Железобетонные ригели

Строительство имеет в арсенале конструкционные элементы, которые позволяют возводить ажурные здания. Одним из важнейших изделий являются железобетонные ригели, принимающие на себя вес плит перекрытий многоэтажных строений. От их качества и характеристик зависят надежность и долговечность зданий. Конструкционные особенности этой железобетонной продукции разнообразны, поэтому не всегда удается увидеть принципиальные различия между балкой и ригелем.

Определение

Ригелем называется железобетонное изделие с армированием, которое служит горизонтальным соединителем вертикальных конструкций (колонн, подвесов, стен) и несет на себе нагрузку плит перекрытий и других элементов.

Материалы и характеристики

Основу их прочности формируют бетоны (тяжеловесные) классов (на сжатие) от В22,5 до В60. Армирование продукции осуществляется металлической стержневой термомеханически упрочненной и горячекатаной арматурой с периодическим профилем, а также арматурными стальными канатами, арматурной сталью упрочненной вытяжки предусмотренных классов и проволокой различной прочности.

Ригель железобетонный должен иметь набранную нормативную прочность бетона, измеренную в трех временных точках: отпускную (70% и 85% в теплое и холодное время соответственно), передаточную, проектную. Такие изделия имеют высокие показатели морозоустойчивости, сопротивления агрессивным газовым составам, антикоррозионной защищенности, влагонепроницаемости, огнестойкости.

Готовая продукция имеет высокие параметры соответствия по: жесткости, трещиностойкости и прочности. Даже нормируются размеры допусков размещения выпусков арматуры (сваривается с арматурой колонн) на внешней поверхности — не больше 3 мм. Торцевые соединительные пластины и стержни прочно соединяются сваркой с внутренней осевой арматурой.

Назначение

Создание многоэтажных конструкций.

Ригели соединяют вертикальные конструкционные элементы сооружений, сами являясь опорами для плит перекрытий. Данная функция способствует формированию жесткой пространственной прочности арматуры постройки, объединенной сваркой. Такие конструкции гарантируют геометрическую стабилизацию сооружения в целом, передавая вес горизонтальных конструкций на опорный вертикальный «скелет» здания. Пояс из подобных изделий способен поднять цоколь над фундаментом на нужную высоту, укрепить и разгрузить последний. Их задействуют для сборки сооружений с широкими пролетами помещений (ангары, торговые залы), усиления колонн в помещениях с высокими потолками.

Данные элементы проектируются, чтобы выдерживать значительные нагрузки, когда уложены как балки или используются как колонны. Железобетонными ригелями в многоэтажных зданиях могут формироваться оконные комиссуры, ограды. В строительстве повышенной этажности и в конструкциях особенно больших габаритов задействуется модификация ригеля, которая имеет длину 12 м.

Данная разновидность проявила себя надежнее, чем образцы из стали. Транспортная инфраструктура (ограждения, парапеты, переходы, виадуки, мосты и пр.) активно сооружается с применением ригелей. В энергетике изделия используются для увеличения площади несущего основания мачт линий электропередач, что позволяет горизонтально распределять нагрузки для повышения несущей способности опор.

Особенности

Их конструкции имеют различные профиль, размеры (длину, поперечное сечение), материал, способ крепления, что определяется конкретным местом применения. Фигура образцов в поперечнике — тавр, имеющий одну или две полки (для плит перекрытий), а также прямоугольник и т-образная без полок. Вариант с одной полкой позволяет опирать плиты с одной стороной (лестничный марш, торцевой пролет здания).

На модель с двумя полками опираются две плиты (характерно для центральных пролетов). Т-образные модификации с низко расположенной полкой уменьшают видимый выход тела конструкции внутрь помещений. На прямоугольные ригели нагрузка укладывается просто сверху. Конструкционные особенности и предназначения построек предполагают применение жесткого или шарнирного способов крепления ригелей.

Маркировка

Продукция маркируется цифро-буквенным кодом, разделенным тире на группы. Пример — РДП 6.56-110АIV. 1-я группа указывается тип ригеля, его высоту в поперечнике и длину (дм), округленные до целых чисел. Разрешается заменять содержание данной группы на наименование изделия — ригель («Р») с указанием стандартизованного типоразмера. Вторая — дает информацию о несущей способности (в кН/м) изделия или же о его порядковом номере по несущей способности. Далее для предварительно напряженной арматуры указывается класс стали (латинская буква и римская цифра).

Так маркировка РДП 6.56-110АIV на продукции сообщает: тип РДП – ригель для железобетонных многопустотных плит, высота 6 дм (600 мм), длина 56 дм (5560 мм), несущая способность 110 кН/м, внутри заложена сталь класса А-IV. В ряде случаев используется третья группа обозначений, характеризующая специальные условия, в которых изделие может использоваться. Это касается, к примеру, сопротивляемости средам агрессивным газов, сейсмическим толчкам. Также может быть учтена установка добавочных закладных деталей.

Продукция с маркировкой РДП 6.56-110АIV-На, например, в 3-й группе сообщает, что материал изделия — бетон с нормальной («Н») проницаемостью (допустим к эксплуатации в слабоагрессивных газообразных средах), внутри которого установлены добавочные закладные элементы («а»). Ригели по типам обозначаются буквами: Р – прямоугольный, РО – однополочный (РОП – для плит многопустотных, РЛП — для лестничных маршей, РОР – под ребристые плиты, РЛР – аналогично РЛП), РБ – бесполочный в виде буквы «Т» (РБП – для плит многопустотного изготовления, РБР – для плит в ребристом варианте), РД – двухполочный (РДП – под железобетонные многопустотные плиты, РДР – под ребристые плиты) и РКП – балконный (консольный) для многопустотных плит. Встречаются ригели с аббревиатурой изготовителя (по ТУ), учитывающей специфику их формы, например, РВ, РМ, АР и пр.

Отличие ригеля от балки

С точки этимологии, балка – это более широкое понятие, а ригель – это та же балка, но выполняющая узкоспециализированную функцию.

Ригель можно считать горизонтальной балкой с особыми несущими функциями (принимает нагрузки с любых направлений) в качестве основного опорного элемента каркаса здания. Он является горизонтальной частью рамы, которая жестко связана с вертикальными стойками основной несущей конструкции (расчету не подлежит). Балка, уложенная горизонтально или под наклоном, работает как самостоятельная конструкционная единица каркаса строения, только преимущественно на изгиб (при проектировании рассчитывается). Ригели и балки нельзя взаимозаменять, так как первые монолитные (железобетонные или металлические), имеют большой вес, жесткость и прочность, а вторые, как правило, имея небольшую массу, изготавливаются из дерева или полых металлических конструкций.

Функциональность работы ригелей достаточно узкая, а сфера применения значительная. Назначение железобетонного ригеля четко определено и, независимо от условий, неизменно. Тогда как определение «балка» само по себе широкое, включающее и ригель. Балки применяются в строительной индустрии в виде перекрытий или их поддержки (пример — чердачное помещение, основной функцией конструкции которого является распределение нагрузки балок со стропилами на ригели), а также покрытий.

Как сделать ригель?

Установка опалубки.

Прямо на стройплощадке возможно отлить железобетонный ригель. Тяжелое монолитное изделие не должно формировать каркас в деревянных или каркасных постройках. Его использование потребует внимательнее рассчитать прочность фундамента. На подготовительном этапе создается прочная опалубка, задающая правильные, точные геометрические размеры и форму с ребрами жесткости. Для формирования дна формы используются металлические листы (доска), для боковин — толстая влагостойкая фанера.

Форма устанавливается на т-образные опоры из досок и горизонтируется. Ее дно и внутренние стенки аккуратно укрываются рубероидом (пленкой). Длина и нагрузки на железобетонную конструкцию определяют количество каркасов армирования (верхний, нижний), формируемых в ригеле. Высота нижнего края нижнего каркаса над дном составляет не менее 3 см, а верхний должен располагаться в 3-х см ниже уровня верхнего среза формы. Армирующие каркасы формируются за пределами формы и затем устанавливаются в нее.

Низовая арматура делается непрерывной и укладывается продольно (принимает нагрузку на растяжение), ее диаметр — не меньше 1 см. Каркасы обвариваются (вяжутся проволокой). Нижнее продольное армирование не стыкуется в центральной трети длины, а верхнее — на крайних четвертях длины. Бетонный раствор замешивается из частей щебня, песка, цемента в пропорции 4/2/1 и воды. Заливка делается непрерывно, смесь трамбуется вибратором. Уход за бетоном изделия первые 7 – 10 суток осуществляется по сезону.

Боковые щиты снимаются через 2 недели, нижняя опора ригеля сохраняется до истечения 28 суток. Затем инструментально проверяется качество бетона. При положительном результате ригель нагружается после полного набора марочной прочности.

Вывод

Железобетонная конструкция, называемая «ригель», является центральным несущим конструкционным элементом каркасов зданий. Данные изделия имеют неизменное назначение в отличие от балок, которые являются наполнителями каркасов строений.