Железобетонные перемычки представляют собой один из наиболее популярных видов строительных изделий, которые являются актуальными для возведения зданий и сооружений широкого спектра назначения.
Назначение и сфера применения
Строительные элементы, выполненные из стали и бетона, предназначены для обустройства проемов сооружений и зданий. Высокие прочностные характеристики железобетона наделяют перемычки жесткостью, которая способна обеспечить необходимое в процессе эксплуатации сопротивление к сжатию. При этом сталь также повышает прочность при наличии усилий действующих на растяжение конструкции. Перемычки используются при строительстве дверных и оконных проемов, выполняя функцию распределения нагрузки над ними. Несущая способность изделий определяется индивидуально в зависимости от марки, которая зависит от геометрии и внутренней структуры элемента. Величины основных технических характеристик железобетонных конструкций устанавливаются действующими госстандартами.
Перемычки востребованы при строительстве зданий и сооружений, выполненных из различных кладочных материалов, в числе которых искусственный и природный камень, шлакоблок, штучные изделия из бетонных и неорганических наполнителей. Изделия в виде железобетонных перемычек предназначены, чтобы длительно выдерживать статические нагрузки, вызванных массой стен, кладок, блоков, перекрытий и стенок конструкции. Монтаж строительных элементов реализуется в горизонтальной плоскости.
Классификация, конструкция и маркировка
В соответствии с регламентом отраслевого стандарта ГОСТ 948-2016 строительные железобетонные перемычки по своему назначению и габаритам делятся следующие типы:
- ПБ – брусковые элементы, стандартная длина которых может варьироваться в пределах от 1030 мм до 5960 мм при максимальной ширине до 250 мм. Справочная масса изделий при этом составляет от 20 кг до 2175 кг. Данный тип является самым распространенным при строительстве зданий и сооружений, выполненных из газобетона, камня и дерева, не испытывающих дополнительных нагрузок в процессе эксплуатации. Нагрузочная способность изделий лежит в пределах от 100 до 5800 кгс/м;
- ПП – плитные перемычки, установка которых допускается на несущие конструкции стен. Длина железобетонных элементов насчитывает от 1160 мм до 2980 мм при ширине от 380 мм до 510 мм. Расчетная масса конструктивных элементов находится в пределах 72 – 763 кг. Блоки марки ПП отличаются повышенной величиной несущей способности по сравнению с ПБ. Расчетная нагрузка на перемычки может составлять от 300 до 7200 кгс/м;
- ПФ – фасадные железобетонные блоки, область применения которых лежит в плоскости сооружения проемов, которые в соответствии с проектом выступают по ширине части кладки более чем на 250 мм. Длина конструкций составляет от 770 мм до 4280 мм при высоте от 90 мм до 290 мм. Высота выступающей части и при этом может варьироваться в зависимости от марки изделия от 130 мм до 260 мм. Длина опорной зоны является постоянной величиной и насчитывает 90 мм. Расчетный вес единицы изделия зависит от габаритов и составляет от 35 кг до 483 кг. Нагрузочная способность таких перемычек невелика и насчитывает от 20 до 1200 кгс/м;
- ПГ – изделия балочные, имеющие Г-образную форму, конструкция которых отличается наличием уступа с глубиной на четверть. Данная часть изделия является опорой для перекрытия. Длина таких элементов колеблется в пределах от 4410 мм до 5960 мм, ширина составляет от 250 мм до 510 мм, а высота варьируется от 290 мм до 440 мм. Расчетное значение массы перемычки составляет от 484 кг до 2917 кг. При этом показатель расчетной нагрузки лежит в диапазоне от 800 до 4100 кгс/м.
Изготовление строительных элементов осуществляется предусмотренным в конструкции изделия строповочным отверстием сечением 30 мм, с помощью которого осуществляется процесс подъема перемычек с применением специальных захватных устройств, а также монтажных петель для погрузки, разгрузки и монтажа в процессе установки в рабочее положение.
Маркировка железобетонных перемычек производится в соответствии с требованиями отраслевого стандарта ГОСТ 23009-78 цифробуквенным кодом. Обозначение состоит из символов, которые указываются в определенном порядке, включая следующую маркировку и соответствующую ей информацию:
- первая цифра указывает на нумерацию поперечного сечения, которая определяется согласно рабочим чертежам;
- две буквы, которые непосредственно обозначают тип изделия (ПБ, ПП, ПФ или ПГ);
- цифровой индекс длины перемычки, который указывает примерное значение ее величины в дециметрах;
- значение несущей способности изделия в округленной форме, приводится в кН/м;
- класс используемой при изготовлении напрягаемой арматуры;
- показатель проницаемости бетона. Данный критерий актуален для ЖБИ, применяемых в агрессивной среде. Обозначение включает в себя три категории: О – особо низкая проницаемость; П – пониженная; Н – нормальная;
- дополнительные особенности конструкции могут указываться в окончании цифробуквенного индекса, указывая на наличие выпусков арматуры или монтажных петель литерами «а» и «п» соответственно;
- последним в маркировке указывается отраслевой стандарт, в соответствии с требованиями которого изготовлена перемычка.
Например:
Обозначение изделия кодом 2ПБ 10-1-п свидетельствует о том, что перед нами железобетонное перекрытие, имеющее сечение №2 с габаритами 120х140 мм, типа – ПБ (брусковый элемент). Рабочая длина его составляет – 10 дм ( в данном случае это округленное значение, в то время как точная величина составляет 1030 мм). Показатель расчетной строительной нагрузки для детали – 1 кН/м. Конструктивно перемычка имеет встроенные монтажные петли.
Технология изготовления
В процессе производства изделий находит применение тяжелый бетон, классом выше В15, показатель плотности которого может варьироваться в пределах от 2200 до 2500 кг/м3. Для упрочнения изделий и повышения их несущей способности, устойчивости к усилиям на разрыв и изгиб задействуется технология армирования. Из стальных горячекатаных стержней по ГОСТ 5781-82 с антикоррозионным покрытием диаметром 4-6 мм изготавливается каркас. В процессе производства используются как предварительно напряженные, так и ненапрягаемые стальные арматурные изделия.
В виде продольной арматуры напрягаемого типа для перемычек используютсятакие виды арматурной стали:
- горячекатанные стержни А600 и А800 в соответствии с ГОСТ 5781;
- упрочненную термически арматуру принадлежащую к классам Ат600С и Ат800 согласно регламента ГОСТ 10884.
При использовании ненапрягаемой арматуры находит применение такая сталь, как:
- стержни классов Ат500С и Ат400С с термическим упрочнением по требованиям ГОСТ 10884;
- стальную арматуру А500 и А400 по требованиям нормативов ГОСТ 5781;
- проволоку арматурную, принадлежащую классам Вр500 и В500 по ГОСТ6727.
В качестве поперечной арматуры задействуются стержни стальные классов А240, А500 и А400 по регламенту отраслевого стандарта ГОСТ 5781, а также арматурная проволока классов В500, Вр500 в соответствии с ГОСТ 6727. Ненапрягаемая арматура натягивается механическим или электромеханическим способом с применением специальных упоров.
Помимо этого для повышения трещиностойкости изделия подлежат армированию при помощи сеток. Во избежание разрушения арматурной решетки, бетонное покрытие должно скрывать стальную решетку и ее детали. Толщина защитного слоя должна составлять не менее 20 мм. Наличие выступающих частей арматуры в готовых изделиях не допускается.
При производстве строительных элементов на заводах-изготовителях находят применение специальные формы, внутри которых размещают заранее подготовленные арматурные каркасы и сетки. После этого форма заливается бетонным раствором, который уплотняется посредством виброгидропрессования. В результате создания вибрации из состава раствора исключаются воздушные пузырьки и прослойки, которые служат причиной точечного снижения прочности железобетонных изделий и сокращения их ресурса. Сушка изделий может производиться как естественным способом, так и в пропарочных камерах, позволяющих форсировать процесс во времени. Процентная прочность бетонного раствора при изготовлении перемычек должна составлять:
- 70% - в теплое время;
- 90% - в зимний период.
Величина несущей способности каждой перемычки определяется классом используемой арматуры, классом и видом примененного при производстве бетонного раствора.
Технические характеристики и особенности монтажа
Строительные элементы в виде железобетонных перемычек нормируются в соответствии с требованиями отраслевого стандарта ГОСТ 13015-2003 по следующим параметрам:
- трещиностойкость;
- прочность;
- жесткость;
- качество материалов для бетона;
- степень морозостойкости бетона;
- фактическая прочность бетона (отпускная и проектная величины);
- толщина защитного слоя бетона от арматурного каркаса;
- степень коррозионной защиты;
- степень защиты от агрессивной среды;
- размеры и положение деталей арматурного каркаса внутри изделия;
- качество стали, используемой для усиления конструкции при армировании.
В зависимости от габаритов, массивности и прочности изделий, перемычки разделяются на несущие и ненесущие конструктивные элементы. Стандартная их длина варьируется от 1000 мм до 6000 мм, в то время как значение опорной длины насчитывает от 100 мм до 150 мм в ненесущих стенах и от 170 мм до 300 мм в несущих. Характеристика несущей способности строительных перемычек может изменяться в широких пределах от 1 до 70 кН/м. В зависимости от массивности здания и его высотности, изменяется нагрузка от перекрытия, на которое воздействует вес кладки. В связи с эти все более жесткие требования в области несущей способности предъявляются к перемычкам.
Перед установкой конструкции проверяются и осматриваются на предмет отсутствия механических повреждений. Изделия ненесущего типа могут устанавливаться в рабочее положение вручную в том случае, когда высота оконного или дверного проема составляет менее 2000 мм. Монтаж несущих строительных элементов ввиду массивности производится помощью подъемного крана и грузозахватных механизмов и приспособлений. Укладка осуществляется на слой раствора в горизонтальном положении, которое проверяется и устанавливается с помощью нивелиров. Швы между кладкой и перемычкой подлежат заделке и заполнению строительным раствором.
Особенности расчета
Расчет нагрузочной способности при определении необходимых для строительства того или иного объекта перемычек необходимо производиться из учета того, что изделия выполняют функцию перекрытия проемов или обеспечение стыковки плит. При этом они разделяются на группы:
- несущие бетонные конструкции, которые включают в себя усиленные балки, способные выдерживать нагрузку в пределах от 3400 до 3700 кг/м;
- ненесущие балки. Их функция заключает лишь в том, чтобы выдерживать нагрузку кладки стены, расположенной непосредственно над дверным или оконным проемом;
- прогоны – несущие конструкции, имеющие значительные габаритные размеры;
- карандаши – ненесущие строительные тонкие изделия с толщиной до 120 мм, используемые при сооружении дверных проемов в межкомнатных стенах;
- ригеля – прогоны, которые имеют соответствующую полку в виде выемки для упора и отличаются значительной массой.
При частном и малоэтажном строительстве чаще всего задействуются первые два вида железобетонных изделий, также находят применение тонкие карандаши. Габариты перемычки и величина максимальной нагрузки, приходящейся на балку, определяются специалистами соответствующих организаций при расчете и формировании пакета проектной документации.
