БАЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ

БАЛКИ И БАЛОЧНЫЕ

МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ


балочные металлоконструкции балочные металлоконструкции балочные металлоконструкции балочные металлоконструкции балочные металлоконструкции     Одним из основных простейших конструктивных элементов зданий, является балка. Стальная балка получила широкое распространение в гражданском и промышленном строительстве, используется в междуэтажных перекрытиях, в балочных площадках, в пролетах мостов и эстакад, в виде подкрановых балок, а так же во многих других конструкциях разнообразных сооружений. Такое широкое распространение достигается за счет несложной конструкции, простоты изготовления и надежности в работе. Сечение балок бывает открытое (двутавр, швеллер)  и закрытое (круглые и профильные трубы, спаренные швеллера и двутавры, коробчатые балки выполненные из листового проката). По виду стенок, делятся на гофрированные, перфорированные и гибкие.

     Типы балок

     По своему типу балки подразделяются на прокатные и составные.

123b2 122B1

     Прокатные балки в основном изготавливаются из двутавров или швеллеров и используются для перекрытия небольших пролетов обычно не более 20м, конструктивные элементы которых, ограниченны несущей способностью, что связано с особенностями номенклатуры выпускаемых прокатных профилей. Применяются в балочных клетках; перекрытиях небольших ангаров и складов, гаражей, индивидуальных домов; в качестве прогонов покрытий производственных зданий; в конструкциях эстакад, промышленных площадок и т.д. По сравнению с составными, прокатные балки более надежны в эксплуатации и менее трудоемки в изготовлении, но за счет увеличенной толщины стенок более металлоемки. Стенки прокатных балок по длине не требуется укреплять ребрами жесткости, укрепляются лишь только в местах сосредоточения приложенных сил и в опорных зонах. Благодаря отсутствию сварного шва между полками и стенкой,  значительно уменьшается концентрация напряжений.

     Составные балки применяются при необходимости перекрытий больших пролетов, где требуются конструкции, жесткость и несущие способности которых превышают возможности прокатных профилей. Такие балки обычно изготавливают сварными, довольно редко встречается клепаный вариант, используемый для восприятия больших динамических и вибрационных нагрузок. Наибольшее применение получили сварные балки двутаврового симметричного и несимметричного сечения, состоящие из верхнего и нижнего поясов объединенных тонкой стенкой.

     Балочные металлоконструкции

     При проектировании металлоконструкции балочных покрытий выбирают систему несущих балок, которая называется балочной клеткой. Балочные клетки подразделяются на три основных типа – упрощенный, нормальный, усложненный. В упрощенной балочной клетке нагрузка от настила передается  непосредственно на балки, из-за небольшой несущей способности настила, балки приходится ставить часто, что рационально только при перекрытии небольших пролетов. В балочной клетке нормального типа нагрузка с настила передается сначала на балки настила, затем соответственно на главные балки, и уже с них передается непосредственно на несущие конструкции (колонны).  В усложненной балочной клетке, вводятся дополнительные вспомогательные балки, располагающиеся между балками настила и главными балками передающими нагрузку на опоры. Вспомогательные балки и балки настила обычно применяют прокатные, что позволяет снизить трудоемкость изготовления балочных клеток, а главные балки могут быть как прокатные так и составными в зависимости от решаемой задачи.

     Взаимное расположение балок может быть этажным, в одном уровне и пониженное. Наиболее простой и удобный в монтаже – этажный способ, при котором балки настила укладываются непосредственно на главные или вспомогательные балки, минусом является большая строительная высота конструкции. При сопряжении в одном уровне верхние полки балок настила и главных располагаются на одном уровне, на них непосредственно укладывается настил. Этот способ усложняет конструкцию опирания балок, но позволяет применять наибольшую высоту главной балки в рамках заданной строительной высоты. Пониженное сопряжение применяется в балочных клетках усложненного типа. Здесь вспомогательные балки располагаются ниже уровня пояса главной, на них поэтажно устанавливаются балки с настилом, которые располагаются выше главных балок. Такой тип сопряжения, так же как и расположение балок в одном уровне, позволяет иметь наибольшую высоту главной балки.

балочные металлоконструкции

     Генеральные размеры балочных клеток в плане и по высоте задаются проектным заданием в зависимости от архитектурных и технологических требований, сечения и узлы сопряжения балок устанавливаются расчетом. В качестве настила наиболее часто применяют стальные листы или железобетонные плиты

     Опирание и сопряжение балок

     Сопряжение балок со стальными колоннами осуществляется путем опирания сверху или примыкания сбоку к колонне. Конец балки в месте опирания укрепляется опорными ребрами жесткости, которые передают реакцию с балки на опору. Опорные ребра для передачи опорных реакций приваривают к стенкам балки, торцы ребер должны быть плотно подогнаны к нижнему поясу балки или простроганы. Для правильной передачи нагрузок от балки к колонне центр опорного ребра необходимо совмещать с осью полок колонны. Шарнирное примыкание балок сбоку, по своему конструктиву не отличается от опирания на колонну.

     Опирание балок на каменные или железобетонные стены, производят через специальные опорные части, которые служат для равномерного распределения давления от балки на большую площадь материала, менее прочного чем балка. При пролетах до 20м используются плоские опорные плиты, пролет 20…40м – применяют тангенциальные опорные плиты, пролеты более 40м – катковые опорные части. Опорные части изготавливают из литой или толстолистовой стали.

     Сопряжение главных и второстепенных балок между собой, как было указано выше, осуществляется тремя способами, этажным, пониженным и в одном уровне. Конструктивный этажный узел наиболее простой, балка настила устанавливается на верхней полке главной балки, усиливается ребрами жесткости и закрепляется при помощи сварки или болтового соединения. Сопряжение в одном уровне и пониженное рассчитано на передачи больших опорных реакций, осуществляется путем выреза части полок и стенок вспомогательной балки с дальнейшим креплении на ребрах жесткости главной. В некоторых случаях для передачи усилия от вспомогательной балки, применяют соединительные пластины или уголки приваренные к ней, которые также крепятся на болтах или сварке через ребра жесткости к главной балке.

     Стыки балок

     Стыки балок различают заводские и монтажные. Заводские стыки балок выполняют в заводских условиях для объединения отправочных элементов в единую конструкцию и обусловлены недостаточной длиной проката или конструктивными требованиями проекта. Монтажные стыки используют в основном на строительных площадках для объединения отправочных элементов.

     Монтажные стыки прокатных балок выполняют на листовых накладках, ширину накладок принимают на 18…20мм больше или меньше ширины полки балки, длину из расчета действующих нагрузок на сварные швы. Заводские швы таких балок осуществляют встык с полным проваром, при необходимости в местах где действует большой момент и не выполняется условие прочности, полки дополнительно усиливают накладками.

     Стыки составных балок могут быть как сварные, так и болтовые. Сварные стыки возможно так же применять без накладок при соблюдении расчетной прочности в местах стыка. Без физического контроля шва такой стык выполняют косым с углом наклона скоса не более 65 градусов .

     Так же повсеместно применяются болтовые монтажные соединения, по сравнению со сварными обладают более высоким качеством исполнения, меньшей трудоемкостью монтажа, простотой замены, выполняются при помощи накладок располагающихся на поясах и стенках стыкуемых балок.


«ПРОМЫШЛЕННЫЕ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ»
«Промметкон»
ассоциация производителей металлоконструкции
промышленного и гражданского назначения.
г.Екатеринбург, ул.8-марта 51
тел. 8-(343)-344-89-82
        8-(967)-639-19-82
  e-mail: prommetkon@gmail.com