Армирование колонн. Номенклатура и сортамент арматурного проката, производимого на металлургических предприятиях бывшего СССР, складывались под влиянием спроса, ориентированного массовым развитием сборного железобетона и в условиях, практически изолированных от мирового рынка.
До настоящего времени это обстоятельство в большей или меньшей степени для разных металлургических предприятии сказывается в недополучении прибыли, связанном с производством устаревших видов арматурного проката, с высокой себестоимостью и низкой конкурентной способностью.
Таблицу в разделе «Справочные данные поддержки». Внутренние и поперечные лучи уже, чем столбцы. Внутренний луч шире, чем столбец; лучи штандера более узкие, чем столбцы. Внутренний луч шире, чем столбец; луч спанделя имеет ту же ширину, что и столбец.
Диаметр поперечной арматуры в сварных каркасах принимается
Альтернативное положение крючков при размещении последовательных наборов галстуков. Минимальный круг должен составлять 12 дюймов. Связки не должны превышать четырех баров. Устранение галстука для центральной полосы в группах из трех лимитов четкое расстояние до 6 дюймов максимум. Если не указано иное, бары должны быть сгруппированы. Примечание к детализатору: детали монтажа дюбелей необходимы для любой конструкции, в которой используются специальные большие вертикальные стержни, вложенные вертикальные стержни, ступенчатые сращивания или специально сгруппированные вертикальные стержни, как показано.
Требования, предъявляемые к арматурному прокату строителями (потребителями) еще на ранней стадии развития железобетона, остались актуальными и в настоящее время.
Учитывая особенности современного производства и эксплуатации арматурных элементов сборного и монолитною железобетона (каркасов, сеток, закладных деталей, монтажных петель и т.п.), к основным требованиям по прочности, деформативности и сцеплению с бетоном добавились дополнительные требования по свариваемости, хладостойкости, коррозионной стойкости арматуры и др.
Армирование дополнительных элементов
Бары должны быть надежно закреплены для предотвращения бетонирования на вытеснении. Приведенные рисунки связывания могут содержать дополнительные одиночные стержни между связанными группами, при условии, что свободные промежутки между полосами не превышают 6 дюймов. Стандартные стойки для колонн, применимые к предварительно собранным клеткам или монтажу на месте, колонны специальной формы и столбцы с брусьями только на двух гранях. Типичные сейсмостойкие детали: граничные элементы. Рекомендации по детализации арматуры в бетонных конструкциях.
Из-за все возрастающих требований к качеству строительства экономическая эффективность и надежность применения того или иного вида арматурного проката у потребителя становятся основополагающими для внедрения его у производителя.
На ранней стадии производства арматуры главными определяющими ее потребительских свойств были технические возможности сталелитейного и прокатного технологического оборудования. Тогда строители были вынуждены довольствоваться той арматурной продукцией, которую производила металлургическая промышленность.
На практике прессовальный элемент, подвергнутый чистой осевой нагрузке, редко встречается. Все столбцы подвергаются некоторому моменту, который может быть вызван случайным эксцентриситетом или из-за конечного ограничения, наложенного монолитно расположенными балками или плитами.
Колонку можно классифицировать как короткую или длинную в зависимости от ее эффективного коэффициента гибкости. Короткая колонка имеет максимальный коэффициент гибкости. Его конструкция основана на силе столбцов и приложенных нагрузок. Длинная колонна имеет более низкое соотношение больше, чем любое. Максимальное отношение толщины колонны не должно превышать длинную колонну, предназначенную для противодействия приложенным нагрузкам плюс дополнительные наведенные нагрузки из-за ее склонности к пряжке.
В связи с бурным развитием металлургического производства в последние годы практически все технологические ограничения с производства арматуры были сняты. В настоящее время металлурги готовы производить ту арматурную продукцию, которая может быть эффективно использована в строительстве.
В соответствии с СП 52-101-2003 для армирования железобетонных конструкций рекомендуется применять арматуру следующих видов:
- горячекатаную гладкую и периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (соответственно кольцевой и серповидный профили) диаметром 6-40 мм;
- термомеханически упрочненную периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (кольцевой и серповидный) диаметром 6-40 мм:
- холоднодеформированную периодического профиля диаметром 3-12 мм.
Класс арматуры по прочности на растяжение обозначается:
- А — для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры;
- В — для холоднодеформированной арматуры.
Классы арматуры по прочности на растяжение А и В отвечают гарантированному значению предела текучести (с округлением) с обеспеченностью не менее 0,95, определяемому по соответствующим государственным стандартам или техническим условиям.
Проектирование стыка сборных железобетонных колонн
Эффективная длина столбца определяется как длина между точками противоположного изгиба застегнутого столбца. Код дал две диаграммы для расчета эффективной длины столбцов в структуре кадра. Для нормального использования эффективную длину в данной плоскости можно принять из приведенной ниже таблицы, предполагая идеализированные условия.
Таблица: Эффективная длина членов столбца. Связь между стрессом и напряжением в бетоне считается параболической. Максимальное сжимающее напряжение равно или Прочность на растяжение бетона игнорируется. Напряжение в арматуре происходит от репрезентативного напряжения-деформации для типа стали.
В необходимых случаях к арматуре предъявляются требования по дополнительным показателям качества: свариваемость, пластичность, сцепление с бетоном, хладостойкость, коррозионная стойкость, усталостная прочность и др.
При проектировании железобетонных конструкций может быть использована арматура:
- гладкая класса А240 (A-I);
- периодического профиля классов А300 (А- II), А400 (А- III , А400С), А500 (А500С, А500СП), В500 (Bp-I, B500C), где С — свариваемая, П — повышенного сцепления.
До 80-х годов прошлого столетия основной объем производства и применения в строительстве составляла арматура с пределом текучести σ т =400 МПа. За период 1991 — 1997 основные европейские страны перешли на единый класс свариваемой арматуры периодического профиля для ненапряженных железобетонных конструкций с пределом текучести σ т =500 МПа.
Рисунок 1: Распределение напряжений по поперечному сечению столбца. Эти линии пересекаются друг с другом на глубине от сильно сжимающего края. Предполагается, что точка выступает в качестве точки опоры для линии распределения деформации, когда нейтральная ось лежит над секцией, как показано на рисунке. Это приводит к предположению, что максимальная деформация сжатия на сильно сжатом крайнем волокне в бетоне составляет 002 минус 75 раз больше деформации на наименее сжатом волокне.
Максимальная деформация сжатия на сильно сжатом крайнем волокне, когда часть сечения находится в кручении, принимается как. Упомянутая осевая нагрузка определяется уравнением. Где = площадь бетона и, = площадь продольной арматуры колонн. Это уравнение может быть пересчитано как.
Для колонн и стоек, работающих на центральное сжатие, принимается как правило квадратное сечение, иногда прямоугольное, круглое или кольцевое. Если эксцентриситет большой (как правило при внецентренном сжатии) поперечное сечение колонн принимается прямоугольным. При этом большие стороны прямоугольника располагаются параллельно оси, относительно которой имеется эксцентриситет. Также сечения могут быть тавровыми или двутавровыми.
Особенности и назначение
На основе этого уравнения подготовлены проектные диаграммы. В колонне имеются два вида армирования: продольная и поперечная арматура. Цель поперечной арматуры состоит в том, чтобы удерживать вертикальные стержни в положении, обеспечивая боковую опору, чтобы отдельные стержни не могли прятаться наружу и разделить бетон.
Продольное усиление в колонках. Примечание: использование 6-процентного армирования может быть сопряжено с практическими трудностями при размещении и уплотнении бетона, поэтому рекомендуется более низкий процент. Если полосы из приведенных ниже столбцов должны быть покрыты теми, что указаны в рассматриваемой колонке, процентная доля арматурной стали обычно не должна превышать 4 процента.
В целях стандартизации прямоугольные и квадратные сечения колонн принимаются кратными 50 мм. Для монолитных колонн рекомендуется поперечное сечение не менее 250 мм.
Бетон для колонн используют не ниже класса В15 (С12/15), а для очень нагруженных не ниже В25 (C20/25).
Колонны армируются продольными стержнями арматуры диаметром ≥ 12 мм из стали класса А400C или А500C и поперечными стержнями или хомутами из стали класса А240C.
Примечание: Пьедестал представляет собой элемент сжатия, эффективная длина которого не превышает трехкратного наименьшего поперечного размера. Поперечное усиление в колонках. Усиленный компрессионный элемент должен иметь поперечную арматуру или спиральную арматуру так, чтобы каждый продольный стержень, ближайший к поверхности сжатия, имел эффективную боковую опору против продольного изгиба в соответствии с положениями ниже. Эффективная боковая опора дается поперечной арматурой либо в виде круглых колец, способных поднимать круговое натяжение, либо полигональными звеньями с внутренними углами, не превышающими.
Размеры поперечных сечений следует принимать такими, чтобы гибкость l0/r относительно любой из осей поперечного сечения не превышала 120. Толщину защитного слоя бетона следует принимать ≥ диаметра стержней продольной арматуры и не менее 20 мм. Если в качестве продольной арматуры используется полосовая, угловая или фасонная сталь (в колоннах с жестким каркасом), толщина защитного слоя принимается ≥50 мм.
Концы поперечной арматуры должны быть надлежащим образом закреплены. Расположение поперечной арматуры. Если продольные стержни не расположены на расстоянии более 75 мм с каждой стороны, поперечная арматура должна только поворачиваться вокруг угловых и чередующихся стержней с целью обеспечения эффективных боковых опор. Если продольные стержни, расположенные на расстоянии не более 48 раз, диаметр завязки эффективно связаны в двух направлениях, дополнительные продольные стержни между этими стержнями должны быть связаны в одном направлении, открытыми галстуками, где продольные арматурные стержни в компрессионный элемент помещают в более чем один ряд, можно предположить, что эффективная боковая опора для продольных стержней во внутренних рядах может быть предусмотрена, если для внешнего ряда предусмотрена поперечная арматура, а ни одна внутренняя линия не ближе к ближайшей поверхности сжатия чем в три раза больше диаметра самого большого стержня во внутреннем ряду. Шаг и диаметр боковых стяжек.
Расстояние в свету между вертикальными стержнями арматуры, расположенными при бетонировании вертикально, должно быть ≥ 50 мм. Расстояние между стержнями продольной арматуры, расположенными при бетонировании горизонтально или под наклоном принимается ≥ 25 м. для арматуры нижней части сечения и ≥ 30 мм для арматуры верхней части сечения. Кроме того, это расстояние во всех случаях принимается ≥ наибольшего диаметра арматуры.
Станок для арматуры
Шаг поперечной арматуры должен быть не более чем на следующие расстояния. . Наименьший боковой размер компрессионного элемента. Шестнадцать раз наименьший диаметр продольного арматурного стержня должен быть привязан. Сорок восемь раз больше диаметра поперечной арматуры.
Диаметр - диаметр многоугольных звеньев или боковых стяжек должен составлять не менее одной четверти диаметра самого большого продольного стержня и ни в коем случае не менее 5 мм. Спиральная арматура. Спиральная арматура должна иметь регулярное образование с равномерным поворотом спирали, а ее концы должны быть закреплены надлежащим образом, обеспечивая полутора дополнительных оборотов спирального стержня. Если допускается повышенная нагрузка на столбик на прочность спиральной арматуры, шаг винтовых витков должен составлять не более 77 мм и не более одной шестой от диаметра сердцевины колонны, не менее 25 мм и менее чем в 3 раза больше диаметра стального стержня, образующего спираль. Диаметр спиральной арматуры должен соответствовать параграфу выше.
- В других случаях требования к поперечной арматуре должны соблюдаться.
- Диаметр.
Поперечные стержни или хомуты устанавливаются без расчета, но с соблюдением следующих требований:
— при ширине поперечного сечения колонны ≤ 400 мм и количестве продольных стержней ≤ 4 проектируются плоские сварные каркасы без дополнительных стержней или одиночные хомуты;
— при ширине поперечного сечения > 400 мм или количестве продольных стержней > 4 устанавливаются дополнительные стержни на одной из сторон или ставятся двойные хомуты; — вместо двойных хомутов допускается ставить соединительные шпильки;
— перегибы хомутов предусматривают на расстояниях ≤ 400 мм по ширине поперечного сечения элемента.
Допустимая нагрузка для колонн со спиральной арматурой, удовлетворяющая следующим требованиям, должна быть в 05 раз выше допустимой нагрузки для аналогичного элемента с боковыми стяжками или кольцами. Соотношение объема спиральной арматуры к объему сердечника не должно быть меньше.
Где = общая площадь участка. Площадь сердцевины спирально усиленной колонны измеряется внешним диаметром спирали. Характеристическая прочность на сжатие бетона. Характеристическая сила спиральной арматуры, но не более 415. Поперечная арматура: поперечная арматура вала должна быть сконструирована для меньшего поперечного сдвига или упругого сейсмического сдвига колонны выше. Поперечная арматура вала может быть выполнена в виде обручей или спиралей. Прозрачный промежуток между спиралями должен быть не менее 6 минимум или более 9.
Конструкция вязаных хомутов колонн должна быть такова, чтобы продольные стержни (по крайней мере через один) располагались в местах перегиба хомутов, а эти перегибы — на расстоянии не более 400 мм по ширине сечения колонны. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех допускается охват всех продольных стержней одним хомутом.
Спиральная арматура предпочтительна для поперечной арматуры вала, однако, если спирали №6 с 6-дюймовым краем не удовлетворяют конструкции сдвига, тогда могут использоваться обручи Полные сварные соединения, как показано в прилагаемой детали, должны использоваться для спиральных или кольцевых сращиваний.
Продольная арматура: продольная арматура должна быть предусмотрена для всей длины вала. Прозрачный промежуток между продольной арматурой должен быть не менее 6 минимум или более 9. Если не удается выполнить это требование, следует рассмотреть вал с большим диаметром. Типичная арматура вала и детали корпуса показаны на прилагаемом чертеже. Детали могут различаться в зависимости от условий почвы и конкретных методов проектирования и строительства и оборудования, которые применяются.
Расстояние между стержнями поперечной арматуры принимается ≤ 15 d для вязаных каркасов и ≤ 20 d для сварных каркасов, чтобы предотвратить боковое выпучивание продольных стержней арматуры. При этом во всех случаях это расстояние принимается ≤ 500 мм, где d — это наименьший из диаметров продольных сжатых стержней.
В колоннах с коэффициентом армирования продольной арматурой > 3% поперечные стержни или хомуты ставятся на расстояниях ≤ 10d и ≤ 300 мм.
Чтобы соответствовать информации, предоставленной для валов, списки свайных балок должны быть включены в свайные листы. Этот список будет включать в себя знак, размер, номер, длину, тип сгиба и общий вес. Эти количества рассчитываются на основе оцененных высот вершин кучи. В список штабелей должна быть добавлена отметка о том, что количества основаны на оцененных высотах вершин кучи.
Справочная информация: Усиленная арматура вала должна быть детализирована для сведения к минимуму заторов, облегчения размещения бетона и максимальной консолидации бетона. Просверленные валы для основания моста должны быть усилены по всей длине. Минимальная поперечная арматура сверлильного вала должна быть не меньше той, которая требуется для сил, возникающих в результате анализа упругости, и не требуется для создания пластиковой емкости колонны выше, в зависимости от того, что меньше.
Диаметр поперечной арматуры в сварных каркасах принимается:
- 5-6 мм — при d = 14-20 мм продольных стержней;
- 8 мм — при d = 22-25 мм;
- 10 мм — при d = 28-32 мм;
- 12 мм — при d = 36-40 мм.
В вязаных каркасах диаметр хомутов принимается ≥ 5 мм и ≥ 0,25d, в данном случае d — наибольший диаметр стержней продольной арматуры. Как правило при изготовлении вязаных каркасов используются хомуты из проволоки класса А240С диаметром 6-8 мм.
Если проектом предусматриваются закладные металлические детали, то они не должны выступать за плоскость граней элементов. Закладные детали должны привариваться к рабочей арматуре или быть надежно заанкеренными в бетон посредством специальных анкерных крюков или стержней.
Продольная арматура в просверленном валу должна быть прямой, без крючков. Чтобы облегчить размещение и удаление корпуса, следует избегать крючков в вертикальном укреплении вала. Если крючки необходимы для развития момента на вершине сверленного вала, крючки должны быть повернуты к центру вала, оставляя достаточно отверстия, чтобы можно было разместить бетон с трещиной. Усилие продольного армирования вала предназначено для пластического момента, вызванного столбом или упругим сейсмическим моментом, в зависимости от того, что меньше.
Это относится ко всем сейсмическим зонам в штате Вашингтон. Теперь мы должны поговорить о колонках и разделить тему на две части.
- Усиление в колоннах заключения.
- Усиление в изолированных структурных колоннах.
Вопрос о том, как правильно выполнить армирование колонн из бетона, в первую очередь волнует тех людей, которые ведут строительство дома своими руками без профессионально разработанного проекта. Несомненно, это не самый лучший вариант возведения жилища, но так строят многие. Строят, советуясь с опытными строителями или пытаясь найти нужную информацию в Интернете. Советы – советами, но лучше всего заказать расчет колонн в проектной организации. Правда, такая возможность есть не у всех. А среди большого объема информации на эту тему, имеющегося в Интернете, практически все малоопытные люди ищут не формулы расчетов монолитных колонн, а простой совет: делай так. Чтобы помочь таким людям, я постараюсь дать максимальный объем информации, используя в качестве примера стандартные схемы армирования колонн для загородных домов средней площади.
Предчувствуя замечания профессиональных строителей по поводу содержания этой статьи из-за отступления от правила обязательно выполнять расчеты, я хочу спросить их вот о чем. Если, согласно схематическому проекту будущего дома, на первом этаже посредине здания будет всего одна или две (при пролетах менее 6 метров), а на монолитном перекрытии первого этажа будет находиться мансардный этаж, зачем морочить людям голову расчетами, тем более, если они не имеют возможности обратиться в проектную организацию? Совсем другое дело, если конструктивная схема будущего дома будет состоять из монолитных колонн и монолитного перекрытия, а стены будут возводиться из легких материалов. В этом случае расчет колонн и перекрытия обязателен!
Правильное армирование колонн – залог прочности всего дома. Вместе с тем, не стоит армировать монолитные колонны, пользуясь расхожей фразе о том, что чем больше металла, тем крепче конструкция. Кроме того, расположение основной и монтажной арматуры в каркасе колоны оказывает решающее влияние на устойчивость данной конструкции.
Сечение монолитной колонны зависит от воздействующей на неё суммарной нагрузки. Чаще всего применяется сечение 400х400 мм, хотя по результатам расчетов возможно устройство монолитных колон сечением 300 х 300 мм. Кстати, первое сечение совпадает по размерам с параметрами кирпичной колонны толщиной в 1 ½ кирпича, но монолитная колонна обладает большей прочностью. Поэтому предлагаю вам рассмотреть армирование колонны из бетона именно такого сечения.
Стандартная схема армирования монолитной колонны состоит из четырех вертикальных стержней основной, рабочей арматуры Ø 14-16 мм А 400С, которая соединяется в единую конструкцию с помощью монтажной арматуры Ø 6 мм А 240С.
Чтобы не нарушать свойств арматурных стержней в местах их соединения с другой арматурой, что неизбежно происходит в результате сварочных работ, каркас армирования колонны лучше «связать» с помощью вязальной проволоки Ø 1-1,2 мм. К тому же, такой способ более приемлем для тех, кто не имеет опыта в выполнении сварочных работ. Чтобы облегчить вязание арматурного каркаса, можно изготовить несложный крючок из проволоки Ø 6 мм. Но перед непосредственной сборкой каркаса колонны его основным рабочим стержням нужно придать определенную форму, а из монтажной арматуры – изготовить рамки – хомуты, что достаточно легко выполняется с помощью простого гибочного приспособления.
Основная арматура в колонне
В зависимости от конструктивной схемы вашего будущего дома и места расположения колонн, а также,
соответственно, воздействующей на них нагрузки, изменяется не только диаметр основной арматуры, но и её форма. Так, если колонны в вашем доме будут не только на первом, но и на втором этаже, то длина стержней колонны первого этажа определяется с учетом следующих значений:
- Расстояние от верха фундамента под колонну до уровня чистого пола;
- Высота этажа (от уровня чистого пола до низа монолитного перекрытия);
- Толщина монолитного перекрытия;
- К полученной сумме значений необходимо добавить 800 мм – именно на такую высоту должны выступать стержни над монолитным перекрытием для надежного соединения каркасов колон первого и второго этажей.
Помимо такого выпуска арматуры, для надежного соединения каркасов колонн между собой верхнее окончание стержней нижней колонны должны иметь изгиб, как показано на схеме 1. Значение отклонения от основного направления арматурного стержня соответствует диаметру арматуры каркаса колонны верхнего этажа и выполняется на участке, который будет находиться в монолитном перекрытии.
И ещё одна деталь. Основные стержни с сужениями нужно устанавливать так, чтобы смещение каждого стержня было направлено к центру колонны.
Если же в вашем доме будут располагаться только на одном этаже и служить для опирания монолитного перекрытия, для обеспечения дополнительного соединения каркаса монолитного перекрытия и колонны рабочие стержни в верхней части изгибаются, как показано на схеме 2. При этом длина стержней по сравнению с первым вариантом подсчета уменьшается на 400 мм. О том, как выполняется дополнительное усиление каркаса монолитного перекрытия в месте опирания на колонну, я расскажу в следующем посте.
Конструктивная арматура каркаса колонны
Как уже было сказано выше, значительно проще собрать каркас колонны, если конструктивную (монтажную) арматуру согнуть рамками или, как говорят у нас – хомутами. Размер такой рамки из арматуры Ø 6 мм А 240С для колонны сечением 400 х 400 мм определяется с учетом того, что защитный слой бетона вокруг каркаса должен составлять не менее 20 мм с каждой стороны. Исходя из этого, длина одной стороны такой рамки-хомута должна быть не более 360 мм по наружной стороне. Кроме того, по краям заготовки выполняются специальные загибы, которые обеспечивают хомута на одном из основных стержней в одну рамку. Внутренний диаметр таких загибов должен быть не меньше диаметра основной арматуры.
Расположение монтажной арматуры (хомутов) по длине каркаса неравномерное. Оптимальное расположение хомутов с указанием величины шага показано на схеме 1. Также хочу обратить ваше внимание на самые нижние хомуты, устанавливаемые в нижней части каркаса колонны. Так как в этой зоне колонны происходит соединение выпусков основной арматуры фундамента и основного каркаса колонны, то стержни в нижней части будут двойными. Поэтому длина загибов по краям заготовки хомута должна быть
больше,чем показано на схеме 3, чтобы захватить сразу два стержня. Кроме того, устанавливать нижние хомуты из монтажной арматуры Ø 6 мм А 240С необходимо не при изготовлении каркаса колонны, а после его соединения с арматурными выпусками фундамента. В противном случае, в критической ситуации при сильном боковом ударе готовая монолитная колонна может просто упасть, как показано на фото. Судя по выпускам фундаментной арматуры, они имею недостаточную длину, а хомуты, установленные на каркас колонны, попросту снялись с таких коротких выпусков.
