Армирование железобетонных балок ненапрягаемой арматурой. Минимальный диаметр рабочей арматуры железобетонной балки
Конструирование железобетонных балок
Балками, прогонами и ригелями называются стержневые изгибаемые элементы, работающие под нагрузкой отдельно или в составе перекрытия, покрытия и т. д. По способу возведения балки могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными, по форме поперечного сечения — прямоугольного, таврового, двутаврового, трапециевидного и другого сечения. Минимальная ширина сечения балок, а также ребер сборных панелей, настилов и часторебристых перекрытий зависит от диаметра продольной арматуры и крупности заполнителей. Рекомендуемая ширина сечения балок 100, 120, 150, 200, 220, 250 мм и далее кратной 50 мм. Высота сечения 300, 400, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200 мм и далее кратной 300 мм при соотношении h/b = 2..4.
Распределение арматуры в поперечном сечении балок со сварными (а. б. в, г. д) и вязаными (е, ж, з, и, к) каркасами.
Расположение арматуры в железобетонных конструкциях производится с учетом ее вида, формы и величины поперечного сечения элементов, а также минимальных расстояний между стержнями и требуемой толщины защитного слоя бетона. Распределение арматуры в поперечном сечении балок мало зависит от того, применяется она в виде сварных или вязаных каркасов. Число продольных рабочих гибких стержней, заводимых за грань опоры балки, должно быть не менее двух. В балках и ребрах шириной 150 мм и менее допускается установка и доведение до опоры одного стержня, если они рассчитаны на небольшую равномерно распределенную нагрузку. Согласно опытным данным, перед разрушением изгибаемых элементов напряжения в растянутых стержнях приопорной зоны составляют 35...45% максимальных их напряжений в пролете. Поэтому требуется заводить за грань опоры не менее половины поперечного сечения продольной арматуры. Диаметр стержней рабочей арматуры балок не менее 12 мм. Желательно назначить все рабочие стержни одинакового диаметра и не более 32 мм. При назначении рабочей арматуры для элементов из легкого бетона предпочтение рекомендуется отдавать мелким диаметрам стержней, т. е. 18 мм и менее.
Расстояния в свету между отдельными стержнями должны приниматься не менее наибольшего диаметра стержней и не менее 25 мм для нижней и 30 мм для верхней арматуры. При расположении нижней арматуры более чем в два ряда по высоте сечения расстояния между стержнями, расположенными в третьем и следующих рядах, должны быть не менее 50 мм. Этим обеспечивается свободное проникновение между арматурными стержнями крупных заполнителей. При высоте сечения более 700 мм у боковых граней должны ставиться монтажные продольные стержни с площадью сечения не менее 0,1% от площади поперечного сечения.
Армирование балок прокатными профилями допускается лишь при строительстве промышленных зданий и сооружений. Для лучшего сцепления с бетоном жесткая арматура имеет рифленую поверхность.
Армирование балок прокатными профилями (а) и листовой сталью (б): 1—гладкая жесткая арматура; 2—то же, с рифленой поверхностью; 3 — гибкая рабочая арматура.
Сталебетонные балки имеют одиночное или двойное внешнее армирование в шве полосовой стали гладкого или периодического профиля. Совместная работа внешней арматуры и бетона гарантируется хомутами-анкерами или анкерирующими стержнями-дюбелями. На опорах внешняя арматура приваривается к жестким торцевым упорам. Поперечные стержни принимают по расчету и конструктивно. Из условия сварки арматуры диаметр поперечной арматуры принмаю более половины диаметра продольной арматуры. Диаметр хомутов в вязаных каркасах принимается не менее 6 мм при высоте менее 800 мм и не менее 8 мм при высоте (h) более 800 мм. Расстояние между вертикальными и горизонтальными поперечными стержнями должно быть не более 600 мм и не более удвоенной ширины грани балки или ребра. На приопорных участках, равных 0,25 пролета, это расстояние не должно превышать h/2 и 150 мм при h<450 мм, а также h/З и 500 мм при h>450 мм. В опасных зонах элементов целесообразно применять замкнутую поперечную арматуру. Она предохраняет стержни сжатой зоны от потери устойчивости и преждевременного разрушения бетона. В элементах, работающих на изгиб с кручением, вязаные хомуты должны быть замкнутыми с перепуском их концов на 30 d. В сварных каркасах все поперечные стержни должны быть приварены к угловым продольным стержням, образуя замкнутый контур.
Армирование верхнего (a) и промежуточных (б, в) крайних узлов монолитных рам.
Сопряжения ригеля с концом колонны в монолитных железобетонных каркасах выполняются по схеме на рис. Нижние стержни пролетной арматуры ригеля заводятся за внутренние грани колонн на величину их анкеровку. Верхние стержни опорной арматуры ригеля заводятся в колонну и обрываются в одном или в двух сечениях. При больших эксцентриситетах приложения продольного усилия в колоннах часть их продольных стержней, но не менее двух, пропускается в ригель на величину анкеровки от внутренней грани стойки. Причем чем больше радиус загиба стержней, тем выше несущая способность узла.
СНиП 52–01–2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М., 2004. С. 24.
Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01–84). М.: ЦНИИПромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР, 1989. 192 с.
СНиП 2.01.07–85. Нагрузки и воздействия. М., 1988. 34 с.
Похожие статьи:
poznayka.org
Конструктивные требования по армированию балок и плит перекрытия
Продольное армирование
Согласно СП 52-101-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры" п.8.3.6: "В железобетонных линейных конструкциях и плитах наибольшие расстояния между осями стержней продольной арматуры, обеспечивающие эффективное вовлечение в работу бетона, равномерное распределение напряжений и деформаций, а также ограничение ширины раскрытия трещин между стержнями арматуры, должны быть не более:
- в железобетонных балках и плитах:
200 мм - при высоте поперечного сечения, h ≤ 150 мм;
1,5h и 400 мм - при высоте поперечного сечения h > 150 мм;"
Понимать этот пункт следует так. Например рассчитывается однопролетная плита перекрытия высотой до 150 мм и по расчету для армирования 1 м ширины такой плиты требуется 3.43 см2 арматуры. Согласно таблицы 170.2 для армирования можно использовать 1 стержень диаметром 22 мм, 2 стержня диаметром 16 мм, 3 стержня диаметром 14 мм, 4 стержня диаметром 12 мм, 5 стержней диаметром 10 мм, 7 стержней диаметром 8 мм и т.д. Так вот, для армирования такой плиты следует принимать не менее 5 стержней диаметром 10 мм. Именно это и обеспечит более равномерное распределение напряжений и деформаций и более эффективное вовлечение в работу бетона. Потому как расчетная схема и реальная работа конструкции - две большие разницы и когда мы рассматриваем материал 1 м ширины железобетонной плиты, как обладающий одинаковыми свойствами по всей ширине, мы делаем очень большое допущение. А чем более равномерно по рассматриваемой ширине будет распределена арматура, тем ближе будет расчетная схема к реальной работе конструкции.
А в Пособии к СП 52-101.2003 данный пункт дополнен следующей рекомендацией (п. 5.13):
"При армировании неразрезных плит сварными рулонными сетками допускается вблизи промежуточных опор все нижние стержни переводить в верхнюю зону.
Неразрезные плиты толщиной не более 80 мм допускается армировать одинарными плоскими сетками без отгибов."
В данном случае речь идет о плитах перекрытия, которые могут рассматриваться как многопролетные балки (пример расчета такого перекрытия см. в статье "Расчет монолитного ребристого перекрытия"). Соответственно в таких плитах возникает момент не только в пролете, но и на промежуточных опорах. И если подобрать арматуру таким образом, что она будет воспринимать моменты, действующие на промежуточных опорах, то армирование можно выполнять одной сеткой для верхней и для нижней зоны сечения, выполняя переход из верхней зоны в нижнюю или наоборот в местах, где расчетный момент, действующий на поперечное сечение плиты, равен нулю. Выглядит это примерно так:
Рисунок 401.1. Варианты армирования монолитной неразрезной плиты б) сварными рулонными сетками с переходом в верхнюю зону сечения на промежуточных опорах, в) сварными одинарными плоскими сетками г) отдельными стержнями (одиночной арматурой).
Ну а теперь пора переходить к не менее важному п. 8.3.7 (5.14 в Пособии): "В балках и ребрах шириной более 150 мм число продольных рабочих растянутых стержней в поперечном сечении должно быть не менее двух. При ширине элемента 150 мм и менее допускается устанавливать в поперечном сечении один продольный стержень."
Данная рекомендация основана все на том же требовании обеспечить эффективное вовлечение в работу бетона, а также максимально возможное перераспределение напряжений и деформаций. Дело в том, что в балках и ребрах монолитного ребристого перекрытия шириной > 150 мм может поместиться 2 стержня арматуры с учетом требуемой толщины защитного слоя бетона и соблюдении минимального расстояния между стержнями при ожидаемом максимальном размере крупного наполнителя бетонной смеси и этим нужно пользоваться.
Согласно п. 8.3.8 (5.15): "В балках до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры с площадью сечения не менее 1/2 площади сечения стержней в пролете и не менее двух стержней.
В плитах до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры на 1 м ширины плиты с площадью сечения не менее 1/3 площади сечения стержней на 1 м ширины плиты в пролете и не менее двух стержней."
Данный пункт повествует нам о крайних опорах многопролетных неразрезных плит и балок или просто об опорах однопролетных балок и плит. А также о том что даже если изгибающий момент в точках начала опоры однопролетных балок и плит, а также на крайних опорах многопролетных плит и балок равен нулю, то все равно для надлежащей анкеровки арматуру следует предусматривать до опоры и даже дальше. Насколько дальше, на то есть отдельный пункт (5.35). Тем не менее этот пункт не запрещает заводить за грань опоры всю расчетную арматуру, если это арматура периодического профиля.
А в СНиП 2.03.01-84 подобный пункт ((5.20)) дополнен следующей рекомендацией: "В плитах расстояния между стержнями, заводимыми за грань опоры, не должны превышать 400 мм, причем площадь сечения этих стержней на 1 м ширины плиты должна составлять не менее 1/3 площади сечения стержней в пролете, определенной расчетом по наибольшему изгибающему моменту."
Из чего следует, что даже если расстояние между стержнями продольной арматуры будет принято согласно указанных выше рекомендаций, а именно не более 200 мм, то все равно за грань опоры придется заводить половину всех продольных стержней. И только если расстояние между стержнями продольной арматуры будет приниматься около 130 мм, то можно заводить за грань опоры третью часть стержней.
И тут возникает очень важный вопрос: а на сколько можно не доводить до грани опоры продольные стержни арматуры в однопролетных балках и плитах и на крайних опорах многопролетных балок и плит? К сожалению ни один из вышеперечисленных нормативных документов прямого ответа на этот вопрос не дает, а приводятся только формулы, да таблицы, в которых мы и попробуем сейчас разобраться.
Например, все для той же однопролетной плиты, рассматриваемой как балка на шарнирных опорах длиной l = 3 м, требуемое сечение составляет 3.43 см2. Однако арматура с таким сечением необходима только посредине плиты, где изгибающий момент максимальный. На опорах, согласно принятой расчетной схеме момент равен нулю и арматура вроде как вообще не требуется, однако с целью анкеровки часть арматуры все же заводится за грань опоры. И хотя нет прямой зависимости между значением изгибающего момента и требуемой площадью арматуры мы все же предположим такую зависимость, получив в итоге небольшой запас по прочности.
Итак, если планируется не доводить до опор половину продольных стержней, то эту половину следует доводить до точки, в которой согласно эпюре моментов значение изгибающего момента будет в 2 раза меньше, т.е. М = ql2/16 плюс расстояние, необходимое для анкеровки арматуры в растянутом бетоне.
Согласно уравнению моментов:
Мx = qlx/2 - qx2/2 = ql2/16
тогда
x = 0.146l или примерно 438 мм (методы решения квадратных уравнений здесь не приводятся)
Для арматуры периодического профиля минимально допустимая длина анкеровки в растянутом бетоне составляет согласно Таблице 328.1 не менее 20d = 200 мм, не менее 250 мм, а также не менее (0.7·3600/117 + 11)10 = 325 мм (пояснения к формуле там же, где и таблица). Таким образом обрываемую арматуру можно не доводить до граней опор на 438 - 325 = 113 мм.
Как видим, экономия при обрывании арматуры в пролете не то чтобы сумасшедшая и потому при выполнении 1-2 плит лучше довести все продольные стержни до опор. Так оно надежней будет. Да и перераспределение усилий в плите при этом будет более равномерным.
Ну и еще одно требование, относящееся к балкам, достаточно редко встречающимся в малоэтажном строительстве, но тем не менее (п. 5.16): "В изгибаемых элементах при высоте сечения более 700 мм у боковых граней должны ставиться конструктивные продольные стержни с расстояниями между ними по высоте не более 400 мм и площадью сечения не менее 0,1% площади сечения бетона, имеющего размер, равный по высоте элемента расстоянию между этими стержнями, по ширине - половине ширины ребра элемента, но не более 200 мм."
На первый взгляд такое требование выглядит нелогичным - зачем устанавливать арматуру приблизительно посредине высоты сечения, т.е. там, где растягивающие или сжимающие напряжения минимальны или их вовсе нет? Тем не менее нельзя забывать о том, что стержни поперечной арматуры могут работать на сжатие, а значит чем меньше их расчетная длина, тем больше устойчивость. Соответственно установка дополнительных продольных стержней, особенно при сварном каркасе, уменьшает расчетную длину стержней поперечного армирования как минимум вдвое.
Примечание: выражение в данном пункте "имеющего размер, равный по высоте элемента расстоянию между этими стержнями, по ширине - половине ширины ребра элемента, но не более 200 мм" для меня тайна великая есмь. Причем в СНиПе этот пункт формулируется практически также. Предполагаю, что это как-то связано с балками таврового сечения, но утверждать не буду.
Кстати, пора поговорить о поперечном армировании.
Поперечное армирование
п.8.3.9: "Поперечную арматуру следует устанавливать исходя из расчета на восприятие усилий, а также с целью ограничения развития трещин, удержания продольных стержней в проектном положении и закрепления их от бокового выпучивания в любом направлении.
Поперечную арматуру устанавливают у всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура."
Суть этого требования в том, что поперечная арматура никогда не помешает. И даже если по расчету не требуется, тем не менее будет способствовать более равномерному распределению напряжений в сечениях ж/б элемента.
Согласно п. 8.3.10 "...Диаметр поперечной арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов принимают не менее 6 мм.
В сварных каркасах диаметр поперечной арматуры принимают не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры."
Требования данного пункта, на мой взгляд очевидны и дополнительных комментариев не требуют. В том смысле, что арматуру диаметром 5 мм трудно приварить к арматуре диаметром 30 мм.
Согласно п. 8.3.11: "В железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более 0,5 h0 и не более 300 мм.
В сплошных плитах, а также в часторебристых плитах высотой менее 300 мм и в балках (ребрах) высотой менее 150 мм на участке элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, поперечную арматуру можно не устанавливать.
В балках и ребрах высотой 150 мм и более, а также в часторебристых плитах высотой 300 мм и более, на участках элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более 0,75 h0 и не более 500 мм."
Тут тоже все более менее понятно и как бы уточнение п. 8.3.9.
А кроме того из этого пункта следует вывод, что даже если в сжатой зоне балки высотой более 150 мм по расчету продольная арматура не требуется, то по конструктивным требованиям ее следует установить. Иначе к чему вверху крепить поперечную арматуру, чтобы обеспечить удержание стержней в проектном положении при бетонировании и в процессе набора прочности бетона (имеются в виду сварные плоские каркасы)? При этом диаметр конструктивной продольной арматуры можно принимать в 1.5-2 раза меньше, чем расчетной продольной арматуры.
А в Пособии за этим следует следующий пункт (5.22): "Отогнутые стержни арматуры должны предусматриваться в изгибаемых элементах при армировании их вязаными каркасами. Отгибы стержней должны осуществляться по дуге радиусом не менее 10d. В изгибаемых элементах на концах отогнутых стержней должны устраиваться прямые участки длиной не менее 0,8lan, принимаемой согласно указаниям п.5.32, но не менее 20d в растянутой и 10d — в сжатой зоне.
Прямые участки отогнутых гладких стержней должны заканчиваться крюками.
Расстояние от грани свободной опоры до верхнего конца первого отгиба (считая от опоры) должно быть не более 50 мм.
Угол наклона отгибов к продольной оси элемента следует принимать в пределах 30 - 60°, рекомендуется принимать угол 45°."
Как выглядит такой отгиб, можно посмотреть все на том же рис. 401.1 г). А еще смысл этого пункта в том, что если вы делаете вязаный каркас, то обрыв арматуры, не доводимой до грани опоры, рассчитывать вовсе не обязательно. Достаточно выполнить требования данного пункта. И кроме того из этого пункта следует, что вязанные каркасы для балок с 2 стержнями в нижней растянутой зоне нежелательны, надежнее делать для балок сварные каркасы.
Согласно п. 8.3.14: "В элементах, на которые действуют крутящие моменты, поперечная арматура (хомуты) должна образовывать замкнутый контур."
Как правило крутящие моменты могут возникать в перемычках наружных стен и прочих балках, к которым нагрузка приложена не по центру тяжести сечения. А потому для таких элементов лучше использовать поперечную арматуру согласно указанному пункту, даже если расчет на действие крутящих моментов не проводился.
8.3.15 Поперечную арматуру в плитах в зоне продавливания в направлении, перпендикулярном сторонам расчетного контура, устанавливают с шагом не более 1/3 h0 и не более 300 мм. Стержни, ближайшие к контуру грузовой площади, располагают не ближе h0/3 и не далее h0/2 от этого контура. При этом ширина зоны постановки поперечной арматуры (от контура грузовой площади) должна быть не менее 1/5 h0.
Расстояния между стержнями поперечной арматуры в направлении, параллельном сторонам расчетного контура, принимают не более 1/4 длины соответствующей стороны расчетного контура.
8.3.16 Расчетную поперечную арматуру в виде сеток косвенного армирования при местном сжатии (смятии) располагают в пределах расчетной площади Ab,max (6.2.43). При расположении грузовой площади у края элемента сетки косвенного армирования располагают по площади с размерами в каждом направлении не менее суммы двух взаимно перпендикулярных сторон грузовой площади (рисунок 6.11).
По глубине сетки располагают:
- при толщине элемента более удвоенного большего размера грузовой площади - в пределах удвоенного размера грузовой площади;
- при толщине элемента менее удвоенного большего размера грузовой площади -; в пределах толщины элемента.
8.3.17 Поперечная арматура, предусмотренная для восприятия поперечных сил и крутящих моментов, а также учитываемая при расчете на продавливание, должна иметь надежную анкеровку по концам путем приварки или охвата продольной арматуры, обеспечивающую равнопрочность соединений и поперечной арматуры.
Данные пункты пока оставляю без комментариев.
Возможно со временем я для большего удобства пользования разобью данные требования по категориям типа: "требования при армировании плит и балок сварными каркасами из арматуры периодического профиля", "требования при армировании плит и балок вязаными каркасами". А может и будут отдельные категории для балок и для плит, но пока некогда.
doctorlom.com
| Требования | Значение | Нормативныйдокумент |
| Минимальные значения толщины защитногослоя бетона:
| ||
| Продольная рабочая арматура: |
| Пункт 12.8.5. СП 50-101-2004 |
| - фундаментных балок и сборныхфундаментов | 30 мм | |
| - монолитных фундаментов (при наличиибетонной подготовки) | 35 мм | |
| - монолитных фундаментов (приотсутствии бетонной подготовки) | 70 мм | |
| Рабочая арматура: |
| Таблица 8.1 СП 52-101-2003
|
| - в закрытых помещениях (при пониженнойи нормальной влажности) | 20 мм | |
| - в закрытыхпомещениях (в условиях повышенной влажности и отсутствия защитныхмероприятий) | 25 мм | |
| - на открытом воздухе (приотсутствии защитных мероприятий) | 30 мм | |
| - в грунте (при отсутствиизащитных мероприятий), в фундаментах при наличии бетонной подготовки | 40 мм | |
| для сборных элементов | уменьшают на 5 мм (по сравнению с рабочей арматиурой) | |
| для конструктивной арматуры | ||
| в любом случае | не менее диаметра стержня арматуры | |
| Минимальные расстояния между стержнями арматуры (в свету):
| ||
| для нижней арматуры, расположенной в один или два ряда | 25 мм | Пункт 8.3.3. СП 52-101-2003 |
| для верхней арматуры | 30 мм | |
| для нижней арматуры, расположенной более чем вдва ряда (кроме стержней в двух нижних рядах) | 50 мм | |
| при вертикальном положении стержней | 50 мм | |
| Продольное армирование: | ||
| содержание рабочей продольной арматуры в железобетонном элементе | не менее 0,1 % от площади сечения бетонного элемента | Пункты8.3.4, 8.3.6 СП 52-101-2003 |
| наибольшие расстояния между осями стержней продольной арматуры: |
| |
| - в железобетонных балках и плитах | 200 мм — при h ≤ 150 мм (h - высота поперечного сечения) | |
| 1,5h и 400 мм — при h > 150 мм | ||
| - в железобетонных колоннах | 400 мм — в направлении, перпендикулярномплоскости изгиба | |
| 500 мм — в направлении плоскости изгиба | ||
| в железобетонных стенахрасстояния между стержнями арматуры: |
| |
| - вертикальной
| не более 2t и 400 мм (t - толщина стены) | |
| - горизонтальной | не более 400 мм | |
| Число стержней продольной рабочей растянутой арматуры в поперечном сечении балок и ребер шириной: |
| Пункт 8.3.7. СП 52-101-2003 |
| - более 150 мм | не менее двух | |
| - 150 мм и менее
| в поперечном сечении допускается устанавливать один продольныйстержень | |
| Диаметр продольных стержней не менее: |
| Пункт 5.17. Пособия попроектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона безпредварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003) |
| - внецентренно сжатых линейных элементов монолитных конструкций | 12 мм | |
| - в колоннах с размером меньшей стороны сечения 250 мм и более | 16 мм | |
| - в железобетонных стенах | 8 мм | |
| Диаметр продольных стержней сжатых элементов для бетона тяжелого и мелкозернистого класса ниже В25 | не более 40 мм | Таблица 9Пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонныхзданий». (Москва, 2007) |
| Если высота поперечного сечения изгибаемого элемента более 700 мм, то у боковых граней ставятся конструктивныепродольные стержни:
См. рисунок 1 внизу таблицы |
| Пункт 5.16. Пособия попроектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона безпредварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003) |
| - с расстояниями между нимипо высоте | не более 400 мм | |
| - площадью сечения
| не менее 0,1 % площади сечения бетона, имеющего размер, равный по высоте элементарасстоянию между этими стержнями, по ширине — половине ширины ребра элемента,но не более 200 мм | |
| Для продольной рабочей арматурырекомендуется брать стержни одинакового диаметра.
Если используются стержни разныхдиаметров (количество которых рекомендуется не более 2), стержни большего диаметраразмещают в первом ряду, в углах сечения и при вязаных каркасах — в местахперегиба хомутов.
|
| Пункт 3.94 Руководства по конструированию бетонных и железобетонныхконструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). (Москва,1978) |
| Стержни продольной рабочей арматурыдолжны размещаться равномерно по ширине сечения балки или ребра и, какправило, не более чем в три ряда. При этом в третьем ряду должно быть неменее двух стержней (первым считается нижний ряд).
Размещение стержней последующих рядовнад просветами (в пролете) или под просветами (на опорах) предыдущих рядовзапрещается.
| ||
| Поперечное армирование:
| ||
| Максимальное расстояние между поперечными стержнями у каждой грани поверхности железобетонного элемента | не более 600 мм и 2t (t - ширина грани элемента) | Таблица 9Пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонныхзданий». (Москва, 2007) |
| Диаметр поперечной арматуры (хомутов): |
| Пункт 8.3.10. СП 52-101-2003 |
| - в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов
| не менее 0,25 наибольшего диаметрапродольной арматуры и не менее 6 мм | |
| -арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов | не менее 6 мм | |
| -в сварных каркасах | не менее диаметра, устанавливаемого изусловия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры | |
| Диметр поперечной арматуры(хомутов) вязаных каркасов высотой сечения: |
| Пункт 3.106 Руководства по конструированиюбетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (безпредварительного напряжения). (Москва, 1978) |
| - 80 см и менее | 6 мм | |
| - более 80 см | 8 мм | |
| Диаметр продольных стержней | не менее диаметра поперечных стержней | |
| Шаг поперечной арматуры в железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном | не более 0,5h0 и не более 300 мм | Пункт 8.3.11. СП 52-101-2003 |
| В сплошных плитах, а также в часторебристых плитах высотой менее 300 мм и в балках (ребрах) высотой менее 150 мм на участке элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, поперечную арматуру | можно не устанавливать | |
| Шаг поперечной арматуры в балках и ребрах высотой 150 мм и более, а также в часторебристых плитах высотой 300 мм и более, на участкахэлемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном (лента ростверка, лента МЗЛФ) | не более 0,75h0 и не более 500 мм | |
| Во внецентренно сжатых линейных элементах, а также в изгибаемых элементах при наличии необходимой по расчету сжатой продольнойарматуры (с целью предотвращения её выпучивания) устанавливают поперечную арматуру с шагом | не более 15d и не более 500мм (d - диаметр сжатой продольнойарматуры). | Пункт 8.3.12. СП 52-101-2003 |
| Если площадь сечения сжатой продольной арматуры, устанавливаемой у одной из гранейэлемента, более 1,5 %,- шаг установки поперечной арматуры | не более 10d и не более 300мм | |
| Конструкция хомутов (поперечных стержней) во внецентренно сжатых линейных элементах должнабыть такой, чтобы продольные стержни (по крайней мере, через один)располагались в местах перегибов, а эти перегибы — на расстоянии по ширине грани См. рисунок 2 и 3 внизу таблицы | не более 400 мм | Пункт 8.3.13. СП 52-101-2003 |
| Если ширина грани не более 400 мм и число продольных стержней у этой грани не более 4, то охват всех продольных стержней одним хомутом | допускается | |
podomostroim.ru
|
Минимальное содержание арматуры в ленточном фундаменте Пункт 7.3.5 СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» определяет минимальное относительное содержание рабочей продольной арматуры в железобетонном элементе не менее 0,1 % от площади рабочего сечения этого бетонного элемента. Таблица № 43 Суммарная площадь сечения стержней арматуры в зависимости от ее диаметра и количества стержней. *
* Таблица адаптирована с упрощениями из Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного натяжения арматуры к СП 52-101-2003 (Москва, 2005). Приложение №1. То есть для ленточного фундамента высотой 1 метр (1000 мм) и шириной 50 см (500 мм) минимальная площадь сечения продольной арматуры должна составить 500 мм2 . При армировании ленточных фундаментов, служащих опорой под колонны (например, при строительстве монолитного железобетонного каркаса здания) площадь сечения продольной арматуры для ребра Т-образного ленточного фундамента предусматривают с процентом армирования 0,2-0,4 % в каждом ряду. [Раздел 1, Приложение 1 к пособию по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», Москва, 2007] Номер (номинальный диаметр) стержней арматуры и их количество в сечении обычной прямоугольной фундаментной ленты можно определить по таблице №43: Таблица №43.
Минимальный номинальный диаметр арматуры в ленточном фундаменте. Часто у самостройщика возникает вопрос: допустимо ли использовать для продольных стрежней арматуры стержни диаметром 8 мм или 10 мм или менее, если их общая площадь сечения составляет минимально требуемое содержание в 0,1% от площади сечения ленты фундамента?
Минимальный диаметр арматуры определен в целом ряде нормативных документов. Для удобства мы свели их требования в нижеследующую таблицу: Таблица № 44 Минимально допустимые номинальные диаметры продольной и поперечной арматуры при армировании фундамента.
Продольную рабочую арматуру рекомендуется назначать из стержней одинакового диаметра. Если же применяются стержни разных диаметров, то стержни большего диаметра следует размещать внизу ленты фундамента, в углах сечения ленты фундамента и в местах перегиба хомутов через рабочую арматуру. Стержни продольной рабочей арматуры должны размещаться равномерно по ширине сечения ленты фундамента. При этом размещение стержней арматуры верхнего ряда над просветами между арматурой нижнего ряда запрещается [пункт 3.94 Руководства по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения, Москва, 1978]. При этом как в сварных, так и в вязаных каркасах диаметр продольных стержней должен быть не менее диаметра поперечных стержней арматуры. Максимальный номинальный диаметр продольной рабочей арматуры Диаметр продольных стержней сжатых элементов (верхний ряд арматуры) не должен превышать для тяжелого бетона 40 мм [раздел 4, таблица 9 пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», Москва, 2007]. Минимальное количество стрежней продольной арматуры в одном ряду В балках и ребрах шириной более 15 см число продольных рабочих растянутых стержней в поперечном сечении должно быть не менее двух. При ширине элемента 15 см и менее допускается устанавливать в поперечном сечении один продольный стержень [пункт 8.3.7 СП 52-101-2003]. При этом устройство ленточных фундаментов шириной менее 15 см не допускается [пункт 3.2.5.2 BS 8004:1986].Максимальное количество стержней продольной арматуры в одном ряду и минимальное расстояние между стержнями арматуры Максимальное количество стержней в одном ряду в поперечном сечении монолитной бетонной балки определяется минимальным расстоянием в свету между отдельными стержнями продольной арматуры. Это минимальное расстояние определено необходимостью свободного протекания бетонной смеси в тело ленты между стержнями арматуры фундамента при заливке бетона, возможностью его уплотнения и хорошей связи бетона с арматурой для совместной работы под нагрузкой. Минимальные расстояния между стрежнями продольной арматуры определены в пункте 7.3.4 СНиП 52-01-2003 “Бетонные и железобетонные конструкции” и прокомментированы в пункте 5.9 пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного натяжения арматуры (к СП 52-101-2003). Минимальное расстояние между стержнями продольной арматуры не может быть меньше наибольшего диаметра стержней арматуры и не менее 25 мм для нижнего ряда арматуры и 30 мм - для арматуры верхнего ряда при двух рядах армирования. При трех рядах армирования расстояние между стрежнями арматуры в верхнем ряду должно составить не менее 50 мм. При большом насыщении арматурой должны быть предусмотрены отдельные места с расстоянием между стержнями арматуры в 60 мм для прохождения между арматурными стержнями наконечников глубинных вибраторов, уплотняющих бетонную смесь. Расстояния между такими местами должны быть не более 500 мм.
Максимальное расстояние между стрежнями арматуры. Расстояние между стержнями продольной рабочей арматуры принимается с учетом типа железобетонного элемента (колонна, балка, плита, стена), ширины и высоты сечения элемента. Таблица № 45 Максимально допустимые расстояния между стрежнями арматуры.*
* Таблица приведена по данным пункта 8.3.6 СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. Таблица № 46 Максимальный шаг установки между стрежнями поперечной арматуры.*
* Таблица приведена по данным пункта 8.3.11-8.3.13 СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. При этом максимальное расстояние между стержнями должно быть не более величины, обеспечивающей эффективное вовлечение в работу бетона, равномерное распределение напряжений и деформаций по ширине сечения элемента, а также ограничение возможности появления трещин в бетоне между стержнями арматуры. При этом расстояние между стержнями продольной рабочей арматуры следует принимать не более двукратной высоты сечения элемента и не более 400 мм [пункт 7.3.6 СНиП 52-01-2003]. Конструкция хомутов (поперечных стержней) во внецентренно сжатых линейных элементах должна быть такой, чтобы продольные стержни (по крайней мере через один) располагались в местах перегибов, а эти перегибы - на расстоянии не более 40 см по ширине грани. При ширине грани не более 40 см и числе продольных стержней у этой грани не более 4 допускается охват всех продольных стержней одним хомутом.Закладываемые проходные элементы через фундаментную ленту Размер любого проходного элемента через бетон не может быть больше 1/3 ширины фундаментной ленты. Минимальный диаметр проходного элемента – 5 см. Проходные элементы не могут быть расположены ближе друг к другу, чем через промежуток равный 3 своим диаметрам [раздел 6.3 ACI 318-08].Требования к поверхности арматуры Арматуру следует монтировать укрупненными или пространственными заранее изготовленными элементами, по возможности сокращая объем применения отдельных стержней. С бетонной подготовки (подушки) в местах установки арматуры должны быть удалены мусор, грязь, снег и лед. Стержни арматуры должны быть обезжирены, очищены от любого неметаллического покрытия, краски, грязи, льда и снега, отслаивающегося налета ржавчины. Удаляется отслаивающаяся ржавчина с помощью металлической щетки. Разрешается наличие эпоксидного покрытия на арматуре. [Пункт 7.4.1 ACI 318-08]. (Эпоксидное покрытие значительно снижает сцепление с бетоном, но снижает коррозию арматуры).Допускается наличие неотслаивающейся ржавчины на стрежнях арматуры используемых без предварительного напряжения [Пункт 7.4.2 ACI 318-08].Не-халтура! Привычка многих строителей поливать водой арматуру за несколько дней перед укладкой, чтобы она заржавела, и к ней сильнее прилипал бетон, не является халтурой. В официальных комментариях к нормам ACI-318-08 в пункте R7.4 указано: Обычная поверхностная неотслаивающаяся ржавчина усиливает силу сцепления арматуры с бетоном. Ржавая поверхность лучше склеивается с цементным гелем в составе бетона. Но отслаивающуюся ржавчину требуется удалить. Арматура периодического профиля имеет в 2-3 раза большее сопротивление выдергиванию, чем гладкая арматура. А арматура с гладкой полированной поверхностью держится в бетоне еще в 5 раз слабее. |
dom.dacha-dom.ru
Армирование железобетонных балок ненапрягаемой арматурой
Блок плитного пролетного строения под железную дорогу (рис. 6.16) имеет основную рабочую арматуру (1), воспринимающую растягивающие усилия при изгибе блока, которую ставят по расчету на прочность. Необходимую площадь арматуры обычно набирают из стержней периодического профиля d = 16–40 мм. С помощью отгибов (2) концы растянутой рабочей арматуры надежно закрепляют в сжатой зоне блока. Кроме того, отгибы уменьшают раскрытие наклонных трещин в бетоне, возникающих от действия главных растягивающих напряжений, и повышают сопротивление наклонных сечений поперечной силе. Не менее 1/4 стержней рабочей арматуры выполняют без отгибов и заводят за ось опирания блока, заканчивая их прямыми крюками (стержни № 5).
Размещение рабочей арматуры удобно показывать под поперечным сечением блока в виде таблицы, в которой каждая клетка содержит номер соответствующего стержня. По таблице вместе с продольным разрезом блока можно определить количество, форму и расположение стержней рабочей арматуры.
Под продольным разрезом блока приводят выноску из стержней, на которой указывают длину всех прямолинейных и криволинейных участков. Выноской руководствуются при изготовлении стержней.
Для сокращения числа номеров стержни рабочей арматуры располагают несимметрично относительно середины пролета. При этом стержни одного номера образуют отгибы в четырех местах по длине блока.
Хомуты (8), как и отгибы, служат для уменьшения раскрытия наклонных трещин и повышения прочности наклонных сечений, а также объединяют верхнюю и нижнюю арматуры блока в жесткий каркас, который после изготовления устанавливают в опалубку. Хомуты обычно изготовляют из круглой стали d = 8–12 мм. В одном поперечном сечении ставят несколько хомутов, каждый из которых охватывает три растянутых стержня (более пяти не допускается) в одном горизонтальном ряду арматуры. Вверху хомуты прикрепляют к стержням монтажной арматуры (9).
Рис. 6.16 – Армирование плитного пролетного строения
При нагрузке, действующей на блок неравномерно по ширине, может возникнуть изгиб его в поперечном направлении с появлением растянутой зоны, которую армируют стержнями распределительной арматуры (4).
Консоли плиты, изгибаемые в поперечном направлении, работают как балки, заделанные одним концом. Рабочую арматуру консолей (3) ставят у верхней грани, определяя расчетом количество и диаметр стержней, которые для правой и левой консолей могут быть общими. Консоли целесообразно армировать стержнями периодического профиля d = 10–16 мм. Аналогичную конструкцию имеет рабочая арматура бортиков и тротуарных консолей (5).
Стержни (3) и (5) армируют входящий угол между верхней гранью плиты и бортиком. Концы стержней перекрещиваются и имеют необходимую заделку в бетоне. В консолях, бортиках и тротуарных плитах необходима также распределительная арматура (6).
По нижней поверхности консолей и бортиков часто предусматривают противоусадочную арматуру из сетки (7), которая уменьшает раскрытие возможных трещин от усадки бетона. Кроме того, стержни этой арматуры служат рабочими в случае появления в консоли положительных изгибающих моментов от случайных ударов снизу или при действии инерционных сил во время перевозки и установки блока. Нерасчетная арматура (распределительная, монтажная, противоусадочная) имеет d = 8–10 мм.
Армирование плиты балластного корыта или проезжей части ребристых пролетных строений зависит от ее конструкции (плита, не имеющая разреза между ребрами, или консольная плита, например при Т–образных блоках без соединения плит на монтаже).
Неразрезная плита (рис. 6.17, а) в поперечном направлении работает на изгиб как балка, упруго защемленная в ребрах. Наибольшие изгибающие моменты могут возникнуть в сечениях А–А, Б–Б, В–В, необходимое количество рабочей арматуры в которых определяют расчетом.
В выноске указывают количество стержней рабочей арматуры на 1 пог. м плиты в направлении оси пролетного строения. Так, в сечениях А–А и Б–Б требуется по расчету поставить 10 стержней у верхней грани плиты, а в сечении В–В – 8 стержней у нижней грани. Часть стержней (№ 2 и 3) отгибают вверх для использования как в верхней, так и в нижней зонах. Одновременно это позволяет объединить арматуры плиты в жесткий каркас.
В плите, изгибающейся как пластинка, изгибающие моменты действуют не только в поперечном, но и в продольном направлении, поэтому необходимо предусматривать распределительную арматуру (стержни № 5 и 7).
Рис. 6.17 – Армирование плиты
В плите Т–образного блока со свободными краями рабочая арматура (стержни № 1 и 2) расположена у верхней грани (рис. 6.17, б). Изгибающие моменты уменьшаются от ребра к краям, поэтому часть стержней (№ 2) можно не доводить до края плиты, делая их короче.
Арматуру плиты изготовляют в виде сварных сеток на специальных машинах. Верхняя сетка СПВ состоит из стержней рабочей и распределительной арматур (стержни № 3), нижняя сетка СПН – из противоусадочных стержней № 4 и 5. Закругление также армировано сеткой СПЗ. Сетки увязывают в жесткий каркас с помощью монтажных стержней. Неразрезную плиту также можно армировать сварными сетками без перевода стержней из верхней зоны в нижнюю.
О назначении различных видов арматуры и о рекомендуемых ее диаметрах было сказано выше при рассмотрении армирования консолей плитных пролетных строений (см. рис. 6.16). Там же показано армирование бортиков и плит тротуаров.
Рабочую арматуру ребра располагают в нижней зоне (рис. 6.18). По мере уменьшения изгибающих моментов к опоре в соответствии с расчетом стержни рабочей арматуры отводят вверх, образуя отгибы, и закрепляют в сжатой зоне.
Рис. 6.18 – Армирование ребра
Ребро имеет стенку переменной толщины. От конца до сечения А–А форма ребра прямоугольная, а к середине пролета толщина стенки уменьшается. Отгибы рабочей арматуры не должны выходить за пределы бетона, поэтому в средней части блока до сечения А–А можно отгибать только стержни № 1, 2, 3, расположенные в двух средних вертикальных рядах.
Стенку армируют сварными сетками (1), состоящими из вертикальных стержней № 10, называемых хомутами, и стержней № 8 продольной арматуры. Продольную арматуру ставят для уменьшения раскрытия вертикальных трещин, образующихся в растянутой зоне ребра и стянутых в нижней части рабочей арматурой (армирование диафрагм и зоны опирания ребра на опорную часть не показаны).
Диафрагмы между ребрами, не стыкуемые при монтаже, армируют сетками из вертикальных и горизонтальных стержней. Горизонтальные стержни должны иметь хорошую заделку в ребрах, а вертикальные – в верхней плите.
Рассмотрим некоторые общие принципы выбора расположения стержней в бетоне при проектировании.
Рабочую арматуру располагают в бетоне одиночными стержнями (рис. 6.19, а), пучками по два–три стержня (рис. 6.19, б, в) или (в арматурных сварных каркасах) вертикальными рядами стержней, соединенных сварными швами (рис. 6.19, г, д).
Рис. 6.19 – Расположение рабочей арматуры в бетоне
При выборе расположения рабочей арматуры прежде всего надо обеспечить свободный проход бетона между стержнями или пучками стержней при изготовлении элемента, поэтому необходимо соблюдать минимальные расстояния в свету между стержнями и между стержнями и опалубкой. Применяемые для уплотнения бетона вибраторы с гибким валом имеют диаметр рабочего органа 51–76 мм, в связи с чем между вертикальными рядами арматуры желательно оставлять один–два промежутка шириной 6–8 см; остальные промежутки должны быть не менее 5 см.
Расстояние в свету между стержнями рабочей арматуры и опалубкой (защитный слой) принимают не менее 3 см. для обеспечения свободного прохода бетона и надежной защиты рабочей арматуры от коррозии во время эксплуатации сооружения. С другой стороны, защитный слой не должен быть больше 5 см, так как при большой толщине в неармированном слое бетона могут развиваться усадочные или силовые трещины.
Армирование железобетонных пролетных строений должно обеспечивать воспринятие растягивающих напряжений в сечениях элементов в предположении, что бетон в растянутой зоне не работает. При этом раскрытие трещин в бетоне, если они появятся, не должно превосходить величины, при которой снижается долговечность сооружения. В изгибаемых балках у середины пролета могут возникать трещины в нижней части сечения за счет действия нормальных растягивающих напряжений при изгибе. Эти трещины имеют вертикальное направление. Ближе к опорам могут появляться наклонные трещины от действия главных растягивающих напряжений, причем угол наклона увеличивается от середины пролета к опорам до 45°.
Сами трещины в растянутой зоне бетона не опасны. Их учитывают в расчете, причем прочность, выносливость и жесткость железобетонных конструкций обеспечиваются, несмотря на наличие трещин. Опасным является увеличение раскрытия трещин, так как при значительной ширине в трещины может попасть вода, вызывающая ржавление арматуры или выщелачивание бетона. Предельная ширина трещин, при которой они не представляют опасности в отношении долговечности моста, составляет 0,2 мм.
В результате многократно повторного приложения временной нагрузки ширина появившихся трещин постепенно возрастает за счет потери сцепления арматуры с бетоном на участке между трещинами.
При одинаковом напряжении в арматуре раскрытие трещин увеличивается, если трещины будут появляться на большем взаимном расстоянии. Для уменьшения расстояния между трещинами необходимо увеличивать сцепление между арматурой и бетоном и сокращать площадь растянутой зоны бетона (повышать насыщение растянутой зоны арматурой).
Сцепление арматуры с бетоном можно увеличить применением стержней меньшего диаметра, так как при этом увеличивается их суммарный периметр. Так, один стержень d = 42 мм. имеет такую же площадь поперечного сечения, что и три стержня d = 24 мм, но периметр последних больше в 1,7 раза. Даже при расположении трех стержней плотным пучком периметр его значительно больше периметра одного стержня той же площади. Резкого повышения сцепления достигают применением арматуры периодического профиля вместо гладкой.
Для увеличения насыщения растянутой зоны бетона арматурой следует назначать размеры растянутой зоны минимально необходимыми по условиям размещения арматуры с учетом обеспечения качественного бетонирования этой зоны.
При армировании ребра плоскими сварными каркасами (рис. 6.20) стержни сваривают между собой (рис. 6.19, г), арматуру ребра составляют из набора каркасов, имеющих отгибы в разных местах по длине балки. Это дает более компактное расположение арматуры; плечо внутренней пары сил при той же высоте сечения увеличивается, поэтому несколько уменьшается расход арматуры. Часто можно обойтись без развития нижнего пояса ребра, благодаря чему упрощается форма блоков и уменьшается расход бетона.
Рис. 6.20 – Плоский сварной каркас
Недостаток арматуры в виде сварных каркасов – большой объем сварочных работ, выполняемых в основном вручную. Кроме того, возможно появление продольных трещин на нижней поверхности ребра, так как бетон разбит рядами арматуры на вертикальные слои, плохо связанные друг с другом. Для улучшения связи между слоями бетона, расположенными между вертикальными рядами арматуры, в них через три–четыре стержня следует оставлять просвет, равный диаметру стержня (рис. 6.19, д). Достаточность этого проверяют расчетом конструкции на трещиностойкость.
В местах перегиба стержень, стремясь выпрямиться, оказывает давление на бетон. Во избежание смятия бетона и концентрации напряжений в арматуре необходимо устраивать перегибы стержней по окружности достаточно большого радиуса (12d). В местах, где рабочая арматура не очень напряжена, например на концевых участках балок, можно ограничиться перегибом с радиусом 3d.
При размещении отгибов надо следить, чтобы на участке, где их ставят по расчету, в любом сечении, нормальном к оси балки, был по крайней мере один отгиб. Если поставить хомуты, достаточные по расчету для прочности и трещиностойкости балки, то отгибов можно не делать. В этом случае в местах обрыва стержней возникают концентраторы растягивающих напряжений в бетоне. Чтобы ослабить их влияние, необходимо распределять обрывы по длине.
Стыки растянутой арматуры осуществляют при помощи сварки. При стыковании стержней до постановки в арматурные каркасы лучшие результаты дает контактная сварка встык методом оплавления, причем для конструкций железнодорожных мостов, рассчитываемых на выносливость, следует применять механическую зачистку шва для уменьшения концентрации напряжений. Стыки арматуры, устраиваемые после постановки стержней в каркасы или при монтаже сборных конструкций, если арматура растянута и подвержена значительному воздействию временной нагрузки, рекомендуется выполнять ванным способом (рис. 6.21).
Рис. 6.21 – Стыкование арматуры
При значительных размерах растянутой зоны недостаточно поставить расчетное количество арматуры у растянутого волокна. Для предупреждения значительного раскрытия трещин следует армировать растянутую зону бетона по всей ее высоте. Для этого стенку снабжают продольной арматурой d = 8–14 мм, располагая ее на 1/3 высоты через 10–12d.
При проектировании нужно иметь в виду, что растянутая зона бетона может возникнуть там, где появляются местные напряжения от сосредоточенных усилий, а также неучтенные расчетом растягивающие напряжения, например при действии отрицательных моментов в плите балластного корыта над диафрагмами. Такие места следует армировать для предотвращения появления или уменьшения раскрытия трещин, причем направление арматуры необходимо выбирать так, чтобы она пересекла возможные трещины под углом, по возможности близким к 90°.
Основное назначение хомутов в балках – обеспечение прочности по наклонным сечениям. Количество хомутов на участках, где действуют значительные поперечные силы (у опор), определяют расчетом.
На участках, где поперечные силы невелики и хомуты по расчету не требуются, их ставят конструктивно. При этом каждый хомут должен охватывать в одном ряду не более пяти растянутых или трех сжатых стержней, а расстояние между хомутами по длине блока не должно превышать 50 см. или 3/4 высоты сечения.
В местах действия значительных сжимающих напряжений может произойти разрушение бетона – появление трещин, направленных вдоль сжимающего усилия. Эти трещины возникают за счет поперечных деформаций бетона, для сдерживания которых и предупреждения появления трещин можно поставить так называемую косвенную арматуру. Эту арматуру, применяемую в виде сеток, хомутов или спиралей, располагают так, чтобы при поперечных удлинениях бетона в ней возникали растягивающие усилия.
Защитный слой бетона в свету для хомутов и нерасчетной арматуры должен иметь толщину не менее 1,5 см.
Не допускается армировать входящие углы перегибом стержней рабочей арматуры по очертанию угла. В этом случае следует продолжать прямолинейные стержни рабочей арматуры и делать их перекрещивающимися, располагая в разных вертикальных плоскостях (рис. 6.22). Отрыв защитного слоя может быть вызван потерей устойчивости сжатых арматурных стержней. Для предупреждения этого применяют хомуты, расстояние между которыми в изгибаемых элементах не должно быть более 20 см. Если сжатая грань элемента имеет выпуклое очертание, то сечение хомутов должно быть проверено на полную величину радиального усилия отрыва.
Рис. 6.22 – Армирование входящего угла
Арматура всего блока должна быть связана хомутами в достаточно жесткий каркас с обеспечением проектного положения стержней при бетонировании. Хомуты прикрепляют к верхней и нижней арматуре. В ряде случаев для образования жесткого каркаса необходима дополнительная монтажная арматура.
vse-lekcii.ru
Общие сведения о конструировании балок
12 мая 2016 г.
Балками (ребрами, прогонами) называют линейные конструкции, размеры поперечного сечения b и h которых существенно меньше длины l.
Продольные размеры железобетонных балок совпадают с размерами унифицированных элементов. Балки могут быть одно-, двух- и многопролетными. Поперечные сечения железобетонных балок по форме самые различные: прямоугольные, тавровые, двутавровые, трапециевидные, полые и др.
Поперечные сечения балок рекомендуется принимать тонкостенными с развитой сжатой зоной (тавровое, коробчатое), так как такие сечения являются наиболее экономичными но расходу материалов; целесообразно предусматривать полезную высоту сечения, возможную наибольшую, и толщину ее стенок, наименьшую. Это заранее предусмотренное решение позволяет повысить несущую способность, жесткость и трещиностойкость элементов.
Высота балок назначается в зависимости от их длины пролета и составляет (1/10 - 1/20)l, ширина поперечного сечения — (1/2 - 1/4)h (высоты).
В целях унификации размеров поперечных сечений балок принимают высоту сечения кратной 50 мм при h ≤ 600 мм и 100 мм при h > 600 мм; ширину балок принимают 100, 120, 150, 180, 250 и далее, кратной 50 мм.
Продольную рабочую арматуру следует располагать у грани, работающей на растяжения. Защитный слой бетона должен иметь как можно меньшую допускаемую величину. При высоте балок до 600 мм, при расположении продольной арматуры в один ряд, толщина этого слоя составляет 30-50 мм, а при большей высоте и расположении рабочей арматуры в два ряда она составляет 50-70 мм.
Так как на любой железобетонный элемент обязательно действуют силы и нагрузки, направленные перпендикулярно продольной оси элемента, то правилами проектирования должны обязательно устанавливаться хомуты (поперечная арматура) в сечении элемента. Эта арматура приваривается к продольной рабочей арматуре. При этом образуются монтажные каркасы. Каркасы преимущественно применяются сварные, но нередко и вязаные.
Число плоских сварных каркасов в сечении балки назначается в зависимости от ее ширины. При ширине сечения до 100-150 мм устанавливают один каркас. При большей ширине сечения размещают в нем два и более каркасов.
Расстояние между продольными стержнями в растянутой зоне принимают не менее диаметра арматуры или не менее 25 мм, а в сжатой зоне не менее 30 мм. При расположении продольной арматуры по высоте сечения более чем в два ряда, расстояние по горизонтали между продольными стержнями верхних (над вторым рядом) рядов должно быть не менее 50 мм.
Расстояние между поперечными стержнями (шаг) при высоте сечения h ≤ 450 мм должно быть S ≤ 0,5h и не более 150 мм, а при большей высоте сечения не более 1/3h и не более 500 мм. Эти требования относятся к приопорным участкам балок, длина которых составляет 1/4 часть от общей длины пролета. На остальной части пролета при высоте балок более 300 мм шаг между хомутами может быть увеличен до 3/4h, но не более 500 мм.
Диаметр продольной рабочей и монтажной арматуры балок принимают не менее 12 мм. Для продольной арматуры, устанавливаемой по конструктивным соображениям, а также для продольных монтажных стержней сварных каркасов сборных балок, допускается применять стержни и меньших диаметров.
Продольную рабочую арматуру назначают из стержней одинакового диаметра и в крайнем случае из стержней двух разных диаметров. При этом стержни большего диаметра размещают в первом ряду, в углах сечения и при вязаных каркасах — в местах перегиба хомутов. Рабочую продольную арматуру размещают по возможности равномерно по ширине поперечного сечения балки: обычно в один и редко в два ряда. Особо следует избегать шахматного размещения стержней верхнего ряда относительно нижнего, в связи с тем, что при этом труднее достигнуть тщательного заполнения бетонной смесью промежутков между стержнями.
При расположении продольных рабочих стержней в два ряда и более, центр тяжести сечения арматуры перемещается кверху, вследствие чего плечо внутренней пары сил (h0 - 0,5x) уменьшается и тем самым снижается несущая способность балки. Нижний ряд арматуры будет иметь перенапряжения, а верхний — недонапряже- ния. Это обстоятельство не позволяет полностью использовать прочность рабочей арматуры. Поэтому нормами запрещается укладывать рабочую арматуру более чем в три ряда.
Типы хомутов в вязаных каркасах
а — открытый двухветвевой хомут; б — то же, хомут закрытый; в — открытые четырёхветвевые хомуты; 1 — двухветвевые хомуты одного типа; 2 — то же, разного типа; аb ≥ 20 мм при d до 20 мм, аb ≥ 25 мм при d = 25 мм и более, аb ≥ 30 мм при d = 32 мм и более
Для экономии стали при числе продольных стержней растянутой зоны 4 и более часть стержней обрывают (в сварных каркасах) или отгибают (в вязаных каркасах) согласно очертанию эпюры изгибающих моментов. Два стержня обязательно доводятся до опор.
Отгибы в вязаных каркасах устраивают под углом 45°, но при высоте балок более 800 мм угол наклона отгибов может быть увеличен до 60°, а в низких балках он может быть доведен до 30°.
Пример армирования вязаными каркасами приведен на рисунок выше.
Для размещения напрягаемой арматуры следует предусматривать уширение растянутой зоны ребра балки, которое одновременно служит для обеспечения прочности этой части сечения при обжатии элемента. В предварительно напряженной балке кроме напрягаемой арматуры укладывают и ненапрягаемую (по расчету или конструктивно), располагая ее ближе к наружным поверхностям элемента, чтобы хомуты охватывали все продольные стержни.
Задача 1. Определить количество стержней рабочей арматуры растянутой зоны железобетонного элемента прямоугольного сечения по следующим данным: b = 35 см, h = 80 см, бетон класса В30, рабочая продольная арматура класса А300, расчетный изгибающий момент М = 320 кНм, коэффициенты условий работы бетона γb2 = 0,9, арматуры γs = 1,07, коэффициент надежности по назначению для гидротехнического сооружения I класса γn = 1,2.
Решение. Имеем первый тип задач с одиночным армированием. Находим расчетные сопротивления бетона и арматуры Rb =17 МПа, Rs = 270 МПа.
Вычисляем рабочую (полезную) высоту сечения, приняв защитный слой бетона а = 5 см,
h0 = h - а = 80 - 5 = 75 см.
Определяем величину коэффициента αm
По таблице "коэффициенты для расчета железобетонных изгибаемых элементов прямоугольного сечения", находим значение относительной высоты сжатой зоны сечения ξ = 0,138 < ξR = 0,577. Из этой же таблицы берем значение коэффициента ζ = 0,932. Величина граничного значения относительной высоты сжатой зоны сечения принята по таблице.
ros-pipe.ru
Как определить площадь сечения арматуры в жб балке
Тем кто самостоятельно считает строительные конструкции, интересует вопрос, как определить площадь сечения арматуры в жб балке? И если вам необходимо посчитать требуемую площадь сечения арматуры в железобетонном элементе, тогда воспользуйтесь данным примером.
Методика расчета принята согласно «Пособию по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003)»
Что бы определить требуемую площадь сечения арматуры в железобетонном элементе нам необходимо знать изгибающий момент (Му), марку бетона, класс арматуры, размер сечения.
Для определения изгибающего момента воспользуйтесь программой для расчета одно и многопролетных балок.
Также нам необходимо знать расчетное значение сопротивления бетона Rb в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение. Его мы берем из таблицы 5.2 СП:
В таблице значения указаны в МПа.
1 МПа = 10.19716213 кГс/см²
Например, для бетона класса В15: Rb=8,5 МПа — это примерно 86,6 кг/см^2
Что бы правильно подобрать требуемую площадь сечения арматуры в железобетонной балке, необходимо знать класс используемой арматуры. Чаще всего в строительстве для армирования железобетонных балок применяют продольную арматуру классом А400 или А500. Зная класс арматуры, мы легко можем подобрать расчетное значение сопротивления арматуры.
По табл. 5.8 СП 52-101-2003 выбираем расчетные значения сопротивления арматуры Rs:
В таблице значения указаны в МПа.
Например, для арматуры классом А400: Rs = 355 МПа — это примерно 3620 кг/см^2.
Также не забудьте учесть привязку к центру арматуры: а=2,5 см (у вас будет свое значение)
После сбора всех данных, можно приступить к расчету.
Как определить площадь сечения арматуры в жб балке. Пример расчета
Или можете воспользоваться готовой программой написанной в Excel
Скачать программу для расчета площади сечения арматуры в жб балке:
После того как мы посчитали требуемую площадь сечения арматуры, необходимо подобрать количество стержней и их диаметр.
В программе реализован способ подбора армирования только одинакового диаметра, а если необходимо подобрать армирование балки с разными диаметрами тогда воспользуйтесь таблицей площади поперечного сечения арматуры:
Выполняя данные рекомендации, вы легко сможете посчитать требуемую площадь сечения арматуры в жб балке.
Поделиться ссылкой:
Понравилось это:
Нравится Загрузка...
Похожее
spacecad.ru
