Железобетонные стропильные балки

●Железобетонные стропильные балки применяют для перекрытия пролетов 6, 9, 12 и 18 м. При пролетах 24 м и более они уступают фермам по технико-экономическим показателям и, как правило, не используются. Балки пролетами 6 и 9 м предназначены преимущественно для покрытия пристроек, а балки пролетом 12 м — в качестве поперечных или продольных ригелей покрытия. Балки пролетом 18 м применяют в качестве поперечных ригелей, по которым укладывают плиты 3×6 или 3×12 м.

В зависимости от профиля кровли балки бывают двускатными (рис. 11.10, а, б), односкатными, с параллельными полками (рис. 11.10, в), ломаным или криволинейным очертанием верхней полки.

●Двускатные балки имеют уклон верхней полки 1 : 12 для скатных кровель, 1 : 30 — для малоуклонных кровель. Вследствие своей экономичности они получили наиболее широкое распространение для покрытий пролетов 18 м. Определенные трудности при их изготовлении связаны с устройством каркасов переменной высоты. При необходимости пропуска коммуникаций в уровне покрытия (воздуховоды и т.п.) используют двускатные решетчатые балки пролетом 12 и 18 м (рис. 11.10,6).

●Односкатные балки обычно применяют для устрой­ства кровли с односторонним уклоном, например в при­стройках.

●Балки с параллельными полками наиболее просты в изготовлении, имеют арматурные каркасы постоянной высоты и применяются в качестве продольных ригелей при горизонтальных кровлях. Однако по расходу бетона и арматуры они уступают двускатным.

●Балки с ломаным и криволинейным верхним поясом, несмотря на экономичность, не нашли широкого при­менения вследствие сложной технологии их изготовления.

Высота сечения балок в середине пролета (1/10...1/12)l.

В целях экономии бетона сечение балок принимают тавровым (при l=6; 9 м) и двутавровым (l=12; 18 м). Ширину верхней полки балок из условия опирания плит покрытия и обеспечения устойчивости при транспортиро­вании и монтаже принимают равной (1/50... 1/60)l, что обычно составляет 20...40 см. Ширину нижней полки (25...30 см) определяют из условия размещения в ней растянутой арматуры, прочности бетона пояса при действии усилия обжатия, а также условия опирания на колонны. Толщину вертикальной стенки в средней части пролета (6...8 см) назначают из условий изготовления балки (в вертикальном положении) и размещения поперечной арматуры (одного или двух каркасов). У опор стенка утолщается для обеспечения прочности и трещиностойкости опорных сечений. Бетон балок классов В25...В40.

Рис. 11.10. Конструкции стропильных балок:

1 — напрягаемая арматура; 2 — опорный каркас;

3 — анкеры закладной детали; 4 — сетки косвенного армирования

Все типы балок пролетами 12...18 м выполняют предварительно напряженными, как правило, с натяжением на упоры. Для исключения образования и раскрытия трещин в верхней зоне от усилий, возникающих при отпус­ке нижней арматуры, в ряде случаев в верхней зоне раз­мещают напрягаемую арматуру A'_sp = (0,15...0,2) A_sp. Поперечную и продольную монтажную арматуру выполняют из сталей классов A-I, A-III. В опорных частях балок, где возникают большие усилия от реакций опор и предварительного обжатия, устанавливают дополнительную арматуру в виде сеток и вертикальных стержней.

Нагрузки на балку от веса покрытия и снега передаются через ребра плит в виде сосредоточенных сил. При числе их более четырех нагрузка заменяется эквивалентной равномерно распределенной. Нагрузки от подвесного транспорта и коммуникаций передаются на балку в виде сосредоточенных сил.

Балки рассматриваются как шарнирно опертые элементы с расчетным пролетом, равным расстоянию между линиями действия опорных реакций.

Подбор продольной и поперечной рабочей арматуры, расчет прогибов и трещиностойкости балок производятся как для обычного элемента таврового или двутаврового сечения.

При расчете нормальных сечений двускатных балок необходимо учитывать, что сечение, где требуется наибольшая площадь продольной растянутой арматуры, не совпадает с серединой пролета, где действует максимальный изгибающий момент. Это объясняется тем, что по мере удаления от середины балки рабочая высота ее на некотором участке уменьшается быстрее, чем внешний изгибающий момент. При уклоне верхней полки 1 : 12 опасное сечение находится на расстоянии 0,37l от опоры.