Компоновка балочных конструкций
При проектировании конструкции балочного покрытия рабочей площадки цеха, проезжей части моста или другой аналогичной конструкции необходимо выбрать систему несущих балок, обычно называемую балочной клеткой. Балочные клетки подразделяют на три основных типа: упрощенный, нормальный и усложненный.
Выбор типа балочной клетки связан с вопросом о сопряжении балок между собой по высоте. Сопряжение балок может быть этажное, в одном уровне и пониженное. При этажном сопряжении балки, непосредственно поддерживающие настил, укладываются на главные или вспомогательные. Это наиболее простой и удобный в монтажном отношении способ сопряжения балок, но он требует наибольшей строительной высоты. Пониженное сопряжение применяется в балочных клетках усложненного типа. В нем вспомогательные балки примыкают к главной ниже уровня верхнего пояса главной, на них поэтажно укладывают балки с настилом, которые располагаются над главной балкой. Этот тип сопряжения, так же как и сопряжение в одном уровне, позволяет иметь наибольшую высоту главной балки при заданной строительной высоте перекрытия.
Главные балки обычно опирают на колонны и располагают вдоль больших расстояний. Расстояние между балками настила определяется несущей способностью настила и обычно бывает 0,6-1,6 м при стальном и 2-3,5 м при железобетонном настиле.
Расстояние между вспомогательными балками обычно назначается в пределах 2-5 м, и оно должно быть кратно пролету главной балки. При выборе этого расстояния надо стремиться получить минимальное число вспомогательных балок, причем прокатных.
Какие перекрытия относятся к балочному типу?
В которых балки работают совместно с опирающимися на них плитами перекрытия.
В состав балочных (ребристых) перекрытий входят балки, располагаемые в одном или двух направлениях, и плиты, опирающиеся на эти балки.
Сущность сборно-монолитной конструкции. Сборно-монолитная конструкция перекрытия состоит из сборных элементов и монолитных частей, бетонируемых непосредственно на площадке. Затвердевший бетон этих монолитных участков связывает конструкцию в единую совместно работающую систему.
Монолитные ребристые перекрытия. Состоят из плоской плиты и системы перекрестных балок-главных и второстепенных. При их компоновке плиту можно предусмотреть балочной или работающей в двух направлениях.
Состав балочного монолитного перекрытия?
Монолитные плиты, второстепенные балки, главные балки.
Компоновка конструктивной схемы перекрытия
В состав конструкции балочного панельного сборного перекрытия входят плиты и поддерживающие их балки, называемые ригелями, или главными балками ( XI.2,а). Ригели опираются на колонны и стены; направление ригелей может быть продольное (вдоль здания)' или поперечное ( XI.2,б). Ригели вместе с колоннами образуют рамы.
В поперечном направлении перекрытие может иметь два-три пролета (для гражданских зданий) и пять-шесть пролетов для промышленных зданий. Размеры пролета ригелей промышленных зданий определяются общей компоновкой (разработкой) конструктивной схемы перекрытия, нагрузкой от технологического оборудования и могут составлять 6; 9 и 12 м при продольном шаге колонн 6 м. Размеры пролета ригелей гражданских зданий зависят от сетки опор, которая может быть в пределах 3,0— 6,6 м с градацией через 0,6 м.
Компоновка конструктивной схемы перекрытия заключается в выборе направления ригелей, установлении размеров пролета и шага ригелей, типа и размеров плит перекрытий; при этом учитывают:
1) величину временной нагрузки, назначение здания, архитектурно-планировочное решение;
2) общую компоновку конструкции всего здания.
В зданиях, где пространственная жесткость в поперечном направлении создается рамами с жесткими узлами, ригели располагают в поперечном направлении, а панели — в продольном. В жилых и общественных зданиях ригели могут иметь продольное направление, а плиты—поперечное. В каждом случае выбирается соответствующая сетка колонн;
3) технико-экономические показатели конструкции перекрытия. Расход железобетона на перекрытие должен быть минимальным, а масса элементов и их габариты должны быть возможно более крупными в зависимости от грузоподъемности монтажных кранов и транспортных средств.
При проектировании разрабатывают несколько вариантов конструктивных схем перекрытия и на основании сравнения выбирают наиболее экономичную.
Общий расход бетона и стали на устройство железобетонного перекрытия складывается из соответствующего расхода этих материалов на плиты, ригели и колонны. Наибольший расход железобетона — около 65 % общего количества — приходится на плиты. Поэтому экономичное решение конструкции плит приобретает важнейшее значение.
Новые конструктивные решения металлических балок.Двутавровая балка (двутавр) может иметь длину, равную 4-12м, длина такой балки зависит от того, какое предназначение она имеет. В том случае если сортамент двутавров имеет длину менее четырех метров, он является непригодным для использования и считается остатком. Очень важным показателем длина балки (двутавра) выступает в том случае, когда требуется просчитать допустимый коэффициент кривизны. Данный коэффициент должен быть более 1/5 части длины всего изделия. Что касается высоты, которую имеет балка двутавр, то она варьируется от 10 до 100 сантиметров. Каждая балка двутавр, не зависимо от ее типа, обладает своим определенным номером, означающим либо условный размер, единицей измерения которого являются сантиметры, либо означающим высоту балки. При этом если высота и длина двутавра являются единицей непостоянной, то ширина ее полок и толщина стенок являются неизменными, так как прописаны в ГОСТе. На сегодняшний день основной сферой, в которой широко применяется сортамент двутавров, выступает строительная сфера. Нужно заметить, что балка двутавр впервые начала использоваться в строительстве уже достаточно давно. Так, первые упоминания об этих изделиях пришли еще с 1884 года, именно тогда балки применялись для возведения здания в США, которое состояло из десяти этажей. В то время вместе с колоннами из чугуна впервые использовали изделия из стали. Двутавр отлично подходит для возведения прочных конструкций, в том числе она зачастую применяется в создании перекрытий, опор мостов и т.д. Балка двутавровая имеет в сечении Т-образный вид, именно благодаря этому с ее помощью можно без труда создавать необходимые конструктивные изгибы. Балка двутавр классифицируется на несколько различных видов, в зависимости от того, какую толщину стенок и полок она имеет. Одним из вариантов двутавра являются широкополочные балки. В большинстве случаев широкополочныйдвутавр используется в качестве опорных направляющих во время строительства несущих конструкций. Балки такого типа изготавливаются из толстого стального листа и предназначены для очень больших нагрузок, поэтому они идеально подходят для использования в строительстве многоэтажных зданий. Широкополочные двутавровые балки относятся к балкам, которые имеют параллельные грани полок. При использовании таких балок нет необходимости применять дополнительные закрепления конструкции, основная причина этого заключается в большой жесткости балок по отношению к оси «у», которая достигается шириной их полок. Кроме этого использование широкополочной балки в возведении конструкций дает возможность снизить их итоговую стоимость. Это достигается в результате возможности использовать такие балки, как самостоятельные элементы (благодаря мощности сечений и параллельности граней полок). Подобный элемент не нуждается в специальной обработке, поэтому работа по созданию конструкции становится в несколько раз легче. Не менее востребованными является и балка двутавр с уклоном граней полок. Одним из видов таких балкой выступает балка двутавр специальная, на которую распространяется ГОСТ 19425-74. Чаще всего применяется металлическая балка двутавр специальная, как швеллер в автомобильной промышленности, используется для армирования стволов шахт и т.д. При этом уклон граней специальных балок с различным назначением также имеет определенные отличия. Например, балки, предназначенные для армирования шахтных стволов, должны иметь уклон граней, который не превышает 16%, а уклон граней балок для подвесных путей не должен быть более 12%. Специальная балка (двутавр) может обладать различным уровнем точности, который имеет специальное обозначение. Например, высокая точность балки обозначается буквой «А», а обычная точность – буквой «Б». В случае с горячекатаными балками повышенная точность имеет обозначение «Б», а обычная точность – обозначение «В». Если говорить о том, при помощи каких методов изготавливается сортамент двутавров, то на сегодняшний день используются два способа изготовления стального двутавра. Первый способ изготовления заключается в горячей прокатки специальной заготовки из стали, прокатка осуществляется на специальных сортовых станках. Двутавр, изготовленный таким методом, называется горячекатаным. Считается, что именно горячее катание является стандартным методом изготовления металлических балок. Второй способ изготовления сортамента двутавров состоит в сварке горячекатаного листа. Такая балка двутавр, соответственно, называется сварным двутавром.
