27.3. Балки покрить

Балки покрить можуть бути двоскатними і односкатними; балки перекривають прольоти 12, 18 і 24 м (рис. 27.7).

У разі прольотів до 18 м балки за витратою бетону є економніші за ферми. Крок балок у перекритті приймають 6 або 12м. Балки покрить виготовляють, як правило, попередньо-напруженими. Найекономічніший поперечний переріз балок покрить – двотавровий з вертикальною стінкою завтовшки60 – 100мм.

Рис. 27.3. Плити покриття завширшки 3 м: а – плита розміром 3х10;

b – з попередньо напруженою арматурою; c – зі звичайною арматурою;

d – армовані плити розміром 3х12 м; 1 – ненапружена розтягнута арматура;

2 – напружена розтягнута арматура; 3 – сітка полички; 4 – каркаси;

5 – приопорна сітка.

Рис. 27.4. Плита комплексної конструкції

Рис. 27.5. Плита марки КЗС із склепінчатою поверхнею

Така товщина стінки встановлена переважно із умов зручності розміщення арматурних каркасів, забезпечення міцності і тріщенностійкості. Біля опор товщина стінок плавно збільшується, також вбудовується потовщення у вигляді вертикального ребра жорсткості.

Висоту поперечного перерізу балок у середині прольоту приймають l, де l – прольот балки.

У двоскатних балках висоту перерізу біля опор здебільшого приймають такою, що дорівнює 800 мм (або 900 мм). Щоб зменшити власну вагу та для економії бетону, у стінках високих балок вбудовують круглі або багатокутні отвори.

Ширину стисненої полки приймають такою, що дорівнює l. Ширину нижньої (розтягненої) полки, враховуючи умови розміщення повздовжньо-розтягненої арматури, приймають такою, що дорівнює 250 – 300мм.

Попередньо-напружені балки покрить виготовляють із бетону класів В30 – В50 і вище.

Балки покрить з напруженою арматурою, що натягується на опори, набули широкого застосування в масовому промисловому будівництві. Їх виготовляють на лінійних стендах. Напружену арматуру для цих балок приймають із високоміцного дроту або із стрижнів гарячопрокатної сталі періодичного профілю.

Стінку армують зварними каркасами. Поперечні стрижні цих каркасів розраховують на головні розтягувальні напруження, що діють в нахилених перерізах (рис. 27.8).

Балки з арматурою, натягненою на бетон, можуть складатися із окремих блоків з каналами в нижній зоні. Під час збирання в канали заводять арматуру у вигляді пучків високоміцного дроту або у вигляді стрижнів періодичного профілю. Зазори між блоками заповняють розчином, після затвердіння якого арматуру натягують і закріплюють.

Балки з арматурою, що натягується на бетон, виготовляють і цілісними. При тому арматуру, розміщену заздалегідь у трубках із

Рис. 27.6. Плита типу “два Т”

листової сталі, закладають в форму, а після досягнення бетоном необхідної міцності натягують.

У табл. 27.2 наведені техніко-економічні показники збірних двоскатних балок покрить.

Фактично навантаження на балку від ребер плит діє у вигляді зосереджених сил. Однак, у разі числа зосереджених вантажів більше п’яти в прольотах їх можна замінити рівномірно розподіленим навантаженням.

Додатковими зосередженими силами можуть бути навантаження від ваги ліхтаря і підвісного транспорту.

Згинальні моменти і перерізувальні сили M і Q визначають для балки, що вільно оперта на двох опорах.

Таблиця 27.2

Техніко-економічні показники збірних двоскатних попередньо напружених балок покрить за кроку 6 м і розрахункового навантаження 3,5 – 5,5 кН/м

Про- літ, м	Маса балки, т	Клас бетону	Витрата матеріалів на балку
			бетону, м	сталі, кг
Із стрижневою арматурою
12	4,1	В40	1,6	127 – 153
18	7,1 – 7,5	В40	2,84 – 2,98	341 – 474
24	11,7 – 12	В40 – В50	4,67 – 4,78	604 – 884
Із дротяною арматурою
12	4,1	В40	1,65	87 – 108
18	7,1 – 7,7	В40	2,84 – 3,07	230 – 358
24	11,7 – 12	В40 – В50	4,67 – 4,78	396 - 564

Підбір поздовжньої арматури А , за моментом, виконують у декількох перерізах по довжині балки. У двоскатних балках розрахунковим може виявитися переріз, розташований не в середині

Рис. 27.7. Балка покриттів

Рис. 27.8. Попередньо-напружена балка з натягуванням арматури на упори.

Рис. 27.9. а – сегментна з верхнім поясом ламаного обрису; b – аркова розкісна з рідкими гратами й верхнім поясом криволінійного обрису; c – аркова безроскісна із твердими вузлами й верхнім поясом криволінійного обрису; d – полігональна з паралельними поясами або з малим ухилом верхнього трапецієподібного обрису; e – полігональна з ламаним нижнім поясом.

прольоту, а на деякій відстані x від опори. Продемонструємо це на прикладі.

За нахилу 1:12 і висоти всередині прольоту h = l висота на опорі h = l, а на відстані х від опори висота балки

h = l + x. (27.1)

Припустимо, що h =β h . Згинальний момент у тому самому перерізі від рівномірно розподіленого навантаження q

M = qx(l - x)/2. (27.2)

Площа перерізу поздовжньої арматури у тому самому перерізі

A (x) = M /(R ηh ) = 12qx (l - x)/R ηβ (l + 2x). (27.3)

Розтягування описаного перерізу визначають за умовою dA (x)/dx=0. Виконавши диференціювання A (x) по і припускаючи, що ηβ = сonst, одержимо 2х + 2хl - l = 0, звідки x= 0,37l.

При h = … l одержуємо

x = (0,35…0,4) l. (27.4)

За наявності ліхтарів розрахунковим може виявитися переріз під стійкою рами ліхтаря.

Поперечну арматуру балки визначають із розрахунку міцності поперечних перерізів. Після цього перевіряють тріщиностійкість балки і міцність її на зусилля, що виникає під час виготовлення, транспортування та монтажу.