Стропильная балка металлическая: фермы деревянные, металлические, железобетонные, усиление стропил – Металлические стропила для крыши — Кровля и крыша

Стропильная балка металлическая на заказ в Москве

Металлические стропильные балки представляют собой элемент строительной конструкции, применяемые для формирования наклона кровельной системы, длина ската которой превышает 6 метров. При меньшей длине целесообразнее применять их деревянные аналоги. Балки располагают таким образом, чтобы равномерно распределить нагрузку от постоянных и временных факторов по всей длине пролета.

К постоянным нагрузкам относится масса кровли, которая включает в себя кровельный и изоляционный материал, а также все элементы крепежной системы.

Временными нагрузками в строительстве принято считать сильный ветер, осадки и обледенение. Сюда же следует отнести техническое оборудование, которое может быть установлено на крыше.

Опорами для стропильных балок являются подстропильные конструкции. Их монтаж проводится с шагом в 6 м.

Продукция нашего завода

Функции

Стропильные балки в каркасе промышленного здания выполняют следующие функции:

1. Равномерное распределение нагрузки. Средний показатель данной величины составляет около 600 кг, с учетом веса осадков. С целью усиления несущей способности кровельного каркаса используется увеличение сечения балок и уменьшение расстояния между ними во время монтажа.
2. Создание формы и ската крыши. Благодаря правильным расчетам уклона, на поверхности крыши не происходит скопления снега и дождевой воды.
3. Надежная фиксация изоляционного и кровельного покрытия.

Разновидности стропильных систем

В зависимости от типа использования стропильные системы подразделяют на следующие категории:

• деревянные элементы, крепеж которых осуществляется с помощью гвоздей, саморезов или подвижных металлических деталей;
• металлические модели производят из оцинкованного стального профиля, устойчивого к воздействию влаги, а их монтаж и крепление осуществляется методом сварки или специальных крепежей;
• комбинированные модели, состоящие из металлических и деревянных элементов, что позволяет повысить несущую способность каркаса, снизить ее стоимость и удлинить расстояние между балками.

Типы балок

Среди каркасных систем наибольшей популярностью пользуется двутавровая стропильная балка. Наиболее часто она находит применение в частном строительстве, а также при возведении малоэтажных зданий, промышленных и административных помещений.

Пояса данных элементов состоят из двутавра, а материалом для поперечины служит ригель. Благодаря этому стропильная система из двутавровых балок позволяет существенно увеличить прочность каркаса, практически не повышая нагрузку на несущие конструкции и фундамент здания.

Преимуществами таких изделий является:

• отсутствие деформации;
• экономия материалов;
• легкость монтажа;
• отсутствие необходимости использовать дорогостоящие специализированные инструменты;

Очень важно знать, что металлические стропильные балки нельзя напрямую соединять с деревянными аналогами. Для этого необходимо использовать гидроизоляционный материал или обрабатывать стыки антисептическим и противогрибковым средством.

виды, поперечное сечение, установка. Подстропильная ферма

Основой конструкции при устройстве кровель выступают стропильные и подстропильные элементы. Несущая система кровельного покрытия – это стропильные балки и фермы. Балки подстропильные являются опорой для стропильных элементов. Они применяются при устройстве покрытий в одноэтажных многопролетных промышленных зданиях, в жилых домах при устройстве мансардных этажей.

Виды подстропильных балок и ферм

Надежность всей кровельной системы в полной мере зависит от прочности и основательности несущей стропильной и подстропильной конструкции. На нее оказывается большое количество разнообразных внешних нагрузок.

Балки подстропильные – это изделия из одного цельного элемента, который принимает внешнюю нагрузку, распределяя ее по всей своей длине. В этом случае наибольшие напряжения возникают по концам балки. Применяется она в балочных стропильных системах устройства кровли.

Подстропильная ферма – это сложная составная конструкция, которая собирается из отдельных стержней, жестко соединенных друг с другом. Нагрузки возникают только в узловых соединениях стержней. Используются такие конструкции в кровельных системах со стропильными фермами.

В зависимости от материала изготовления подстропильные конструкции можно разделить на:

• Железобетонные.
• Стальные.
• Деревянные.
• Армированные деревянные системы.

Железобетонные и стальные балки и фермы наиболее часто используются в строительстве промышленных зданий и сооружений. Деревянные и усиленные арматурой элементы из дерева активно применяются для устройства не только производственных кровель, но и при строительстве крыш в жилых домах.

В промышленном строительстве подстропильными конструкциями перекрывают 12-метровые, 18-метровые, 24-метровые и 30-метровые пролеты между колоннами. При шестиметровом шаге стропильных конструкций подстропильные балочные элементы и фермы служат для них промежуточными опорными элементами.

По виду поперечного сечения балки подразделяются на:

• Прямоугольные.
• Тавровые.
• Двутавровые.
• Коробчатые балки.

В индивидуальном жилищном строительстве конструкции, предназначенные для опоры стропильной системы, применяются не часто. В основном их используют при устройстве мансардных помещений.

Железобетонные подстропильные балки

Железобетонные изделия применяются для устройства кровельных покрытий с небольшим уклоном, а также скатных крыш. Изготавливаются они на заводах ЖБИ, где сразу применяется предварительное напряжение балок стальной арматурой. Виды используемой арматуры:

• Стержни с периодическим профилем упрочненные.
• Проволочные пучки из особо прочной проволоки.
• Витые проволочные пряди.
• Струнная арматура.

По форме различают балки подстропильные с параллельными и не параллельными поясами. Их расчет производится исходя из нагрузки, которую оказывает стропильная балка, опирающаяся точечно на середину подстропильного элемента, и нагрузки от веса самой балки, распределяемого по ее длине. Изделия изготавливаются со строповочными отверстиями, предназначенными для монтажа и подъема, иногда вместо них используются монтажные петли.

Устанавливаются в средних рядах сооружений для опоры стропильных балок и ферм, если ширина их шага 6 метров, а ширина установки средних колонн – 12 метров. Установка подстропильных балок производится на колонны, закрепляются они методом сваривания закладных деталей. В середине балок подстропильных и по их концам выполнены специальные опорные площади с закладными листами и анкерными болтами для установки стропильных конструкций.

Имеют тавровое или двутавровое поперечное сечение с нижней полкой и форму трапеции. Нижняя полка усиливается в местах, где предполагается установка стропильных балок.

По длине балки подстропильные в основном бывают 12-метровые, иногда применяются 18-метровые или 24-метровые изделия. Высота по центру составляет 1,5 метра, в местах опор – 0,6 метра. Ширина нижней полки – 0,7 метра. Должна иметь определенные двутавровая балка размеры. ГОСТ 19425-74.

Подстропильная железобетонная ферма

Железобетонные подстропильные фермы применяются при устройстве скатных кровель. Имеют форму трапеции, у которой два пояса: нижний — горизонтального вида и верхний — ломаной конструкции. На данный момент наиболее актуальными являются безраскосые фермы из сборного железобетона.

Для надежности крепления стропильных ферм опорные участки подстропильных элементов усиливаются. Для установки плит покрытия предусмотрены стойки у опор. Стойки и нижний пояс подстропильной фермы изготавливаются с предварительным напряжением. Для производства используется бетон марок 300-500.

Как и в балочном варианте, в подстропильных фермах для крепления к колоннам и опоры предусмотрены закладные металлические элементы.

Стальные подстропильные балки

Стальные системы имеют длину 12 метров, 18 метров, 24 метра, могут производиться длиной 48 метров. Конструкционно они аналогичны применяемым стропильным балкам. Состоят из двух поясов: верхнего и нижнего. Верхний опирается на монтажный столик на колонне и крепится к нему болтами. Нижний пояс балки прикрепляется к колонне посредством горизонтальных планок.

Подстропильная стальная ферма

Изготавливаются с параллельными верхним и нижним поясами. Длина унифицирована и составляет 12 метров, 18 метров, 24 метра. В зависимости от вида стропильной фермы, высота подстропильной конструкции может быть 3,13 метра, 3,27 метра или 3,75 метра.

Крепление к колоннам производится при помощи надопорных стоек, на которые опирают стропильные фермы.

В настоящее время в промышленном строительстве стали применяться облегченные стальные варианты изготовления ферм. Например, трубчатые системы или балки с тонкими стенками. Благодаря такой конструкции фермы получаются более легкие, уменьшается расход стали на их изготовление, сокращается срок их монтажа.

Деревянные подстропильные системы

Конструкции из дерева, предназначенные для опоры на них стропильной системы, обладают достаточно большой прочностью и стойкостью ко многим агрессивным воздействиям. Они долговечны при применении их в сооружениях с нормальными режимами по температуре и влажности. В промышленном строительстве они используются в зданиях, где присутствуют неблагоприятные для железобетона и металла среды.

По конструктивному виду различают подстропильные элементы в виде:

• Балок.
• Ферм.
• Арок.
• Рам.

Если длина пролетов в здании до 18 метров, то применяется подстропильная балка деревянная. В зданиях, где пролеты достаточно большие – до 30 метров, целесообразнее использование деревянных подстропильных ферм. Арки и рамы из дерева в качестве подстропильных элементов используются не часто.

Деревянная подстропильная балка

В промышленном строительстве чаще всего используются балки, склеенные из досок. Такие конструкции гораздо прочнее и долговечнее, чем цельные изделия, возможно изготовление различных форм подстропильных балок. Изделия из конструкционного клееного бруса получили широкое распространение при устройстве кровельных систем. Цельные круглые бревна могут выдержать более серьезные нагрузки, но они сильно уступают клееному брусу по прочности на изгиб.

Узел стыкования деревянной подстропильной балки можно увидеть на фото ниже.

Поперечное сечение балки бывает прямоугольным или двутавровым. Верхний и нижний пояса подстропильной балки могут быть параллельными, либо двускатный верхний пояс и горизонтальный или ломаный нижний пояс. При длине пролета до 15 метров часто используются двутавровые балки со стенками из досок или фанеры и брусковыми ребрами жесткости.

Деревянная подстропильная ферма

Основными материалами для изготовления подстропильных деревянных ферм являются брусья, доски или бревна. Крепление элементов возможно при помощи металлических метизов, пластин. Большое распространение получили клееные деревянные подстропильные фермы. Пояса их изготавливаются сплошными по ширине. При таком способе изготовления на концах соединительных элементов выполняются нарезные зубчатые шипы и аналогичные им по форме пазы. Клей наносится на всю поверхность стыка, далее детали конструкции прессуются.

Армированные деревянные подстропильные балочные элементы и фермы

Армируются деревянные подстропильные элементы с целью их усиления. В качестве арматуры используются сталь или стеклопластик. Крепится арматурная деталь внутрь деревянной при помощи эпоксидного клея. Иногда используется предварительное напряжение арматуры.

Установка

Установка подстропильных балок и ферм проводится следующим образом. Железобетонные подстропильные балочные элементы и фермы при помощи закладных металлических деталей привариваются непосредственно к оголовкам колонн. Возможно крепление их на болты. Железобетонные консоли или металлические столики на подстропильных изделиях выполняют функцию опорных площадок для несущих стропильных конструкций.

Стальные фермы крепятся к колоннам сбоку к металлическому надколоннику нижним поясом. Его высота составляет 0,7 м. Друг с другом фермы скрепляются верхними поясами. Стропильные фермы опираются на столики подстропильных ферм и на закрепленные на колоннах надколенники.

Деревянные подстропильные балки в устройстве кровель выглядят следующим образом (см. фото).

Установка балок для двускатной крыши

Когда в здании существуют две несущие внутренние стены, стропильная система устанавливается на подстропильные элементы. В этом случае они опираются на лежень, посредством стоек из брусьев, а также внутренние стены. Обычно это две подстропильные балочные конструкции, размещенные вдоль крыши. Применяется такой вариант при высоте от перекрытия до конька крыши от 1,4 метра до 2,5 метра. В этом случае под крышей образуется достаточно свободное пространство, которое можно использовать в качестве мансарды.

Подстропильная балка, или затяжка, может устанавливаться непосредственно на стропилах на расстоянии одной трети высоты от перекрытия до конька. Такой вариант позволяет увеличить объем внутреннего помещения под крышей. Стропильная, подстропильная системы и крыша здесь играют роль внешних стен и покрытия.

Стропильные и подстропильные балки можно увидеть на фото в статье.

В первую очередь, на мауэрлат укладываются крайние подстропильные балки на обе стены дома. При варианте деревянного дома вместо мауэрлата используется верхний венец сруба. Балки должны быть строго параллельными друг другу, проверить это можно, измерив расстояние между их концами по диагонали. Балки ложатся с выступом не менее 0,5 метра за края периметра дома. Если доски по длине меньше, чем требуется для балки, то производится сращивание подстропильных балок.

Затем необходимо натянуть веревки между уложенными балками по обоим краям, и выверить их по уровню. На расстоянии одного метра от крайней устанавливается следующая подстропильная балка. Также ложится доска на противоположной стороне. Обязательно проверяется их горизонтальность. Таким образом укладываются остальные балки подстропильные по всей длине стены.

Чтобы выровнять выступы досок за пределы стен, отмеривается 0,5 метра на каждой крайней балке, протягивается веревка. На средних балках делаются отметки по веревке, лишние концы отпиливаются. Дальше на подстропильную систему устанавливаются несущие стропила.

ГОСТы по подстропильным конструкциям

На изготовление железобетонных подстропильных конструкций распространяется ГОСТ 20372-2015, введенный в действие с 1 января 2017 года. Согласно этому документу, для производства используется тяжелый или легкий конструкционный бетон. Стальные подстропильные фермы производятся согласно ГОСТ 27579-88. Имеет определенные и клееная двутавровая балка размеры. ГОСТ 19425-74.

видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности подстропильной конструкции, клееного бруса, железобетонных стропил, примеры установки с фото

Крыша, как правило, имеет скатную наклонную форму, что позволяет дождю и снегу скатываться по ней без скопления и проникновения внутрь постройки. Наклон может быть различным и выбирается в зависимости от заданной проектом формы крыши и предпочтений застройщика.

Формирование наклона происходит с помощью стропильной системы. Ведь именно от того, как расположены в ней все стропильные и подстропильные элементы зависит, под каким углом будет осуществляться монтаж покрытия и общий внешний вид крыши в дальнейшем.

Значения конструктивных стропильных элементов

Устройство крыши является завершающим этапом строительства коробки дома. Металлический профнастил или шифер, защищающий конструкцию от осадков, крепиться на стропильную систему. Стропильная система крыши представляет собой каркас, состоящий из опорных элементов, служащий основанием для кровельного материала.

Законченная крыша должна легко справляться с поставленной перед ней задачей: защитить конструкцию от неблагоприятных воздействий внешней среды и выдерживать необходимые нагрузки. При этом нагрузки принято подразделять на постоянные, временные и нестандартные.

Постоянными нагрузками принято считать вес кровли, включая изоляционные слои, кровельный материал и все крепежные элементы. Временные – это дождь, снег и ветер. Нестандартные, как правило, возникают непредвиденно и внезапно, например, землетрясения.

Важно! Конструкция стропильной системы должна быть прочной и устойчивой, а также способной выдержать как сильные ветра, так и давление скопившегося на поверхности крыши снега.

Подстропильные конструкции являются промежуточными опорами для стропил и устанавливаются через каждые шесть метров.

Назначение стропильных элементов.

В связи с тем, что основная нагрузка приходится на стропильную систему, при ее возведении важно подобрать наиболее подходящие материалы для изготовления стропильных и подстропильных элементов, произвести правильные расчеты для стропил и выполнить монтаж стропильной системы и покрытие крыши кроющими материалами в соответствии с необходимыми технологическими этапами.

Важно! Все кровельные конструкции, в зависимости от распределения на них давящих усилий, подразделяют на стропильные балки и фермы.

Балка (матица) представляет собой брусок или бревно, являющееся несущей основой для крыши и стропильной системы.Стропильные фермы (балки) могут изготовливаться из любого материала: железобетона, древесины или металла. Наиболее часто применяется дерево, ведь при возведении стропильной системы часто необходима подгонка материала.

Стропила из железобетона и металла достаточно тяжеловесны и отличаются сложностью крепления. Такие стропила применяются при строительстве зданий из камня или бетона. В последнее время на строительном рынке стали появляться полимерные стропильные элементы, но применяются они очень редко.

Благодаря изгибающим моментам постоянная нагрузка равномерно давит на балку.

Ферма ? это стержневая система, остающаяся неизменной после замены ее жестких узлов на шарнирные. Ферма состоит из пояса, стойки, раскосов, шпренгеля. Формируются фермы из прямых стержней, соединенных в узлах.

Такая конструкция позволяет сконцентрировать давящую нагрузку на узлы соединения стержней и полностью использовать их сечение.

Наиболее оптимальным вариантом при строительстве зданий являются безраскосные фермы. Они наиболее часто применяются для сборного железобетона.

Железобетонные балки и их виды.

Железобетонные стропильные балки

Стропильные балки, выполненные из железобетона, применяются для 6, 9,12,18-ти метровых пролетов. Если пролет большей длины, применение железобетонных балок нецелесообразно. В таком случае на помощь строителям приходят фермы.

Важно! Для формирования стропильной системы пристроек применяются преимущественно балки 6 и 9 метровой длины, в качестве ригелей покрытия используются двенадцатиметровые балки.

Восемнадцатиметровые балки применяются как поперечные ригели. Впоследствии на них производят монтаж плит размером 3х12 и 3х6.

В зависимости от типа профиля и области применения выделяют следующие виды балок.

Односкатная. Такой тип балок выпускается с нижним ломаным поясом или несколькими параллельными поясами.

1. Трапециевидная двускатная. Такая балка имеет уклон верхнего пояса.
2. Балка с верхним криволинейным или ломаным поясом.

В зависимости от вида покрытия, предусмотренного технической документацией строительства, выбирается наиболее подходящий тип балки.

При строительстве здания, проект которого предусматривает возведение крыши с уклоном в одну сторону, применяются односкатные балки. Наиболее часто такой тип балок используется при возведении пристроек, прилегающих к основному зданию.

Важно! Если предполагается строительство горизонтальной крыши, в этом случае используется стропильная железобетонная балка с параллельными поясами.

Наиболее часто в строительстве при возведении двускатной крыши применяются балки, обеспеченные постоянным уклоном верхнего пояса.

Полезная информация! Уклон верхнего пояса, составляющий 1:30 применяется для кровли с малым уклоном. Если крыша скатная, уклон балки составляет 1:12. Основным требованием для применения таких балок является необходимость возведения арматурного каркаса с переменной высотой.

Двускатные решетчатые балки, имеющие общую длину пролета 12 или 18 метров, используются в случае необходимости прохождения на уровне перекрытия инженерных коммуникационных систем.

Балки, имеющие верхний пояс в виде кривой или ломаной линии, применяются в области строительства очень редко в связи со сложной технологией производства.

От чего зависит выбор сечения балок.

Для того, чтобы не ошибиться с подбором арматуры и поперечных сечений для железобетонных балок, необходимо знать ряд особенностей.

Двутавровая балка с шириной стенки от 60 до 100 мм является самой практичной. Толщину стенки необходимо выбирать в зависимости от размещения арматурного каркаса, а также укладки и уплотнения бетона. У V-образных опорных элементовтолщина стенки постепенно увеличивается. Это свойство обеспечивает прочность конструкции, а также ее стойкость к образованию трещин. Для балок, имеющих длину 6 и 9 метров, может быть применено тавровое сечение.

Полезная информация! Чаще всего высота сечения ригелей в середине пролета составляет от 1/10 до 1/15 пролета. Если это двускатная балка – высота сечения в середине пролета определяется исходя из типовой высоты балки, составляющей 800 или 900 мм и уклона верхнего пояса.

Балки с различными видами сечений

Для обеспечения устойчивости при транспортировке и монтаже ширина верхней полки составляет от 1/50 до 1/6, то есть около 200 — 400 мм.

Ширину нижней полки выбирают в зависимости от прочности бетона при ее обжатии, от диаметра зажимов натяжных устройств и от длины балки, давящей на колонну.

Ширина нижней полки колеблется от 200 до 280 мм. Переход от вертикальной стенки к полкам осуществляется с помощью вутов, имеющих угол наклона 45°.

Решетчатые двускатные стропильные балки применяются при необходимости прохождения коммуникаций. Диаметр сечения таких балок составляет 200-280 мм.

1. Двускатные балки изготавливают из бетона классов В25 — В40. В качестве основы используется арматурные прутья классов A-V и A-IV, канаты класса К-7 и высокопрочную проволоку класса Bp-II.
2. Продольные стержни верхней полки и каркасы стенки изготавливают с помощью арматуры класса A-III.

В опорных частях ригелей устанавливают вертикально расположенные стержни и сетки, выполняющие роль дополнительной арматуры.

Железобетонная балка двускатная

При обжатии двускатных балок с двутавровым сечением в верхней полке могут образоваться многочисленные трещины. Для того, чтобы этого избежать, необходимо стропильные железобетонные балки армировать конструктивной напрягаемой арматурой в верхней части ригеля. При этом эксцентриситет усилия обжатия и растягивающее напряжение в верхней полке уменьшаются.

Нагрузка балки от собравшегося снега и собственного веса передается на опоры через ребра панелей.

Подбор как продольной, так и поперечной арматуры, расчет стойкости к возникновению прогибов и трещин производится для простого изгибаемого элемента прямоугольного, двутаврового или таврового профиля на всех стадиях работы.

Важно! При этом не стоит забывать о том, что опасное нормальнее сечение в двускатных балках отстоит на 0,35 — 0,4L от опоры, а не располагается в середине пролета. Если давящая нагрузка распределена равномерно, при уклоне верхней полки равном 1:12, опасное нормальное сечение находится на расстоянии 0,37L от опоры.

Если нагрузка на балки с параболическим криволинейным и параллельным очертанием верхнего пояса распределена равномерно, расчетное сечение будет расположено в середине пролета.

Балки из бруса.

Часто для изготовления балок используется такой материал, как клееный брус, ведь этот очень качественный материал практически не подверженный искажению при усыхании.

Конструкционный брус применяется также в несущих конструкциях. Самой прочной балкой на изгиб является брус, соотношение сторон которого составляет 7:5.

Конечно, обычное круглое бревно может выдержать гораздо большую нагрузку, чем клееный брус. Однако оно обладает значительно меньшей прочностью на изгиб.

В случае, если два рядом стоящих бруса скрепить шпонками и болтами между собой, такая конструкция приобретает свойство выдержать значительно больший вес. Если при изготовлении стропильной системы применялись слишком тонкие бруски, со временем это приведет к их изгибу и деформации всей конструкции.

При строительстве чердачных помещений и междуэтажных перекрытий применяются балки толщиной, составляющей не меньше, чем 1/24 длины этой балки.

Марки балок

Подстропильные балки и их особенности.

Подстропильные балки имеют свои особенности:

1. Изготавливаются подстропильные балки с использованием пучковой арматуры только предварительно напряженными.
2. Крепление балок и ферм к каркасу осуществляется с помощью болтов или сваривается стальными закладными деталями.
3. Расчет подстропильной балки осуществляется по схеме однопролетной, нагруженной распределенной нагрузкой от своего веса и в середине пролета сосредоточенной силой.
4. Для опор несущих конструкций покрытия балки и фермы на подстропильных конструкциях оснащены железобетонными консолями, либо стальными столиками.
5. Подстропильные балки и фермы крепятся к каркасу точно так же, как основные конструкции покрытия.

Верхние пояса балок подстропильных систем развязаны непрерывным диском профилированного настила покрытия.

Итак, правильно подобрав наиболее подходящий вид стропильных и подстропильных балок, их размер и сечение при возведении того или иного типа крыш, вы обеспечите надежность и устойчивость кровли на долгие годы.

видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности подстропильной конструкции, клееного бруса, железобетонных стропил, цена, фото

Ферма и балка стропильная являются конструкциями, применяемыми для устройства кровельной системы. Все конструкции несущего типа относятся к подстропильным и стропильным элементам. Стропильные системы перекрывают пролет и служат основанием для кровельного настила.

Подстропильные конструкции, перекрывая 12-ти и 18-ти метровые пролеты между колонами, являются промежуточными опорами для стропильных конструкций, имеющих 6-метровый шаг.

Значения конструктивных стропильных элементов

«Балки в стропильной конструкции»

По характеру восприятия и распределения внутренних и внешних усилий кровельные конструкции подразделяются на балки стропильные и фермы.

Балка представляет собой одноэлементную конструкцию, которая воспринимает нагрузку по всей длине пролета.

В ее сечениях изгибающие моменты вызывают разнозначные нормальные усилия, которые у крайних волокон являются наибольшими.

Стропильная ферма является стрежневой конструкцией, испытывающей нагрузку исключительно в узлах соединения стержней. Нормальные однозначные усилия, вызываемые узловой нагрузкой в стержнях, дают возможность использовать их сечение полностью.

Для сборного железобетона наибо­лее рациональными в последнее время признаны безраскосные фермы, имеющие круговые очерта­ния верхнего пояса. С приблизительно об­ратными соотношениями по высоте в середине про­лета собственный вес фермы в 1,5-2 раза меньше веса балки.

Стропильные балки из железобетона

Виды балок по типу профиля

«Виды железобетонных стропильных балок»

Балки железобетонные стропильные используют для перекрытия пролетов 18, 12, 9 и 6 метров. Когда перекрываются пролеты от 24 метров, балки по технико-экономическим показателям уступают фермам. Балки длиной 6 и 9 метров преимущественно применяют для выполнения кровель пристроек, а балки в 12 метров длиной – в качестве продольных и поперечных ригелей покрытия.

Балки 18 метровой длины используют как поперечные ригели, на которые производят укладку плит размерами 3х12 или 3х6.

По типу профиля различают следующие типы балок:

• Односкатные с нижним ломаным поясом или параллельными поясами;
• Трапециевидные двускатные, имеющие постоянный уклон верхнего пояса;
• С верхним криволинейным и ломаным поясом.

Различные типы балок применяются при сооружении различных видов покрытий:

• Обычно односкатные балки используются при устройстве кровель с уклоном в одну сторону, к примеру, кровель пристроек.
• Балки стропильные железобетонные с параллельными поясами просты в производстве. Арматурные каркасы в них имеют постоянную высоту. Применяются такие балки при устройстве горизонтальных кровель.
• Наибольшее распространение на двускатных кровлях получили балки, имеющие постоянный уклон верхнего пояса, равный 1:30 для кровель с малым уклоном и 1:12 для скатных. Их основной недостаток – необходимость выполнения арматурных каркасов, имеющих переменную высоту.
• Когда возникает необходимость пропуска инженерных коммуникаций в уровне покрытия, применяют балки двускатные решетчатые пролетом 18 и 12 м.
• Балкам, имеющим очертания верхнего пояса в виде кривой или ломаной линии, присуще наиболее выгодное распределение по длине пролета материалов, нежели у двускатных, обладающих для верхнего пояса постоянным уклоном. Но широкого распространения такие балки не нашли из-за сложной технологии их производства.

Выбор сечения балок

Подбор поперечных сечений и арматуры для железобетонных балок имеет свои особенности:

• Самой экономичной формой для поперечного сечения ригелей является двутавровая со стенкой 60-100 мм. Толщина стенки выбирается в основном исходя из условий размещения каркасов арматуры, уплотнения и укладки бетона в вертикальном положении.
  Толщина стенки у V-образных опор постепенно увеличивается для обеспечения прочности и стойкости к возникновению трещин наклонных сечений, переходя на опоре в трапециевидное или прямоугольное сечение, имеющее ширину, которая равна ширине полок. Тавровое сечение может быть принято для балок длинной 6 и 9 метров.

Совет!
В общем случае в середине пролета высота сечения ригелей назначается 1/10-1/15 пролета. Помимо этого, для двускатных балок в середине пролета высоту сечения определяют типовая высота балки (900 или 800 мм) и уклон верхнего пояса.

«Виды сечений балок»

• Ширина верхней полки из соображений обеспечения устойчивости при монтаже, транспортировке и надежности опирания плит кровельного покрытия принимается в диапазоне 1/50-1/60 l, что, как правило, составляет 200-400 мм.
  Ширину нижней полки определяют в зависимости от прочности при обжатии бетона полки, размещения напрягаемой арматуры (учитывая диаметр зажимов натяжных устройств), а также необходимой длины площадки опирания на колонну балки.
  Обычно ширина нижней полки равна 200-280 мм. К вертикальной стенке от полок переход осуществляется при помощи вутов с углом наклона около к 45°.
• Решетчатые двускатные железобетонные стропильные балки обладают сечением 200-280 мм. Данные балки более просты в производстве и очень удобны при пропуске различного рода коммуникаций.
• Для производства двускатных балок применяют бетон классов В25-В40. Как напрягаемую продольную арматуру применяют стержневую арматуру классов A-V и A-IV, проволоку высокопрочную класса Bp-II, канаты класса К-7.
  
  При помощи арматуры класса A-III выполняются продольные конструктивные стержни верхней полки, хомуты полок и каркасы стенки.
  В опорных частях ригелей, в которых появляются большие усилия от предварительного обжатия и реакций опор, необходима установка дополнительной арматуры в виде вертикально расположенных стержней и сеток.

«Двухскатная железобетонная балка»

• На стадии обжатия в двускатных балках, имеющих двутавровое сечение, могут возникнуть в верхней полке начальные трещины. В связи с этим такие стропильные железобетонные балки также целесообразно армировать в верхней части ригеля конструктивной напрягаемой арматурой.
  Постановка такой арматуры способствует уменьшению эксцентриситета усилия обжатия и, соответственно, уменьшению в верхней полке растягивающих напряжений.
• Расчетная схема ригелей для покрытий принимается как свободно опертая балка на двух опорах. Учитывая детали опирания на колонны балки, принимается расчетный пролет. Нагрузка на балки от снега и собственного веса покрытия передается на опоры в виде сосредоточенных сил посредством ребер панелей.
  В случае пяти и более сосредоточенных сил фактическая нагрузка заменяется равномерно распределенной эквивалентной. Нагрузки от подвесных грузов, подвесного транспорта и фонаря учитывают как сосредоточенные.
• Расчет стойкости к возникновению трещин и прогибов, подбор поперечной и продольной арматуры выполняется как для простого изгибаемого элемента прямоугольного, двутаврового или таврового профиля для всех стадий работы конструкции.
  Необходимо при этом учитывать, что опасное нормальнее сечение в двускатных балках расположено не в середине пролета, а отстоит на 0,35-0,4L от опоры.
• При воздействии равномерно распределенной нагрузки, при уклоне верхней полки равном 1:12, месторасположение опасного нормального сечения находится на расстоянии 0,37L от опоры.
• В балках с параболическим криволинейным и параллельными очертаниями верхнего пояса нормальное расчетное сечение расположено при равномерно распределенной нагрузке посередине пролета.

Балки из бруса

«Виды балок из бруса»

Стропила из клееного бруса, или клееная балка, являются технологичным современным строительным материалом, созданным с использованием передовых технологий. Широкое распространение клееные стропила получили в США и Европе, благодаря высоким эксплуатационным качествам.

К примеру, в США приблизительно половина межэтажных перекрытий монтируется с применением конструкционного клееного бруса. Этот показатель в странах Евросоюза составляет примерно треть. В несущих конструкциях также применяется конструкционный брус.

Наиболее прочной на изгиб балкой является брус, имеющий соотношение сторон 7:5.

Круглое бревно способно выдержать большую нагрузку, чем брус, который вытесан из него, однако оно обладает меньшей прочностью на изгиб. Зачастую балки прогибаются под давлением на них веса людей, мебели, пола, засыпки. В основном прогиб зависит не от ширины, а от высоты балки.

Соединение двух одинаковых брусов шпонками и болтами, позволяет такой конструкции выдержать груз в 2 раза больший, чем эти оба бруса, которые будут просто уложены рядом. Но свой предел есть и в уменьшении ширины. Если стропила клееные будут чересчур тонкими, они могут изогнуться в сторону.

Совет!
Балки для чердачных и междуэтажных перекрытий должны иметь толщину не меньше 1/24 ее длины.

«Таблица выбора марки используемых балок»

Подстропильные балки

Балки подстропильные, которые используют в покрытиях с балочными конструкциями стропил, и подстропильные фермы, применяемые в покрытиях со стропильными фермами, имеют следующие особенности:

• Их изготавливают с пучковой арматурой только предварительно напряженными.
• Подстропильная балка и ферма крепятся к колоннам каркаса при помощи болтов или сварки стальных закладных деталей.
• Балки подстропильных конструкций бывают с непараллельными и параллельными поясами.
• Балка подстропильная рассчитывается по схеме однопролетной балки, нагруженной распределенной нагрузкой от собственного веса и в середине пролета сосредоточенной силой (опорная реакция стропильной балки).
• Фермы или балки подстропильных конструкций имеют стальные столики или железобетонные консоли для опирания несущих конструкций покрытий.
• Фермы и подстропильные балки крепят к каркасу, как и основные конструкции покрытия, опирание которых на подстропильные конструкции такое же, как и их опирание на колонны каркаса.
  
• Верхние пояса балок подстропильных конструкций развязаны сплошным диском профилированного настила покрытия.

От правильности выбора стропильных и подстропильных балок зависит надежность всей кровельной конструкции, поэтому к расчету их сечения необходимо подходить со всей ответственностью.

Стропильные железобетонные балки

Вернуться на страницу»Железобетонные конструкции»

Стропильные и подстропильные балки

Стропильные и подстропильные железобетонные балки используют в качестве несущих конструкций покрытий промышленных зданий, которые подбирают в зависимости от шага колонн, действующих нагрузок, характера производства и других условий эксплуатации.

Стропильные и подстропильные железобетонные балки должны иметь необходимую прочность, устойчивость, долговечность, а также отвечать архитектурно-художественным и экономическим требованиям.

Достоинствами железобетонных балок являются  высокая огнестойкость, долговечность и в некоторых случаях экономическая эффективность по сравнению со стальными балками.

Стропильные железобетонные балки устраивают поперек здания.Балки бывают: стропильные (перекрывают пролет и поддерживают конструкции покрытия) и подстропильные, которые служат опорой для стропильных балок.

В качестве материала используют бетон класса В25 — В40 с обычной или предварительно напряженной арматурой и применяют при пролетах 6, 9, 12, 18 м (рис. 1). Балки с пролетом 6, 9, 12 м укладывают только с шагом 6 м, а балки с пролетом 18 м — с шагом 6 и 12 м.

Балки бывают односкатные, двускатные, решетчатые.

Односкатные балки таврового сечения с утолщением на опорах применяют в однопролетных зданиях с шагом колонн 6 м и внешним отводом воды.

Балки двутаврового сечения с предварительно напряженной арматурой применяют для 12 — 18 метровых пролетов здания (рис. 1 а, б) .

Решетчатые балки прямоугольного сечения с отверстиями для пропуска коммуникаций применяют для 12 — 18 метровых пролетов здания (рис. 1 в).

В верхнем поясе балок предусматривают закладные детали для крепления панелей покрытия или прогонов. На нижнем поясе и стенке балки предусматриваются закладные элементы для крепления подвесного транспорта, а в опорных частях — стальные закладные детали для крепления балок к колоннам.

Рис. 1. Железобетонные стропильные балки покрытия: а – односкатные двутаврового сечения; б — двускатные для многоскатных покрытий; в — решетчатые; г — узел опоры балки на колонну; 1 — балка; 2 — колонна; 3 — опорный лист.

Балки покрытия крепят к колоннам с помощью сварки закладных деталей колонн и балок (рис. 1 г).

Подстропильные железобетонные балки служат для опирания на них стропильных балок (рис. 2). Подстропильные балки применяют при шаге колонн  12 м.

Рис. 2. Железобетонные подстропильные балки

Стропильные конструкции опирают на нижний пояс подстропильных конструкций и крепятся анкерными болтами и сваркой. Такое решение уменьшает высоту здания. Покрытие с использованием подстропильных конструкций имеют существенные недостатки. Подстропильные конструкции трудно производить, они затрудняют монтаж элементов покрытия, увеличивают расход материалов и трудоемкость устройства покрытия.