4 УДК 624.073.012.45 Двускатная решетчатая балка Автушенко В. В., Фадеева Е. А. Научные руководители: Зверев В.Ф., Щербак С.Б. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Введение. Железобетонные стропильные балки являются одним из основных видов несущих элементов плоскостных покрытий од- ноэтажных промышленных зданий. Их применяют для перекрытия пролетов 6, 9, 12 и 18 м. Выбор стропильной конструкции зависит от объемно-планировочных решений и условий строительства с учетом их экономичности. При пролетах 24 м и более они уступают фермам по технико-экономическим показателям и, как правило, не используются. Балки пролетами 6 и 9 м предназначены преимуще- ственно для покрытия пристроек, а балки пролетом 12 м – в каче- стве поперечных или продольных ригелей покрытия. Стропильные балки пролетом 18 м применяют в качестве поперечных ригелей, по которым укладывают плиты 3×6 или 3х12 м. Рис. 1. Типы стропильных балок 5 В зависимости от профиля кровли балки бывают двускатными, односкатными, с параллельными полками, с ломаным или криволи- нейным очертанием верхней полки. Двускатные балки имеют уклон верхней полки 1:12 для скатных кровель, 1 : 30 – для малоуклонных кровель. Поперечное сечение балок может быть тавровым (рис. 1д), двутавровым (рис. 1а, б, в, е, ж) или прямоугольным (рис. 1г). Различают балки сплошные (со сплошной стенкой) и с отверстиями в стенке (условно называемыми решетчатыми балками). Балки с параллельными полками наиболее просты в изготовле- нии, имеют арматурные каркасы постоянной высоты и применяют- ся в качестве продольных ригелей при горизонтальных кровлях. Однако по расходу бетона и арматуры они уступают двускатным. Балки с ломаным и криволинейным верхним поясом, несмотря на экономичность, не нашли широкого применения из-за сложности их изготовления. Высота сечения балок в середине пролета (1/10–1/12)L. Ширину верхней полки балок из условия опирания плит покрытия и обеспе- чения устойчивости при транспортировании и монтаже принимают равной 1/50–1/60, что обычно составляет 20...40 см. Ширину ниж- ней полки (25–30 см) определяют из условия размещения в ней рас- тянутой арматуры, прочности бетонного пояса при действии усилия обжатия, а также способа опирания балки на колонны. У опор стен- ка утолщается, что обеспечивает прочность и трещиностойкость опорных сечений. Балки рассчитывают на равномерно распределенные нагрузки от собственного веса, веса кровли и снега, а также на сосредоточенные силы от веса фонаря и подвесного транспорта, если он есть в здании, при этом учитывается наиболее невыгодное сочетание нагрузок. Расчет выполняется по первой и второй группам предельных со- стояний на прочность, по образованию и раскрытию трещин и по деформациям. Значения расчетных изгибающих моментов и попе- речных сил, а также величину прогиба находят из расчета шарнир- но опертой однопролетной балки. Считается целесообразным уменьшить количество продольной не напрягаемой арматуры. Сле- дует иметь в виду, что в двускатных балках наиболее опасным ока- зывается нормальное сечение, расположенное не в середине проле- та, а на расстоянии (0,3–0,4L) от опоры. Требуемая площадь попе- речной арматуры назначается в результате расчета прочности балки 6 по наклонным сечениям. Прочность и трещиностойкость балок также проверяется во время складирования, транспортировки и монтажа. В последнее время в практике строительства стали применять более экономичные конструкции покрытий, проектируемые по без- прогонной схеме, и постоянно разрабатываются новые конструк- тивные решения. Одна из самых важных задач, поставленных перед инженерами на сегодняшний день, – найти наиболее экономичное и рациональ- ное решение варианта конструкции. В данной работе рассмотрена решетчатая балка, проведен ее расчет в соответствии с требования- ми норм проектирования ТКП EN 1992-1-1–2009*. По полученным результатам будет проведено сравнение с расчетом двускатной бал- ки переменного сечения, рассмотренной в КП-2. Таким образом целью работы было определить наиболее экономичный тип балки. Назначение размеров балки Типоразмеры решетчатых балок указаны в серии. 1.462.1-3–80. Решетчатые балки этой серии пролетом 18 м на сегодняшний день выпускает Барановичский завод ЖБИ. Рис. 2. Типоразмеры балки Определение нагрузок. Условия строительства и эксплуатации, а также действующие постоянные и временные нагрузки принима- лись одинаковые для обоих расчетов. Расстояние между балками вдоль здания 7 м. Место строительства – г. Минск. Высота местности над уровнем моря – А = 235 м. Кате- гория долговечности здания – S4. Класс среды по условиям эксплуа- тации – ХС3. Относительная влажность воздуха – RH = 70%. 7 Балка сборная заводского изготовления в рабочем положении. Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие С30/37, подвергну- тый тепловой обработке при атмосферном давлении. Способ натя- жения арматуры – механический на упоры стенда. Таблица Нормативные и расчетные значения нагрузок на 1 м.п. стропиль- ной балки (при шаге стропильных балок 7 м) Назначение армирования. В качества напрягаемой арматуры использовались канаты класса Y1860S7 по CТБ EN 10138-3–2009, ненапрягаемой – арматура класса S500. В качестве напрягаемой ар- матуры назначена канатная арматура диаметром 15,2 мм с площа- дью поперечного сечения 140 мм2. Общее количество канатной ар- матуры принято 8 штук. Общая площадь арматуры составила 1120 мм2. При том же расчете в двускатной балке переменного се- чения была принята канатная арматура диаметром 12,5 мм, общим количеством 12 штук и площадью 1116 мм2. 8 Рис. 3. Назначение продольного армирования Также в результате расчета решетчатой балки на действие нагру- зок в стадии эксплуатации получен запас прочности 38%, балки пе- ременного сечения – 28%. В верхней части обеих балок установлена конструктивная арматура класса S500 диаметром 12 мм, общим ко- личеством 4 штуки. При проверке несущей способности сечения бал- ки в стадии изготовления получены следующие запасы прочности: в решетчатой балке 5%, в балке с переменным сечением – 16%. При расчете поперечной арматуры использовался метод фермен- ной аналогии. В балке со сплошным сечением было принято арми- рование стержнями из арматуры S500 диаметром 8 и 6 мм. В ре- шетчатой балке были приняты сварные или вязанные каркасы со стержнями 12 диаметра. Полученные запасы прочности 54% и 99% 9 соответственно. Эта же поперечная арматура воспринимает значи- тельное усилие, возникающее в стойках, так как расчет поперечной арматуры производился в местах опирания плит, совпадающих с местами установки стоек. Рис. 4. Назначение поперечного армирования Заключение. Окончательное сравнение балок будет произведе- но после статического расчета в программном комплексе Autodesk Robot Structural Analysis Professional. Разрабатывается 4 варианта модели балки: 2 стержневые модели – с учетом и учета вут, 2 пла- стинчатые модели – с учетом и без учета вут. УДК 624:012 О необходимости теплоизоляционной защиты конструкций нулевого цикла зданий и сооружений Бабицкий А. А. Научный руководитель: Ловыгин А. Н. Белорусский национальный технический университет Минск, Беларусь Гидроизоляционная система – это совокупность элементов, направленных на защиту сооружения от воздействия воды и влаги. К элементам гидроизоляционной системы относят мероприятия, обеспечивающие эту защиту – гидроизоляционные мембраны, дре- наж, теплоизоляцию, вентиляцию, водоудаление и др. Практика обследования подземных сооружений свидетельствует о том, что при их проектировании и строительстве, как правило, не в полной мере учитывает влияющие на эксплуатационную гидро- изоляционных систем теплоизоляции, дренажа и т. д.