железобетонные, стальные, деревянные балки и фермы большепролётных общественных зданий

Стальные балки выполняются таврового, двутаврового и ко-робчатого сечения, требуют большого расхода металла, имеют большой прогиб, который обычно компенсируется строительным подъёмом (1/40-1/50 пролёта). (рис. 8.1 а, б),

Стальные фермы в отличие от балок, за счет решетчатой кон-струкции требуют меньше металла. При устройстве подвесного по-толка создаётся проходной чердак, обеспечивающий пропуск инже-нерных коммуникаций и свободный проход по чердаку. Фермы вы-полняются, как правило, из стальных профилей, а пространствен-ные трёхгранные фермы - из стальных труб.

Фермы могут иметьразличное очертание как верхнего, так и нижнего пояса. Наиболее распространены фермы треугольные и полигональные, а также горизонтальные с параллельными поясами (рис. 8.1 в, г).

Железобетонные балки имеют большую собственную массу, но просты в изготовлении. Они могут выполнятся монолитными, сборно-монолитными и сборными, (из отдельных блоков и цель-ные), с предварительным напряжением арматуры. Отношение вы-соты балки к пролёту колеблется в пределах от 1/8-1/20. в практике строительства встречаются балки пролётом до 60 м и более. Уни-фицированные балки имеют длину: 6, 12, 18метров. Сечение балок – тавровое, двутавровое или коробчатое (рис. 8.2 а-д).

В практике массового строительства в России широкое при-менение находят балки, приведённые на рис. 8.2 а, б, в, т.е. одно-скатные балки с параллельными поясами таврового сечения, балки с параллельными поясами двутаврового сечения и т.п.

Железобетонные фермы изготовляются цельными при длине до 30 метров и составными, с предварительным напряжением арма-туры - при длине 30 и более метров. Отношение высоты фермы к пролёту (длине) - 1/6 - 1/9. Нижний пояс выполняется обычно го-ризонтальным; верхний пояс может иметь горизонтальное, треу-гольное, сегментное, полигональное очертание. Наиболее распро-странёнными являются железобетонные фермы полигональные (двухскатные), изображённые на рис. 8.2е наибольшая длина за-проектированных в России железобетонных ферм - около 100 м, при шаге 12 м. В массовом строительстве применяются унифициро-ванные фермы длиной: 18, 24, 30 и 36 м.

Недостатком железобетонных ферм является большая кон-структивная высота. Для уменьшения собственной массы ферм необходимо применять высокопрочные бетоны и внедрять лёгкие плиты покрытий из эффективных материалов.

Деревянные балки применяют в местностях богатых лесом. Обычно они используются для зданий III класса капитальности из-за малой огнестойкости и долговечности.

Деревянные балки подразделяются на гвоздевые и клееные. Изготовляются они длиной до 20-30 м. Гвоздевые балки (рис. 8.3 а), имеют сшитую на гвоздях стенку из двух слоёв досок, наклонённых в разные стороны под углом 45⁰ С. верхний и нижний пояса образуются за счёт нашитых с обеих сторон к вертикальной стенки балки брусьев. Высота гвоздевых балок - 1/6-1/8 пролёта. Вместо дощатой стенки можно применять стенку из многослойной фанеры.

Клееные балки, в отличие от гвоздевых, обладают высокой прочностью и повышенной огнестойкостью даже без специальной пропитки. Сечение клееных балок может быть: прямоугольным, двутавровым и коробчатым. Они изготовляются из реек или досок на клею, уложенных плашмя или на ребро. Высота таких балок 1/10-1/12 пролёта. По очертанию верхнего и нижнего поясов кле-еные балки могут быть с горизонтальными поясами, одно или двухскатные и криволинейные. (Типовые деревянные клееные балки, применяемые в нашей стране, имеют длину:6, 9, 12 и 18 м.).

Деревянные фермы в их простейшем виде могут быть представлены бревенчатыми и брусчатыми висячими стропилами, о которых мы вели речь в предыдущем семестре.

Деревянные фермы применяют для пролётов более 18 м и при условии выполнения профилактических мероприятий по пожарной безопасности. Верхний (сжатый) пояс и раскосы деревянных ферм изготовляют из брусьев квадратного или прямоугольного сечения со стороной, равной 1/50-1/80 пролёта, нижний (растянутый) пояс и подвески могут выполняться как из брусьев, так и из стальных тяжей с винтовыми нарезками на концах для натяжения их с помощью гаек с подкладными шайбами.

В практике отечественного строительства применяются сейчас сегментные фермы пролётом: 15, 18, 21 и 24 метра, верхний пояс которых выполняется из неразрезного пакета досок шириной 170 мм на клею (КБ-3). Раскосы выполняются из брусьев той же ширины, нижний пояс - из прокатных уголков, а подвески - из круглой стали.

Рис. 8.1. Стальные балки и фермы Рис. 8.2. Железобетонные балки и фермы

а – стальная балка двутаврового сечения (составная); а – односкатная балка с параллельными поясами таврово

б – стальная балка коробчатого сечения (составная); го сечения; б – двухскатная балка двутаврового сечения;

в – схема унифицированных горизонтальных ферм с в, г – балка горизонтальная с параллельными поясами,

г – схемы двухскатные стальных ферм: полигональ- двутаврового сечения; д – горизонтальная балка коробча-

ной и треугольной. того сечения; е – составная двухскатная ферма, состоящая

из двух полуферм с предварительно нагруженным ниж -

ним поясом.

Рис. 8,3. Деревянные балки и фермы Рис. 8.2. Железобетонные балки и фермы

а – балка досок на гвоздях; б – клееные балки; а – г – рамы; д – и – арки; а, д – безшарнир-

в – фермы ные; б, е – двухшарнирные; в, ж – трехшар-

нирные с разгружающими консолями;

и – двухшарнирная с затяжкой, восприни-

мающей распор.