Балки перекрытия железобетонные

Балки перекрытия многоэтажного или малоэтажного здания являются ответственным несущим элементом конструкции межэтажного и чердачного перекрытия. По сути, это основание для монтажа кровли и установки межэтажных плит.

Строители зданий применяют различные виды несущих элементов, выполненные из следующих материалов: деревянных бревен и брусьев, стальных швеллеров или двутавров, а также элементы, изготовленные из тяжелого армированного бетона.

Железобетонные балки перекрытия – это вид несущих деталей, обладающих рядом преимуществ перед деревянными и стальными аналогами. Преимущества бетонных балок предопределили их широкое применение, как в многоэтажном, так и в малоэтажном жилом и коммерческом строительстве.

Преимущества и недостатки железобетонных балок

Тяжелый армированный бетон очень прочный строительный материал способный выдерживать большие нагрузки на сжатие, изгиб и кручение. Кроме того себестоимость изготовления данного изделия значительно ниже себестоимости изготовления стального проката: швеллера или двутавра.

Эти и другие характеристики определили следующие преимущества железобетонных балок перекрытия:

• Способность нести в разы большую нагрузку по сравнению с деревянными аналогами.
• Высокая жесткость позволяющая перекрывать большие пролеты.
• Устойчивость к вредным атмосферным и биологическим факторам: влаге, коррозии, грибкам и древоточцам.
• Стойкость к воздействию открытого огня.
• Меньшая себестоимость изготовления по сравнению с балками перекрытия из стального проката.

Принципиальные недостатки:

• Большой вес изделия, определяющий высокую «собственную» нагрузку на стены и фундамент.
• Необходимость привлечения специальной строительной техники при разгрузке и монтаже изделия.
• Высокая теплопроводность по отношению к деревянным аналогам.
• Экономическая нецелесообразность применения при возведении одноэтажных частных жилых домов. Балки перекрытия одноэтажного дома воспринимают нагрузку от элементов стропильной системы, кровельного материала и материала, из которого выполнено перекрытие (как правило, два слоя досок утепленных базальтовой ватой и фанерой). Это относительно незначительная по весу конструкция, которую с запасом способны нести на себе балки перекрытия, выполненные из массива древесины.

Особенности и размеры железобетонных балок перекрытия

Балки перекрытия изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 20372-2015 из тяжелого или легкого конструкционного бетона армированного горячекатаной или термомеханически упрочненной арматурой класса А600-А1000.

При этом стандартные размеры железобетонных балок перекрытия гост 20372-2015 должны соответствовать размерам указанным в Табл.1

Нормативным документом ГОСТ 20372-2015 регламентированы следующие виды несущих изделий в зависимости от длины перекрытия:

• Балки перекрытия железобетонные серии БСП6-БСП9 перекрывающие пролеты длиной 5960-8960 мм.
• Изделия под маркировкой 1БСП 12-2БСП12 перекрывающие пролеты протяженностью 11960 мм.
• Стропильные балки 1БСД18 допускаемые строительство пролета 17960 мм.
• Балки серии 1БСД15 для строительства пролетов 14960 мм.
• Балки серии 1БСД21 используемые для возведения перекрытий длиной 20960 мм.

Выше использованы следующие обозначения типа изделия: БСП – балка стропильная с параллельными поясами, БСД – двускатная балка стропильная с параллельными поясами.

Нагрузка для железобетонных балок

Данная величина, как правило, оговаривается в технических требованиях и спецификациях рабочей документации на строительство конкретного здания и сооружения. Инженер-конструктор производит предварительный расчет в зависимости от конкретных нагрузок на элементы здания, умножает результат на коэффициент запаса и закладывает в рабочей документации параметры балки перекрытия. Другими словами каждый объект индивидуален в плане габаритов балок перекрытия и других строительных конструкций.

Для частных застройщиков, зачастую возводящих свои сооружения без проекта можно рекомендовать следующую эмпирическую схему расчета размеров бетонных балок перекрытия:

• Исходной величиной для расчета является длина пролета между несущими стенами или несущей стеной и несущей перегородкой. Например, длина пролета 5 500 мм.
• Рассчитываем высоту поперечного сечения. Минимальная высота должна соответствовать 1/15 длины пролета: 5 500/15=366 мм. Принимаем ближайшее большее к 366 мм значение из значений доступных ЖБИ.
• Рассчитываем ширину поперечного сечения. Ширина поперченного сечения должна быть не менее 100 мм и рассчитываться по следующей формуле: высота сечения/2…4. Таким образом, 366/3=122 мм, где «3» является средним арифметическим 2…4. Полученный результат также округляется до ближайшего большего значения ширины доступного изделия.

Примечание! Приведенная выше схема расчета учитывает коэффициент запаса прочности, поэтому инженерные расчеты сечения балки при конкретных исходных данных величины нагрузки на изделие могут отличаться в меньшую сторону.

Усиление железобетонной балки перекрытия

Усиление готовой, находящейся в эксплуатации железобетонной конструкции может потребоваться в следующих системных случаях:

• Частичное разрушение и оголение арматурного пояса изделия, вследствие вредных атмосферных и других факторов.
• Надстройка дополнительных этажей или уровней (увеличение нагрузки на балку).
• Ошибки проектирования, приведшие к появлению предвестников разрушения сооружения: продольные и поперечные трещины, отслаивания и обрушения частей тела конструкции.

Технический смысл и суть усиления балок перекрытия заключается в увеличении сечения изделия или уменьшении величины нагрузки с помощью возведения дополнительных элементов: колонн (стоек), разгружающих кронштейнов и подкосов, портальных рам.

Увеличение сечения изделия производится с помощью:

• Наращивания тела балки бетоном снизу. Технология реализуется с помощью установки опалубки нижней части изделия, дополнительной арматуры и заливки бетонной смесью.
• Железобетонной обоймы. В этом случае опалубка устанавливается по всему периметру поперечного сечения по всей длине балки. В процессе установки опалубки формируется дополнительный арматурный пояс, связанный со штатным арматурным поясом. В конечном итоге, полученный «пирог» бетонируется тем или иным способом.

Также, строительные и строительно-ремонтные компании используют в своей практике усиления бетонных ЖБИ с помощью обвязки наружной поверхности балки стальным прокатом:

• листовой арматурой на полимерном растворе и анкерных болтах;
• тальных уголках приваренных к штатной арматуре;
• дополнительных арматурных стержнях расположенных в специально прорезанных пазах впоследствии залитых полимербетоном;
• стальных шпренгельных затяжках и затяжках из арматурной стали.

Стоит заметить, что выбор вида усиления балки перекрытия должен осуществляться по результатам обследования объекта и инженерного расчета.

Железобетонные перекрытия по металлическим балкам

В некоторых случаях в качестве балок перекрытия, на которые укладываются бетонные плиты, используется стальной прокат: швеллер и двутавр. Это заслуживающее на жизнь решение, если нет возможности приобрести цельные или сборные железобетонные балки перекрытия.

Например, цена новой бетонной балки сечением 220х180 мм длиной 6 000 мм на момент написания статьи составляет 9 000 рублей. В то же время цена бывшей в употреблении двутавровой балки №18 длиной 6000 мм, аналогичной несущей способности составляет 39 500 рублей. При всех прочих равных условиях, разница в цене на порядок выше. Данные по стоимости изделий взяты из открытых источников. Это обстоятельство следует учитывать при проектировании и возведении зданий.

Заключение

В завершение повествования стоит отметить, что целесообразность использование железобетонных балок перекрытия изготовленных на заводах ЖБИ при строительстве малоэтажных зданий, необходимо подтверждать соответствующими экономическими и прочностными расчетами.

Как показывает практика в 90% малоэтажных зданий высотой один или два этажа допускаются перекрытия, изготовленные из бревен или деревянных брусьев обработанных составами, защищающими от поражения грибками и древоточцами.