согласно чему укладывается продольная рабочая арматура в балках
Билет № 5
Ответ. Рабочая продольная арматура балок размещается в растянутой зоне в соответствии с эпюрой изгибающих моментов. Для экономии стали часть продольных рабочих стержней может не доводиться до опор и обрываться в пролете там, где они по расчету на восприятие изгибающих моментов не требуются.
Поперечная арматура размещается по длине балок в соответствии с эпюрой поперечных сил. Она ставится более часто в местах, где действует большая поперечная сила, т.е. вблизи опор. При назначении шага поперечной арматуры у опор и в пролете необходимо руководствоваться требованиями действующих норм (СНиП 2.03.01-84*).
Расчетная схема неразрезной многопролетной балки и принципиальная схема ее армирования:
Ответ: Требуемая площадь сечения подбирается по формуле
Если отверстий нет, то kосл = 1.
В стержнях, в которых допускается развитие пластических деформаций (кроме стали С590 и С590К), вместо Ry можно использовать Ry /gи.
По требуемой площади компонуется сечение.
Необходимо, чтобы в поясах hf = (1/10. 1/15) d. После компоновки и определения геометрических характеристик сечения производится проверка прочности и гибкости ([l] = 400, при динамических нагрузках [l] = 250).
4. (Основания и фундаменты). Определение несущей способности свай при проектировании.
Ответ:Несущая способность свай при проектировании определяется расчетным или теоретическим методом по формулам и таблицам СНиП с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства.
Несущая способность висячих свай определяется сопротивлением грунта по острию (табл. 1 СНиП) и сопротивлением грунта по боковой поверхности (табл. 2 СНиП).
Несущая способность сваи-стойки определяется дважды – по грунту и по материалу сваи. За расчетное принимается меньшее значение.
5. (Технология строительных процессов). Выдерживание и распалубка бетона.
Ответ: В летних условиях для выдерживания бетона необходим полив не менее 7 суток (14 суток для пуццолановых и шлаковых цементов). В зимних условиях необходимо выдерживание с электро- или паропрогревом. Возможно бетонирование в тепляках. Применяют холодное бетонирование с противоморозными химическими добавками, а также комбинированные методы выдерживания. Зимой ведут температурный журнал. По продолжительности выдерживания при данной температуре можно с помощью графиков роста прочности определить набранную бетоном прочность. По ней, согласно указаний в проекте, назначают срок распалубки разных конструкций.
Как правильно армировать монолитные балки: расчеты, схемы и рекомендации
Железобетонные изделия стандартных размеров, выпускаемые многочисленными крупными и малыми предприятиями, не всегда подходят для реализации проектов частной застройки, тем более, нетиповых. Армирование балки на строительной площадке – задача непростая, требующая выполнения специальных расчетов, соблюдения норм и правил. Рассмотрим подробно виды железобетонных балок, принципы их усиления, требования к арматуре.
Виды балок и цели их армирования
Балки – это элементы строительных конструкций, принимающие на себя внешние нагрузки, изготавливаемые из бетона и усиленные стальными стержнями. По месту, способу расположения и изготовления они разделяются на:
Балки могут иметь сечение различной формы: прямоугольное, трапециевидное, тавровая либо двутавровое, коробчатое. В строительстве используются в качестве элементов перекрытий и фундаментов. Согласно СП 52-101-2003, ширина сечения назначается, начиная с 150 мм, а высота – от 300 мм до 1200 мм с шагом 100 мм, а далее – кратно 300 мм.
Благодаря применению технологии армирования, улучшаются следующие характеристики железобетонных балок:
Расчет армирования
Армирование выполняется по заранее выполненным расчетам, позволяющим определить общую площадь стержней согласно заданным эксплуатационным условиям. Либо наоборот – вычислить несущую способность элемента по фактическим параметрам имеющейся арматуры.
Для вычисления оптимального способа армирования балки учитываются такие параметры:
Я, как человек который работает на монолитном строительстве уже более 10 лет, всегда рекомендую не производить расчеты самостоятельно. Лучше предоставить необходимые данные в проектное бюро, они высчитаю и предоставят вам готовый проект, а вы уже самостоятельно сможете выполнить по нему армирование балки.
Принципы и пример армирования
Армирование бетонных балок выполняется с применением:
При усилении стержни могут размещаться в различных участках конструкций, подверженным как сжатию и растяжению, так и скручиванию, изгибу (в консольных балках).
Армирование производится стержнями, которые располагают в поперечном либо продольном сечении. В зависимости от направленности нагрузок, нижние и верхние стержни могут работать на сжатие или растяжение.
Требования к арматуре
Армирование балок производится продольными и поперечными стержнями с их последующей вязкой либо свариванием. В первом случае используется вязальная проволока. Для армирования монолитных балок, плит перекрытий применяются прутки рифленого профиля, обладающие более чем 3-х кратным резервом сопротивления вырыванию относительно гладкой арматуры.
Работы должны производиться в соответствии с требованиями СП 52-101-2003:
К арматурным стержням предъявляются такие требования:
Существует мнение, что за 7-10 дней до установки арматуру следует увлажнить. В результате поверхность ее покроется ржавчиной, что обеспечит лучшее сцепление с бетоном. Такие прутки лучше связываются с бетонным раствором, но наличие ржавых отслоений не допустимо. Более подробнее в статье: “Можно ли применять ржавую арматуру?”.
Отгиб прутков
К местам стыковки и размещения отгибов прутков предъявляются отдельные требования, так как от расположения этих точек зависят характеристики прочности и устойчивости балки. Точки отгибания арматуры необходимо устанавливать, исходя из таких рекомендаций:
Расстояния между отогнутыми частями стержней, размещенных в различных плоскостях, определяются расчетом в соответствии со схемой армирования.
Специфика поперечного армирования
При поперечном армировании необходимо выполнять такие требования:
Изготовление хомутов для армирующего каркаса балки, где соединение элементов выполняют с помощью вязки арматуры, должны гнуться из прутов, диаметр которых минимум 6 мм – при высоте балки до 80 см; если высота более 80 см то толщина стержней минимум 8 мм. Для изготовления хомутов можно использовать как гладкую арматуру класса А1, так и рифлёную класса А500С.
Защитный слой
Толщина защитного слоя бетона для арматуры назначается для исключения просачивания влаги к стальному каркасу, ее воздействия на стержни, обеспечения правильную работу арматуры в массиве бетона. Помимо этого, величиной защитного слоя характеризуется также и огнестойкость железобетонного изделия.
Для балок, используемых в качестве элементов сборных конструкций, устанавливаемых в фундаментах, толщина защитного слоя для продольной арматуры принимается равной её диаметру, но не менее 30 мм.
Требуемая толщина обеспечивается за счет использования специальных фиксаторов для арматуры, фиксирующих армирующий каркас в неподвижном положении в процессе заливки бетона в опалубку.
Если сечении конструкции менее 250 мм, величину защитного слоя для поперечной арматуры допускается назначать 10 мм и более. При большей величине сечения защитный интервал должен составлять не менее 15 мм.
Возможные ошибки при армировании
При армировании бетона часто наблюдаются нарушения технологии, приводящие к снижению прочностных характеристик.
При производстве работ следует обратить внимание на такие моменты:
Армирование в железобетонной балке повышает её прочностные характеристики, и она способна переносить нагрузки на изгиб и растяжение. При выполнении работ в соответствии с рекомендациями, обеспечивается безопасная эксплуатация железобетонных конструкций на протяжении всего срока службы.
СП 430.1325800.2018 Монолитные конструктивные системы. Правила проектирования
7 Конструирование несущих железобетонных конструкций
7.1 В общем случае конструирование несущих железобетонных элементов монолитных конструктивных систем выполняют согласно СП 63.13330 и настоящему своду правил.
7.2 Арматура (рабочая и конструктивная) в любом случае должна иметь защитный слой бетона, обеспечивающий ей защиту от коррозии, а также сцепление и совместную работу арматуры с бетоном. Толщину защитного слоя следует назначать с учетом возможных отклонений, связанных с технологией арматурных и бетонных работ согласно 10.3.1-10.3.4 СП 63.13330.2012, а также с учетом требуемого предела огнестойкости для конструкции.
7.3 Минимальное расстояние между стержнями арматуры принимают с учетом обеспечения укладки и уплотнения бетона железобетонного элемента и совместной работы арматуры и бетона.
Обеспечение укладки и уплотнения бетона зависит от состава бетонной смеси (подвижности бетонной смеси, размеров крупного заполнителя) и расположения арматуры по отношению к направлению укладки бетона.
Минимальное расстояние между стержнями арматуры для обеспечения совместной работы арматуры и бетона устанавливают в зависимости от диаметра арматурных стержней согласно 10.3.5 СП 63.13330.2012.
Максимальное расстояние между стержнями арматуры для различного типа железобетонных элементов устанавливают согласно подразделу 10.3 СП 63.13330.2012.
В качестве базовой длины прямой анкеровки принимают ее значение, требуемое для восприятия предельного усилия в арматурном стержне, соответствующего расчетному сопротивлению арматурной стали согласно 10.3.26 СП 63.13330.2012.
Анкеровку растянутой арматуры допускается выполнять путем загиба арматурных стержней, устройства крюков на концах арматурных стержней, приварки поперечных стержней (рисунок 7.1, б-д). Кроме этого, анкеровку выполняют с помощью стальных элементов (пластин, уголков и шайб), привариваемых на концах арматурных стержней, а также с помощью специальных анкерных устройств (высаженных головок и т.п.). При таких способах анкеровки должна быть обеспечена прочность бетона на смятие под этими анкерами и прочность бетона на выкалывание, когда арматуру анкеруют за пределами рассматриваемого элемента. Расчет производят согласно 8.1.43-8.1.45 СП 63.13330.2012.
7.6 При конструировании арматурных изделий и закладных деталей рекомендуется стремиться к сокращению числа их типоразмеров как в пределах железобетонного элемента, так и в пределах ряда железобетонных конструкций.
7.8 Стержни продольной рабочей арматуры монолитных колонн рекомендуется назначать одинакового диаметра. Диаметр рабочей продольной арматуры в колоннах рекомендуется принимать не менее 12 мм. В случае, если продольная арматура конструируется из стержней разных диаметров, стержни большего диаметра располагают в углах поперечного сечениях колонны.
7.9 В монолитных колоннах многоэтажных зданий стыки рабочей продольной арматуры устраивают на уровне верха перекрытий. Стыки выполняют, как правило, вразбежку. При этом в пределах стыка предусматривают установку поперечной арматуры (хомутов) с шагом не более 10 диаметров стержня продольной арматуры (по наименьшему диаметру).
При высоте этажа менее 3,6 м или при продольной арматуре диаметром более 28 мм стыки рекомендуется устраивать через этаж.
Выпуски стержней из колонны с большим поперечным сечением нижнего этажа в колонну с меньшим поперечным сечением верхнего этажа, а также колонн одинакового поперечного сечения рекомендуется выполнять согласно рисунку 7.2. При этом перевод стержней из одного этажа колонны в другой осуществляется путем их отгиба с уклоном не более 1:6 (рисунок 7.2, а, б). Часть стержней колонны нижнего этажа может быть доведена до верха перекрытия (рисунок 7.2, б) и не заводится в колонну верхнего этажа, если она не требуется там по расчету. В случае значительной разницы в сечениях колонн верхнего и нижнего этажей выпуски следует устраивать установкой специальных стержней в количестве, необходимом для колонны верхнего этажа (рисунок 7.2, в).
Анкеровка и стыки арматуры внахлестку во всех случаях должны соответствовать СП 63.13330.
Особенности армирования ж/б балок
Предприятия, производящие железобетонные изделия, выпускают широкую номенклатуру продукции. Не всегда стандартные изделия можно использовать при реализации проекта конкретной постройки. Наверняка многие обращали внимание на строителей, размещающих в опалубке стальную арматуру. Все понимают, что стальные прутки обеспечивают высокие прочностные характеристики железобетонной балки.
Однако правильно определить диаметр прутков, их количество могут только специалисты, владеющие расчетной методикой. Для большинства обывателей, не сталкивавшихся с методологией выполнения расчёта балок прямоугольного сечения, этот процесс остается загадкой.
Арматурный стержень воспринимает значительные нагрузки на растяжение, но неустойчив к сжатию и изгибу.
Серьезной строительной задачей является выполнение расчёта армирования. Потребность в этом возникает при выполнении строительных мероприятий в частной застройке. Можно, конечно, обратиться к профессионалам или использовать специальные программные средства. Но, к сожалению, такая возможность не всегда имеется, поэтому рекомендуем ознакомиться с представленными в материале рекомендациями. Уверены, они помогут вам принять правильное решение, осуществляя армирование балок.
Разновидности балок
Что представляет собой конструкция железобетонной балки? Каковы отличия по способу установки и форме сечения?
Балка – изготовленный из бетона и армированный стальными прутками элемент, работающий в составе строительной конструкции и воспринимающий силовые нагрузки. Такие строительные конструкции еще называют ригелями или прогонами. В зависимости от метода установки они могут быть:
Цельные армированные балки используются при строительстве как элементы фундаментов и перекрытий.
Сечение элементов различное и может иметь прямоугольную форму, представлять трапецию, тавр, двутавр или другие виды. Согласно строительным нормам, ширина сечения принимается равной 5 сантиметрам и представляет собой цифровой ряд, начиная от 100 мм, и заканчивая 250 мм. Высота изделия соответственно изменяется.
Комбинация арматурных стержней и бетона даёт комбинацию их свойств
Основные задачи усиления
Обсуждая вопрос усиления железобетонных конструкций прямоугольного профиля, остановимся отдельно на терминологии. В специализированных строительных источниках процесс повышения прочности бетонных конструкций, связанный с установкой арматуры, называется армированием ЖБ изделий. Что обозначают буквы аббревиатуры? Ответим:
Основными задачами усиления железобетонных балочных элементов являются:
Решение поставленных задач по обеспечению прочности осуществляется путем армирования и реализации специальных методов, направленных на:
Большинство заводских изделий производится с использованием предварительно напряжённой арматуры
Назначение расчетов
Расчёт позволяет определить площадь элементов усиления, в зависимости от заданных усилий, или несущую способность, согласно фактическим размерам применяемых прутков. В частности, выполнение предварительных расчетов помогает определить:
Для определения оптимального варианта армирования конкретной бетонной балки учитывайте следующие параметры:
Принципы армирования
Усиление бетонных конструкций производится с использованием следующих элементов:
В высотных зданиях арматурный каркас служит основой всей конструкции
В процессе армирования прутки могут устанавливаться как в растянутых участках бетонной балки, так и в сжатых. Специфика применения опор при выполнении строительных работ позволяет отнести их к изгибаемым элементам, в которых под воздействием прилагаемых усилий возникает растянутая зона, сжатый участок, так как действует изгибающий момент и поперечные усилия.
Армирование балок осуществляется стержнями, расположенными продольно и поперечно. В зависимости от направления приложения сил, верхний и нижний арматурные прутки каркаса могут быть как растянутыми, так и сжатыми.
Рассмотрим основные части горизонтального каркаса усиления, находящегося под воздействием приложенных вертикальных усилий. Он состоит из следующих элементов:
Требования к арматуре
К поверхности элементов усиления предъявляется комплекс специальных требований.
При армировании ребра плоскими сварными каркасами стержни сваривают между
Бытует мнение о целесообразности увлажнения арматурных стержней водой за неделю до укладки и бетонирования. В результате она покроется ржавчиной, и к ней сильней будет прилипать раствор бетона. Специалисты подтверждают, что присутствующая на поверхности прутков ржавчина, не имеющая отслоений, увеличивает коэффициент сцепления арматуры с раствором. Прутки с ржавой поверхностью эффективнее склеиваются бетонным составом, но, при этом, ржавых отслоений не допускается.
Стальные стержни, имеющие переменный профиль, обладают 3-кратным запасом сопротивления выдергиванию по сравнению с гладкой арматурой.
Особенности усиления
Усиление арматурными стержнями осуществляют с применением продольных и поперечных прутков арматуры с последующей сваркой или вязкой. Выполняя вязку каркасов, применяйте арматуру с Г-образным изгибами.
Производя армирование балок, соблюдайте следующие требования:
Как правило, из железобетона устраивают два вида элементов — балки и плиты
В зависимости от изменения класса бетона, из которого изготавливаются изделия, изменяется диаметр продольных прутков. Для арматуры, имеющей прочность 500 МПа, ее размер в диаметре должен быть:
Если выполняется усиление балок из ячеистых составов класса ниже В10, допускается уменьшение диаметра продольно расположенных прутков – меньше 16 миллиметров.
Выполнение отгибов
К местам стыков и расположения отгибов стержней предъявляются специальные требования, так как они определяют прочностные характеристики. Определяя место загиба прутка, соблюдайте рекомендации:
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
Специфика поперечного армирования
Производя поперечное усиление каркаса, выполняйте следующие требования:
Соблюдение величины защитного слоя
Выдерживание необходимого значения защитного слоя, представляющего собой интервал от арматуры до внешней поверхности изделия, позволяет предохранить каркас от проникновения влаги и обеспечить оптимальный режим работы в бетонном массиве. Кроме того, защитный слой определяет огнестойкость конструкции.
Для балок, предназначенных для установки в фундаментах и сборных конструкциях, значение не должно быть меньше диаметра арматуры и составляет 30 миллиметров.
Фиксированный размер величины слоя обеспечивается путем применения специальных подкладок и пластиковых фиксаторов, обеспечивающих неподвижность каркаса и необходимое положение при заливке бетона. Если бетонные изделия имеют сечение меньше 250 мм, то размер защитного слоя для поперечного армирования составляет один сантиметр. При большем размере сечения достаточно полтора сантиметра для обеспечения защитного интервала.
Ошибки при усилении
В процессе армирования бетонных конструкций имеют место нарушения технологии армирования, вызывающие снижение прочности бетонных изделий. Выполняя работы, обратите внимание на следующие моменты:
Итоги
Соблюдение изложенных рекомендаций по усилению бетонных изделий обеспечит прочностные характеристики конструкции, их эксплуатацию на протяжении длительного времени.
Расстояние между арматурой по СП 63.13330 (СНиП 52-01-2003)
Требования к минимальному расстоянию между стержнями арматуры
Требования к минимальному расстоянию между стержнями арматуры приведены в разделе 10.3 СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. (раздел 10.3 СП 63.13330.2018)
Для чего необходим обеспечить минимальное расстояние между стержнями в железобетонной конструкции:
Согласно п. 10.3.5 (СП 63.13330.2012, СП 63.13330.2018), минимальное расстояние между стержнями арматуры должно составлять:
1. Не менее наибольшего диаметра стержня!
2. При горизонтальном или наклонном положении стержней в один или два ряда при бетонировании:
3. При горизонтальном или наклонном положении стержней более чем в два ряда при бетонировании:
4. При вертикальном положении стержней при бетонировании.
5. При стесненных условиях допускается располагать стержни группами — пучками (без зазора между ними).
При этом расстояния в свету между пучками должны быть также не менее приведенного диаметра стержня, эквивалентного по площади сечения пучка арматуры, принимаемого равным по формуле:
n- число стержней в пучке.
Требования к максимальному расстоянию между стержнями арматуры
Требования к максимальному расстоянию между стержнями арматуры приведены в разделе 10.3 СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.
Для продольной арматуры
В соответствии с п.10.3.8 — 10.3.10 СП 63.13330.2012 (СП 63.13330.2018), максимальное расстояние между осями стержней продольной арматуры составляет:
1. в железобетонных балках и плитах:
2. в железобетонных колоннах:
3. В железобетонных стенах:
Важные примечания!
Для поперечной арматуры
В соответствии с п.10.3.11-10.3.20- СП 63.13330.2012 (СП 63.13330.2018), максимальное расстояние между осями стержней продольной арматуры составляет:
Поперечную арматуру устанавливают у всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура.
Ее устанавливают с целью восприятие усилий, а также ограничения развития трещин, удержания продольных стержней в проектном положении и закрепления их от бокового выпучивания в любом направлении.
Диаметр поперечной арматуры (хомутов) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов (колонны, стойки и т.д.) принимают не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм.
Диаметр поперечной арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов (балках, ригелях и т.д) принимают не менее 6 мм.
В сварных каркасах диаметр поперечной арматуры принимают не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры.
Максимальное расстояние для поперечной арматуры:
Важные примечания!
h0 — рабочая высота сечения в м, вычисляется по формуле
h — высота сечения в м.
a’ — расстояние от центра тяжести растянутой арматуры, до ближайшего края сечения
Рабочая высота сечения — это расстояние от сжатой грани элемента до центра тяжести растянутой продольной арматуры (п.3.22 СП63).