Балки покриттів - студопедія

Балки покриттів можуть мати проліт 12 і 18 м, а в окремих конструкціях - проліт 24 м. Контур верхнього пояса при двосхилим покритті може бути трапецієподібним з постійним ухилом, ламаним або криволінійним (рис. 6, а. В). Балки односхилого покриття виконують з паралельними поясами або ламаним нижнім поясом, плоского покриття - з паралельними поясами (рдс.12.33, г. Е). Крок балок покриттів -6 або 12 м.

Рис.6. Конструктивні схеми балок покриттів: а - двосхилих з обрисом верхнього пояса; а - прямолінійним; б - те ж ламаним; в - те ж криволінійним; г - односхилих з паралельними поясами; д - то ж з ламаним нижньому поясі; е - плоских

Найбільш економічне поперечний переріз балок покриттів - двотавровий зі стінкою, товщину якої (60. 100 мм) встановлюють головним чином з умов зручності розміщення арматурних каркасів, забезпечення міцності і тріщиностійкості. У опор товщина стінки плавно збільшується і влаштовується розширення у вигляді вертикального ребра жорсткості. Стінки балок в середній частині прольоту, де поперечні сили незначні, можуть мати отвори круглої або багатокутної форми, що трохи зменшує витрату бетону, створює технологічні зручності для наскрізних проводок і різних комунікацій.

Висоту перерізу балок в середині прольоту приймають 1/10. 1 / 15l. Висоту перерізу двосхилим трапецієподібної балки в середині прольоту визначають ухил верхнього пояса (1:12) і типовий розмір висоти перетину на опорі (800 мм або 900мм). в балках з ламаним обрисом верхнього пояса завдяки кілька більшого ухилу верхнього пояса в останній чверті прольоту досягається велика висота перетину в прольоті при збереженні типового розміру - висоти перетину на опорі. Балки з криволінійним верхнім поясом наближаються за обрисами до епюрі згинальних моментів і теоретично кілька вигідніше по витраті матеріалів; проте ускладнена форма підвищує вартість їх виготовлення.

Ширину верхньої стислій полки балки для забезпечення стійкості при транспортуванні і монтажі беруть 1/50. 1 / 60l. Ширину нижньої полиці для зручного розміщення поздовжньої розтягнутої арматури - 250. 300 мм.

Двосхилі балки виконують з бетону класу В25. В40 і армують напружуємося дротяної, стрижневою і канатної арматурою (рис.7). При армуванні високоміцної дротом її розташовують групами по 2 шт. У вертикальному положенні, що створює зручності для бетонування балок у вертикальному положенні. Стінку балки армують зварними каркасами, поздовжні стрижні яких є монтажними, а поперечні - розрахунковими, що забезпечують міцність балки по похилих перетинах. Приопорних ділянки балок для запобігання утворення поздовжніх тріщин при відпустці натягнення арматури (або для обмеження ширини їх розкриття) підсилюють додатковими поперечними стрижнями, які приварюють до сталевих закладних деталей. Підвищити тріщиностійкості приопорних ділянки балки можна створенням двухосного попереднього напруження (натягом також і поперечних стрижнів).

Двосхилі балки двотаврового перетину для обмеження ширини розкриття тріщин, що виникають у верхній зоні при відпустці натягнення арматури, доцільно армувати так само і конструктивної напруженою арматурою, що розміщується на рівні верха перетину на опорі (рис.8). Цим зменшуються ексцентриситет сили обтиску і попередні напруження розтягу в бетоні верхньої зони.

Двосхилі балки прямокутного перерізу з часто розташованими отворами умовно називають гратчастими балками (рис.9). Типові гратчасті балки в залежності від значення розрахункового навантаження мають градацію ширини прямокутного перетину 200, 240 і 280 мм. Для кріплення плит покриттів в верхньому поясі балок всіх типів закладені сталеві деталі.

Рис.7. Двосхилий балка покриття двотаврового перетину прольотом 18 м:

1 - напружена арматура; 2 - зварні каркаси; 3 - опорний лист б = 10 мм; 4 - анкери опорного листа; 5 - хомути Ø5 мм через 50; 6 - стінки Ø5 мм

Рис.8. Схема розташування напруженої арматури двосхилим балки:

1 - нижня арматура; 2 - верхня арматура

Рис.9. Двосхилий ґратчаста балка покриття прямокутного перетину прольотом 18 м

Балки покриття розраховують як вільно лежать; навантаження від плит передаються через ребра. При п'яти і більше зосереджених силах навантаження замінюють еквівалентної рівномірно розподіленим. Для двосхилим балки розрахунковим виявляється перетин, розташоване на деякій відстані х від опори. Так, при ухилі верхнього пояса 1:12 і висоті балки в середині прольоту h = 1/12, висота перетину на опорі складе = 1/24, а на відстані від опори

Якщо прийняти робочу висоту перерізу балки. вигинає момент при рівномірно розподіленому навантаженні

то площа перерізу поздовжньої арматури

Розрахунковим буде то перетин балки по її довжині, в якому досягає максимального значення. Для відшукання цього перетину прирівнюють нулю похідну

Звідси, вважаючи, що - величина постійна і диференціюючи, отримують

З рішення квадратного рівняння знаходять х = 0,37l. У загальному випадку відстань від опори до розрахункового перетину х = 0,35. 0,4l.

Якщо є ліхтар, то розрахунковим може виявитися перетин під ліхтарний стійкою.

Поперечну арматуру визначають з розрахунку міцності по похилих перетинах. Потім виконують розрахунки по тріщиностійкості, прогину, а також розрахунки міцності і тріщиностійкості на зусилля, що виникають при виготовленні, транспортуванні та монтажі. При розрахунку прогинів трапецієподібних балок слід враховувати, що вони мають змінну по довжині жорсткість.

Для розрахунку балок покриттів на ЕОМ розроблені програми, згідно з якими можна вибрати оптимальний варіант конструкції. Варіюючи змінними параметрами (клас бетону, клас арматури, розміри поперечного перерізу, ступінь натягу арматури та ін.), ЕОМ вибирає для заданого прольоту і нагрукам кращий варіант балки по витраті бетону, арматури, вартості і видає дані для конструювання.

Техніко-економічні показники двосхилих балок покриттів в залежності від форми перетину і виду напруженої арматури наведені в табл. 2.

Техніко-економічні показники двосхилих балок покриття прольотом 18 м при кроці 6 м в розрахунковому навантаженні 3,5 ... 5,5 кН / м 2