Наряду с их основной функцией в качестве несущих элементов, фундаментные балки (НФ) также служат конструктивным элементом, разделяющим пол от стен. В различных ситуациях длина этих балок может изменяться в зависимости от параметров фундамента, расстояния между опорами и глубины, на которую заложен фундамент.
Как назначается номинальная длина фундаментных балок
Номинальная длина фундаментных балок назначается, исходя из различных нагрузок, которые действуют на здание, включая вес самой фундаментной балки, массу затвердевшей кладки и различные локальные распределенные нагрузки, которые действуют на стены, особенно в случае несущих стен.
7.2.7 В случаях, когда фундаментные балки подвергаются горизонтальным нагрузкам, они должны функционировать на косой изгиб, что означает, что нагрузки должны перераспределяться для обеспечения устойчивости балки.
7.2.8 Нагрузку на неармированную кладку для сплошных стен и стен с проемами следует определять в соответствии с таблицей (а) 9.53 СП 15.133.2012, которая предоставляет необходимые данные о допустимых нагрузках.
7.2.9 В таких случаях, когда стена опирается на фундаментную балку, она рассматривается как упругий фундамент, нагруженный локальными нагрузками, которые определяются с учетом жесткости самой фундаментной балки.
Для расчета усилий, действующих на сечениях фундаментной балки, необходимо заранее уточнить контур, интенсивность и расположение диаграмм давления, которые следует рассматривать как внешнюю нагрузку на балку.
Схема распределения давления обязана быть подготовлена в соответствии с 9.50 СП 15.13330.2012. Если имеются отверстия, то порядок работы меняется, и необходимо учитывать данные согласно 9.52 СП 15.13330.2012.
7.2.10 Процесс выбора сечений фундаментных балок, за исключением перекошенных вариаций, должен осуществляться так же, как это делается для изгибаемых элементов конструкций.
Конструктивные требования
7.2.11 Проектирование фундаментных балок должно соответствовать требованиям, изложенным в разделе 10 СП 63.13330.2012, где прописаны основные параметры на основе современных строительных норм и правил.
7.3.1 Сборные колонны, применяемые в строительстве, должны разрабатываться в соответствии с параметрами единых габаритных чертежей и могут использоваться при возведении зданий как без использования крана, так и с кранами, грузоподъемность которых не превышает 50 т.
7.3.2 Правила конструкции, маркировка, приемка, транспортировка и хранение железобетонных колонн определены в ГОСТ 25628.0, что помогает обеспечивать качество и безопасность при работе с этими элементами.
7.3.3 Колонки делятся на несколько типов и соответствующим образом обозначаются в соглашении, к примеру:
- двухконсольные;
- от назначения фахверка (или фахверковых конструкций).
7.3.4 Основные типы колонн представлены на рисунках 7.13 и 7.14, что иллюстрирует разнообразие и применение различных конструкций в строительстве.
 |
|
| 738 × 848 пикс.   Открыть в новом окне | |
На рисунке a представлена колонна без дополнительной поддержки, на рисунке b колонна с одним рычагом, на рисунке c — колонна с двумя рычагами, на рисунке d — колонна с краном с одним рычагом, на рисунке e — с краном с двумя рычагами, на рисунке f — колонна с краном с одним рычагом, на рисунке g — колонна с краном с двумя рычагами, на рисунке i — колонна с продольной рамой, и на рисунке j — колонна с концевой частью.
Рисунок 7.13 отображает типы колонн с непрерывным сечением и с диодом в надстройке, что подтверждает многообразие форм и функций этих изделий.
7.3.5 Форма и основные размеры наиболее распространенных типов колонн указаны в ГОСТ 25628.1 и ГОСТ 25628.2, что позволяет архитектурным и строительным организациям выбрать подходящий тип колоны для их проектов.
7.3.6 Изготовление колонн должно осуществляться из тяжелого бетона по требованиям ГОСТ 26633, при этом класс прочности на сжатие должен составлять не менее В15, что обеспечивает надежность и долговечность конструкций.
7.3.7 Высота колонн определяется в зависимости от высоты помещения (H) и глубины заложения в районе стаканного фундамента (как указано в пункте 7.1.15), что позволяет точно адаптировать колонны под особенности каждого конкретного объекта.
Функции железобетонных фундаментных балок
Железобетонные балки выполняют две основные функции, которые существенны для обеспечения целостности и долговечности конструкции:
- Во-первых, они служат несущими элементами для внешних и внутренних стен зданий. При нарушении целостности отмостки фундаментные балки предотвращают потерю тепла из всего строительного объекта, что делает их важными для сохранения энергии.
- Во-вторых, балки отгораживают стеновые конструкции от грунта, предотвращая проникновение грунтовой влаги в стенованные материалы, что сохраняет эксплуатационные характеристики зданий.
Таким образом, железобетонные балки активно используются в качестве фундамента для различных типов конструкций, включая самонесущие кирпичные, плитные и навесные стены. Эти изделия применяются не только в рамках возведения сплошных стен, но и в случае кладки с проемами, что расширяет их функциональность.
Преимущества железобетонных фундаментных балок
К положительным свойствам железобетонных балок можно отнести несколько ключевых характеристик:
- Высокие прочностные параметры, что означает их способность выдерживать значительные нагрузки, без потери жесткости и устойчивости.
- Устойчивость к влаге, благодаря чему они могут сохранять свои качественные характеристики на протяжении длительного времени даже в условиях повышенной влажности.
- Стойкость к резким перепадам температур и к низким температурам, что особенно важно в регионах с суровыми климатическими условиями.
- Возможность использования в районах с повышенной сейсмоактивностью, что делает такие конструкции безопасными и долговечными.
В сравнении с ленточными фундаментами, как сборные, так и стационарные железобетонные балки способствуют значительному сокращению времени, необходимого для строительства. Однако стоит отметить, что среди недостатков можно выделить большой вес железобетонных изделий, что, в свою очередь, требует задействования тяжелой строительной техники для их перемещения и установки.
Нормативная документация и правила маркировки
Процесс строительства железобетонных фундаментных балок строго регулируется несколькими нормативными документами, которые определяют как качество, так и технологические требования:
- ГОСТ 28737-2016 – «Технические условия» охватывает размеры, форму сечений, длину фундаментных балок, а также правила их маркировки, складирования, транспортировки и контроля качественных параметров.
- Серия 1.015.1-1.95 содержит рекомендации по проектированию и применению железобетонных изделий (ЖБИ) для создания производственных и сельскохозяйственных объектов.
- Серия 1.115.1-1 включает чертежи фундаментных балок, применяющихся при возведении жилых крупноблочных, крупнопанельных и кирпичных зданий.
В соответствии с ГОСТ 28736-23016, процесс маркировки фундаментных балок включает группы букв и цифр, разделенных дефисами. Первая группа обозначает номер и буквенное обозначение типа фундаментной балки:
- 1БФ – сборные балки для стен с шагом колонн до 6 м, при ширине 0,2 м. У них трапециевидная форма сечения: ширина верхней грани поперечного сечения составляет 0,2 м, нижней – 0,16 м, высота – 0,3 м. Длина варьируется от 1,45 до 5,95 м.
- 2БФ – аналогично вышеописанным, но с шириной 0,3 м. Форма сечения – тавр: ширина основания поперечного сечения составляет 0,16 м, верхней части – 0,3 м, высота – 0,3 м. Длина также варьируется от 1,45 до 5,95 м.
- 3БФ – по сути, это аналогично 2БФ, но с увеличенными параметрами: ширина верхней основы составляет 0,4 м, а нижней – 0,2 м; высота остаётся той же – 0,3 м.
- 4БФ – в эту серию входят массивные тавровые элементы. Размеры верхней площадки составляют 0,52 м, нижней – 0,2 м, толщина верхней части и высота элемента стандартные и составляют 0,1 м и 0,3 м соответственно.
- 5БФ – считается стандартным и универсальным, его высота равна 0,3 м, ширина верхней основы – 0,32 м, а нижней – 0,24 м. Данная серия включает пять типоразмеров, минимальная длина которых составляет 10,3 м, а максимальная – 12 м.
- 6БФ – элементы этой серии характеризуются высотой, в два раза превышающей стандартный размер, составляющей 0,6 м, при ширине верхней площадки – 0,4 м и нижней – 0,24 м. Существует пять типоразмеров, длины которых аналогичны длинам 5БФ.
Для монолитных балок назначаются аналогичные классификации, например, 1БФМ и другие, которые используются при шаге колонн 6 м с соответствующими ширинами.
Во второй группе после дефиса указывается количество железобетонных изделий в зависимости от их несущих свойств и типа предварительно напряженной арматуры (для балок с предварительно напряженной арматурой).
Третья группа является факультативной и может содержать дополнительные параметры, которые указывают на конкретные условия эксплуатации данного изделия.
Размерные и типовые характеристики балок
При проектировании здания крайне важно выбрать фундаментные балки, размеры и форма которых соответствуют проектным данным. Государственные стандарты установили шесть основных категорий размеров для этих элементов, которые помогают строителям:
- 1 ФБ. Эти балки имеют сечение в форме трапеции, где верхняя основа равна 200 мм, нижняя – 160 мм. Базовая высота составляет 300 мм, и существует шесть типоразмеров, длина которых варьируется от 1,45 до 6 м;
- 2 ФБ. Элементы с сечением формы буквы «Т»: ширина верхнего основания – 300 мм, нижней площадки – 160 мм, высота – 300 мм. Толщина верхней части – 100 мм. Также включает шесть типоразмеров длиной от 1,45 до 6 м;
- 3 ФБ. Являются увеличенной версией 2 ФБ, с различием в ширине верхней основы, которая составляет 400 мм, и размерах нижней грани, равной 200 мм;
- 4 ФБ. В эту серию входят массивные тавровые элементы, размеры верхней части – 520 мм, нижней – 200 мм. Толщина верхней части и высота стандартные, составляя 100 мм и 300 мм соответственно;
- 5 ФБ. Балки этой серии считаются универсальными. Их высота равна 300 мм, верхняя основа равна 320 мм, а нижняя грань – 240 мм. В серию входят пять типоразмеров, минимальная длина которых составляет 10,3 м, а максимальная – 12 м;
- 6 ФБ. Высота элементов этой серии в два раза больше стандартной и составляет 600 мм. Размер верхней площадки – 400 мм, нижней – 240 мм. Более того, существует пять типоразмеров, длины которых аналогичны длинам 5 ФБ.
Востребованность строгого контроля размеров фундаментных балок позволяет ГОСТ допускать отклонение до 12 мм от заданных линейных размеров элемента и до 20 мм от длины, что обеспечивает некоторую гибкость при производстве.
Несмотря на то, что у всех изделий имеются стандартные размеры, во время производства всегда возникает необходимость в фасках, которые позволяют без труда извлечь брус из формы.
Оптимальная длина железобетонных опор определяется рядом ключевых факторов, включая:
- глубину заложения основания, которая должна соответствовать геологическим условиям;
- расстояние между колоннами, так как это напрямую влияет на прочность немалых конструкций;
- габариты подколонников, которые обеспечивают стабильность под конструкциями.
Маркировка
Для предотвращения ошибок при заказе балок необходимо учитывать не только их размеры и сечение, но и соответствующую маркировку. В соответствии со стандартом, маркировка представляет собой обозначение, состоящее из комбинации цифр и букв.
Например, обозначение фундаментной балки может выглядеть как FB 6.12 (размеры — 5,05×1,5×0,45 м), где:
- ФБ обозначает тип конструкции — фундаментная балка;
- 6 указывает на номинальный пролет элемента;
- 12 обозначает номер элемента в номенклатуре.
Маркировка должна быть нанесена на каждую железобетонную секцию партии, что позволяет упростить процесс учета и контроля качества.
Особенности установки балок
В процессе производства фундаментных железобетонных балок в них вставляются специальные металлические петли, способствующие упрощению строительных работ. Эти петли позволяют удобно подсоединять изделие к подъемным механизмам. Металлические детали оказываются крайне необходимыми, поскольку погрузка, разгрузка и сборка таких конструкций осуществляется с помощью подъемников. Особенно данный аспект важен, так как даже конструкции серии 1FB, обладающие небольшими размерами, могут весить свыше 100 кг.
Балка, как правило, используется для формирования оснований, а также в строительстве крыш. В случае формирования оснований, балки укладываются на подготовленный песчано-гравийный слой, а в строительство крыш они размещаются на сваях или опорных сваях.
Расстояние между вертикально расположенными опорами должно определяться в зависимости от размеров конструкции. Для балок первого и второго ряда это расстояние может колебаться от 1,4 м до 6 м. Однако в случае использования фундаментных балок для промышленных зданий другие ряды требуют пластовых опор, установленных на расстоянии 12 м друг от друга вдоль периметра основания.
Конструкции могут устанавливаться и собираться различными способами, включая:
- Соединение элементов с помощью специализированных зажимов;
- Сварку арматуры балок и опор, что обеспечивает дополнительную прочность соединения.
В заключение, следует подчеркнуть, что работоспособность этих элементов зависит не только от корректной установки, но и от качественности конструкции. Поэтому, для избежания потенциальных проблем, проекта нужно подходить со всей серьезностью и тщательно проводить расчет для фундаментных балок, применяемых на объекте.
Видео о строительстве фундаментных балок:
