Металлические балки перекрытия – классификация, опорные части, способы соединения и сопряжения

Классификация металлических балок перекрытия

Металлические балки перекрытия можно подразделить по следующим свойствам:

• статической схеме;
• типу поперечного сечения;
• способу сопряжения составляющих элементов.

По статической схеме подразделяются на следующие виды:

• разрезные;
• консольные;
• неразрезные.

В типовом строительстве наиболее популярны — разрезные, свободно опертые.

По методу формирования поперечного сечения эти конструкции можно разделить на прокатные и составные. Составные профили используются в случаях невозможности подбора сечения необходимых размеров из ассортимента предлагаемых сортовых профилей заводского изготовления. Составные формируют, в основном, в форме двутавра, доказавшего свою рациональность, конструктивность и минимальную затратность. В некоторых случаях, в целях исключения деформаций под действием крутящего момента применяют коробчатую форму сечения.

По способу крепления между собой отдельных составляющих, составные могут быть сварными или клепаными. Клепаные применяются под тяжелые динамические или вибрационные воздействия (например, в мостостроении).

МК на основе прокатных профилей получили наибольшее распространение при строительстве объектов различного назначения.

Балочные клетки

Совокупность несущих составляющих, образующих перекрытие, называется клеткой. Балочные клетки (далее по тексту — БК) могут быть: упрощенными, нормальными или сложными.

• В упрощенных, с пола нагрузка передается на настильные (НБ) и с них на ограждающие конструкции.
• В нормальных, нагрузка с НБ передается на главные балки (ГБ), а те, в свою очередь, передают нагрузку на стены или колонны.
• Схема усложненных, отличается от предыдущей, наличием в схеме, между НБ и ГБ, вспомогательных балок (ВБ).

В качестве настила могут служить: стальные (плоские, рифленые, просечно-вытяжные) листы; сборные ЖБК, монолитные ЖБ плиты, а также деревянные настилы. Наибольшее практическое исполнение при возведении коммерческих зданий различного назначения у настила из монолитной железобетонной плиты. Такой вариант намного экономичнее, чем применение сборного железобетона как с точки зрения материальных затрат, так и с точки зрения экономии полезной высоты возводимого здания. В индивидуальном жилищном строительстве также широко применимо устройство деревянных перекрытий.

Опорные части

На эти области воздействуют большие сосредоточенные нагрузки. При существенных нагрузках как прокатные, так и составные детали обязательно укрепляют на опоре торцовым ребром. Этот способ укрепления опорной части имеет наибольшее практическое применение. Достоинством этого способа является четкая передача нагрузки через строганный торец опорного ребра. При расчете, особое внимание необходимо обратить на расчет ребер на смятие и крепление ребер к стенке, а опорных узлов в целом на устойчивость.

Способы соединения

Различают два вида стыков: заводские и монтажные (укрупнительные). Заводские — выполняются на заводе изготовителе МК, в случае когда длина товарного металлопроката меньше требуемой длины изготавливаемого элемента. Заводские стыки выполняют сварными. Монтажные (укрупнительные) — выполняются на месте монтажа МК путем скрепления между собой отправочных частей. В типовом строительстве самыми распространенными видами монтажных стыков являются сварной и на болтовом соединении.

Самые характерные виды стыков это: «встык» и «встык с усилением полок накладками».

Сопряжения

Элементы БК на опорах соединяют между собой или с колонной, болтовыми соединениями используя болты грубой или нормальной точности с зазором. Важно, чтобы торец детали имел плотное опирание на опорную часть исключая, работу болтов на срез. По высоте соединения болты желательно располагать в нижней трети соединительной планки.

Крепление вспомогательных элементов к главным осуществляется посредством соединительной планки (накладки). В большинстве случаев соединительные планки крепятся к ГБ на сварное соединение в условиях завода-изготовителя МК, а ВБ крепятся к главной на месте монтажа через болтовое соединение. Кроме соединительных планок (накладок) при сопряжении вспомогательных и главных элементов может использоваться опорный столик, закрепленный на сварку к стенке ГБ в месте крепления вспомогательной.

Перекрытия по металлическим балкам

Чаще всего в практике используются два их вида. При возведении коммерческих объектов (промышленных, общественных и жилых) это монолитное железобетонное перекрытие металлическим балкам, а при строительстве объектов ИЖС и хозяйственных построек различного назначения это деревянное перекрытие металлическим балкам.

Монолитное железобетонное — может выполняться с применением съемной и несъемной опалубки.

В настоящее время существует множество вариантов по выбору материалов для устройства опалубки — от использования в ее качестве досок и фанеры до установки инвентарной, которая состоит из нескольких составляющих: телескопических стоек, вилок универсальных, ригелей и щитов настила. При использовании инвентарной опалубки нижняя поверхность готовой плиты межэтажного перекрытия по металлическим балкам получается гладкой и ровной и потребует минимум отделки. При применении листовых материалов (фанеры, ОСП) нижняя поверхность будет менее гладкой – остается отпечаток текстуры настила опалубки. При применении досок – поверхность потребует оштукатуривания.

В качестве несъемной опалубки, в большинстве случаев используют кровельный профлист. В зависимости от шага настильных конструкций выбирают высоту волны профилированного листа. При применении несъемной технологии посредством профилированного листа, существенно снижается расход бетонной смеси на устройство конструкции с требуемой несущей способностью. При использовании профилированного листа в качестве несъемной опалубки, несущая способность залитого настила повышается за счет несущей способности самого листа и образовавшихся в результате заливки ребер жесткости.