Железобетонный ригель сборно-монолитного перекрытия

Сфера строительства находится в постоянном развитии — развиваются технологии, постоянно появляются новые понятия и термины, многие из которых обычному человеку, частному лицу, неспециалисту, незнакомы или как минимум непонятны. Например, может быть непонятно, что такое железобетонный ригель. А суть в том, что железобетонный ригель — это штука такая, что не каждый опытный инженер-строитель сможет чётко объяснить, что это за такое.

Производственные здания

Основные несущие конструктивные элементы многоэтажных производственных зданий аналогичны элементам общественных зданий и выполняют те же функции.

Конструктивные элементы одноэтажных производственных зданий, как по своим формам, так и по функциональным особенностям значительно отличаются от применяемых в жилых и общественных зданиях. Такие здания возводят, как правило, каркасными с навесными стеновыми панелями из легких бетонов или других материалов. Железобетонные панели стен прикрепляют непосредственно к колоннам каркаса; легкие металлические или асбестоцементные панели крепят к стальным ригелям или другим элементам каркаса стен, прикрепленного к колоннам.

Одноэтажные каркасные здания бывают многопролетные с пролетами одинаковой (рис.8) или разной ширины и высоты или однопролетные. Покрытия делают плоские (рис.8, а) или скатные (рис.8, б), с бесфонарными или фонарными надстройками.

Рис.8. Схемы каркасов одноэтажных промышленных зданийа — с плоской кровлей; б — со скатной кровлей и фонарями; 1 — фундаментальные балки; 2 — фундаменты; З — колонны крайнего ряда; 4 — колонны среднего ряда; 5 — подкрановые балки; 6 — балки покрытия; 7 — панели покрытия; 8 — воронка водостока; 9 — утеплитель и кровля; 10 — парапет; 11 — панели стены; 12 — оконные переплеты; 13 — пол;14 — фонарь; 15 — стропильные фермы.

Основные элементы каркаса: колонны З и 4, балки 6 покрытий или стропильные фермы 15, которые образуют плоские поперечные рамы. Рамы устанавливают на расстоянии 6 или 12 м друг от друга. Эти элементы каркаса бывают стальными и железобетонными. На рамы опирают продольные элементы каркаса: подкрановые балки 5, по которым прокладывают пути для мостовых кранов, ригеля стенового каркаса (фахверка), используемого для крепления оконных переплетов 12 и стеновых ограждающих панелей в случае вертикальной разрезки их; железобетонные панели покрытий 7 или стальные прогоны кровли, по которым укладывают листы профилированной стали или панели из асбестоцементных листов и других материалов; фонари 14, назначение которых — обеспечить естественную аэрацию и освещение зданий,

Что такое ригель: определение и назначение

Вообще, само слово «ригель» многозначное. Это и немецкая фамилия, и община в Германии, и название звезды, и еще много чего. Есть ригеля и в конструкции дома. Но многие часто затрудняются ответить, что именно это такое. Ригель в строительстве — это часть опорной конструкции здания. Представляет собой горизонтальный элемент, соединяющий вертикальные стойки. С ригелем уже стыкуются остальные элементы конструкции. То есть, строительный ригель всегда расположен горизонтально между двумя стойками (при большой длине может иметь подпорные стойки). Они могут быть вертикальными или наклонными.

Ригель в строительстве — это горизонтальный элемент, связывающий стойки

Задачи ригеля — механически соединять стойки, связывая их в единую систему, придавать устойчивость конструкции. Также, связывая части конструкции, он перераспределяет нагрузку с разных частей здания, равномерно передавая ее на стойки.

Все горизонтальные перемычки на этой картинке — это ригеля

Он встречается в любой части здания. Есть ригеля в некоторых типах фундаментов (свайно-ростверковый, столбчатый и другие, где есть отдельные опоры), каркасе стен, перекрытиях, кровельной системе скатного типа.

Конструирование ригелей

Сборные ригели, как правило, выполняются с полками для опирания на них плит перекрытий так, чтобы верх плит примерно совпадал с верхом ригеля. Такое расположение полок увеличивает вес ригелей по сравнению с ригелями, спроектированными под опирание плит поверху. Однако это уменьшает высо­ту перекрытий, что приводит при одинаковых высотах этажей «в свету» к эко­номии на стенах, перегородках, лестницах и эксплуатационных затратах..

Однако для каркасов открытых этажерок под технологическое оборудо­вание, где высота сооружения не имеет значения, применяются ригели пря­моугольного сечения или таврового сечения с полкой в верхней зоне, кото­рые позволяют уменьшить влияние кручения при односторонней нагрузке.

Сборные ригели пролетами 6 м и более, как правило, проектируются с на­прягаемой нижней арматурой, а при меньших пролетах — с ненапрягаемой ар­матурой. При небольших нагрузках, характерных для общественных и жилых зданий, ригели пролетом 6-7 м также могут быть с ненапрягаемой арматурой.

Читайте также:  Газобетон и пенобетон: отличие, сравнение, в чем разница

Ригели монолитных перекрытий проектируются сечением прямоуголь­ной формы с монолитно связанными с ними плитами или второстепенными балками. Арматура в таких ригелях чаще всего ненапрягаемая.

При высоте сечения ригеля более 700 мм у боковых граней должны ставиться продольные стержни диаметром 8-10 мм с расстояниями между ними не более 400 мм.

Поперечная арматура ригелей обычно представляет собой вертикаль­ные хомуты (поперечные стержни). При этом их шаг на отдельных участках принимается разным с увеличением от опоры к середине пролета (с умень­шением поперечной силы).

Хомуты, как правило, принимаются в виде 2-3 плоских сварных карка­сов, связанных поверху и понизу горизонтальными стержнями. При этом, если имеют место заметные крутящие моменты (например, в крайних риге­лях или при расчетных нагрузках в примыкающих пролетах, различающих­ся более чем в 2 раза), эти стержни привариваются к продольным стержням точечной сваркой сварочными клещами или с помощью скоб, приваривае­мых к хомутам дуговой сваркой протяженными швами длиной не менее 6dw. При отсутствии условий для сварки, а также при вязаных пространст­венных каркасах вертикальные и горизонтальные хомуты должны быть за­гнуты с перепуском не менее 30dw.

При отсутствии заметного кручения горизонтальные соединительные стержни могут либо привариваться точечной сваркой к вертикальным стержням, либо в виде шпилек привязываться к продольным стержням (рис. ). В последнем случае следует обеспечить монтажную жесткость каркаса приваркой косых стержней, планок и т.п. Кроме того, соедини­тельные стержни также могут привариваться к продольным стержням кар­каса точечными прихватками (тип КЗ по ГОСТ 14098-91) с соблюдением технологии, исключающей пережег продольных стержней.

Пространственные арматурные каркасы при отсутствии кручения

а — при соединительных стержнях, привариваемых к вертикальным стержням; б — при шпильках, привязываемых к продольным стержням; 1 — шпилька

Шаг соединительных стержней может превышать шаг хомутов, но дол­жен быть не более 600 мм.

Продольные стержни сварных и вязаных каркасов принимаются диаметром не более 0,8 диаметра хомутов.

Расположение отгибов, опре­деляемое эпюрой изгибающих момен­тов в ригеле

1 — эпюра материалов; 2 — огибающая эпюра моментов

Хомуты, поставленные по расчету, должны иметь шаг не более 0,5/г0 и не более 300 мм. В местах, где прочность наклон­ных сечений может быть обеспе­чена одним бетоном (т.е. при Q≤0,5Rbtbh0), шаг хомутов мо­жет быть увеличен до 0,75/г0, но не более 500 мм.

Если при расчете пролет­ных сечений ригелей учитыва­ется верхняя сжатая арматура, то для предотвращения ее вы­пучивания хомуты, а также верхние соединительные гори­зонтальные стержни должны иметь шаг не более 15 d, где d — диаметр сжатых стержней.

Для монолитных ригелей в качестве поперечной арматуры могут ис­пользоваться также отгибы продольной верхней или нижней арматуры. На­чало отгиба в растянутой зоне должно отстоять от нормального сечения, в котором отгибаемый стержень используется по расчету, не менее чем на 0,5h0, а конец отгиба должен быть расположен не ближе того нормального сечения, в котором отгиб не требуется по расчету (рис выше).

Виды металлических балок для перекрытий

Балка – представляет собой длинномерный элемент, длина которого значительно больше характерного размера для поперечного сечения. В составе строительных конструкций балка работает, главным образом, на изгиб, поэтому ее рекомендуется изготавливать с тонкостенным поперечным сечением. Наиболее востребованными являются балки двутаврового сечения, представляющие собой Н-образный профиль, который образован двумя параллельными полками и соединяющей их стенкой.

Рис.1 — Двутавровые балки на холодильнике прокатного стана

В строительстве используются балки перекрытия из различных материалов. Наиболее востребованным вариантом является сварной или катанный двутавр. Расчет металлических балок перекрытия ведется, исходя из количества опор, схемы опирания на стены и крепления к основанию, условий эксплуатации и других факторов. На основании расчета выбирается наиболее экономически приемлемый вариант балки.

При необходимости выполняется усиление металлических балок перекрытия. Такие мероприятия требуется проводить, если в процессе эксплуатации этот элемент подвергается горизонтальным нагрузкам, которые могут привести к снижению его характеристик и разрушению. Во избежание этого явления металлические балки усиливают одним из следующих способов:

  • применение накладок для увеличения сечения (рис. 2а, 2б);
  • обетонирование (рис 2в);
  • использование шпренгеля (рис. 2г);
  • применение распорных или натяжных устройств для регулировки напряжений (рис. 2 д, 2е);
  • использование дополнительных опор (рис 2 ж, 2з).

Рис. 2 — Методы усиления балок

В зависимости от метода изготовления выделяют следующие виды металлических балок перекрытия:

  • горячекатаные двутавры – наиболее дешевый и простой вариант, который предполагает использование серийно выпускаемого проката;
  • сварные, болтовые, клепаные балки – изготавливаются специализированными предприятиями и позволяют решать нестандартные строительные задачи.

Горячекатаные двутавровые металлические балки перекрытия

Основной объем используемого в строительстве двутавра изготавливается горячей прокаткой из непрерывнолитой заготовки. В зависимости от технологии производства и геометрических характеристик продукции выделяют несколько групп балок.

Двутавры с уклоном граней полок по ГОСТ 8239

Этот вид продукции отличается наличием уклона внутренних граней полок относительно внешних в пределах 6-12°. Такая продукция имеет следующие характеристики:

  • выпускаемые профили – от балки 10 до балки 60 (число обозначает высоту в сантиметрах);
  • ширина профиля – от 55 до 190 мм;
  • толщина стенки – от 4,5 до 12 мм;
  • толщина полок – от 7,2 до 17,8 мм.
Читайте также:  Как правильно класть облицовочный кирпич под расшивку

В качестве балок перекрытий могут использоваться усиленные двутавры с уклоном полок по ГОСТ 19425, который изначально разрабатывались для изготовления подвесных путей и армирования шахтных стволов.

Рис.3 — Балка, имеющая уклон полок

Двутавры с параллельными гранями по ГОСТ 26020

В последнее время в строительстве отдается предпочтение более экономичным двутаврам, имеющим параллельные грани полок. Кроме указанного стандарта, такая продукция также производится по СТО АСЧМ 20-93 (имеет незначительное отличия по геометрии).

Характеристики нормальных двутавров:

  • выпускаемые профили – от балки 10Б1 до балки 100Б4 (число обозначает высоту в сантиметрах, буква «Б» — нормальный профиль, последняя цифра – номер типоразмера в группе с одинаковой высотой);
  • ширина профиля – от 55 до 320 мм;
  • толщина стенки – от 4,1 до 19,5 мм;
  • толщина полок – от 5,7 до 32,5 мм.

Характеристики широкополочных двутавровых балок:

  • выпускаемые профили – от балки 20Ш1 до балки 70Ш5 (Ш – широкополочный тип);
  • ширина профиля – от 150 до 320 мм;
  • толщина стенки – от 6,0 до 23,0 мм;
  • толщина полок – от 9,0 до 36,5 мм.

Характеристики колонных балок двутавровых:

  • выпускаемые профили – от балки 20К1 до балки 40К5 (К – колонный тип);
  • ширина профиля – от 200 до 400 мм;
  • толщина стенки – от 6,5 до 23,0 мм;
  • толщина полок – от 10,0 до 35,5 мм.

Рис.4 — Балка, имеющая параллельные полки

Сварные, болтовые и клепаные балки перекрытия

Такой вариант используется, когда размеры металлических балок перекрытия отличаются от стандартных или катаные двутавры не удовлетворяют расчетным условиям по общей устойчивости, жесткости либо прочности. Кроме того, предпочтение «сборным» балкам отдается в случае их большей экономичности или лучшего уровня эксплуатационных характеристик.

Чаще всего используется сварная балка, которую изготавливают путем сварки автоматом под флюсом. На предварительном этапе осуществляется раскрой, зачистка и правка металла, разделка кромок под сварку, а затем, непосредственно, процесс соединения элементов в единое целое. После сварки готовое изделие правится для устранения термических деформаций (грибовидности).

Таким образом можно получать не только стандартные типоразмеры, но и изделия переменного сечения, усиленные или бистальные двутавры.

Ригели для опалубки

Ригель – основа опалубочной конструкции, выполняющая опорные функции. Технологической функцией ригеля можно назвать распределение веса заливки на комплекс опорных балок. Существует множество разновидностей данного элемента опалубки, отличающихся габаритами, формой и областью применения, а также по типу материала, из которого изготовлены и наличию специфических элементов.

Разновидности ригеля

Стоит различать опалубочный и каркасный ригель. Во втором случае изделие является одним из несущих элементов конструкции и устанавливается на этапе возведения каркасной основы здания. Опалубочный ригель – часть инвентарной опалубки, выполняющая функции опорного элемента при изготовлении формы для заливки (опалубки).

Опалубочный ригель Каркасный ригель

Ригель для опалубки

Система балочно-ригельной опалубки, используемая для заливки междуэтажных перегородок и некоторых других элементов конструкций состоит из: комплекта двутавровых балок, фанеры и металлических ригелей, которые в данном случае обеспечивают целостность опалубки, скрепляя все элементы. Частью комплекта также являются крепежные элементы, посредством которых ригель прикрепляется к фанерному листу. Кроме этого в систему входят различные подкосы, уголки и прочие элементы, выполняющие определенные функции.

Крепление ригеля к фанерному листу

Комплекс балок и ригелей играет роль силового каркаса в данной системе. Преимущества использования ригелей очевидны:

  • использование ригелей с перфорированной поверхностью дает возможность установить стяжной винт в любом удобном месте, зафиксировав необходимое положение;
  • правильно собранная система способна выдержать нагрузку до 8-ми тонн на квадратный метр;
  • монтаж всех компонентов системы требует небольших временных затрат в сравнении с большинством известных опалубочных систем.

Разновидности опалубочных ригелей

В настоящее время рынок предлагает несколько разновидностей опалубочного ригеля, выбор зависит от типа возводимой конструкции.

Для фундаментных работ в малоэтажном строительстве, а также для заливки перекрытий, можно использовать клееные ригели со сплошной или решетчатой стенкой, фиксируемые на опалубочном листе при помощи клея. Ассортимент подобных изделий велик, для строителей доступны модели, высота которых превышает 26 см, а длина 6 м.

Необходимое количество ригелей в зависимости от высоты стены

Для более тяжелых конструкций применяются металлические ригели. Для работы доступны изделия из стали и алюминия. Алюминиевые изделия отличаются небольшим весом, но в силу физических особенностей металла имеют склонность к деформации, поэтому сфера их применения ограничена. Стальные ригели, напротив, обладают высокой прочностью и приемлемым весом, в связи с чем применяются гораздо шире.

Железобетонный ригель (каркасный)

Ригель из армированных ж/б конструкций используется на строительных объектах, где предусмотрено соединения каких-либо опор, занимающих вертикальное положение. Это могут быть стены, колонны, подвесы и прочее.

Читайте также:  Виды и особенности облицовочной плитки для фасада

В рассматриваемом случае именно на ригель приходится основная нагрузка при установке горизонтальных элементов.

Рассматриваемый конструкционный элемент может быть выполнен в нескольких вариациях и отличаться формой, длиной, сечением, способом крепления и т.д.

Для производства ж/б балки для ригеля используются тяжелые бетонные смеси высоких классов, им присуща высокая прочность, низкий коэффициент гидрофильности и устойчивость к низким температурам. Кроме того, конструкция усиливается прочной арматурной сеткой. Существуют строгие правила, установленные ГОСТ и касающиеся как структуры конструкции, так и её внешнего вида.

Известно также несколько разновидностей «балок», каждая из которых применяется в определенном случае. Среди существующих видов ж/б ригелей можно отметить:

  • бесполочные – прямоугольные в поперечнике конструкции, используемые при монтаже перекрытий;
  • однополочные – Г-образная конструкция, применяемая для опоры плиты (лестничная клетка);
  • двухполочные – Т-образная балка, служащая опорой двум плитам.

Виды ж/б ригелей: бесполочный, однополочный, двуполочный

В качестве основных, можно указать следующие функциональные особенности конструкции:

  • соединение вертикально стоящих несущих конструкций;
  • создание условий для геометральной стабильности и пространственной твердости конструкции;
  • распределение нагрузки на опору, поддержка конструкции, увеличение площади бетонируемой поверхности с сохранением показателей прочности.

Использование ригельных балок для опалубки

Двутавровые деревянные ригельные опалубочные балки применяют так же при строительстве каркасных домов из дерева в качестве несущих элементов. Из них монтируют несъемный каркас межэтажных перекрытий, стен, стропильную систему кровли. Их используют в качестве лаг при монтаже деревянного пола. Брус, из которого изготовлены полки, пригоден для забивания гвоздей. Еще одно достоинство — в зазоре между полками прочно фиксируется плита утеплителя.

Преимущества домов с каркасом из деревянных двутавровых ригельных балок:

  • низкая цена;
  • быстрый монтаж (от 3 месяцев);
  • двутавровая балка выносит нагрузку примерно в 7 раз большую, чем обычный брус квадратного сечения, и во много раз более устойчива к деформациям;
  • высокая жесткость конструкции;
  • меньше нагрузка на фундамент и стены;
  • минимальные теплопотери;
  • простота монтажа наружной и внутренней обшивки — материалы крепят прямо к полкам ригелей;
  • удобство прокладки коммуникаций.

При покупке ригелей из дерева обязательно выбирать хорошо просушенные изделия. Это необходимо для предупреждения гниения. Если есть опыт работ с древесиной и набор необходимых инструментов, то двутавровые ригельные балки можно сделать самостоятельно. При этом обязательно учесть, что прочность самодельных изделий неизбежно меньше. Если речь идет о элементах межэтажных перекрытий, то нужно увеличить ширину полок и уменьшить шаг между балками. Расчет нагрузки лучше поручить опытному специалисту.

Для обшивки дома с каркасом из ригельных деревянных балок, желательно выбирать безопасные для здоровья человека материалы: цементно-стружечные плиты, натуральное дерево и т.п. Это необходимо для защиты от воздействия вредных смол, входящих в состав фанеры, из которой изготавливают ребра жесткости опалубочных ригелей.

Как сделать ригель

  1. Изготовьте опалубки под низ монолитного элемента . Обычно используется металлическая пространственная листами. Под последние в 2 ряда укладываются перпендикулярно друг другу двутавровые доски. Следите за уровнем опорной плоскости.
  1. Армирование или вязка каркаса производится на земле, а затем устанавливается в опалубку, или прямо в ней .Требования:
    • нельзя стыковать нижнюю продольную арматуру на участке средней трети пролета;
    • не стыкуйте верхнюю продольную арматуру на участке первой четверти пролета.

Здесь возникают самые большие растягивающие усилия.

Как сделать ригель
  1. Установка боковых граней опалубки . Главное добейтесь правильных геометрических размеров. Поможет установка ребер жесткости.
  1. Проведите бетонирование .Поле укладки бетонную смесь сразу необходимо загладить забудьте про уход за ним.
  2. Демонтаж опалубки . Спустя три дня уберите боковые щиты, а вот подпорки оставьте и не трогайте ни в коем случае не менее 28 суток. Инструкция рекомендует их оставлять и после уборки нижней опалубки через месяц, чтобы не было трещин.

Спустя месяц пригласите лабораторию, чтобы проверить качество элемента. Нагружать его можно лишь тогда, когда бетон наберет полную прочность.

что это такое, определение, применение, характеристики, сравнение ригеля и балки

Даже некоторые инженеры не могут с точностью ответить, что такое ригель и в чем его отличие от балки.

Это элемент, на который кладутся перекрытия при строительстве многоэтажных сооружений.

Рассмотрим особенности конструкции железобетонной продукции.

Ригель – армированное изделие из железобетона, соединяющий вертикальные несущие стены, на него ложатся плиты перекрытий или другие строительные элементы.

Производят изделие из бетона класса – В22,5-В60, с обязательным армированием, высокопрочной арматурой с применением вязальной проволоки.

что это такое, определение, применение, характеристики, сравнение ригеля и балки

Ригель должен отвечать следующим требованиям:

  • иметь большую морозоустойчивость;
  • не подвергаться воздействию агрессивных составов;
  • не подвергаться коррозии;
  • быть влагонепроницаемым и огнестойким.

Готовые изделия должны отличаться высокой жесткостью, прочностью и устойчивостью к появлению трещин. При этом норма выпуска арматуры для присоединения ригелей к колоннам не должна превышать трех метров.

Есть три разновидности ригелей, которые выпускаются на сегодняшний день:

  • однополочные – поддерживают плиты с одной стороны, например: лестничные клетки или крайние пролеты строения;
  • двухполочные – поддерживает плиты с обеих сторон при монтаже сторон находящихся посередине;
  • бесполочные – ровного, прямоугольного сечения, используемые для определенного вида перекрытий.