> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://truebim.gitbook.io/truebim-guide/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://truebim.gitbook.io/truebim-guide/handbook/st.cip/design/beams/shallow.md). # Гибкие балки \\\handbook\st.cips\design\beams\shallow ## Введение Данный раздел посвящен основам проектирования, конструирования и армирования монолитных железобетонных отдельных балок и балок в составе плит перекрытий. При этом положения раздела применимы только к гибким балкам и их не следует применять к [высоким балкам (балкам-стенкам)](/truebim-guide/handbook/st.cip/design/beams/deep.md). {% hint style="info" %} **СП 430.1325800.2018 п.5.1.10** К балкам относят элементы с соотношением размеров l>3h (l - размер пролета балки, h - высота элемента). В противном случае такие балки относят к балкам-стенкам (или к высоким балкам). {% endhint %} {% hint style="info" %} ACI 318M-25 п.9.9.1.1 Высокие балки - это элементы которые нагружены по одной грани и опираются по противоположной так, что бы сжатые распорные стержневые элементы могли сформироваться между нагрукой и опорой и удовлетворяющие условиям (a) или (b):\ (a) Пролет в свету не превышает 4-х полных высот элемента;\ (b) Сосредоточенные силы приложены на расстоянии не более 2h от грани опоры. {% endhint %} ## Опалубка Класс прочности бетона рекомендуется принимать не ниже B25. Для балок в составе перекрытия класс прочности бетона балки и перекрытия следует принимать совместно. Балки, как правило, проектируют прямоугольного (отдельные), Т-образные (отдельные или в составе перекрытия) или Г-образного (периметральные балки перекрытий) сечений. Для балок армированных арматурой класса А500 без предварительного напряжения арматуры высоту сечения балки следует принимать не менее указанной в таблице \[ACI 318-25]:
Условия закрепленияМинимальная высота сечения балки
Шарнир + ШарнирL/16
Шарнир + ЗаделкаL/18.5
Заделка + ЗаделкаL/21
КонсольL/8
Ширину балки следует принимать в диапазоне h/3-h/2 \[СП 430, ACI 318]. Ширину балки, не раскрепленной от потери устойчивости по всей длине, следует принимать не менее L/50 \[ACI 318-25]. {% hint style="info" %} **СП 430.1325800.2018 п.5.1.10** Ширину балок принимают преимущественно не более габаритного размера колонны и пилона, высоту балок - не менее толщины плитной части перекрытий. {% endhint %} Рекомендуемые размеры поперечного сечения балки приведены в таблице \[Тихонов, ACI]: | Высота | Ширина | Рекомендуемый пролет | | :----: | :-------------------------: | :------------------: | | 400 | 150 / 200 | до 6000 | | 500 | 200 / 250 | до 7500 | | 600 | 200 / 250 / 300 | до 9000 | | 700 | 250 / 300 / 350 | до 10 500 | | 800 | 300 / 350 / 400 | до 12 000 | | 1000 | 350 / 400 / 450 / 500 | до 15 000 | | 1200 | 400 / 450 / 500 / 550 / 600 | до 18 000 | {% hint style="success" %} Целесообразно проектирование слабоармированных балок бОльших поперечных размеров: Во-первых, отказ слабоармированных сечений наступает вследствие достижения растянутой арматурой предела текучести с соответствующим ростом деформаций и видимым глазу раскрытием трещин, что предупреждает о скором отказе конструкции и дает время на эвакуацию, разгрузку и усиление конструкции. Сбалансированные и переармированные балки отказывают внезапно вследствие разрушения бетона сжатой зоны не оставляют времени на эвакуацию людей; Во-вторых, это приводит к снижению требуемого армирования, за счет увеличения эффективной высоты сечения и плеча внутренней пары сил. {% endhint %}
Список литературы 1. СП 63.13330.2018 2. ACI 318M-25 - Building Code for Structural Concrete - Code Requirements and Commentary; 3. Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию - И.Н. Тихонов - 2007.
## Армирование ### Продольная арматура Продольное армирование балок выполнять арматурой класса А500 или А500С, а в сейсмоопасных районах A500E или А500СЕ по ГОСТ 34028-2016. {% hint style="info" %} **СП 430.1325800.2018 п.7.11** Для продольной рабочей вязаной арматуры монолитных балок высотой сечения 400 мм и более рекомендуется применять стержни диаметром не менее 12 мм. Продольную рабочую арматуру балок рекомендуется назначать из стержней одинакового диаметра. В случае применения стержней разных диаметров, стержни большего диаметра размещают в первом ряду, в углах сечения и в местах перегиба хомутов. Расположение вязаной арматуры в сечении монолитных балок приведено на рисунке 7.4. Схемы армирования поперечных сечений монолитных балок вязаными каркасами приведены на рисунке 7.5, при этом закрытые хомуты перевязывают вразбежку. {% endhint %} Диаметр продольной арматуры следует принимать не менее 12 мм. Минимальный процент армирования балки следует принимать не менее 0.100% \[СП 63], а максимальный процент армирования следует принимать не более 4.000% \[EN 1992]. {% hint style="success" %} Рекомендуется применять минимальный процент армирования не менее 0.130%, а максимальный процент армирования не более 3.000% для обеспечения возможности размещения арматуры в сечении. Если процент армирования больше 3.000%, то сечение рекомендуется увеличить. Корректными являются решения, при которых процент армирования составляет 1.000-2.000%. {% endhint %} Для обеспечения не превышения относительной высоты сжатой зоны бетона над граничной для балок высотой не более 900 мм превышение процента армирования растянутой арматуры над процентом сжатой арматуры при продольной арматуре класса A500 в зависимости от класса бетона следует принимать по данным таблицы \[СП 63]:
БетонМаксимальный процент армированияРекомендуемый процент армирования* μs-μ's
B201.3041.01
B251.6441.27
B301.9281.49
B352.2151.71
B402.4951.93
B452.8352.19
{% hint style="warning" %} Если процент армирования растянутой арматуры будет выше, то относительная высота сжатой зоны бетона будет больше граничной и сечение будет относится к переармированным, а значит, в случае отказа - разрушаться хрупко. {% endhint %} #### Размещение стержней в сечении **Защитный слой** Основные требования и порядок назначения защитного слоя бетона представлены в разделе [Защитный слой](/truebim-guide/handbook/st.cip/design/common/rebar-cover.md). Предварительно толщину защитного слоя для одиночных стержней следует принимать по таблице:
Предел огнестойкостиУсловия эксплуатацииЗащитный слой
R240-65
R180-50
R150-40
R120-35
R90Внутри (XC3) / Снаружи (XC4)25 / 30
R60Внутри (XC3) / Снаружи (XC4)25 / 30
R45Внутри (XC3) / Снаружи (XC4)25 / 30
R15Внутри (XC3) / Снаружи (XC4)25 / 30
{% hint style="warning" %} При защитном слое более 50 мм со стороны растянутой зоны в нем следует располагать проволочные сетки для исключения вероятности откола бетона при растяжении или пожаре. Площадь сечения продольной арматуры сетки должна быть не менее 5% площади рабочего сечения растянутой зоны арматуры. {% endhint %} **Расстановка стержней** Основные требования и порядок назначения шага и положения стержней представлены в разделе [Расстановка стержней](/truebim-guide/handbook/st.cip/design/common/rebar_placement.md). Минимальные расстояния между стержнями нижней арматуры - 25 мм, между стержнями верхней арматуры - 30 мм \[СП 63]. В любом случае расстояние между стержнями арматуры в свету должно быть не менее диаметра арматуры. Максимальное расстояние между стержнями не более 400 мм \[СП 63]. {% hint style="success" %} Для обеспечения удобства укладки бетонной смеси, расстояние между стержнями нижней арматуры в свету следует принимать не менее 30 мм, но не менее диаметра стержня. Для обеспечения возможности использования погружных вибраторов шаг между стержнями верхней арматуры в свету следует принимать не менее 65 мм. {% endhint %} Для повышения трещиностойкости максимальный шаг растянутых стержней в зависимости от максимальной ширины раскрытия трещины рекомендуется принимать по таблице \[EN 1992]: | Напряжения в арматуре | 0.4 мм | 0.3 мм | | :-------------------: | :----: | :----: | | 280 | 200 мм | 150 мм | | 320 | 150 мм | 100 мм | | 360 | 100 мм | 50 мм | Шаг сжатых стержней рекомендуется принимать не более 300 мм. **Армирование вдоль граней** Для балок высотой 900 мм и более вдоль боковых граней в растянутой зоне (на участке h/2 от растянутой грани) следует устанавливать боковое армирование для повышения трещиностойкости балок. Площадь стержней установленных вдоль одной грани балки следует определять по формуле \[ACI 318]: $$ A\_{s.req} = 2.1 \frac{cm^2}{m} h $$ {% hint style="success" %} Для балок высотой сечения до 2000 мм допускается установка арматуры диаметром 10 мм с шагом 150 мм вдоль каждой боковой грани балки. {% endhint %} #### Обрыв, анкеровка и нахлест стержней {% hint style="info" %} **СП 63.13330.2018 п.10.3.10** В балках до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры с площадью сечения не менее ½ площади сечения стержней в пролете и не менее двух стержней. {% endhint %}
Список литературы 1. СП 63.13330.2018 2. СП 430.1325800.2018 3. EN 1992-1-1:2004 4. ACI 318-25 - 5. Standard Practice
### Поперечная арматура {% hint style="success" %} Поперечное армирование балок выполнять арматурой класса A240, А500 или А500С, а в сейсмоопасных районах A500E или А500СЕ по ГОСТ 34028-2016. {% endhint %} {% hint style="info" %} **СП 430.1325800.2018 п.7.11** Хомуты открытой конструкции допускается применять в вязаных каркасах средних балок, в том числе многопролетных неразрезных, монолитно связанных по верху плитой по всей длине при полной расчетной нагрузке на перекрытие не более 15 кН/м2. Рекомендуется, что бы каждый хомут охватывал в одном ряду не более пяти растянутых стержней и не более трех сжатых. При большем числе стержней в одном ряду, а также при ширине монолитной балки 350 мм и более рекомендуется переходить на четырехсрезные и многосрезные хомуты. {% endhint %} {% hint style="info" %} **СП 430.1325800.2018 п. 7.12** В сечениях монолитных балок, где приложены сосредоточенные нагрузки, в т.ч. в местах опирания монолитных второстепенных балок на главные, следует предусматривать дополнительное армирование по рисунку 7.6. {% endhint %} {% hint style="success" %} Для обеспечения анкеровки поперечной арматуры хомуты открытой конструкции должны быть ориентированы открытой стороной к сжатой грани сечения балки Перевязку хомутов закрытой конструкции следует выполнять в сжатой зоне сечения балки: в середине пролета - вверху, ближе к опорам - внизу для исключения вредного влияния изгибных трещин на степень анкеровки поперечной арматуры. {% endhint %}