Особенности бетонных и железобетонных балок перекрытия, нюансы монтажа

Для перекрытия между этажей или для обустройства чердачного перекрытия могут использоваться бетонные или железобетонные балки перекрытия.

Такие опорные несущие конструкции распределяют различные типы нагрузок от других элементов и сооружений, например, от предметов интерьера, верхних этажей или крыши.

Чтобы правильно возвести балки перекрытия из данного материала, необходимо ознакомиться с их особенностями и узнать, как правильно рассчитать такие планки для перекрытий. 

Что означает понятие?

Под понятием «железобетонные или бетонные балки перекрытия» подразумевают конструкции из бетона с железным армированием внутри. Они выполняются в форме длинных прямоугольников и необходимы для того, чтобы повысить уровень прочности конструкции или всего здания.

Планки из бетона или с армированием производят в заводских условиях, затем их транспортируют на строительный объект с помощью специализированной техники. Планки также монтируют с помощью специальных приспособлений, фиксируя крепежными элементами.

Все балки с металлическими стержнями внутри должны быть установлены по стандартам, с соблюдением всех норм. Во время производства используют тяжелые бетоны, обязательно упрочняя каркас арматурой. Зачастую используют бетон марки М300-М500 с хорошими показателями прочности. Такой материал позволяет сделать компенсацию изгибающих моментов и поперечных усилий.

Разновидности жб изделий

Железобетонные балки делятся по назначению и по конструкции.

По назначению

Все существующие виды железобетонных балок можно поделить согласно их назначению, то есть для каких типов перекрытий они актуальны, а также согласно их конструкции. Для начала нужно рассмотреть, какие бывают ж/б планки по своему назначению:

1. Для фундамента. Используются тогда, когда необходимо перекрыть основание перед возведением стен здания.
2. Для кровли. Применяются для того, чтоб обустроить кровельную систему на начальном этапе.
3. Для пролетов. Необходимы в том случае, когда происходит формирование пролетов на промышленных объектов для крановой техники.
4. Для строительства промышленных объектов. В данном случае используются железобетонные балки двутаврового сечения, это помогает равномерно распределить нагрузку при строительстве промышленных объектов и многоэтажных панельных домов. 
5. При обвязке бетонной конструкции. В данном случае используются специальные железобетонные балки для обустройства перемычек над оконными и дверными проемами.

По конструкции

Если классифицировать железобетонные изделия для перекрытий по их конструкции, то можно выделить такие виды:

• двутавровые;
• обвязочные;
• подкрановые;
• решетчатые;
• стропильные.

По своей форме изделия могут быть прямоугольными, трапециевидные, тавровые и с сечением С L.

Наиболее часто в строительстве используются межэтажные балки таврового сечения – их применение способствует равномерному распределению нагрузки и формированию ровной плоскости пола. На больших по размеру пролетах обязательно должна быть предусмотрена дополнительная опора. 

Требования по ГОСТ

Все требования и нормы к такого вида изделиям предписываются в документе ГОСТ 20372-2015. Здесь указаны общие нормативы и стандарты, поэтому для ж/б конструкций предусмотрена специальная глава. В ней сообщаются основные требования:

• длина должна быть такой, чтобы окончание планки не заходило на несущую стену;
• длина должна быть больше длины пролета на 40 см;
• балка должна заходить на окончание опорных элементов на 20 см;
• сами планки перекрытия лучше не брать «с запасом»;
• высота планки должна составлять 5% от ее длины по ГОСТ;
• в условиях цеха ширина планки рассчитывается исходя из ее высоты в пропорции 5 к 7.

Показатели звуко- и теплоизоляции должны соответствовать требованиям, предъявляемым нормативными документами к тем сооружениям, которые требуется возвести. Допускается обшивка балки и подбор такого вида утеплителя, который соответствует стандартам. 

Справка! Фундаментные жби должны быть изготовлены из тяжелых бетонов и иметь гидроизолирующую функцию.

Стропильные планки могут быть односкатными, двускатными или криволинейными. 

Размеры и другие характеристики

Перед тем, как приобрести планки для перекрытия из железа и бетона, рекомендуется ознакомиться с их параметрами. Например, если планка предназначена для опоры наружных и внутренних стен, а также для основания, то она изготавливается из тяжелого бетона марки В20, с применением напрягаемой и ненапрягаемой арматуры. Указанные изделия могут иметь длину от 4,2 до 8 метров, их ширина составляет 180 мм, а высота 380 мм. Часто встречается маркировка таких изделий – Бсу 78.4.

Если железобетонное изделие используется в качестве вкладного перекрытия, то для его производства используется бетон марки В15, такие планки могут иметь длину от 3,2 до 6,4 метра. Ширина их составляет от 180 до 380 мм, а высота от 220 до 400 мм. Маркируются такие изделия так: Б60.18.30-1Т.

Вес балок разного типа и формы отличается, но в среднем составляет от 4000 кг и выше.

Изделия, которые производятся по ГОСТ-28737-90 способны выдерживать сейсмические нагрузки до 7 баллов включительно. Они используются в условиях слабоагрессивного и неагрессивного воздействия грунта. Сама балка выдерживает собственный вес, массу железобетонной плиты перекрытия, а также эксплуатационные нагрузки. 

Расчет бетонных конструкций

Хоть железобетонные конструкции применяются в строительстве уже более века, процедура расчета необходимого количества и нагрузки на планку до сих пор остается неотъемлемой и сложной процедурой.

Расчет необходим для того, чтобы понимать, какую нагрузку выдержит строение, а также для того, чтобы подобрать внутреннюю арматуру. Для проведения расчета необходимо знать такие данные:

• выбрать схему опирания;
• задать длину планки;
• задать нагрузку на изделие;
• задать размеры и сечение изделия;
• выбрать тип армирования – только сверху или только снизу.

При расчете важно знать класс бетона, из которого изготовлена конструкция, а также класс арматуры. Она может быть гладкой или иметь разный тип профиля. 

Как рассчитать по формуле?

Чтобы рассчитать показатели используется несколько формул:

1. Нормативно-эксплуатационная нагрузка. Для жилого здания нормативный коэффициент нагрузки составит 151 кг на квадрат, а коэффициентный запас равен 1,3. По формуле 151х1,3=196 кг на квадрат.
2. Нагрузка от блоков, которыми закладывают промежутки балок. Часто используют пенобетон или газобетон, их плотность равна Д500. Следовательно, по формуле 500х0,2=100 кг на квадрат, где 0,2 – толщина блока в 20 см.
3. Нагрузка от массы армированного каркаса. В данном случае толщину стяжки необходимо умножить на показатель плотности. Например, стяжка имеет толщину 5 см, следовательно, 2000х0,05=100 кг на квадрат.

С помощью таких несложных расчетов можно самостоятельно вычислить предполагаемую нагрузку на планки их железобетона.

Особенности процесса монтажа

Как и в любом другом виде строительства, при монтаже изделий можно выделить ряд особенностей и нюансов.

Например, бригада, которая будет проводить установку изделий, должна иметь навыки прочного фиксирования железобетонных конструкций. А для этого нужно понимать особенности сооружения.

Перед тем, как установить изделие, осуществляют подготовку – осевые планки покрывают краской и зачищают детали. Очень часто для монтажа применяют крановую технику. Чтобы поднять балку используют монтажные петли.

Стоит обратить внимание на несколько нюансов:

• ригели монтируются с опорой на железобетонные колонны;
• планки могут устанавливаться как в продольном, так в поперечном положении;
• в промышленном здании перекрытие в поперечном направлении может иметь 5-6 пролетов;
• в жилом здании в таком же направлении перекрытие имеет 2-3 пролета;
• во время проектирования и расчета ж/б балок нужно подобрать правильное направление монтажа ригелей, их нагрузку, шаг крепления;
• если ригели монтируют в поперечном направлении, то плиты перекрытия – в продольном;
• если здание не промышленного назначения, то ригели могут располагаться в продольном направлении, а плиты перекрытия – в поперечном.

Внутри самой балки должна присутствовать арматура не менее 10 мм толщиной, а каркас должен быть обвязан проволокой или приварен. 

Плюсы и минусы применения

При использовании железобетонных изделий в качестве балок для перекрытия, можно выделить несколько преимуществ:

• повышенная прочность конструкции;
• устойчивость к воздействию открытого огня;
• стойкость к перепадам температуры;
• устойчивость к вибрационным нагрузкам и изгибам;
• возможность быстрой установки;
• практичность.

При работе с такими ригелями всегда есть возможность заказать специализированную технику, тогда человеческий фактор будет сведен к минимуму.

По сравнению с деревянными балками, которые часто применяются в индивидуальном строительстве жилых домов, изделия из железобетона более практичным и долговечны.

Они имеют практически неограниченный срок службы, если произвести грамотную установку.

Но такие конструкции также не лишены минусов. Среди недостатков можно выделить увеличенную массу, которая обязательно потребует заказа специальной грузоподъемной техники, что увеличит расходы на строительство. По сравнению с древесиной, этот материал имеет повышенную теплопроводность, поэтому придется утеплять конструкцию.

Еще один минус – затраты на продукцию, которую придется приобрести на заводе, однако сделать балки можно и самостоятельно, что займет немало времени.

Цены

Средние цены по России будут отличаться в зависимости от региона продажи, производителя, размеров, параметров балок, а также их серии. Подборка цена на планки из железобетона разных серий:

• ФБ-6.1 – от 7400 до 10100 рублей;
• ФБ-6.10 – от 5400 до 7300 рублей;
• ФБ-6.21 – от 6900 до 7000 рублей;
• ФБ – 6.4 – от 1200 до 7500 рублей.

Ориентировочные размеры балок на указанные серии: 5950x260x450 мм, 4750x400x450 мм, 4450x260x450мм. Наиболее популярные производители в России – ООО МЖБК, Абсолют Строй и ЖБИ 15.

Заключение

Бетонные и железобетонные балки перекрытия часто используются для строительства промышленных зданий и ангаров, где требуется усиленная конструкция. Усиление происходит за счет армирования изделий изнутри. Для заливки применяют тяжелые бетоны. Балки делятся на разные категории, но, чтобы начать строительство необходимо произвести расчет нагрузки и количества.