БАЛКИ ТИПОВ R, RL, RT

Общая информация

Формовка элементов напрягаемой арматуры производятся на специализированных производственных линиях. Для формовки балок применяются специальные опалубки, поэтому наиболее рационально и экономично производить проектирование в соответствии с приведенными габаритами (рис.1). очень важно, что ширина полок балок является фиксированной – 200 мм, а глубина полок меняется каждые 50 мм. Если балки будут спроектированы в рациональных технологических пределах и с применением описанной геометрии полок, то производство элемента будет продуктивным, эффективным и экономичным. Возможны и нестандартные решения, но в любом случае они будут являться дорогостоящей альтернативой.       

Балки с ненапрягаемой арматурой можно производить без особых ограничений геометрии. Применение таких балок обычно ограничивается длиной пролета, нагрузкой и ограничением этажности. Армирование предварительно напрягаемыми арматурными элементами более эффективно и экономично, при одинаковых нагрузках балки можно проектировать более низкими. При увеличении пролета и /или нагрузок целесообразно использование напряженного армирования. Для напряженного армирования используются стальные канаты. Натяжение канатов можно менять, но по стандарту используется оптимальное натяжение.

Прочность балок зависит непосредственно от числа канатов и их расположения в балке.

Проектировать балки с напрягаемой арматурой целесообразно только при большом количестве похожих элементов, так как для производства таких балок требуются длинные линии формовки. Если на обороте предполагается размещение небольшого количества балок, а нагрузки и пролеты небольшие, то чаще всего применяется обычное армирование.

Длина балок зависит от пролета и других граничащих между собой габаритов конструкций. Обычно между балками и колоннами с обеих сторон оставляется 20 мм зазора. Балки этих типов в зависимости от величины нагрузок могут быть как с напрягаемой, так и с ненапрягаемой арматурой.

При проектировании здания особенно важно создавать такие узлы балок, что в них образовывалось как можно меньшие крутящие моменты. При наличие в балках больших крутящих моментов необходимо предусмотреть дополнительные меры по управлению ситуацией. Обычно достаточно увеличить жесткость узлов, но, в зависимости от величины момента, может потребоваться дополнительное армирование и дополнительные детали для фиксации балок.

sbk web 19

Крепление балокsbk web 20 1

Крепление болтами

Чаще всего балки к колоннам крепятся болтами или стержнями с резьбой. Все компоненты соединения представлены на образце (рис.3). болты могут быть выставлены в конце колонны или в консольных выступах.

Скрытые консольные выступы

Скрытые консольные выступы (рис.4) используются редко, так как это не самый экономичный метод крепления. Чаще всего скрытые консольные выступы применяются с целью экономии полезного пространства помещений или снижения общей высоты здания.

Рабочие характеристики

Прочность

Значения, приведенные на графиках допустимых нагрузок, включают в себя сумму расчетных значение долговременных, краткосрочных и переменных нагрузок, действующих на балку без учета собственного веса балки. Например, допустимая нагрузка на несущее балку перекрытие составляет: вес плит перекрытия и слоя напольного покрытия, все возможные расчетные значения кратковременных и долговременных нагрузок без собственного веса балки. Расчетные значения уже помножены на соответствующие коэффициенты запаса.

Вес

Таблица с весом балок КЕ и RL не представлена из-за большого числа переменных. Габариты балок этого типа в каждом здании различны. В зависимости от нагрузок на здание, габаритов других используемых элементов каркаса здания, корректируется высота, ширина балок и высота полок.

 

 

sbk web 20 2

sbk web 20 3

Специфика формовки элемента и используемые закладные детали

Специфика формовки

  • Формовка элементов производится со скошенными кромками всех углов изделия вдоль оси изделия

Часто используемые закладные детали

  • Монтажные петли;
  • Вертикальные металлические патрубки на концах балок для соединения с колоннами;
  • Обычные горизонтальные пластиковые и металлические патрубки со сплющенными концами для анкеровки между собой балок и плит;
  • Металлические пластины для фиксации балок к плитам перекрытия;
  • Неопреновые прокладки на полках (для равномерного распределения нагрузки от плит перекрытия).

При проектировании закладных деталей в изделии важно знать

  • Обязательно следите, чтобы детали, находящиеся рядом или на противоположных сторонах балки, не пересекались между собой или с арматурой изделия. В случае скрещивания предусмотрите нестандартные детали или решения;
  • Вертикальные патрубки, предназначенные для крепления балок к колоннам, должны проектироваться с учетом разумных расстояний от концов балок. При малых расстояниях возникают проблемы с армированием изделия;
  • Закладные детали проектируйте с учетом 15 мм скосов;
  • Шаг горизонтальных сплющенных патрубков, предназначенных для анкеровки балок к плитам перекрытия, должен соответствовать шагу и высоте опирающихся на балку плит перекрытия (должен соответствовать соединениям плит перекрытия между собой);
  • На полки наклеивается неопреновые полосы (обычно их ширина составляет 20 мм, высота 10 мм). Они используются для равномерного распределения нагрузок, передаваемых от плит перекрытия (рис.7).

Соединения

Кроме упомянутых в разделе «крепление балок» соединений, необходимо отметить анкеровку плит перекрытия с балкой (рис.8 и 9).

 Анкеровка балок типа RL подбирается для восприятия сил от диска перекрытия. Так как RL-балка имеет только одну полку, при нагрузке балки она из-за возникшего плеча старается повернуться. Избежать этого можно путем подпорки балок перед монтажом. После укладки многопустотных плит на балки, плиты перекрытия соединяются с балками арматурой, а монтажный зазор заливается бетоном. Созданный жесткий узел не допускает поворот балки вокруг ее продольной оси. 

Принцип соединения R-балки дополнительными стержнями арматуры (RF) и плит перекрытия похож. Разница в том, что такие балки обычно предусматриваются не по периметру здания, а в центре. Так формируется действительно непрерывный, жесткий узел из балок и перекрытия. Формируется жесткое перекрытие (жесткий диск).

Производственные допуски

1 Длина (L): ±5 мм
2 Сечение (b, h): ±5 мм
3 Прямолинейность (a): ±10 мм
4 Перекос (u): ±5 мм
5 Торец полки (Lh, Lz): ±5 мм
6 Отклонение угла: ±5 мм
7 Положение закладных деталей:  
  - продольное: ±15 мм
  - поперечное: ±10 мм
  - глубина: ±5 мм
8 Расположение отверстий, пустот: ±20 мм

Временное складирование, подъем, монтаж

Балки поднимаются за монтажные петли, которые могут быть в виде подъемных канатов, стальные или ввинчиваемые.

Монтаж балок выполняется в несколько этапов. Балка устанавливается в проектное положение (чаще всего опирается на консольные выступы) и затягивается болтами.

Важно, чтобы RT и RL-балки были подперты перед опорой на них других элементов перекрытия. Надлежащая подпорка обеспечит неизменность проектного положения балки при неравномерной нагрузке. После нагрузки RT-балок на обоих полках, подпорки можно снять. Если передаваемые на обе полки нагрузки похожи, крутящий момент балки пропадает.

RL-балка имеет только одну полку, поэтому создающие кручение силы пропадут после придания узлу жесткости (рис.8). балки с плитами перекрытия соединяются арматурой, а монтажные зазоры заливаются бетоном. После затвердения бетона, подпорки можно убрать. Если нагрузки все же велики и нет возможности ограничить крутящий момент, может потребоваться принятие дополнительных мер, которые на стадии проектирования необходимо учитывать дополнительно.

I-БАЛКИ И ПРОГОНЫ С НАПРЯЖЕННЫМ АРМИРОВАНИЕМ

sbk web 23 1

 

Общая информация

Формовка преднапряженных балок выполняется на специальных производственных линиях. Габариты сечения остаются неизменными по всей длине балки (рис.1).

Таблица 1. Возможные ограничения I-балок по высоте и длине.

Профиль h, мм Lmin, мм Lmax, мм
I 900 900 6000 12000
I 1050 1050 6000 12000
I 1200 1200 8000 16000
I 1350 1350 10000 20000
I 1500 1500 12000 25000
I 1650 1650 14000 28000
I 1800 1800 15000 30000

 

 

Длина балки зависит от пролета и габаритов других граничащих между собой конструкций.

Между балкой и колонной с обеих сторон оставляется 20 мм зазора. Балки типов I используются для перекрытия больших пролетов. В зависимости от метода получения желаемого уклона поверхности выбирается скатный или прямой вариант балки. Огнестойкость этих балок – до 120 минут.

Преднапряженные прогоны применяются как второстепенные балки конструкции крыши, перекрывающие расстояния между основными балками. Максимальная перекрываемая длина – 12 метров. Сечение прогонов выбирается по параметрам и требованиям конкретного объекта. Огнестойкость этих элементов – до 60 минут.

Обычно прогоны используются для промышленных зданий, в которых предполагается легкое кровельное покрытие (стальной кровельный настил, гофрированные листы, плиты из ячеечного бетона и пр.). чаще всего для легких кровельных покрытий требуются опоры шагом 3-5 метров. Перекрытием прогонами главных пролетов (до 12 метров) можно получить необходимый шаг опор.

С использованием в конструкциях крыши I-балок и преднапряженных прогонов можно проектировать большие открытие пространства (рис.3).

Соединения

Чаще всего балки и колонны соединяются болтами (рис.4). болты могут быть выпущены з концов колонн или консольных выступов.

Прогоны присоединяются к портальным рамам выпусками арматуры и монолитным бетоном (рис.5). в легких конструкциях крыши, где диафрагменное действие не достигается за счет самой конструкции крыши, распределение горизонтальных усилий на фронтовые стены по наружным и внутренним колоннам можно обеспечить за счет диагональных связей. Их необходимо предусмотреть между балками, в наружных проемах здания.

Таблица 1. Возможные ограничения I-балок по высоте и длине.

Профиль h, мм Lmin, мм Lmax, мм
I 900 900 6000 12000
I 1050 1050 6000 12000
I 1200 1200 8000 16000
I 1350 1350 10000 20000
I 1500 1500 12000 25000
I 1650 1650 14000 28000
I 1800 1800 15000 30000

 

Рабочие характеристики

Прочность

Приведенные на графиках (Рис.6) значения допустимых нагрузок определяются как сумма всех расчетных значений, действующих на балку долговременных, краткосрочных и переменных нагрузок, без учета собственного веса балок. Например, допустимая нагрузка на балку перекрытия определяется как суммарный вес плит перекрытия слоев напольного покрытия, расчетных значений всех возможных краткосрочных и долговременных нагрузок, без учета собственного веса. Расчетные значения уже помножены на соответствующие коэффициенты запаса.

Вес

Вес I-балок можно упрощенно определить по приведенным графикам зависимости веса балок от их длины. Длина кривой представляет длину эффективного использования балок.

Вес преднапряженных прогонов зависит от геометрии сечения. Так как геометрия подбирается к конкретному объекту индивидуально, при проектировании можно принять приблизительный вес прогона – 2,90 кН/м. Приведенный вес является ориентировочным.

sbk web 25

 

Специфика формовки элемента и используемые закладные детали

Специфика формовки

  • Формовка элементов производится в специальных формах, и их геометрия фиксирована. Переменные параметры балок: длина элемента и число тросов;
  • В стенках балок возможны проемы для прокладки коммуникаций, но они ослабляют балки.

Часто используемые закладные детали

  • Монтажные петли;
  • Вертикальные патрубки на концах балок для соединения с колоннами;
  • Стержни для фиксации балок с плитами перекрытия или прогонами;
  • Петли на концах прогонов.

При проектировании закладных деталей в изделии важно знать

  • Место положения вертикальных патрубков, предназначенных для соединения балок с колоннами, необходимо проектировать на разумных расстояниях от концов балок. При небольших расстояниях возникают проблемы с армированием изделия.

sbk web 27 1

 

sbk web 27 2

Временное складирование подъем, монтаж

Балки поднимаются за монтажные петли, которые могут быть в виде подъемных тросов, стальные или ввинчиваемые.

Монтаж балок выполняется в несколько этапов. Балка устанавливается в проектное положение и соединяется болтами. Чаще всего балка опирается на верх колонн. Для равномерного распределения концентрированных нагрузок на колонну, между балкой и колонной дополнительно укладывается неопреновая прокладка (рис.4).

sbk web 27 3

 

 

 

БАЛКИ С НИЗКИМИ ПОЛКАМИ (RTL, RLL)

Общая информация

sbk web 28 1

При выборе сечения балок необходимо руководствоваться размерами, приведенными на рис.2 и 3, так как эти элементы изготавливаются в специальных формах. Стандартная высота полок балок – 80 мм, предельная расчетная нагрузка полки – 90,0 кН/м. обычно высота балки равна сумме высот плиты перекрытия (Р220/265/320/400) и полки. Допустимый класс воздействия окружающей среды на балки – ХС1, ХF1; огнестойкость – R90.

Наиболее экономичной решение состоит в изготовлении как можно более длинных многоопорных балок, с уменьшением числа необходимых соединений. Очень важно расположение мест соединений балок, так как оно влияет на порядок и направление монтажа. В таблице 1 приведены максимально возможные длины балок. 

Максимальная длина балки (одного сборного элемента).

Пролет, м Консольный выступ, м Тип балки Максимальная длина балки, м (цельная многоопорная балка с тремя опорами)
6,0 0,2х6,0=1,2 все L=2х6,0+1,2=13,2
7,2 0,2х7,2=1,5 все L=2х7,2+1,5=15,9
8,4 0,2х8,4=1,7 RTL480, RLL480 (h=480 мм) L=2х8,4+1,7=18,5

Соединения

При использовании многоопорных цельных балок с низкими полками, колонны проектируются на один этаж здания (крайние колонны могут быть объединены через несколько этажей, если балки опираются на консольные выступы колонн). Нижняя колонна соединяется с верхней колонной анкерными болтами или стержнями (один или два анкерных болта/стержня). Если используется два соединительных элемента, они располагаются на одной лини вдоль балки по центральной оси. Стержни продеваются через отверстия в балке. Балки опираются на колонны через неопреновые прокладки или металлические пластины. После установки элемента анкерные отверстия заливаются безусадочным бетоном (если не указано иначе).

Анкерная арматура плит перекрытия устанавливается через предусмотренные в балках отверстия (обычно диаметром 60/80 мм), которые заливаются бетоном, при заделке концов и швов перекрытия. При использовании RLL-балки необходимо учитывать кручение (заваливание)балки от несимметричных нагрузок. Кручения (заваливания) балки можно избежать, если перед монтаже балки подпереть и установить в плитах подобранную в соответствии с расчетами анкерную арматуру.

Рабочие характеристики

Прочность 

Приведенные в графиках (рис.5 и 6) значения допустимых нагрузок составляет сумма расчетных действующих на балку значений постоянных и переменных воздействий, без учета собственного веса балки. Например, для балки, несущей только перекрытие, допустимую нагрузку составляет сумма веса плит перекрытия и слоев напольного покрытия, а также значений используемых расчетных нагрузок.

Кривые рабочих характеристик (рис.5 и 6) приведены для многоопорных цельных балок с шарнирными соединениями в зоне нулевого момента. Упрощенная расчетная схема таких балок приведена на рис.7.

При наличии различных отверстий и/или нагрузок необходимо провести по балкам подробные статические расчеты, с учетом фактического расположения мест соединений. Полученные усилия в опоре и пролете балки не могут превышать несущие способности, указанных в таблице 3.

Таблица 3. Сводная таблица несущих способностей балок к изгибу (без учета прочности соединительных деталей).

Ригель (5+1) м* (6+1,2) м* (7,2+1,5) м* (8,4+1,7) м*
MRd, опора MRd, пролёт MRd, опора MRd, пролет MRd, опора MRd, пролёт MRd, опора MRd, пролет
RTL280 366 477 376 477 399 477 - -
RTL330 454 641 468 641 499 641 - -
RTL380 531 672 547 672 589 672 - -
RTL480a 544 772 567 772 626 772 655 772
RTL480b 707 926 731 926 789 926 817 926
RLL280 176 300 182 300 193 300 - -
RLL330 217 387 224 387 238 387 - -
RLL380 258 475 266 475 283 475 - -
RLL480 339 650 349 650 372 650 383 650

* - пролет и длина консольной части ригеля

Вес

Таблица 4. Характерные нагрузки от собственного веса на один погонный метр балки

Тип балки Значение нагрузки, кН/м
RTL280 4,80
RTL330 5,55
RTL380 5,35
RTL480 6,60
RLL280 3,10
RLL330 3,60
RLL380 4,10
RLL480 5,10

Специфика формовки элемента и используемые закладные детали

Специфика формовки

  • Элементы формируются со скошенными кромками 15х15 мм на нижней плоскости вдоль изделия;
  • Балки производятся в специальных формах линейным способом.

Часто используемые закладные детали

  • Монтажные петли;
  • Вертикальные пластиковые или металлические патрубки на концах балок для формовки анкерных отверстий, предназначенных для соединения балок с колоннами;
  • Горизонтальные металлические или пластиковые патрубки для формовки анкерных отверстий в балках и плитах перекрытия;
  • Закладные детали для фиксации балок с другими конструкциями;
  • Неопреновые полосы на полках балок для распределения нагрузок, передаваемых от плит перекрытия.

При проектировании закладных деталей в изделии важно

  • Обязательно следите, чтобы детали и их анкера, находящиеся рядом или на противоположных сторонах балки, не пересекались между собой или с рабочей арматурой элемента. Если нет возможностей использовать закладные детали, предусмотрите нестандартные детали или решения;
  • Вертикальные патрубки для формирования анкерных отверстий необходимо проектировать с учетом минимального расстояния 50 мм от конца балки до края патрубка;
  • Положение горизонтальных анкерных отверстий в перекрытии должно соответствовать шагу и высоте плит перекрытие (соответствовать стыкам плит);
  • На полки клеятся неопреновые полосы (обычно шириной 20 мм и высотой 10 мм). Они используются для равномерного распределения нагрузок, передаваемых от плит перекрытия во время монтажа (рис.8).

Соединения

Производственные допуски

1 Длина (L): ±5 мм
2 Сечение (b, h): ±5 мм
3 Прямолинейность (a): ±10 мм
4 Перекос (u): ±5 мм
5 Торец полки (Lh, Lz): ±5 мм
6 Отклонение угла: ±5 мм
7 Положение закладных деталей:  
  - продольное: ±15 мм
  - поперечное: ±10 мм
  - глубина: ±5 мм
8 Расположение отверстий, пустот: ±20 мм
9 Стандартные категории поверхностей:  
  А4 – нижняя и боковая поверхности  
  А6 – верхняя поверхность  
  А7 – невидимая поверхность (торцевая поверхность, верх полок балок)  

Временное складирование, подъем, монтаж 

Балки поднимаются за монтажные петли, которые могут быть в виде подъемных тросов, стальные или ввинчиваемые.

Монтаж балок с низкими полкамвыполняется в несколько этапов. Балка устанавливается в проектное положение и привинчивается болтами. Важно, чтобы пеед опорй на RTL и RLL-балки других элементов перекрытия, балки были подперты. Правильная подпорка гарантирует, что балка не изменит своего проектного положения при неравномерной нагрузке. Посте симметричной нагрузки RTL-балок подпорки можно удалить. Если передаваемые нагрузки на обеих полках похожи, кручение балки является незначительным. RLL-балка имеет только одну полку, поэтом силы, вызывающие кручение, будут устранены путем устройства узла по рис.11.

Балки арматурой соединяются с плитами перекрытия, а швы заливаются бетоном. Когда бетон достигнет необходимой прочности, подкосы можно снять. Если устранить крутящий момент обычным способом не удастся, необходимо принять дополнительные меры, которые надо учесть во время проектирования.

Info windows

Наш адрес

НАШ АДРЕС
ООО "Современные Бетонные Конструкции"
Республика Беларусь
223039, Минская обл., Минский р-н,
Хатежинский с/с, район деревни д. Таборы, 29/1, Здание АКБ.
Тел.: +375-29-813-00-15, Факс: +375-17-513-20-43 Email: sbk@sbk.by

Яндекс.Метрика

Наши клиенты: