Конструктивные схемы зданий и их основные элементы

Строительство развивается очень активно, и количество новых терминов увеличивается с каждым днем. Но чтобы их правильно применять, необходимо знать, чем одно понятие отличается от другого. Не только обычные люди, но и опытные инженеры нередко попадают в тупик, когда им задается вопрос о том, в чем же разница между ригелем и балкой. Разница, несомненно, есть, и в этом вопросе предстоит разобраться.

Подробный обзор

Ригель — что это

Вне зависимости от предназначения балочно-ригельная и объемная (рамная) опалубка имеет каркас из продольных и поперечных элементов. Продольные детали называют балками, поперечные ригелями. Ригели выполняют роль опор для балок, служат для равномерного распределения нагрузки от бетона на щиты и продольные детали системы. Обычно в сечении они имеют форму латинской буквы «I», опорными являются верхняя и нижняя «полки». Длину опалубочных ригелей подбирают с учетом количества балок, которые будут опираться на каждый из них.

Виды балок в строительстве

Двутавровые балки в свою очередь делятся на подкатегории:

Виды балок в строительстве
  • Балка двутавровая с параллельными гранями полок. Стандарты и размеры представлены ГОСТом 26020-83.
  • Стандартная двутавровая балка с углом наклона граней полок от 6 до 12%. Стандарты и размеры представлены ГОСТом 8239-89.
  • Специальная двутавровая балка, стандарты и размеры представлены ГОСТом 19425-74. Делятся на два подтипа с маркировкой: «M» — двутавровая балка имеет угол наклона граней до 12%; «C» — двутавровая балка имеет угол наклона граней до 16%.
Виды балок в строительстве

Отдельно необходимо рассмотреть такой элемент несущей конструкции, как ригель (иногда имеет наименование: ригельная балка). Ригель в подавляющем большинстве случаев бывает железобетонным и в отличие от стандартной балки является неотъемлемым элементом рамы (балка – это самостоятельный элемент конструкции). Ригель широко используется при устройстве опалубки.

Виды балок в строительстве

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,

Безригельное монолитное перекрытие

Самым надежным (но не всегда целесообразным) вариантом междуэтажного перекрытия является монолитное перекрытие.

Оно выполняется из бетона и арматуры. О правилах устройства монолитных перекрытий читайте в этой статье.

Разбор характеристик  видов и применения, устройства монолитных перекрытий.

Читайте также:  Как использовать самоклеящуюся пленку в интерьере

В каких случаях нужно именно устройство монолитных перекрытий

Монолитное железобетонное перекрытие является самым надежным, но и самым дорогим из всех существующих вариантов. Следовательно, необходимо определить критерии целесообразности его устройства. В каких же случаях целесообразно устройство монолитных перекрытий?

  1. Невозможность доставки/монтажа сборных железобетонных плит. При условии осознанного отказа от других вариантов (деревянное, облегченное Terriva и т.п.).
  2. Сложная конфигурация в плане с «неудачным» расположением внутренних стен. Она в свою очередь не позволяет разложить достаточное количество серийных плит перекрытия. То есть требуется большое количество монолитных участков. Затраты на подъемный кран, и на опалубку не рациональны. В этом случае лучше сразу переходить к монолиту.
  3. Неблагоприятные условия эксплуатации. Очень большие нагрузки, крайне высокие значения влажности, не решаемые полностью гидроизоляцией (автомойки, бассейны и т.д.). Современные плиты перекрытия обычно выполняют предварительно напряженными. В качестве армирования применяют натянутые стальные тросы. Их сечение в виду очень высокой прочности на растяжение очень небольшое. Такие плиты крайне уязвимы для коррозионных процессов и  характерны хрупким, а не пластичным характером разрушения.
  4. Совмещение функций перекрытия с функцией монолитного пояса. Опирание сборных железобетонных плит непосредственно на кладку из легких блоков, как правило, не допускается. Необходимо устройство монолитного пояса. В тех случаях, когда стоимость пояса и сборного перекрытия идентична или превышает цену монолита, целесообразно остановиться именно на нем. При опирании его на кладку с глубиной, равной ширине пояса, устройство последнего обычно не требуется. Исключение могут составить сложные грунтовые условия: просадочность 2-го типа сейсмическая активность закарстованность и т.д.

Определение требуемой толщины монолитного перекрытия

Для изгибаемых плитных элементов, за десятилетия опыта применения железобетонных конструкций, опытным путем определено значение — отношения толщины к пролету. Для плит перекрытия оно составляет 1/30. То есть при пролете 6м оптимальная толщина составит 200мм, для 4,5мм — 150мм.

Занижение или наоборот, увеличение принимаемой толщины возможно исходя из требуемых нагрузок на перекрытие. При низких нагрузках (к нему относится частное строительство) возможно уменьшение толщины на 10-15%.

Ндс перекрытий

Для определения общих принципов армирования монолитного перекрытия необходимо понять типологию его работы посредством анализа напряженно-деформированного состояния (НДС). Удобнее всего это сделать с помощью современных программных комплексов.

Рассмотрим два случая — свободное (шарнирное) опирание плиты на стену, и защемленное. Толщина плиты 150мм, нагрузка 600кг/м2, размер плит 4,5х4,5м.

Прогиб в одинаковых условиях для защемленной плиты (слева) и шарнирно опертой (справа).

Разница в моментах Мх.

Разница в моментах Му.

Безригельное монолитное перекрытие

Разница в подборе верхнего армирования по Х.

Разница в подборе верхнего армирования по У.

Разница в подборе нижнего армирования по Х.

Разница в подборе нижнего армирования по У.

Граничные условия (характер опирания) смоделированы наложением соответствующих связей в опорных узлах (отмечены синим цветом). Для шарнирного опирания запрещены линейные перемещения, для защемления — ещё и поворот.

Как видно из диаграмм, при защемлении работа приопорного участка и средней области плиты существенно отличается.

В реальной жизни любое железобетонное (сборное или монолитное) является как минимум частично защемленным в теле кладки.

Этот нюанс важен при определении характера армирования конструкции.

Армирование монолитного перекрытия. Продольное и поперечное армирование

Бетон отлично работает на сжатие. Арматура — на растяжение. Объединяя два этих элемента, мы получаем композитный материал.

Железобетон, в котором задействуются сильные стороны каждой составляющей. Очевидно, что арматура должна быть установлена в растянутой зоне бетона и воспринять собой растягивающие усилия.

Такую арматуру называют продольной или рабочей. Она должна иметь хорошее сцепление с бетоном, в противном случае он не сможет передать на неё нагрузку.

Для рабочего армирования применяют стержни периодического профиля. Обозначаются они A-III (по старому ГОСТу) или А400 (по новому).

Расстояние между арматурными стержнями — это шаг армирования. Для перекрытий его обычно принимают равным 150 или 200 мм.В случае защемления в приопорной зоне возникает опорный момент.

Чем отличается от балки

Что такое ригель в строительстве разобрались. Но есть еще один элемент, встречающийся в перекрытиях и кровельной системе, который часто путают с ригелем — это балки. Балки — несущий элемент в конструкции, который обычно компенсирует изгибающие нагрузки. Вот вам и разница — ригеля — часть опорной конструкции. Это рама, на которую опирают балки.

Чем отличается от балки

Проще всего разобраться в том, где балка, а где ригель — посмотреть какая нагрузка приходится на элемент

Балки могут быть наклонными и горизонтальными. Но они почти всегда работают на изгиб, поэтому должны рассчитываться, так как должны выдерживать длительные нагрузки. Ригеля — строго горизонтальные элементы и служат для механической связи стоек, а изгибающие нагрузки не несут. Поэтому их обычно не рассчитывают. Закладывают стандартные решения, с определенным запасом прочности.

Чем отличается от балки

Чем отличается ригель от балки: часто формой, а вообще, назначением и функциями

Читайте также:  Пескобетон для стяжки пола – какой лучше выбрать

Еще одно отличие ригеля и балки — материалы и форма. Балка всегда в сечении прямоугольная или квадратная. Ригеля часто имеют более сложную форму, но могут быть и квадратными и прямоугольными. Балка может быть деревянной или металлической. Ригель тоже делают из этих материалов, но может он быть еще и железобетонным. Итак, если вы видите железобетонную горизонтальную часть конструкции, которая опирается на стойки — перед вами ригель. Других вариантов нет.

Чем отличается от балки

Ригель не испытывает нагрузок. Он только связывает стропила. Балка перекрытия как раз компенсирует нагрузку от кровли

С горизонтальными деревянными и металлическими элементами чуть сложнее. Надо смотреть, не приходится ли на них изгибающая нагрузка. Если нет — это ригель. В противном случае — балка. И если элемент установлен под углом — это точно балка.

Что такое ригель. Использование в строительстве зданий и сооружений. Виды, маркировка, формы

Ригель используется в строительстве, но даже люди с профильным образованием не всегда могут объяснить целевое применение этого элемента в конструкции зданий. Более того, ригель часто путают со строительными балками, забывая, что это абсолютно разные изделия. Разберёмся в особенностях и технических характеристиках каждого элемента.

Целевое применение несущего строительного элемента

Ригельные балки применяются в условиях современного строительства достаточно широко. Например:

  • при строительство модульных зданий и сооружений;
  • для обустройства лестничных пролётов, оконных проёмов, оград;
  • при возведении зданий, предполагающих сборную конструкцию и высокие потолки;
  • на линиях электропередач – чтобы увеличить площадь опорных конструкций и принять на себя вертикальную нагрузку.

Помимо этого, ригель (деревянные балки) применяется для создания опалубки. Такие конструкции отличаются высокой скоростью возведения и способностью выдерживать динамические нагрузки: до 8 т/м2.

Разница между ригелем и балкой

Ключевые различия заключаются в целевом применении изделий. Под словом «балка» подразумевается самостоятельный элемент конструкции, размер которого тщательно рассчитывается и заносится в техническую документацию объекта.

Для большей ясности, рассмотрим отличительные особенности каждого изделия в таблице.

Функциональность ригеля Функциональность балки
  1. Балка с несущей функцией.
  2. Предназначен только для горизонтального монтажа.
  3. При обустройстве каркаса связывает основные опорные конструкции.
  4. Является основой любого сооружения.
  5. Изготавливается практически из любого материала, включая армированный бетон.
  1. Применяется для перекрытий.
  2. Создаёт каркасную основу.
  3. Устанавливается горизонтально и в наклонной плоскости.
  4. Работает преимущественно на изгиб.

Ригель и балка не являются взаимозаменяемыми элементами конструкции. Ригель – жёсткая конструкция, имеющая узконаправленное применение. Балка – весьма широкое понятие, обозначающее опоры нескольких типов.

Маркировка. Читайте условные обозначения правильно

Строительный материал имеет маркировку, указывающую на его технические характеристики и сферу применения. В случае с ригелем применяются буквенные и числовые обозначения. В маркировке изделий вначале идут буквы, которые обозначают назначение продукции.

Маркировка Расшифровка
Р Прямоугольное сечение
РО Однополочный ригель
РОП Подходит для пустотных перекрытий
РЛП Предназначен для лестничных пролётов
РОР Опора для ребристых плит перекрытия
РБ бесполочный ригель
РБП бесполочный для пустотных плит
РБР бесполочный для ребристых перекрытий
РД двуполочный
РДП/РДР для пустотных и ребристых перекрытий соответственно
РКП консольный ригель для балкона
Что такое ригель. Использование в строительстве зданий и сооружений. Виды, маркировка, формы

Числовые обозначения указывают на технические характеристики изделия. Вот как это выглядит на конкретном примере.

Возьмём ригель с маркировкой РЛП . Если судить по аббревиатуре, мы имеем дело с однополочной балкой, предназначенной для лестничных пролётов. Цифры дают покупателю следующую информацию:

  • 4 – высота стороны балки (45 см);
  • 26 – окружность ригеля в дециметрах;
  • 60 – несущая способность, выражаемая в кгс /1 м2 площади.

Для балок используется другая маркировка, которая классифицирует изделия по размеру, конструктивным особенностям и целевому предназначению.

Как изготавливают этот элемент строительного сооружения

При строительстве частного одноэтажного дома или хозяйственной постройки можно отлить ригель непосредственно на строительной площадке. В этом случае нужно знать особенности технологического процесса и строить небольшой дом или хозяйственное здание.

Для заливки используется бетонная смесь маркой не ниже B-22.5, обязательно выполняется армирование высокопрочной арматурой, скрепляемой вязальной проволокой.

Вначале монтируется опалубка: дно из металлического листа или досок, боковины – из влагостойкой фанеры. Форма устанавливается на опоры, выравнивается в горизонтальной плоскости. Длина изделия будет зависеть от предполагаемой нагрузки и рассчитывается инженером строительной лаборатории.

При армировании нужно соблюдать следующие условия:

  1. Низовая арматура располагается непрерывно: она будет работать на растяжение. Прутья связываются проволокой или фиксируются сваркой.

  2. Нижние прутья не стыкуются на третьей части ригеля.

  3. Для верхних – стыковка прутов не предусмотрена на первой четверти.

Изготавливается бетон нужной марки, выполняется непрерывная заливка опалубки. Для равномерного заполнения формы, смесь обязательно нужно вибрировать.

Боковые элементы опалубки можно демонтировать через 3-7 дней, в зависимости от погодных условий. Оставшаяся часть опалубки убирается через 28 суток, когда бетон набирает прочность.

Читайте также:  Жидкий гранит своими руками в домашних условиях

Чтобы избежать проблем при дальнейшем строительстве, через месяц после заливки ригеля, рекомендуется пригласить представителей строительной лаборатории для проверки прочности.

Целевое применение несущего строительного элемента

Ригельные балки применяются в условиях современного строительства достаточно широко. Например:

    при строительство модульных зданий и сооружений;

    для обустройства лестничных пролётов, оконных проёмов, оград;

    при возведении зданий, предполагающих сборную конструкцию и высокие потолки;

    на линиях электропередач – чтобы увеличить площадь опорных конструкций и принять на себя вертикальную нагрузку.

Помимо этого, ригель (деревянные балки) применяется для создания опалубки. Такие конструкции отличаются высокой скоростью возведения и способностью выдерживать динамические нагрузки: до 8 т/м 2 .

Что такое ригель в строительстве: определение, назначение, виды

Строительство – быстро развивающаяся отрасль, включающая все организационные, проектные, строительно-монтажные работы, связанные с возведением или демонтажем. В зданиях и сооружениях используют ригели. Но даже опытные специалисты не всегда могут объяснить, в чем его различие с балкой. А разница есть существенная.

Что такое ригель, и чем он отличается от балки

Конструктивное изделие в строительстве, главной способностью которого есть работа на изгиб, называется балкой. Основным материалом служит дерево или полый металл. Горизонтальное опорное изделие, соединяющее вертикальные стойки, называют ригелем. Его можно назвать горизонтальной балкой (из металла или железобетона) с важными несущими способностями, что берет на себя нагрузки в различных направлениях. Назначение ригеля одно – принимать нагрузки без развития пластических деформаций.

Ригель: определение и назначение

Строительный ригель – это несущий конструкционный элемент. Он является опорой для перекрытий. Качество изделия – основа устойчивости и проектных требований к конструкции, так как масса несущего элемента передается на вертикальные стойки. При возведении цоколя пояс из ригелей укрепляет и разгружает фундамент.

Что такое ригель в строительстве: определение, назначение, виды

Назначение этих опорных элементов для постройки зданий и сооружений с широкими пролетами (торговые центры, ангары) и усиления колонн в помещениях с высокими потолками.

Балки предназначены для монтажа перекрытий или покрытий. К примеру, на чердаке, конструкция которого предполагает распределение нагрузки балок на ригели.

Расшифровка и маркировка

Обозначать ригели нужно буквенной аббревиатурой и цифровыми обозначениями. Для примера, маркировка ІV означает, что используется ригель типа РДП, размеры которого 6 дм в высоту и 5,56 дм в длину, выдерживает напряжение 110 кН/м, имеет напряженную арматуру класса А-IV. Дополнительные характеристики указывают при необходимости: конструктивные особенности (наличие дополнительных закладных деталей), устойчивость в агрессивных условиях, сейсмическим колебаниям.

Ригель как часть замка

Когда закрывается дверь, ключом делается поворот и появляется запирающий штырь. Прочная запорная часть — это ригель замка. На Руси, когда только возникла необходимость запирать двери, появились и первые заморские замки с выдвижной частью. Далеко не все могли приобрести сложную новинку, но стали использоваться засовы разной сложности, их тоже назвали ригелями. То есть ригель — это металлический штырь или несколько штырей, плотно закрывающие дверь.

Современные дверные замки вмещают от двух до шести круглых ригелей, чем их больше, тем лучше и надежнее запирающая надежность замка. Надежность ригельного запора зависит от металла, из которого он изготовлен. Лучшим материалом считается сталь. Здесь важно, чтобы ответная часть в дверной коробке и сама коробка также были сделаны из высокопрочных материалов и надежно смонтированы. Самый простой ригель — это одинарный, прямоугольной формы. Такой вид замка практически отжил в наших реалиях и скоро станет раритетом.

Виды замков

Ригельные конструкции различают по видам:

  1. Врезной ригельный замок для металлических дверей, а также стальных, деревянных считается удачным вариантом для домов, т.к. недоступно запорное устройство и ригели размещаются в нестандартном порядке. Это введет в замешательство любого вора.
  2. Сувальдные механизмы — более современные, покупают для нежилых, подсобных помещений. В таком односистемном замке присутствуют бронированные накладки, поворотная ручка, больше ригелей, что делает конструкцию безопаснее в несколько раз. Много ригелей — надежнее замок.
  3. Электромеханические устройства со встроенным герконом — оборудованы датчиком открытия двери, системой автоблокировки. При неожиданном выключении электричества есть возможность вручную закрыть или открыть дверь. Многие устанавливают их для гаражей.
  4. Для рольставней специальная конструкция, надежно фиксирующая полотна роллет (стандартно замок устанавливается на нижней планке, но наилучшим способом считается размещение замка сверху).

Есть врезной замок и накладной ригельный. Самые простые в установке накладные ригельные замки, а надежные — кодовые, которые устанавливают на сейфы, шкафы с ценными вещами и бумагами. Главное — приобретать качественные броненакладки, тогда взломщик не сможет осуществить кражу.