Прогоны и балки отличия

Прогоны и балки отличия

Эти конструкции являются опорами настилов и укладываются на стены, стойки и основные несущие конструкции с шагом от 1 до 3 м. Они бывают:

а) однопролетными свободно опертыми;

б) многопролетными неразрезными и консольно-балочными.

Балки и прогоны рассчитывают на изгиб от равномерно распределенной нагрузки q, которая состоит из собственной массы покрытия g и снега p.

Максимальный относительный прогиб балок и прогонов покрытий не должен превышать 1/200l.

Деревянные балки перекрытий дома часто являются наиболее экономичным вариантом. Деревянные балки легки в изготовлении и монтаже, имеют низкую теплопроводность по сравнению со стальными или железобетонными балками. Недостатки деревянных балок — более низкая механическая прочность, требующая больших сечений, низкая пожаростойкость и устойчивость к поражению микроорганизмами. Поэтому, деревянные балки перекрытий требуется тщательно обрабатывать антисептиками и антипиренами. Современные варианты деревянных балок перекрытий — это балки из клееного бруса, двутавровые деревянные клееные балки (как полностью деревянные, так и комбинация OSB и дерева),

дерево-металлические балки перекрытий (комбинация дерева и пространственных силовых элементов из металла) и пространственные деревянные балки, элементы которых скреплены металлозубчатыми пластинами. Такие балки позволяют перекрывать пролет до 15 метров и выше. OOO "ХТС-РУСЛАНД" производит в России деревянно-металлическую конструкционную балку (балку перекрытий) по технологии NAIL WEB (европейский патент no. 0038830). Данная технология более 20 лет широко применяется при изготовлении перекрытий зданий, стропильных систем, несущих конструкций, колонн, ребер жесткости в конструкциях из досок и опалубках, каркасов домов. Благодаря высокой прочности их часто используют в пролетах большой длины (до 24 м), при устройстве и реконструкции перекрытий, надстройке зданий, устройстве мансардных этажей.

Балка ХТС является прямой двутавровой балкой с верхним и нижним поясом из сухой строганой древесины. Вертикальная стенка балки ХТС имеет волнистую форму. На верхнем и нижнем рёбрах выштампованы зубья (в форме S — если смотреть сверху), которые на глубину 20 мм запрессовываются в древесину поясов через каждые 50 мм

Деревянно-металлическая балка ХТС практически незаменима, когда нужно перекрыть большой пролет. Вы сможете, например, спланировать гостиную или зал во всю возможную ширину вашего дома и не использовать промежуточных опор. При устройстве второго света в доме бывает важно иметь большое окрытое пространство под сводчатым потолком — без всяких поперечных затяжек и подпор для стропил. Такая же ситуация возникает, если вы строите навес для машин, перекрываете зону отдыха.

Перекрытия пролета большой протяженности. Обустройства открытого подпотолочного пространства.
Открытое подпотолочное пространство "соборный потолок" выполненный с помощью деревянно-металлических балок ХТС. Вариант использования деревянно-металлических балок ХТС для обустройства второго света.
Вариант использования балки перекрытий ХТС для реставрации частного дома в Германии. Перекрытие собранное из деревянно-металлических балок ХТС.

Конечно, для решения подобных строительных задач можно использовать и клееную деревянную балку и металлический двутавр. Но, к примеру, для перекрытия гостиной шириной 8 метров стоимость металлической или клееной балки будет настолько высока, что вам придется искать другие конструктивные решения. К тому же, вес таких металлических или деревянных клееных балок будет такой, что вам придется использовать подъемную технику или большое количество рабочей силы. Если же вы решите использовать деревянно-металлическую балку перекрытий ХТС, то обнаружите, что вам понадобится балка ХТС, которая будет весить в 2-3 (!) раза меньше деревянной клееной балки, и стоить такая балка будет на 30-40% дешевле.

Подробное сравнение балок перекрытий можно посмотреть в таблице: Мы сравниваем балки для планируемой нагрузки на перекрытие в 250 кг/кв.м и установкой балок перекрытий с шагом в 1м.

пролет Клееная балка Балка ХТС
Сечение мм Кубатура м.куб. Вес балки кг стоимость маркировка Вес балки кг стоимость
120*420 0.0504 152 420/60.120 45
100*510 0.051 204 510/80.100 70.4
120*510 0.0612 306 2/410/80.160 154
160*510 0.0816 490 2/510/100.160 228

Теперь сравним деревянно-металлическую балку перекрытий с другими типами перекрытий:

балка хтс балка osb жб плиты монолитный бетон
сроки монтажа (s — 600 m 2 ) 3 дня 12 дней 15 дней 54 дня
стоимость перекрытия с монтажом руб./м2
применение спецтехники нет нет да да
необходимо рабочих
мокрые процессы нет нет да да
масса перекрытия кг./м2
коммуникации внутри перекрытия да да нет нет
круглогодичное строительство да да нет нет

Разрушение деревянной балки обычно происходит от поперечного изгиба, при котором в сечении балки возникают сжимающие и растягивающие напряжения. Вначале древесина работает упруго, затем возникают пластические деформации, при этом в сжатой зоне происходит смятие крайних волокон (складки), нейтральная ось опускается ниже центра тяжести. При дальнейшем росте изгибающего момента пластические деформации растут и происходит разрушение в результате разрыва крайних растянутых волокон.

Деревянные балки могут получать большие прогибы, в результате которых нарушается нормальная эксплуатация, поэтому наряду с прочностью выполняется расчет жесткости по ограничению прогибов.

Мало кто сегодня отдает строительство дома полностью бригаде или организации. Чтобы быть уверенными в результате, необходимо контролировать работы. Для этого приходится разбираться в терминологии, техпроцессах и особенностях конструкции. В конструкции зданий часто встречаются ригеля, но они очень похожи на балки. Причем настолько, что даже не все профессиональные строители могут объяснить разницу. Что такое ригель в строительстве и чем он отличается от балки и будем разбираться. Рассмотрим также типы и виды бетонных ригелей.

Читайте также:  Как пересадить грецкий орех взрослый

Что такое ригель: определение и назначение

Вообще, само слово «ригель» многозначное. Это и немецкая фамилия, и община в Германии, и название звезды, и еще много чего. Есть ригеля и в конструкции дома. Но многие часто затрудняются ответить, что именно это такое. Ригель в строительстве — это часть опорной конструкции здания. Представляет собой горизонтальный элемент, соединяющий вертикальные стойки. С ригелем уже стыкуются остальные элементы конструкции. То есть, строительный ригель всегда расположен горизонтально между двумя стойками (при большой длине может иметь подпорные стойки). Они могут быть вертикальными или наклонными.

Ригель в строительстве — это горизонтальный элемент, связывающий стойки

Задачи ригеля — механически соединять стойки, связывая их в единую систему, придавать устойчивость конструкции. Также, связывая части конструкции, он перераспределяет нагрузку с разных частей здания, равномерно передавая ее на стойки.

Все горизонтальные перемычки на этой картинке — это ригеля

Он встречается в любой части здания. Есть ригеля в некоторых типах фундаментов (свайно-ростверковый, столбчатый и другие, где есть отдельные опоры), каркасе стен, перекрытиях, кровельной системе скатного типа.

Чем отличается от балки

Что такое ригель в строительстве разобрались. Но есть еще один элемент, встречающийся в перекрытиях и кровельной системе, который часто путают с ригелем — это балки. Балки — несущий элемент в конструкции, который обычно компенсирует изгибающие нагрузки. Вот вам и разница — ригеля — часть опорной конструкции. Это рама, на которую опирают балки.

Проще всего разобраться в том, где балка, а где ригель — посмотреть какая нагрузка приходится на элемент

Балки могут быть наклонными и горизонтальными. Но они почти всегда работают на изгиб, поэтому должны рассчитываться, так как должны выдерживать длительные нагрузки. Ригеля — строго горизонтальные элементы и служат для механической связи стоек, а изгибающие нагрузки не несут. Поэтому их обычно не рассчитывают. Закладывают стандартные решения, с определенным запасом прочности.

Чем отличается ригель от балки: часто формой, а вообще, назначением и функциями

Еще одно отличие ригеля и балки — материалы и форма. Балка всегда в сечении прямоугольная или квадратная. Ригеля часто имеют более сложную форму, но могут быть и квадратными и прямоугольными. Балка может быть деревянной или металлической. Ригель тоже делают из этих материалов, но может он быть еще и железобетонным. Итак, если вы видите железобетонную горизонтальную часть конструкции, которая опирается на стойки — перед вами ригель. Других вариантов нет.

Ригель не испытывает нагрузок. Он только связывает стропила. Балка перекрытия как раз компенсирует нагрузку от кровли

С горизонтальными деревянными и металлическими элементами чуть сложнее. Надо смотреть, не приходится ли на них изгибающая нагрузка. Если нет — это ригель. В противном случае — балка. И если элемент установлен под углом — это точно балка.

Где применяется

Итак, ригель в строительстве — это горизонтальная часть конструкции, которая соединяет вертикальные или наклонные части системы:

  • Соединяет стойки строительных рам.
  • В каркасах объединяет между собой опоры, колонны.
  • В стропильной системе — стропила.

Так надо их хранить

Присутствует этот элемент практически в любой части здания. Для выполнения различных задач он может иметь разную форму. В самых простых случаях — это брус прямоугольного или квадратного сечения. В стропильных системах применяют именно такие ригеля. Стропильные системы собирают в основном из древесины и ригеля для них тоже делают из этого материала. Вообще, деревянные ригеля — это обычный брус, края которого могут быть оформлены в четверть или в шип.

Каким может быть бетонный ригель

Чаще всего железобетонные ригеля соединяют стойки каркаса здания. Они служат опорой для перекрытий. В таком случае бетон используется высоких марок — от В22 до В60. Выбор зависит от этажности здания, а еще от требуемой прочности конструкции. Для повышения надежности и прочности делают два пояса армирования. Арматуру применяют высокопрочную. Все нормативы прописаны в ГОСТ 13015.3. Технические условия, типоразмеры указаны в ГОСТ 18980-2015.

Выдержка из ГОСТ 18980-2015

Формы и виды

Перемычки, которые служат опорой для перекрытий, часто называют ригелем перекрытия. По форме они бывают трех видов: с одной и двумя полками или без полок. Те, которые с одной полкой применяют по краям конструкции. На них можно уложить только край одной плиты. С двумя — ставят по центру. На две полки можно уложить перекрытие с двух сторон.

  • С одной полкой (выступом) — для укладки плиты перекрытия с одной стороны. Их еще называют однополочными.
  • Для опоры одной плиты:
  • РОП — пустотной;
  • РОР — ребристой.
Читайте также:  Норма расхода извести на 1м2 побелки
  • Для лестниц:
    • РЛП — лестничного пролета;
    • РЛР — лестничных клеток.
    • Виды железобетонных ригелей для опоры плит перекрытий и строительства бетонных лестниц

      Как видите, есть ригеля для ребристых и пустотных перекрытий. Они отличаются прочностью бетона, размерами и мощностью армирования. Форма же совпадает.

      Расшифровка маркировки

      В маркировке указана полная информация о железобетонном элементе. Она состоит из цифр, латинских букв и кириллицы. Обозначение разделено на блоки при помощи тире. Всего может быть три блока:

      • В первом указан тип балки, его размеры в дециметрах. Кодировку типа ригеля можно посмотреть в пункте выше.
      • Второй блок содержит информацию о типе использованной арматуры и несущей способности в килоньютонах на метр длины.
      • Третий — информацию об использованном бетоне, если он имеет особые свойства: повышенную огнестойкость, сейсмоустойчивость, переносимость химических сред и т.д.

      Несколько типов ригелей из железобетона с маркировкой и размерами по стандарту

      Вообще, тема эта обширная, надо иметь под рукой много таблиц, так как неспециалисту помнить все кодировки нереально. Рассмотрим несколько примеров — РДП 6.56-110АIV-На.

      • РДП — ригель двухполочный для пустотных плит. Размеры расшифровываются следующим образом: 6.56 — высота ригеля 6 дм или 60 см (600 мм), длина 56 дм, это 560 см или 5600 мм.
      • 110AIV — расшифровывается как стальная арматура из стали AIV, несущая способность — 110 кН/м.
      • На — буква «Н» — бетон с нормальной паропроницаемостью. Буква «а» — в конструкцию добавлены дополнительные закладные элементы.

      Железобетонные ригеля должны иметь строповочные отверстия или монтажные петли для подъема при помощи техники. Продавать изделия с ненапряженной арматурой можно при прочности бетона не ниже 70% в теплое время и 85% в зимнее. Ригеля для межэтажных перекрытий должны иметь отпускную прочность не ниже 90%. В бетоне не должно быть трещин. Допускаются небольшие поперечные усадочные волосяные трещины толщиной не более 0,1 мм.

      Балки и прогоны цельного сечения

      Составные балки на податливых связях

      Различают следующие основные виды сплошных балочных конструкций:

      — балки и прогоны цельного сечения;

      — составные балки на податливых связях;

      Балки и прогоны цельного сечения

      Основное функциональное назначение балок и прогонов в том, что они служат несущими конструкциями покрытий. Балки и прогоны цельного сечения выполняются из досок на ребро, брусьев и бревен, чаще окантованных с двух сторон. Ввиду ограниченности размеров сечений и длины лесоматериалов такие балки применяют при пролетах до 6 м. и относительно небольших нагрузках.

      Балки и прогоны покрытий

      Эти конструкции являются опорами настилов и укладываются на стены, стойки и основные несущие конструкции с шагом от 1 до 3 м. Они бывают:

      а) однопролетными свободно опертыми;

      б) многопролетными неразрезными и консольно-балочными.

      Балки и прогоны рассчитывают на изгиб от равномерно распределенной нагрузки q, которая состоит из собственной массы покрытия g и снега p.

      Максимальный относительный прогиб балок и прогонов покрытий не должен превышать 1/200l.

      Ставятся, как правило, в покрытиях относительно небольших размеров наклонно вдоль скатов крыши и опираются на продольные стены и коньковые прогоны. Такие конструкции рассчитываются на изгиб как свободно опертые балки. Кроме изгибающих моментов в балках возникают продольные силы (растягивающие и сжимающие) то действия скатной составляющей, однако, ввиду того, что уклоны балок, как правило, не превышают 1:2, они мало влияют на несущую способность балок и поэтому расчетом не учитываются.

      Представляют собой продольные ряды свободно опертых балок, установленных на основные несущие конструкции и поперечные стены крыши.

      Нейтральные оси сечений прогонов имеют такой же уклон к горизонту, как и покрытие (угол

      qx=q·cos

      От сползания по скату прогоны удерживаются отрезками толстых досок – бобышками, прибиваемыми к опорам гвоздями, или металлическими уголками. Дощатые прибоины (бобышки) снизу у концов прогонов предохраняют основные несущие конструкции от выхода из их плоскости, т.е. эти прибоины играют роль связей. Прибоины соединяются по длине на опорах при помощи косого прируба или дощатых накладок. Прогоны рассчитывают на изгиб от действия только нормальной составляющей нагрузки (qx), если скатная составляющая воспринимается настилом (как, например, в двойном перекрестном настиле). Если такой настил отсутствует, прогон работает и рассчитывается на косой изгиб от нормальной (qx) и скатной (qy) составляющей нагрузки по формулам для косого изгиба:

      , .

      Гвозди – крепления бобышек – работают и рассчитываются на скатную составляющую опорной реакции со средних прогонов Ry=qyl, как несимметричное односрезной соединение с изгибаемыми гвоздями. Для уменьшения расчетного пролета балок их иногда усиливают подбалками на опорах и скрепляют с балками болтами.

      Спаренные многопролетные прогоны

      Располагаются поперек скатов крыш и опираются на основные несущие конструкции покрытия и поперечные стены, к которым крепятся так же, как и однопролетные прогоны. Спаренный прогон состоит из двух рядов досок на ребро, соединенных гвоздями. Между стыками доски соединяют конструктивными гвоздями через каждые 0,5 м. Такие прогоны рекомендуется применять только в сочетании с настилами, воспринимающими скатные составляющие.

      Читайте также:  Как удалить контакт с телефона вертекс

      Расчет спаренного прогона производят по схеме многопролетной неразрезной балки на нормальную составляющую нагрузки.

      Максимальный изгибающий момент будет над опорами:

      над второй , а над промежуточными . Проверку напряжений и подбор сечений выполняют по моменту на промежуточных опорах М:

      Сечение на второй опоре, усиленное третьей доской, как правило, работает с запасом прочности.

      Гвоздевые соединения работают на действующие в них поперечные силы Qгв в стыках. Гвозди рассчитываются на изгиб. По прогибам от нормальных составляющих нормативной нагрузки рассчитывают первый пролет прогона, где относительный прогиб имеет наибольшее значение:

      .

      В некоторых случаях имеется возможность сократить длину первых пролетов до 0,8l. При этом изгибающие моменты на всех промежуточных опорах и прогибы всех пролетов могут считаться одинаковыми, и отпадает необходимость усиления прогона в первых пролетах.

      Представляют собой продольные ряды брусьев или бревен со встречным расположением стыков за пределами опор.

      При этом более длинные брусья образуют в промежуточных пролетах две консоли, а в крайних – одну, на которые опираются более короткие брусья при помощи косого прогиба, стянутого болтом. Такие прогоны применяют в покрытиях при шаге основных несущих конструкций не более 4,5 м., допускающем использование лесоматериалов стандартной длины. Расчет консольно-балочных прогонов производят по схеме многопролетной статически определимой балки с пролетами l на нормальные составляющие нагрузок. Прогоны в зависимости от расположения стыков равномоментными и равнопрогибными.

      В равномоментных прогонах стыки располагаются на расстоянии 0,15l, а крайние пролеты уменьшаются до 0,85l. Изгибающие моменты на опорах и в пролетах равны , а максимальные относительные прогибы равны:

      .

      В равнопрогибных прогонах стыки располагаются на расстоянии 0,2l, а крайние пролеты уменьшаются до 0,8l. При этом на опорах возникают максимальные изгибающие моменты, равные , относительные прогибы во всех пролетах равны:

      .

      Балки перекрытий являются опорами настилов междуэтажных, чердачных перекрытий и рабочих площадок. В большинстве случаев – это однопролетные балки, свободно опертые на стены, стойки и перегородки здания. Эти балки работают на изгиб от собственной массы перекрытия и временной полезной нагрузки. Они рассчитываются по прочности и прогибам при изгибе. Предельный прогиб . Дополнительно междуэтажные балки должны быть проверены на зыбкость от действия сосредоточенной нагрузки Р=0,6 кН (60 кг.) по формуле:

      см.

      В таких балках нередко делают подрезки на опорах. Глубина подрезки должна быть не более ¼ высоты сечения, длина – не более высоты сечения. При этом производится проверка на скалывание в опасном сечении от действия опорной реакции R по формуле:

      МПа.

      Элементы деревянных конструкций составного сечения на податливых связях

      Составные балки на податливых соединениях

      Многие деревянные конструкции (балки, рамы, арки) делают составными. Необходимость создания таких конструкций вызвана ограничениями в размерах лесоматериалов по длине и площади сечения. В составных деревянных конструкциях отдельные брусья и доски соединяются с помощью связей, которые могут быть жесткими (клеевые, обеспечивающие монолитность соединения) и податливыми. Элементы составных деревянных конструкций на податливых связях состоят из досок, соединенных гвоздями или бревен и брусьев, соединенных по высоте болтами или деревянными вкладышами. Податливостью называют способность связей при деформации конструкций давать возможность соединяемым брусья или доскам сдвинуться друг относительно друга. Податливость связей ухудшает работу составного элемента по сравнению с таким же элементом цельного сечения. У составного элемента на податливых связях уменьшается несущая способность, увеличивается деформативность. Поэтому при расчете и проектировании составных элементов необходимо учитывать податливость связей.

      Основы учета податливости связей

      Вопросы учета податливости связей при расчете составных стержней были впервые разработаны в нашей стране.

      В этой задаче принято положение об упругой работе материала элементов и связей. В СНиП II-25-80 приведены расчетные формулы, дающие приближенные решения, получаемые из точных решений путем ряда упрощений.

      Расчет на поперечный изгиб

      Для того чтобы понять характер работы элементов на податливых связях на поперечный изгиб, возьмем три балки, у которых нагрузки, пролеты и поперечные сечения одинаковые. Первая балка имеет цельное сечение (Ц), вторая – из двух брусьев без всяких связей (О) и третья – из двух брусьев с податливыми связями (П).

      При изгибе деформации составной балки на податливых связях будут больше деформаций балки цельного сечения, но меньше деформаций балки без связей:

      Из этих неравенств следует, что геометрические характеристики составной балки на податливых связях (IЦ, WЦ) можно выразить через геометрические характеристики балки цельного сечения, умножением на коэффициенты kw и kж, меньше 1, которые учитывают податливость связей, тогда:

      , ;

      , .

      Прогиб балки на податливых связях увеличивается соответственно уменьшению момента инерции:

      .

      Значения коэффициентов kw и kж приведены в СНиПе в зависимости от величины пролета и количества слоев в элементе. Расчет составной балки на податливых связях сводится, таким образом, к расчету балки цельного сечения с введением коэффициентов, учитывающих податливость связей:

      1) нормальные напряжения определяются по формуле:

      , где

      – момент сопротивления составной балки, как цельной;

      Ссылка на основную публикацию
      Почему не взошла горчица
      Огородники все чаще используют удобрения, так как растения поглощают из плодородного слоя полезные вещества. Выход в условиях отсутствия перегноя –...
      Посадка хурмы в крыму осенью
      Хурма – тропическое листопадное дерево, ставшее популярным благодаря сладким, словно медовым, плодам с яркой оранжевой окраской. Селекционные работы позволили получить...
      Почему не взошла горчица
      Огородники все чаще используют удобрения, так как растения поглощают из плодородного слоя полезные вещества. Выход в условиях отсутствия перегноя –...
      Прогоны и балки отличия
      Эти конструкции являются опорами настилов и укладываются на стены, стойки и основные несущие конструкции с шагом от 1 до 3...
      Adblock detector