4.2.2. Конструирование главных балок

Балки с ненапрягаемой арматурой применяют при пролетах до 18 м. Ребра балок обычно армируют многорядными плоскими свар­ными каркасами, которые объединяются хомутами. Часть продоль­ной арматуры каркаса отгибают в верхнюю зону, при этом до опоры доводят не менее 1/3 рабочей арматуры. Минимальный диаметр продольной рабочей арматуры 12 мм, защитный слой - не менее 3 см. Хомуты устанавливаются в средней части с шагом не более 200 мм, на приопорных участках - не более 150 мм, на концевых участках - не более 100 мм. Концевые участки балки простираются от оси ее опорной части в сторону пролета на длину, равную высоте балки; приопорные - от границ концевых участков до четвертей

пролета. Минимальный диаметр хомутов на концевых участках 10 мм, на остальных - 8 мм. Защитный слой хомутов не менее 2 см.

В ребре балки по высоте устанавливают дополнительную продоль­ную конструктивную арматуру с защитным слоем не менее 1,5 см. В нижней части балки в пределах трети высоты стенки диаметр этих стержней 8-12 мм и расстояние между ними не более 12d. На осталь­ной части ребра диаметр стержней 8-10 мм и расстояние между ними не более 20d, где d - диаметр продольных дополнительных стержней.

Продольная рабочая арматура устанавливается в каркасах вплот­ную. Стержни между собой соединяются сваркой; длина шва ≥6 d, где d - диаметр рабочих продольных стержней. Через три ряда устанавливают между стержнями зазоры с помощью коротышей того же диаметра, которые имеют длину 6 d и устанавливаются в местах расположения отгибов, но не реже чем через 1 м.

Арматуру отгибов загибают по радиусу не менее 10 d. Длина при­вариваемого конца отгиба не менее 12 d. На одном продольном стер­жне допускается размещать не более двух дополнительных отгибов.

Продольную рабочую арматуру заводят за ось опорной части на длину не менее 10 d и отгибают не менее чем до середины высоты балки вверх по радиусу не менее 3 d.

Предварительно напряженные железобетонные балки применяют при пролетах более 15 м. Различают балки, изготавливаемые натя­жением арматуры на упоры и на бетон. Более предпочтительно на­тяжение арматуры на упоры. Однако здесь имеются ограничения по длине балок из условий изготовления и монтажа. В качестве про­дольной рабочей арматуры может применяться высокопрочная про­волока, стержневая арматура классов А-IV - А-VI, канаты класса К-7, пучки из параллельных проволок и канатов. Распространение получили арматурные пучки, состоящий из 15-24 проволок диамет­ром 5-7 мм. Усилие от такого пучка передается на бетон с помощью каркасно-стержневого анкера. Для усиления бетона в месте передачи сосредоточенного усилия перед анкерами устанавливают спираль из обычной арматуры. Очертание напрягаемой арматуры может быть прямолинейным (рис. 14,а) или полигональным (рис. 14,б). В последнем случае стенды, на которых изготавливают балки, снабжаются оттяжками, закрепляющими арматуру в месте перегиба.

При прямолинейном очертании арматуры анкера устанавливают в различных местах по длине пролета балки. Арматуру за анкером желательно выключить из работы, для чего ее обматывают пропи­танной битумом паклей или бумагой на битумной обмазке, тем самым нарушая сцепление с бетоном. Отгибание арматурных пучков при полигональном очертании и расстановка анкеров при прямо­линейном очертании производятся в соответствии с эпюрой моментов для предотвращения появления растягивающих напряжений в бетоне верхней зоны на концевых участках балок. Пучки напрягаемой арматуры располагают в несколько рядов. Расстояние между стерж­нями принимаются не менее 4 см при однорядном расположении ар­матуры, не менее 5 см - при двухрядном и не менее 6 см - при мно­горядном. Расстояние между арматурными пучками принимается не менее диаметра пучка и не менее 6 см. При армировании отдель­ными канатами класса К-7 расстояние между ними принимается не менее 4 см при однорядном расположении канатов и не менее 5 см - при многорядном. Защитный слой бетона принимается не менее диаметра пучка или каната и не менее 4 см. Для стержневой арматуры классов А-V, А-VI защитный слой принимается не менее 5 см, для арматуры классов А-IV - не менее 4 см.

Конструкции балок с натяжением арматуры на бетон целесооб­разно применять при больших размерах сборной конструкции. По­является возможность монтировать балку из отдельных блоков, из­готавливаемых на заводах и привезенных к месту строительства. Объединяют такие блоки на строительной площадке. Длина отдель­ного блока принимается равной 6 м. Концевые блоки имеют длину 3 м. Напрягаемая арматура располагается в открытых пазах или закрытых каналах, проходящих сквозь тело балки. Наиболее ши­рокое распространение получили конструкции с арматурой в виде ручков из параллельных проволок, проволочные пряди и крученые проволочные канаты. Арматуру закрепляют на торцах балок анкера­ми, которыми она передает свое натяжение на бетон. Схема распо­ложения арматурных канатов для таких балок показана на рис. 15. Требования по толщине защитного слоя бетона здесь такие же, но он отмеряется от поверхности канала до наружной поверхности бетона. Расстояние в свету между стенками каналов принимается не менее 6 см при диаметре канала 9 см (и менее) и не менее 8 см - при диаметре канала 9-11 см. Это расстояние может быть меньше ди­метра канала не более чем на 1 см. При диаметре канала свыше 11 см расстояние между стенками каналов определяется расчетом.

Контрольные вопросы

1. Как определяется рабочая ширина плиты проезжей части?

2. Как определяется коэффициент поперечной установки?

3. Как анкеруется предварительно напряженная арматура?