Высота должна составлять 1/20 или 5% от ее длины.
  3. Пропорция к высоте изделия составляет соотношение 5:7, характеризует его ширину.

Для сборных ЖБ конструкций в соответствии с ГОСТ 20372-2015 введена маркировка в зависимости от их классификации:

  1. Балочные стропильные элементы, имеющие параллельный армирующий пояс, маркируются аббревиатурой БСП.
  2. Односкатные стропильные ЖБ конструкции имеют маркировку БСО.
  3. Двускатные стропильные ЖБ конструкции имеют маркировку БСД.
  4. Для маркировки подстропильных ЖБ элементов применяется маркировка БП.
Читайте также:  Что такое металлочерепица и ее основные свойства

К буквенному обозначению добавляется цифровое, которое означает следующее:

  1. Арабскими цифрами, указанными после буквенного обозначения, дают информацию о типоразмере балки и длине пролета в метрах.
  2. С помощью цифр может быть обозначена нагрузочная способность балки, класс арматуры, марка бетона.
  3. Цифровое обозначение дается для вспомогательной информации – об особенностях конструкции, условиях ее работы.

На выбор железобетонного строительного элемента перекрытия влияют: конструктивные особенности, назначение и предстоящая нагрузка. Длина конструкций находится в диапазоне 4-24 м при ширине 0,24-1,2 м.

Основные формы и размеры балок:

В качестве примера для расшифровки маркировки можно взять обозначение конструкции прямоугольного сечения БСП12-2А600. Буквенное обозначение «БСП» говорит о том, что элемент имеет прямоугольную форму. 12 означает длину прогона, равную 12 м. Цифра после дефиса – порядковый номер по несущей способности. Завершающая надпись А600 говорит о классе используемой арматуры.

Расчет сечения выполняется на основании следующих данных:

  1. Замера пролета здания;
  2. Прочностных показателей;
  3. Оптимальной высоты элемента;
  4. Расчетов высоты в месте бетонирования;
  5. Максимального момента;
  6. Расчетной нагрузки на строение.

Эти показатели важны при выборе балки необходимого размера. При подборе сечения элемента также учитывают количество этажей в доме.

Строительство балочных мостов

Разновидности железобетонных автодорожных мостов

При сооружении больших и внеклассных железобетонных автодорожных мостов русловую судоходную часть реки перекрывают, как правило:

  • балочно-консольными,
  • рамно-консольными,
  • рамно-подвесными
  • арочными
  • неразрезными пролетными строениями большой длины.

Пример строительства рамно-консольного железобетонного моста

Балочные железобетонные разрезные пролетные строения

Пойменные и несудоходные участки реки с одного или двух берегов перекрывают балочными в большинстве случаев разрезными пролетными строениями.

Балочные мосты являются наиболее простыми по конструкции и удобными в постройке благодаря несложным формам пролетных строений, малым размерам опор и возможности применения экономичных типов оснований.

Разрезная конструкция позволяет наиболее полно удовлетворить основным требованиям, предъявляемым к сборным балкам индустриального изготовления. Пролетные строения такого типа обычно используются при сооружении автодорожных мостов с пролетами до 42 и реже 65 — 70 м. При строительстве железнодорожных мостов балочные железобетонные разрезные пролетные строения имеют преимущественное применение при пролетах величиной до 33 м.

Разновидности поперечных сечений автодорожных мостов

Разнообразие условий сооружения автодорожных мостов, связанное с необходимостью обеспечить различные ширину проезда и строительную высоту конструкций, привело на практике к созданию многочисленных вариантов поперечных сечений пролетных строений.

При проектировании балочных пролетных строений уделяется большое внимание выбору оптимальной высоты балок и расстоянию между ними в поперечном сечении. Проектными и научно-исследовательскими институтами рассмотрены и проанализированы различные варианты унифицированных пролетных строений.

На основе проведенного анализа в дальнейшем балки автодорожных мостов рекомендуются для пролетов 33 м высотой 170 см и для пролетов 42 м — 210 см. Расстояния между балками дифференцированы в зависимости от величины пролетов.

Балочные ребристые пролетные строения автодорожных мостов для возможности их индустриального изготовления, перевозки и установки в пролет членятся продольными швами на отдельные монтажные блоки. В пролетных строениях длиной более 33 м, как правило, применяется также и поперечное членение балок на транспортабельные блоки.

В поперечном сечении пролетное строение автодорожного моста состоит из балок различной формы:

  • Двутавровых
  • Тавровых
  • Коробчатых
  • П-образных, соединяемых между собой посредством стыкования поперечных диафрагм и плиты или путем поперечного натяжения высокопрочной арматурой.

На выбор поперечного сечения влияют и архитектурные требования. Количество главных балок в поперечном сечении пролетных строений назначают в зависимости от ширины и конструкции проезжей части, а также от величины перекрываемого пролета.

Типовые балочные железобетонные конструкции мостов

С целью сокращения количества типов пролетных строений мостов, обеспечения технологичности их изготовления разрабатываются унифицированные пролетные строения. При этом проведена унификация поперечных размеров блоков пролетных строений так, чтобы при изготовлении нескольких типоразмеров блоков могла быть применена одна и та же металлическая опалубка. Кроме того, стандартизованы различные детали — арматурные пучки и сетки, тротуары и перила, опорные части и водоотвод.

В унифицированных пролетных строениях ребристые пролетные строения делятся на балки таврового сечения, форма которых учитывает требования заводской технологии. Пролетные строения автодорожных мостов запроектированы без диафрагм с распределением нагрузки посредством плиты, работающей на изгиб. Расстояние между осями соседних блоков принято для пролетных строений под железную дорогу равным 180 см, для мостов под автомобильную дорогу — 210 см.

Предварительно напряженные пролетные строения под один железнодорожный путь пролетами 22,9; 20,9 и 32,9 м выполняются из двух Т-образных блоков весом соответственно 82,9; 107,6 и 130 т. Блоки соединены между собой диафрагмами — торцевыми и промежуточными и не имеют ребер жесткости.

Виды балок по условиям изготовления и монтажа

По условиям изготовления и монтажа балки пролетных строений применяются двух типов:

  1. Цельно перевозимые пролетные строения. Цельноперевозимые балки применяются обычно для перекрытия пролетов длиной до 33 м. При постройке мостов через крупные реки в практике имело место изготовление цельноперевозимых балок длиной до 70 м. В этих случаях балки изготовляли на припостроечных полигонах и устанавливали в пролет на плавучих опорах.
  2. Поперечно члененные пролетные строения. Для сооружения балочных пролетных строений длиной 42 м, а в отдельных случаях до 50 м, применяют поперечно члененные балки. При этом балка собирается из блоков длиной от 3 до 6 м весом от 7 до 12 т. Блоки изготовляют на заводах и доставляют на строительную площадку обычными видами транспорта.

На заводах МЖБК и централизованных механизированных полигонах цельноперевозимые балки длиной до 33 м изготовляют с натяжением пучков на упоры до бетонирования. Изготовление балок, как правило, осуществляется на передвижных стендах по поточно-агрегатной технологии.

В зарубежной практике для перекрытия пролетов средней длины широкое распространение получили комбинированные сборно-монолитные пролетные строения, состоящие из двутавровых балок, объединенных по верху монолитной железобетонной плитой, включенной в работу на временную нагрузку.

Монтаж разрезных балочных пролетных строений длиной от 33 до 70 м в зависимости от местных условий, наличия кранового оборудования и сроков строительства осуществляется различными способами.

Распространенные методы монтажа

К числу наиболее распространенных методов монтажа относятся следующие:

  1. Монтаж пролетных строений железнодорожных мостов при помощи консольных кранов, наиболее совершенным из которых является электрифицированный кран ГЭПК-130 с поворотной стрелой.
  2. Монтаж пролетных строений при помощи козловых и портальных кранов, охватывающих конструкцию моста и пути подачи элементов. Этот метод монтажа применим при сооружении пойменных участков мостов высотой до 15—20 м. При помощи этих же кранов в таких случаях сооружаются и опоры моста. К недостаткам метода монтажа пролетных строений при помощи козловых и портальных кранов следует отнести необходимость большого расхода материалов на устройство подкрановых эстакад. На реках с большой глубиной, каменистым дном, на судоходных реках и в период ледохода, паводка применение этого метода становится затруднительным, а иногда и невозможным.
  3. Монтаж пролетных строений автодорожных мостов при помощи консольно-шлюзовых кранов различного типа. В Советском Союзе широкое применение нашли консольно-шлюзовые краны грузоподъемностью 60 т для сборки пролетных строений длиной до 33 м и консольно-шлюзовой кран грузоподъемностью 100 т для установки балок длиной 42 м. За рубежом известны случаи применения уникальных кранов консольно-шлюзового типа грузоподъемностью около 170 т для установки балок длиной 53,5 м.
  4. Метод сборки пролетных строений путем сочетания продольной передвижки балок на перекаточных тележках с двухребордчатыми колесами по эстакадам, смонтированным из элементов УИКМ, и последующей их поперечной надвижки по опорам моста в пролет. Этот метод встречается в практике сравнительно редко.
  5. Монтаж пролетных строений методом установки на плавучих опорах или при помощи плавучих кранов различной грузоподъемности.

Особенности применения наиболее распространенных методов монтажа рассмотрены на приводимых ниже примерах из опыта строительства балочных мостов.

Ссылка на основную публикацию