Использование железобетонных балок прогонов. Прогоны железобетонные - описание Категории деревянных опор по конструкции

Прочность строительных конструкций помогают обеспечить железобетонные изделия. Их формы, размеры разнообразны. Одни производят прямо на строительной площадке, другие подготавливают на производстве. Ни одно строительство не обходится без железобетонных прогонов.

Определение

Внешний вид, структура прогона почти не отличается от железобетонного столба. Внешне они выглядят, как застывший бетонный раствор с металлическим каркасом внутри. В чем отличие прогонов? Отличаются конструкции большой массой, длинной и усиленной прочностью. Производство конструкций не поставлено на поток, их выпуск связан с необходимостью элемента выдерживать определенную нагрузку.

Назначение

Прогоны железобетонные применяются в строительстве с целью решения важной задачи. К примеру, ни одни проем нельзя сделать без применения прогона. Только после его установки крепятся плиты перекрытий. А армированные изделия, выполненные под воздействием термической обработки, выдерживают большие нагрузки. Применяются в строительстве общественных, промышленных зданий с кирпичными и железобетонными стенами. Чаще всего используются в сооружении проемов, опор на которые крепятся плиты перекрытий.

Железобетонные прогоны подготавливают исключительно промышленным способом, согласно государственным нормам строительства. Для их производства используют только тяжелый бетон, чаще М200 и М300, с применением арматуры для армирования. Использование конструкций в благоприятных условиях увеличивает срок службы зданий.

Виды

Железобетонный прогон подразделяют на виды, которые формируются согласно форме изделия и марки бетона. Прогонам присвоены следующие типы

Таврового сечения

При производстве используются швелера и двутавры. Подразделяется данный тип на два вида:

• В первую группу входят изделия с расположенным перпендикулярно ребру прогона металлом. Они подходят при строительстве зданий, которые имеют примерно 25% наклона кровли. 1ПР стержневой каркас, 2ПР предварительно создано напряжение, 3ПР используется при уклоне кровли не более 5% — разновидности первой группы.
• Во вторую группу включены изделия, выдерживающие угол наклона крыши 25%. В нее входят изделия 4ПР напряженная и 5ПР искусственно созданным напряжением.

Данные конструкции могут использоваться для неотапливаемого помещения. Применяются в температурном режиме от — 40 до 50 градусов и воздействии газа. Характерной особенностью является возможность применять изделия при строительстве сооружений в опасных, сейсмически активных зонах.

Отличием является наличие специальных отверстий, продевая в которые захватные устройства, облегчается подъем и монтаж элементов. Элементы с тавровым сечение подходят для строительства зданий:

• неотапливаемые с кровлей из примеси цемента и асбестовых волокон;
• отапливаемые с облегченными перекрытиями;
• отапливаемые с цементной кровлей.

Прямоугольного сечения

Данный вид прогона имеет двутавровое разделение. Прямоугольное сечение прогонов может быть сплошным и решетчатым. Решетчатый вид легче, шаг размещения изделий 6 метров, поэтому его используют в строительстве гораздо чаще. Для производства сплошного вида применяют гнутые швелера. Изделия с прямоугольным сечением имеют тонкие стенки, но отличную высоту. Прочность изделиям обеспечивают специально созданные крепления отгибы.

Маркировка

К изготовлению строительных конструкций подходят с соблюдением государственных стандартов и технологий. Получить максимальную информацию о продукции можно, изучив серию товара. Неопытный строитель не сможет получить полную информацию по маркировке без знаний. Стоит ориентироваться на данные расшифровок.

Для удобства в использовании применяется специальная классификация буквами и цифрами. В них зашифрована информация о длине, высоте, ширине, опорной нагрузке. В первых буквах зашифрована информация о серии прогона:

• П — цельное изделие.
• ПР — наличие бортика, расположенного параллельно или под углом к оси элемента.
• ПРГ — прямоугольное сечение.

Вторая группа знаков содержит в себе информацию о нагрузке и типе арматуры. Третьи знаки говорят о специфическом назначении материала, включая особенности использования бетонного состава.

Например: ПРГ 28-1-3-4т. ПРГ — прямоугольное сечение. Следующая серия цифр обозначает размеры конструкции: 2800 длинна в мм, 100 мм ширина, 300 мм высота. В показателе 4т указана возможность выдерживать нагрузку в 4 тонны на один метр.

Железобетонные прогоны - изделия из армированного бетона, обладающие высоким уровнем сопротивления изгибающим нагрузкам. Они выполняют функцию балок-перемычек, опираются на стены здания и специальные опоры - фермы или ригели. Для перемещения и установки балок используют специальную подъемную технику. На их верхней грани находятся петли из арматуры или сквозные отверстия диаметром до 5 см, предназначенные для надежного захвата. Монтаж осуществляется на цементный раствор с помощью закладных деталей.

При изготовлении этого вида ЖБИ выбирают плотный бетон марок от М200 до М600 с высокими показателями по устойчивости к растрескиванию, огнестойкости, морозостойкости, водонепроницаемости.

Использование

Являются опорой элементов конструкции административных, сельскохозяйственных, промышленных зданий, жилых комплексов из кирпича или блоков. Именно у таких строений большая площадь кровли, но недостаточное количество точек опоры под нее. Применение балок:

• как основа под плиты межэтажных перекрытий, особенно со слабой собственной несущей способностью;
• усиление стропильной системы;
• как над широкими дверными, оконными проемами, особенно при наличии вероятности повышенных нагрузок на них;
• в конструкции плоских кровель (уклон менее 5%);
• как связующие элементы между отдельными частями большого строения;
• создание технологических ниш.

Типы зданий, для покрытия которых предназначены железобетонные балки:

• Неотапливаемые, у которых кровлю укладывают прямо по перемычкам.
• Отапливаемые, с кровлей, укладываемой по утепленным плитам.
• Отапливаемые, оборудованные легкими ограждающими конструкциями (уклон до 5%).

Условия использования прогонов:

• температура воздуха не ниже -40 и не выше +50С;
• сейсмичность не выше 7 баллов;
• воздействие газовой среды не выше среднеагрессивного.

Эксплуатировать их при температуре ниже -40 и выше+50С допустимо, если соблюдены требования ко всем характеристикам конструкции здания.

Виды

По форме прогоны классифицируют на:

• прямоугольные - имеют форму железобетонных столбов простого прямоугольного сечения или с выемками;
• тавровые (в виде буквы Т) - с полкой для опоры плиты;
• с односторонней полкой (серия 1.255.1-3) - имеют форму перевернутой буквы Г.

По форме полки и армированию различают тавровые железобетонные изделия:

• 1ПР - полка находится под прямым углом по отношению к ребру, арматура ненапрягаемая из продольных прутьев, предназначены для использования при строительстве зданий с уклоном кровли до 25%;
• 2ПР - полка под прямым углом, арматура предварительно напряженная (усиленная для увеличения несущей способности), так же предназначены для зданий с уклоном кровли до 25%;
• 3ПР - полка под прямым углом, каркас предварительно напряженный, предназначены для применения при монтаже строений с уклоном кровли до 5%;
• 4ПР - косая полка, ненапрягаемая арматура, уклон кровли 25%;
• 5ПР - косая полка, предварительно напряженный каркас, уклон кровли 25%.

Напрягаемая арматура (каркас) при изготовлении прогона, до начала заливки бетона, подвергается сжимающему напряжению в точках, где она будет предположительно испытывать наибольшее растяжение. За счет такой обработки повышаются прочностные характеристики, увеличивается устойчивость к появлению трещин, снижается расход арматурной стали.

Маркировка

Маркировка прогонов разной формы имеет некоторые отличия. У прямоугольных она имеет вид ПРГ 40.2,5-4АIII, где:

• ПРГ - прямоугольное сечение;
• 40 - длина 4000 мм;
• 2 - ширина 200 мм;
• 5 - высота 500 мм;
• АIII - тип арматуры.

Размеры указывают соответствующие конкретному изделию, округленные. Если длина балки 4180 мм, то ее называют ПРГ 42. В конце может стоять буквенное обозначение бетона - т (тяжелый).

У тавровых балок серии 1.255-2 маркировка выглядит следующим образом - 2ПР-1 АтV-Н, где:

• 2ПР - тип;
• 1 - порядковый номер по несущей способности;
• АтV - класс арматуры;
• Н - характеристика проницаемости бетона для агрессивных веществ (в приведенном примере нормальная), если в конце вместо буквы Н стоит П, это значит, что использован бетон пониженной проницаемости, пригодный для применения в среднеагрессивной среде.

Характеристики

Основной параметр при подборе бетонных прогонов - их несущая способность (предельно допустимая нагрузка). У прямоугольных изделий ее рассчитывают и выражают в килограммах на погонный метр. Для этого типа вне зависимости от размера она равна 400 кг/пог. м.

У тавровых единицей измерения являются килоньютон на метр (кН/м) или килограмм-сила на метр (кгс/м). По ГОСТ у каждого вида (1ПР, 2ПР и т. д.) предельно допустимая нагрузка разная. Она зависит от армирования и класса прочности бетона. По этому параметру различают шесть типов: чем больше цифра, обозначающая порядковый номер прогона, тем больше его несущая способность.

Расчетная допустимая нагрузка тавровых железобетонных балок 1ПР (арматура без предварительного напряжения):

Несущую способность остальных марок этого вида ЖБИ можно уточнить по таблицам из ГОСТ 26992-86.

Размеры и вес

Прямоугольные прогоны имеют следующие размеры:

1. Ширина - 120 или 200 мм. В маркировке указывают 1 или 2.
2. Высота - 300, 400 или 500 мм. На изделии обозначают 3, 4 или 5.
3. Длина - от 1000 (ПРГ 10) до 6380 (ПРГ 64) мм. При необходимости можно подобрать почти любой размер, шаг - 1-20 см. Наиболее востребованы шестиметровые.

Вес в зависимости от габаритов - 150-1500 кг.

Помимо маркировки в характеристиках может быть указана серия, их изготавливают по разным чертежам. Размеры прогонов таврового сечения и их вес стандартные. У марок 1ПР, 2ПР, 3ПР (прямая полка) они составляют (в мм):

• длина - 5970;
• ширина - 220;
• высота - 300 мм;
• масса - 500 кг.

У марок 4ПР, 5ПР (косая полка):

• длина - 5970;
• ширина - 160;
• высота - 370;
• вес - 400 кг.

У марок П, ПР:

• длина - 6280, 5980, 3280, 2980;
• ширина - 420 или 540;
• высота - 440, 520.

Прогонные балки ПР с односторонней полкой могут также иметь длину 4480 и 8980, ширину - 380, высоту - 740 мм.

У марки ПР (серия 1.335):

• длина - 4540, 5690;
• ширина - 200, 220;
• высота - 350.

Некоторые производители имеют возможность изготовления партии изделий нестандартного размера под заказ.

Цены

Характеристики, от которых зависит стоимость: марка бетона, размер и тип (серия), производитель, объем партии.

Цена на ЖБИ прогоны ПРГ (без учета доставки):

Железобетонные прогонные балки таврового сечения серии 1.255-2 можно купить за сумму от 5000 рублей. Изделия с односторонней полкой стоят от:

• 448 - 9500;
• 598 - 24 000;
• 898 см - 54500 руб.

Стоимость тавровых и Г-образных видов зависит от тех же параметров, что и для марки ПРГ.

Прогоны железобетонные прямоугольного или таврового сечения используют как опорные элементы под плиты, настилы для покрытия зданий, для усиления верхней части проемов, других целей. Их изготавливают из прочных марок бетона, укрепляют каркасом из стальной арматуры. Размерный ряд прогонных балок делает возможным их применение при строительстве любых сооружений.

Железобетонные прогоны ПРГ изготавливаются в соответствии с серией 1.225-2, предназначены для перекрытий проемов в стенах общественных зданий и зданий административно-бытового назначения из кирпича или стеновых блоков и рассчитаны под расчетное давление 4000 кгс/м, т.е. используются в несущих стенах с возможностью опирания как плит перекрытий ПК , так и вышележащей кладки.

Изготавливаются из тяжелого бетона марки М-250 на сжатие, а для 6-метровых – М-350. Армирование возможно 2-х вариантов: предварительно-напряженные, армируемые преднапряженными арматурными стержнями марки АтV и пространственными каркасами и ненапряженные, армируемые только пространственными стальными каркасами. Чаще всего производят не напряженными, т.е с обычным армированием

Поскольку нагрузка вышележащей стены довольно велика, а площадь поверхности, на которую давит прогон, довольно мала, в качестве подкладок при строительстве рекомендуется использовать опорные плиты, которые позволяют распределить нагрузку по большей поверхности.

Стандартная длина изделия, предусмотренная серией может составлять 2,8; 3,2; 3,6; 4,2; 4,8; 5,4 и 6 метров. Однако под заказ возможно изготовление железобетонных прогонов и промежуточных размеров.

Маркировка

Маркировка состоит из буквенно-цифровых групп, разделенных дефисом:

• 1-я группа содержит обозначение типа ПРГ- прогон прямоугольный и габаритные размеры (длина, ширина, высота в дм.).
• 2-я группа включает расчетную нагрузку без учета собственного веса (в тн/м) и класса используемой арматуры.

Например, ПРГ 32.1,4-4АтV – прогон прямоугольного сечения длиной 3180 мм, шириной 120 мм, высотой 400 мм под расчетную нагрузку без учета собственного веса 39,2 кН/м (4 тн/м), армированный сталью АтV, т.е. предварительно-напряженный.

Размеры и опирание

Конструкции покрытия

Покрытие производственных зданий состоит из:

Кровельных конструкций (слоев)

Несущих элементов – прогонов, ферм

В зависимости от технологических особенностей

производства кровельные покрытия бывают

Теплыми

Холодными.

В зависимости от конструктивного решения кровельные покрытия разделяют на:

Покрытия по прогонам

Беспрогонные покрытия

Выбор конструкции кровли должен производиться на основании технико-экономической оценки вариантов с учетом:

− стоимости материалов

− стоимости изготовления конструкций

− стоимости монтажа конструкций

− стоимости перевозки.

Кроме того должны учитываться

Назначение здания;

Технологические особенности производства

Температурно-влажностный режим среды

Район строительства и наличие в районе производственных мощностей по выпуску конструкций;

Условия транспортировки;

Обеспечение монтажными механизмами.

Состав покрытия

Кровля по прогонам

Прогоны устанавливают с шагом 1,5 или 3 м

на верхний пояс ферм в их узлах

или на верхний пояс балок.

Кровля по прогонамзначительно легче, экономична по расходу металла, но более трудоемка при монтаже.

Обычно в качестве прогонов применяют

При шаге 6 м прокатные или гнутые профили.

При шаге 12 м целесообразнее применять сквозные конструкции.

По прогонам укладывается стальной профилированный настил или мелкоразмерные армоцементные, керамзитобетонные, асбоцементные плиты.

Опирание прогонов на ферму

Профилированный настил укладывают на прогоны расположенные через 3 м.

При шаге стропильных ферм 4 м- настил может укладываться между фермами.

Профилированный лист

Профилированный настил изготавливается из тонкой оцинкованной рулонной стали толщиной t=0,8-1 мм

Листы типа «Н» предназначены для настилов покрытий. Листы типа «С» предназначены для обшивки стен.

В обозначении профилированного листа первая цифра – высота гофры – h; вторая – ширина листа – B 1 ; третья – толщина листа. Например –Н 57-750-0,7– настил покрытия, у которого высота фибры – 57 мм ; ширина листа без учета нахлеста – 750 мм ; толщина листа – 0,7 мм.

Длина профилированного листа до 12 м.

Конструкции прогонов.

Прогоны воспринимают нагрузку от кровли и передают ее на стропильные фермы.

Прогоны бывают сплошного сечения и решетчатые .

Сплошные прогоны применяются при шаге стропильных ферм- 6м. Они тяжелее решетчатых, но проще в изготовлении.

В качестве прогонов при шаге ферм 6 м используют прокатные балки, гнутые профили (С-образные или Z-образные). z- образные сечения очень удобны в перевозке.

Гнутые профили можно применять и при шаге ферм 12 м., но в случае небольших снеговых нагрузок они не допустимы

В качестве прогонов могут применять двутавры с перфорированной стенкой.

При шаге ферм 12 м используют сквозные решетчатые прогоны (небольшие фермы пролетом 12 м )

Верхний пояс решетчатых прогонов выполняют из двух гнутых или прокатных швеллеров.

Сечение решетки принимают из одиночного гнутого или прокатного швеллера.

Могут быть и другие конструктивные фермы решетчатых прогонов.

Расчет сплошных прогонов.

При малых уклонах кровли работа прогона ничем не отличается от работы обычной прокатной балки на двух опорах.

При кровле с большим уклоном прогоны работают на изгиб в двух плоскостях.

q =q кр +q сн +q пр

Хотя скатная составляющая мала, напряжения от нее в прогоне получаются большими вследствие малой жесткости прогона относительно оси Y.

Поэтому, чтобы уменьшить изгибающий момент от скатной составляющей прогоны распределяют тяжами, из круглой стали диаметр 18-22 мм.

В панелях у конька тяжи крепятся к стропильной ферме или к коньковому прогону. В этом случае коньковый прогон должен иметь большую горизонтальную жесткость.

Узел крепления тяжа к прогону

В зависимости от технологических особенностей производства кровельные покрытия бывают теплыми и холодными.

В качестве утеплителя -

Применяют плиты из минеральной ваты, стеклоизолы,

В качестве теплоизоляции используют различные ячеистые плиты─ ячеистый бетон,пенобетон, пеносиликат, керамзитобетон,цементный фибролит .

Синтетические материалы- вспененный полиуретан- пенополиуретан ; фенолформальдегидные пенопласты .

Теплоизоляционный слой - защищает внутреннее помещение от внешних температурных воздействий. Толщина утеплителя определяется теплотехническим расчетом.

Выравнивающий слой - цементная стяжка, асфальтовая стяжка ─ является основанием для гидроизоляционного ковра и создает необходимый уклон в случае плоской кровли.

Уклон кровли

В зависимости от принятого типа покрытия устанавливается необходимый уклон кровли для обеспечения водостока:

В кровлях с гравийной защитой принимается уклон- 1,5%;

При кровле из рулонных материалов без гравийной защиты-1/8-1/12;

При кровле из асбестоцементных или армоцементных листов-1/4 -1/6.

-Пароизоляционный слой -

Пароизоляция препятствует проникновению паров воздуха из помещения в утеплитель.

Пароизоляция укладываемого на несущие элементы пред утеплителем.

Пароизоляция –фольгоизол, 1слой пергамина

Беспрогонные покрытия

Между фермами укладывают железобетонные или металлические панели или крупноразмерные плиты.

В последнее время наиболее широко стали применяться металлические панели. Ширина панелей -1.5 – 3 м.

Панели совмещают функции ограждающих и несущих конструкций

Панели покрытия полностью изготавливают на заводе.

Они просты в монтаже, однако они тяжелее кровли по прогонам, особенно если применять железобетонные панели.

Ж.б. панели приводят к повышенному расходу материалов на нижерасположенные несущие конструкции - фермы, колонны, фундаменты.

Продольные ребра плит опираются в узлах ферм на верхний пояс.

В том случае когда ширина плиты 1,5 м в фермах делают шпренгели, во избежание вне узловой передачи нагрузки.

Масса железобетонной плиты -2-2,5 кн/м.

Наиболее распространенными являются железобетонные ребристые плиты покрытия.

Длина плит 6 и 12 м.

Ширина 1,5 и 3 м.

Плиты укладывают на верхние пояса ферм и приваривают к фермам сваркой закладных деталей.

Узел опирания железобетонной панели на фермы

Снижение веса достигается путем предварительного напряжения железобетонных конструкций или при применении сводчатых покрытий.

Трехслойные панели покрытий «сэндвич»

Состоит из верхнего облицовочного слоя:

− профилированного настила с крупным профилем;

− оцинкованного железа t=1 мм;

Среднего слоя

Утеплителя из полиуретана t=50-80 мм;

Бетонирование прогонов

Бетонирование прогонов, балок и плит следует начинать через 1...2 ч после бетонирования колони и первоначальной осадки в них бетона.

Прогоны и балки высотой более 50 см бетонируют слоями 30...40 см, при этом каждый слой в отдельности уплотняют глубинными вибраторами. Густоармированные прогоны и балки уплотняют вибраторами со специальными насадками. Последний слой бетонной смеси не доводят до нижней плоскости плиты на 3...4 см.

Плиты перекрытия бетонируют сразу на всю ширину с уплотнением поверхностными вибраторами.

Арки и своды пролетом менее 15 м бетонируют непрерывно одновременно с двух сторон от пяты к замку. Своды пролетом более 15 м бетонируют отдельными участками. При этом бетонную смесь укладывают полосами одновременно на трех участках в замке и у пят. После этого бетонируют отдельные полосы, между которыми оставляют усадочные зазоры по 20...30 см, которые заделывают малоподвижной бетонной смесью через 5...7 дней после бетонирования полос. Затяжки сводов и арок перед бетонированием подтягивают.

На крутых участках арок или сводов, чтобы исключить сползание бетонной смеси при вибрировании, бетонирование ведут в двусторонней опалубке, наружные щиты которой наращивают в процессе бетонирования.

Началу бетонирования должна предшествовать тщательная проверка (с составлением акта) геометрических размеров, устойчивости и прочности опалубки.

Технология возведения жилых и гражданских зданий из монолитного железобетона. Наряду с полносборным заводским домостроением в стране получает определенное развитие строительство зданий из монолитного железобетона. Этот вид строительства оказывается целесообразным:

1. при необходимости решения градостроительных проблем за счет строительства нетиповых зданий башенной композиции;
2. при строительстве в районах высокой сейсмичности или на территории горных выработок, где предъявляются повышенные требования к пространственной жесткости зданий;
3. при возведении зданий в районах, значительно удаленных от домостроительных предприятий.