Содержание
Железобетонные балки перекрытия: размеры, ГОСТы, изготовление
Главная » Перекрытия
На чтение: 4 минОпубликовано:
Содержание
- Преимущества и недостатки железобетонных балок
- Размеры железобетонных балок перекрытия для частного дома
- Изготовление своими руками
- Армирование железобетонных балок перекрытия. Видео:
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.
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:
- 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;
- Высота (H) должна составлять, как минимум 1/20 (5%) от длины;
- 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:
Андрей
Строитель со стажем 20 лет. Знаю нюансы и подводные камни.
Задать вопрос
Мы стараемся рассматривать наибольшее количество подводных камней/нюансов при строительстве, но возможно остались вопросы.
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Железобетонные перекрытия
Железобетонные балки перекрытия: виды и применение
Железобетонные балки – это конструкции из бетона с железным армированием внутри, выполненные в формате длинных прямоугольников и предназначенные для повышения уровня прочности конструкции, всего здания.
Обычно балки производят в заводских условиях, потом с использованием спецтехники доставляют на объект, где монтируют быстро и просто благодаря наличию специальных крепежных элементов.
Бетонная балка с армированием используется при строительстве производственных и жилых сооружений, разных конструкций для восприятия больших усилий, чаще всего связанных с изгибом. Балка ЖБИ дает возможность компенсировать высокие значения изгибающих моментов, гарантируя пропорциональное распределение усилий, длительный срок службы и надежность любой конструкции.
Часто балки используют при возведении фундамента под внутренними и капитальными стенами, в процессе формирования перемычек перекрытий, в процессе прокладки путей сообщения для трамваев, железнодорожного транспорта.
Балки бетонные со стальными стержнями внутри производятся в стандартных размерах, конструкции, установленных по нормативам. Все виды балок изготавливают из тяжелых бетонов, с обязательным упрочнением арматурным каркасом.
Предварительно напряженная арматура, залитая в бетонный раствор марок М300-М500 обеспечивает повышенную устойчивость изделий, делающих возможной компенсацию изгибающих моментов и поперечных усилий.
ЖБ балки обладают такими преимуществами:
- Повышенный уровень прочности
- Стойкость к высоким температурам, открытому огню
- Стойкость к повышенному уровню влажности, коррозии
- Ускоренный и упрощенный монтаж
- Стойкость к изгибающим моментам, вибрационным нагрузкам
- Практичность и облегчение проектирования конструкций
Из недостатков балок ЖБИ стоит упомянуть лишь такие, как: высокая масса и необходимость привлекать спецтехнику для выполнения работ, высокий уровень теплопроводности (если сравнивать с деревом, к примеру), немалая стоимость.
Содержание
- 1 Где используются
- 2 Предъявляемые требования к балкам
- 3 Виды
- 4 Маркировка и размеры
- 5 Изготовление балок
- 6 Рекомендации по выбору
- 7 Монтаж и установка
Где используются
Железобетонные балки перекрытия используются на разных этапах строительства различных объектов, применяются в транспортной сфере и других, в процессе решения разнообразных задач.
Сфера применения ЖБ балок:
- Создание надежной опорной поверхности в процессе строительства стен
- Возведение опорного каркаса для перекрытия/кровли
- Строительство объектов крупнопанельных проектов, производственной сферы
- Формирование перемычек в зонах дверных/оконных проемов
- Устройство подкрановых путей, эстакад, мостов, разного типа подъездных дорог, аэропортов
- Прокладка магистралей сообщения для ж/д составов, трамваев
Железобетонная балка перекрытия используется повсеместно – там, где необходимо обеспечить высокую прочность и надежность конструкции, долговечность и стойкость к любым негативным факторам, высокую скорость монтажа.
Предъявляемые требования к балкам
Современные ЖБИ балки отличаются по типу, форме, размеру, для каждого вида конструкции выставляются свои требования и нормативы.
Самые популярные сегодня балки – фундаментные и стропильные. Стропильная балка используется в строительстве крыши, фундаментная – основания.
Абсолютно все виды ЖБ балок отличаются общими характеристиками (стойкость, прочность, долговечность, простота монтажа, надежность и т.д.).
Основные требования к балке ЖБ:
- Прочность – зависит от места использования балки и ее типа: для чердачных конструкций и разного типа жилых помещений установлены предельные нагрузки в 105 кг/м2, для межэтажных перекрытий и формирования цокольных этажей показатель равен 210 кг/м2.
- Жесткость – для чердачных конструкций показатель равен 1 к 200, для межэтажных перекрытий – 1 к 250.
- Тепло- и звукоизоляция – бетонная балка перекрытия должна обеспечивать соответствующие по требованиям к помещению (указываются в нормативных документах) параметры. Для повышения теплоизоляционных характеристик предполагается подбор типа заполнителя проемов между балками и обшивка самого элемента.
Все требования прописаны в ГОСТ 13015-2012. Периодические испытания железобетонных изделий по жесткости, прочности, стойкости к трещинам нагружением по ГОСТ 8829 проводятся до начала производства продукции в каждом случае внесения конструктивных изменений либо при усовершенствовании технологии производства.
Виды
ЖБ балки перекрытия классифицируют по нескольким основным параметрам: ширина пролета, тип сооружения, шаг колонны. Также в расчет берут размер, конфигурацию, различные особенности конструкции. Так, по форме балки могут быть прямоугольными (стандарт), трапециевидными, тавровыми, двутавровыми, полыми.
Классификация балок по способу производства:
- Сборные железобетонные, которые производят в условиях завода – у них прямоугольное или тавровое сечение.
- Бетонные, которые отливаются непосредственно на объекте – обычно их используют для укрепления монолитных конструкций.
- Монолитно-сборные балки из бетона – сочетают оба метода.
По типу конструкции весь спектр изделий ЖБИ принято делить на: односкатные, обычные или решетчатые двускатные, стропильные с находящимися параллельно рельсовыми креплениями (они нужны для фиксации спецоборудования).
Сборные ЖБИ могут быть криволинейными либо ломаными. Применяются в создании надежных и прочных пролетов (где предполагаются большие нагрузки) – в цехах с крановой спецтехникой, складских помещениях, промышленных предприятиях и т.д.
Бетонные балки перекрытия по сфере применения:
- Обвязочные – для создания перемычек проемов между монолитами стен
- Двутавровые – применяются в строительстве разного типа крупнопанельных, промышленных зданий, так как гарантируют повышенный уровень прочности (и стоимость их высока)
- Решетчатые – для создания эстакад
- Подкрановые – для балансировки функционирования подъемных кранов
- Фундаментные – для формирования качественного сплошного основания
- Стропильные – из них делают кровлю зданий с одним этажом
Сегодня наибольшей популярностью пользуются такие разновидности (виды конструкций): тавровые, межэтажные (обычно прямоугольные) балки, которые равномерно распределяют на плиты перекрытий нагрузки, сохраняя их ровными.
Тавровые бетонные конструкции используются в создании скатной/плоской кровли, гарантируют практичность, долговечность, надежность строения.
Маркировка и размеры
Все железобетонные балки маркируются по стандартам. Буквы обозначают типоразмер: железобетонные стропильные балки с находящимися параллельно поясами обозначаются буквосочетанием БСП, железобетонные балки стропильные односкатные обозначаются как БСО, двускатные – БСД. БП – это подстропильные балки.
Кроме букв, в маркировке также используют цифры. Стандартная маркировка предполагает обозначение, реализованное в трех группах букв и цифр. Обозначаются тип (буква), размер, перекрываемый пролет (указывается в метрах арабскими цифрами).
Также маркировка включает информацию про идентификацию категории в соответствии с несущей способностью, классом прутьев для армирования, марки бетона.
Дополнительные характеристики (серия, особенности применения, нюансы конструкции и т.д.) также указываются.
Вне зависимости от сферы применения железобетонных балок, габариты, размеры обозначаются в трех параметрах. Расчет железобетонной балки осуществляется с использованием каждого из них.
Размеры и габариты балки – обозначение:
- Длина (L) – параметр должен превышать длину пролета на 40 сантиметров и выступать за края опорных частей минимум по 20 сантиметров на несущие стеновые конструкции.
- Высота (Н) – величина равна минимум 5% длины или составляет 1/20 ее часть.
- Ширина (В) – данный параметр соотносится с высотой в пропорции 5:7.
Изготовление балок
Бетонная балка перекрытия – изделие, которое проще всего заказать уже готовым с завода. Но бывают случаи, когда появляется необходимость сделать балки самостоятельно – так, если доставить их в Москву с ближайшего завода несложно, то в дальние регионы порой доставка обходится слишком дорого.
Для производства железобетонных балок необходимо тщательно выполнить расчеты, составить чертежи. Сам процесс сравнительно несложный, но требует обязательного соблюдения технологии.
Процесс производства железобетонной балки:
- Создание опалубки из фанеры 1-2 сантиметра или деревянных досок толщиной 2.5-4 сантиметра. Опалубка выполняется того размера, который определен для балок. Внутренняя часть конструкции обклеивается пленкой.
- Армирование из 4 цельных стальных прутьев диаметра 12-14 миллиметра. В случае выполнения сопряжения обязателен нахлест в 80 сантиметров и обвязка этого места проволокой. Арматура располагается таким образом, чтобы со всех сторон ее окружал слой бетона толщиной минимум 5 сантиметров (обычно используют фиксаторы из пластика).
- Заливка опалубки бетонной семью марки минимум М300 – в один прием, беспрерывно. После заливки изделие накрывается гидроизоляционным материалом. При реализации работ в жаркую пору бетон поливают водой каждые сутки, созревает конструкция около 2 недель.
Таким образом можно изготовить балки любой конфигурации, размера – под любые типы перекрытий, для выполнения кровли, фундамента, создания пола, дверных или оконных проемов и т.д.
Рекомендации по выбору
При выборе железобетонных балок необходимо ориентироваться на основные свойства и характеристики, нужные параметры. Среди основных обычно учитывают такие: паро/гидро/звукоизоляция, теплозащита, огнестойкость. Что касается размера и габаритов, то тут тоже важно определиться с главными показателями.
Конструкция ЖБИ должна максимально отвечать требованиям в соответствии с конструкцией элемента/сооружения. Так, для каркаса стен на фундамент столбчатого типа вес сплошного перекрытия по железобетонным балкам будет огромен. В то же время, пустотелые балки в сплошном доме не станут гарантией нужного уровня безопасности здания.
В процессе монтажа конструкции обязательно точно просчитывают все сжатые и растянутые зоны, влияющие на прочность железобетона.
В процессе сооружения межэтажной плиты арматура в ЖБ балках должна находиться именно в зонах растяжения. Это даст нужный уровень надежности.
Монтаж и установка
Все работы с железобетонными балками выполняются сравнительно несложно. Их нужно уметь точно фиксировать, понимая особенности сооружения. В первую очередь, до установки выполняют подготовку – все осевые рейки покрывают краской, детали зачищают.
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.
Thumb Правила и спецификации для расчета железобетонной балки
🕑 Время чтения: 1 минута
Проектирование железобетонной балки достигается методом проб и ошибок. Тем не менее, коды дизайна, определенные эмпирические правила и прошлый опыт могут значительно сократить длительный процесс проектирования.
Сначала следует оценить некоторые аспекты конструкции, такие как геометрия и собственный вес, а затем проверить их в процессе проектирования. Применимые коды, такие как ACI 318-19предоставить спецификации, чтобы помочь проектировщику, но все же необходимо сделать некоторые оценки и предположения.
Опытный проектировщик может сделать очень точные предположения. Напротив, новые проектировщики, у которых мало опыта или он вообще отсутствует, должны полагаться на пробные расчеты или произвольные правила, модифицированные в соответствии с конкретной ситуацией.
Расчетные допущения для железобетонных балок могут потребоваться для собственного веса балки и ее геометрических размеров. Нормы проектирования содержат спецификации, касающиеся выбора размера стержней, расстояния между ними, бетонного покрытия и размещения стержней.
Содержание:
- Предположения и спецификации для проектирования железобетонного луча
- 1. Размер луча
- 2. Выбор размера бар
- 3. Минимальная ширина луча
- 4. Бетонная крышка
- 5. Шад -шкафа
- 4. Бетонная крышка
- 5. Шахма
- 6. Размещение стержней
- 7. Собственный вес железобетонной балки
- Часто задаваемые вопросы
1.
Размер балки
Величина балки при отрицательных моментах или усилиях сдвига. Коэффициент момента ACI можно использовать для расчета моментов конкретного пролета. В качестве альтернативы проектировщики могут оценить толщину балки от 60 мм до 65 мм на метр пролета балки.
Требования к соотношению ширины и высоты железобетонных балок нормами не предусмотрены. Однако, как правило, лучше использовать глубину, которая в два с половиной-три раза превышает ширину балки. Для длиннопролетных балок экономично использовать глубокие и узкие сечения.
Однако архитектурные соображения могут препятствовать использованию глубоких бетонных балок, и проектировщику придется выбирать широкие балки. Чем меньше балок различных размеров в конструкции, тем она лучше с экономической точки зрения.
Рис. 1: Размер железобетонной балки
2. Выбор размера стержня
После расчета требуемой площади армирования можно использовать Таблицу 1 для выбора количества стержней, обеспечивающих необходимую площадь армирования.
В обычной ситуации целесообразно использовать стержень размером № 32 и меньше. Предпочтительно использовать один размер стержня в балке, но можно использовать два разных размера стержня, чтобы получить требуемую площадь стали.
Рисунок-2: Размер стальных стержней, обычно выбираемых для бетонных балок
Table — 1 : Area of Groups of Bars, mm 2
| Number of bars | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bar Size, IS | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 10 | 71 | 142 | 213 | 284 | 355 | 426 | 497 | 568 | 639 | 710 | 781 | 852 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 13 | 129 | 258 | 387 | 516 | 645 | 774 | 903 | 1032 | 1161 | 1290 | 1419 | 1548 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 16 | 199 | 398 | 597 | 796 | 995 | 1194 | 1393 | 1592 | 1791 | 1990 | 2189 | 2388 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 19 | 284 | 568 | 852 | 1136 | 1420 | 1704 | 1988 | 2272 | 2556 | 2840 | 3124 | 3408 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 22 | 387 | 774 | 1161 | 1548 | 1935 | 2322 | 2709 | 3096 | 3483 | 3870 | 4257 | 4644 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 25 | 510 | 1020 | 1530 | 2040 | 2550 | 3060 | 3570 | 4080 | 4590 | 5100 | 5610 | 6120 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1290 | 1935 | 2580 | 3225 | 3870 | 4515 | 5160 | 5805 | 6450 | 7095 | 7740 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 32 | 819 | 1638 | 2457 | 3276 | 4095 | 4914 | 5733 | 6552 | 7371 | 8190 | 9009 | 9828 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 36 | 1006 | 2012 | 3018 | 4024 | 5030 | 6036 | 7042 | 8048 | 9054 | 10060 | 11066 | 12072 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 43 | 1452 | 2904 | 4356 | 5808 | 7260 | 8712 | 10164 | 11616 | 13068 | 14520 | 15972 | 17424 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 57 | 2581 | 5162 | 7743 | 10324 | 12905 | 15486 | 18087 | 20648 | 23229 | 25810 | 28391 | 30972 |
0072 3.
Minimum Beam Ширина
Минимальная ширина балки, необходимая для размещения нескольких стержней различных размеров, указана в Таблице 2.
Таблица 2: Максимальное количество стержней в виде одного слоя в стержнях балок для максимального совокупного размера 19mm
| Beam Width, mm | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 |
| Bar Size | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 16 | 2 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 15 | 16 |
| 19 | 2 | 3 | 4 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 14 | 15 |
| 22 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 11 | 12 | 13 | 14 |
| 25 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 29 | 2 | 3 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 9 | 10 | 11 |
| 32 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 5 | 6 | 7 | 8 | 8 | 9 | 10 |
| 36 | 1 | 2 | 3 | 3 | 4 | 5 | 6 | 6 | 7 | 8 | 8 | 9 |
| 43 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 4 | 5 | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 |
| 57 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | 5 | 5 | 6 |
Tabl- 3 : Maximum Number of Bars as a Single Layer in Stems of Beams for Maximum Aggregate Size of 25 mm
| Beam Width, mm | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 | |||||||||||||||
| Размер бар | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — — | — | — | — | — | -0067 — | — |
| 16 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |||||||||||||||
| 19 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 11 | 12 | |||||||||||||||
| 22 | 2 | 3 | 4 | 5 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |||||||||||||||
| 25 | 2 | 3 | 3 | 4 | 5 | . 0067 3 | 4 | 5 | 6 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 10 | ||||||||||||
| 32 | 1 | 2 | 3 | 4 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 8 | 9 | 10 | |||||||||||||||
| 36 | 1 | 2 | 3 | 3 | 4 | 5 | 6 | 6 | 7 | 8 | 8 | 9 |
Примечание:
Максимум.
Защитный слой бетона — это расстояние от поверхности бетона до хомутов в сечении балки. Требования к бетонному покрытию в коде ACI обширны.
Для балок, которые не подвергаются воздействию погодных условий или не соприкасаются с землей, минимальное расстояние в свету от нижней части стали до бетонной поверхности составляет 40 мм в соответствии с ACI 318-19.
раздел 20.5.1.3, таблица 20.5.1.3.1.
Бетонное покрытие необходимо для защиты стальных стержней от воздействия окружающей среды и вандализма, а также для обеспечения хорошего сцепления между арматурой и бетоном.
5. Расстояние между стержнями
Расстояние в свету между стержнями в одном слое должно быть не менее:
1. 25 мм
2. Диаметр продольных стержней
3. 4/3 максимального значения совокупный размер
6. Размещение стержня
Если стержни укладываются более чем в один слой, то стержни верхних слоев должны располагаться непосредственно над стержнями нижних слоев, а расстояние между слоями должно быть не менее 25 мм.
7. Собственный вес железобетонной балки
Оценка собственного веса железобетонной балки необходима для точного расчета нагрузок и, следовательно, момента сопротивления. Вычисление статической нагрузки на балку не является прямым и может включать в себя итерации.
Можно предположить размер балки, по которому можно вычислить собственный вес. Если расчетный собственный вес окажется значительно меньше веса расчетной секции, необходимо будет изменить размер балки и пересчитать вес балки и приложенный момент. В качестве альтернативы можно использовать Таблицу 4 в качестве эмпирического правила для оценки веса бетона.
Таблица- 4 : Первая оценка веса балки
| Design Moment, Mu (KN.m) | Estimated Weight, KN/m | ||
| ≤271 | 4.38 | ||
| >271 but ≤406 | 5.11 | ||
| >406 Но ≤542 | 5,84 | ||
| > 542, но ≤678 | 6.57 | ||
| > 678 | 7.3 | 77777. 70072 7474747474. 70077. | |
Нагрузки вызывают изгибающий момент, силы сдвига и, в некоторых случаях, кручение по всей длине.
Минимальная толщина, ч | |||
| Просто поддерживается | Один конец сплошной | Оба конца сплошные | Консоль |
| Элементы, не поддерживающие или не прикрепленные к перегородкам или другим конструкциям, которые могут быть повреждены при больших прогибах | |||
| л/16 | л/18,5 | л/21 | л/8 |
| Примечания: Приведенные значения должны использоваться непосредственно для элементов из бетона нормальной массы и арматуры марки 420.  Для других условий значения изменены следующим образом:а) Для легкого бетона с равновесной плотностью ( wc) в диапазоне от 1440 до 1840 кг/м3 значения умножаются на (1,65 – 0,0003 wc ) , но не менее 1,09. b) Для fy , отличного от 420 МПа, значения умножаются на 9.0037 (0,4 + ф.у. /700) . | |||
- Глубина балки также может быть оценена на основе отношения пролета к глубине. IS 456 2000 обеспечивает отношение пролета к глубине для управления отклонением балки, как указано в таблице 2.
Таблица 2. Соотношение пролёта к высоте в зависимости от пролёта и типа балок, IS 456 2000
| Пролет балки | Тип балки | Отношение ширины к глубине |
| До 10 м | Просто поддерживается | 20 |
| Консоль | 7 | |
| Непрерывный | 26 | |
| Более 10 м | Просто поддерживается | 20*10/пролет |
| Консоль | — | |
| Непрерывный | 26*10/пролет |
Ширина балки (b)
Отношение глубины луча к его ширине рекомендуется составлять от 1,5 до 2, причем наиболее часто используется верхняя граница 2.
Расположение арматуры является одним из основных факторов, определяющих ширину балки.
Таким образом, при оценке ширины луча необходимо учитывать минимальное расстояние между стержнями. Ширина балки должна быть равна или меньше размера колонны, поддерживающей балку.
Стальная арматура
ACI 318-11 обеспечивает минимальный и максимальный коэффициент усиления. Коэффициент армирования является показателем количества стали в поперечном сечении.
Таким образом, любые значения в этом диапазоне могут быть использованы для проектирования балки. Тем не менее, выбор зависит от требований к пластичности, конструкции и экономических соображений.
наконец, рекомендуется использовать 0,6*максимальный коэффициент армирования.
Арматурный стержень размеров
Как правило, рекомендуется избегать использования стержней больших размеров для балок. Это связано с тем, что такие стержни вызывают растрескивание при изгибе и требуют большей длины для развития их прочности.
Тем не менее, стоимость размещения большого размера стержня меньше, чем стоимость установки большого количества стержней малого размера.
Кроме того, обычные размеры стержней для балок варьируются от № 10 до № 36 (единица СИ) или от № 3 до № 10 (обычная единица США), а два стержня большего диаметра № 43 (№ 14) и № .57 (№ 18) используются для колонн.
Кроме того, можно смешивать стержни разного диаметра, чтобы более точно соответствовать требованиям к площади стали.
Наконец, максимальное количество стержней, которые можно установить в балку заданной ширины, определяется диаметром стержня, минимальным расстоянием между ними, максимальным размером заполнителя, диаметром хомута и требованиями к бетонному покрытию.
Расстояние между стержнями
ACI 318-11 определяет минимальное расстояние между стержнями, равное диаметру стержня или 25 мм. Это минимальное расстояние должно поддерживаться, чтобы гарантировать правильное размещение бетона вокруг стальных стержней.
Кроме того, для предотвращения образования воздушных карманов под арматурой и обеспечения хорошего контакта между бетоном и стержнями для достижения удовлетворительного сцепления.
Если в балку укладывают два слоя стальных стержней, то расстояние между ними должно быть не менее 25 мм.
Защита бетона для арматуры
проектировщик должен поддерживать минимальную толщину или бетонное покрытие за пределами самой внешней стали, чтобы обеспечить сталь адекватной защитой бетона от огня и коррозии.
В соответствии с кодом ACI 7.7, бетонное покрытие толщиной 40 мм для залитых на месте балок, не подверженных непосредственному воздействию земли или погодных условий.
Покрытие толщиной не менее 50 мм, если бетонная поверхность подвергается воздействию погодных условий или соприкасается с ней.
Для упрощения конструкции и, как следствие, снижения затрат габаритные размеры балок b и h округлены почти до ближайших 25 мм.
Процедура проектирования прямоугольной железобетонной балки
Расчет бетонной балки включает расчет размеров поперечного сечения и площади армирования для сопротивления приложенным нагрузкам.
Существует два подхода к проектированию балок.
Во-первых, начните проектирование с выбора глубины и ширины балки, а затем рассчитайте площадь армирования.
Во-вторых, предположим площадь армирования, затем рассчитаем размеры поперечного сечения.
Первый подход будет представлен ниже
Для расчета железобетонной балки прямоугольного сечения используется следующая методика:
- Сначала выберите эффективную глубину луча (d) и ширину (b). Эффективная глубина может быть рассчитана с использованием глубины луча (h).
- Затем рассчитайте требуемый коэффициент сопротивления изгибу, предположим ?=0,9
- После этого найдите коэффициент армирования, соответствующий рассчитанному выше вычислению сопротивления изгибу,
- Коэффициент армирования должен быть меньше максимального коэффициента армирования и больше минимального коэффициента армирования.
- Минимальный коэффициент армирования,
- Максимальный коэффициент усиления
- Можно использовать любой коэффициент армирования, но последний обеспечит деформацию стали не менее 0,005.
- После этого вычислить область усиления,
- Затем найдите количество стержней, разделив площадь армирования на площадь одного стержня.
- Наконец, проверьте, можно ли разместить стержень в пределах выбранной ширины поперечного сечения,
- Значение S должно быть не менее 25 мм, что является минимальным требуемым расстоянием между соседними стержнями.
Где:
R: коэффициент сопротивления изгибу
p: коэффициент усиления
Mu: факторизованный момент нагрузки
: коэффициент снижения прочности
b: ширина поперечного сечения
d: эффективная глубина поперечного сечения балки от вершины балки до центра армирующего слоя.
fc’: прочность бетона на сжатие
fy: предел текучести стальных стержней
p_u: предельная деформация бетона, равная 0,003 по коду ACI и 0,0035 по EC.
p_0,004: коэффициент армирования при деформации стали, равный 0,004
p_0,005: коэффициент армирования при деформации стали, равный 0,005
Как: площадь армирования
S: расстояние между соседними стержнями
n: количество баров в одном слое
Конструкция прямоугольной балки на сдвиг
Расчет на сдвиг включает оценку расстояния между хомутами для поддержки предельного сдвига.
Обычно часть бетона сопротивляется сдвигающей силе, а та часть, которая не поддерживается бетоном, удерживается поперечной арматурой.
- Во-первых, вычислите предельную силу сдвига на расстоянии d, которое является глубиной поперечного сечения. Существуют исключения, в которых сдвиг на поверхности опоры должен использоваться для расчета на сдвиг. Например, когда нагрузки приложены к нижней части балки.
- Во-вторых, оцените расчетную прочность бетона на сдвиг,
- Армирование на сдвиг не требуется, если Vu< 0,5Vc.
- Если 0,5Vc>Vu< Vc , то предусмотрите только арматуру с минимальным сдвигом.
- Обеспечьте поперечную арматуру, когда Vu> Vc.
- В-третьих, выберите пробную область стальной стенки на основе стандартных размеров хомутов в диапазоне от № 10 до № 16.
- Умножьте площадь поперечной арматуры на количество опор хомутов, чтобы вычислить площадь поперечной арматуры.
- В-четвертых, найдите расстояние для хомута для вертикальных и наклонных хомутов соответственно, используя уравнения 12 и 13.
