Руководство по армированию железобетонных конструкций

Руководство по армированию железобетонных конструкций

КАЧЕСТВЕННО

БЫСТРО

SEO оптимизация

адаптивная верстка

Ремонт в регионах

  1. Главная
  2. Строительство
  3. Сварные каркасы для колонн
  4. Армирование железобетонных конструкций

Под действием внешней нагрузки в конструкции могут возникать напряжения трех родов: растягивающие, сжимающие и сдвигающие. Металл одинаково хорошо сопротивляется растяжению и сжатию и лишь немного хуже сдвигу, тогда как бетон оказывает наибольшее сопротивление сжатию и сравнительно слабо сопротивляется растяжению и сдвигу.

Принципы армирования

  1. рациональное армирования железобетонных конструкций
  2. экономное расходование стали
  3. монолитность как всей конструкции в целом

Исходя из этих соображений, устанавливается первый принцип рационального армирования железобетонных конструкций: основные сжимающие усилия передаются на бетон, а растягивающие и сдвигающие — на арматуру. Из всех материалов, составляющих железобетон, сталь является наиболее дорогим. Поэтому из различных возможных решений конструкции выбирают то, которое при технической целесообразности и соответствии с назначением отвечает наименьшей затрате металла.

Коэффициент армирования

Экономное расходование стали представляет второй принцип рационального армирования. Насыщение конструкции металлом характеризуют расходом стали на 1 м3 железобетона; для отдельных поперечных сечений конструктивных элементов характеристикой является коэффициентом армирования μ = f ж/F,

представляющий отношение поперечного сечения основной арматуры к полному сечению элемента (или полезной его части).

Для конструкции в целом коэффициент армирования определяется частным от деления полного количества кг металла в 1 м3 бетона на 78,5 (при удельном весе стали 7,85).

Третьим принципом армирования является возможно лучшее осуществление монолитности как всей конструкции в целом, так и отдельных ее элементов. Все части конструкции должны быть связаны арматурой, образующей металлический скелет конструкции и работающей в соответствии с принципом рационального распределения внутренних усилий между металлом и бетоном. В сборных конструкциях должна быть учтена как работа отдельных элементов до их монтажа, так и неразрезанность конструкции после стыкования элементов.

Правила армирования

Если какому-либо усилию отвечает по расчету необходимая площадь арматуры f ж, она может быть осуществлена в конструкции различными способами — с большим количеством тонких стержней или малым количеством толстых.

Первое вообще полезнее, однако от этого положения нередко приходится отступать, чтобы обеспечить достаточную жесткость всему металлическому скелету конструкции во время ее бетонирования.

При густом расположении арматуры, например в балках, расстояние между стержнями не должно быть меньше 2,5 см (рис. 8). Монолитная связь стержней с бетоном требует довольно глубокой заделки последнего в бетон. Если стержень диаметром d испытывает нормальное напряжение σ, а напряжение сцепления равно τ , то необходимая глубина заделки :

l = σ • π d 2 / 4 : π d τ = σ / τ • d/4

эта величина довольно значительная при обычных напряжениях σ и τ. Для уменьшения ее применяют закрепление арматуры в бетоне путем устройства на концах стержней крюков. Крюки (рис. 9) делают прямыми, косыми и полукруглыми (крюк Консидера); последние наиболее эффективны. Закрепление растянутых стержней крюками следует производить в сжатой зоне конструкции; если же стержень оставляется в растянутой зоне, то длина заделки берется не менее 15 d, считая от того сечения стержня, где он уже не нужен по расчету. Сжатые стержни можно оставлять без крюков, но с заделкой не менее 20 d.

Арматуру часто приходится изгибать в соответствии с направлением воспринимаемых ею усилий; такие изгибы должны делаться плавно по дуге радиусом не менее 10 d ( рис. 10), чтобы избежать значительных местных напряжений в бетоне.

Особое внимание нужно обращать на правильное армирование в конструкциях входящих и исходящих углов. Входящий угол, по сторонам которого действуют растягивающие усилия следует армировать отдельными стержнями, запускаемыми вглубь бетона за вершину угла ( рис.11) стержень, огибающий вершину угла, отрывал бы защитный слой бетона. Аналогично сжатые стержни в исходящем угле следует связывать хомутами с растянутой арматурой, чтобы не вызвать отскакивания защитного слоя.

При армировании конструкций неизбежно приходится встречаться с необходимостью соединять стержни арматуры, образуя стыки. Так как всякое нарушение цельности в металлическом скелете конструкции нежелательно, то на качество стыкования арматуры и правильное расположение стыков следует обращать серьезное внимание. Наиболее благоприятным местом для стыков является сжатая область конструкции; в растянутой зоне стыки необходимо располагать лишь в местах с небольшим напряжением арматуры.

Способы стыкования

Существуют различные способы стыкования.

  1. Стыки внахлестку. Соединяемые стержни заводятся один ва другой на длину (30—40) d в случае растяжения и не менее 20 d в случаев сжатия (рис, 12); место стыка обматывается вязальной проволокой. Стыки внахлестку применяются при d 20 мм; стык удобный, но дорогой.
  2. Сварка — наиболее совершенный способ стыкования арматуры, состоит в применений электросварки (рис. 14): здесь сильно уменьшается расход металла; при хорошем качестве сварки можно значительно расширить область допустимых мест стыкования арматуры

Библиотека: книги по архитектуре и строительству | Totalarch

Вы здесь

Внешнее армирование железобетонных конструкций композиционными материалами. Шилин А.А. и др. 2007

Внешнее армирование железобетонных конструкций композиционными материалами
Шилин А.А., Пшеничный В.А., Картузов Д.В.
Стройиздат. Москва. 2007
184 страницы
ISBN: 978-5-274-01972-9

Руководство по усилению железобетонных конструкций композиционными материалами. Изложены основы проектирования и технологии внешнего армирования железобетонных конструкций современными композиционными материалами на основе углеродных, арамидных и стекловолокон. Даны основные положения по проектированию усиления изгибаемых железобетонным конструкций по первой и второй группам предельных состояний. Приведена технология усиления железобетонных конструкций композиционными материалами нового поколения. Рассмотрены вопросы качества выполнения работ, требования к исходным материалам и условиям проведения работ, требования к исходным материалам и условиям проведения работ по усилению, а также требования по обязательному мониторингу усиливаемой конструкции. Проанализирован опыт работы ЗАО Триада-Холдинг по усилению железобетонных конструкций композиционными материалами. Предназначено для инженерно-технических работников проектных и конструкторских организаций, занимающихся вопросами ремонта и реконструкции различных строительных конструкций.

Глава 1. Основные положения по ремонту, восстановлению и усилению железобетонных конструкций
1.1. Ремонт, восстановление и усиление конструкций инженерных сооружений
1.2. Композиционные материалы и их свойства

Глава 2. Проектирование ремонта и усиления железобетонных конструкций
2.1. Основные положения проектирования
2.2. Рекомендуемая степень усиления конструкций
2.3. Нормативные и расчетные характеристики композиционных материалов
2.4. Разрушение конструкций, усиленных внешним армированием

Глава 3. Проектирование усиления изгибаемых железобетонных конструкций
3.1. Общие положения
3.2. Прочность усиленной конструкции по нормальным сечениям
3.3. Прочность усиленной конструкции по наклонным сечениям
3.4. Основные положения расчета усиленных конструкций по образованию и раскрытию трещин
3.5. Ограничения на напряжения, действующие в усиленной конструкции
3.6. Анкеровка приклеенной к бетону полосы композиционного материала
3.7. Определение места обрыва полосы композиционного материала в пролете конструкции

Глава 4. Проектирование усиления колонн обоймами из композиционных материалов
4.1. Основные положения усиления конструкций обоймами из композиционных материалов
4.2. Усиление центрально-сжатых колонн
4.3. Усиление внецентренно-сжатых колонн

Глава 5. Особые случаи использования композиционных материалов для усиления железобетонных конструкций
5.1. Применение преднапряженных композиционных материалов
5.2. Установка композиционных материалов в пазах
5.3. Применение строительных растворов при установке композиционных материалов
5.4. Усиление строительных конструкций в сейсмических опасных районах

Глава 6. Технология усиления конструкций композиционными материалами
6.1. Технические и организационные требования по обеспечению качества системы усиления
6.2. Установка композиционных материалов на поверхность усиливаемой конструкции и контроль качества производства работ
6.3. Опыт ЗАО Триада-Холдинг по усилению строительных конструкций композиционными материалами

Основные обозначения
Список литературы

Предисловие

В процессе эксплуатации любые инженерные сооружения испытывают в большей или меньшей степени негативное воздействие внешней окружающей среды. Через определенный промежуток времени это воздействие приводит к снижению эксплуатационных качеств как всего сооружения в целом, так и отдельных составляющих его элементов. В зависимости от важности конкретной конструкции для функционирования всего сооружения и степени ее повреждения это может привести или к ремонту сооружения, или к замене его отдельного элемента. Ремонт инженерного сооружения является такой же необходимой составляющей его жизненного цикла, как и собственно новое строительство. Повреждения железобетонных конструкций, вызывающие необходимость в проведении ремонтных работ, заключаются, прежде всего, в карбонизации бетона, заражении его хлоридами, коррозии арматуры, что приводит к изменению физико-механических свойств железобетона, изменению геометрических размеров конструкции, появлению раковин, трещин, отслоению защитного слоя. Все это приводит в свою очередь к уменьшению несущей способности элементов сооружения и, как следствие, к снижению их надежности и способности обеспечивать безопасность эксплуатации сооружения.

Помимо восстановления первоначальной несущей способности железобетонных элементов во время ремонта, реконструкции или по условиям эксплуатации зачастую возникает необходимость в увеличении их несущей способности. Чаще всего увеличение нагрузки связано с дополнительной надстройкой уже существующих зданий и сооружений, изменением условий их эксплуатации, размеров и конструктивной схемы, установкой нового технологического оборудования или повышением пропускной способности мостовых конструкций.

Наряду с увеличением объема строительства новых зданий и сооружений происходит и увеличение объема ремонтных работ. В настоящее время в индустриально развитых странах инвестиции в новое строительство и ремонт уже существующих зданий и сооружений практически сравнялись. Возрастающая потребность в ремонтных работах, увеличение их трудоемкости и стоимости приводят к необходимости разработки новых технологий ремонта и применения новых материалов.

Долгие годы основными способами усиления строительных конструкций являлись увеличение их сечения за счет присоединения к ним дополнительных элементов, разгрузка конструкций, постановка дублирующих элементов, изменение расчетных и геометрических схем конструкций, введение затяжек, шпренгелей, использование предварительно напряженных наружных прядей и другие.

В середине XX века широкое распространение получил разработанный в Германии и Швейцарии способ усиления строительных конструкций путем приклеивания стальных пластин в растянутой зоне усиливаемых элементов. Способ оказался весьма эффективным для увеличения несущей способности железобетонных конструкций, особенно мостовых сооружений. Для усиления используются тонкие пластины из низкоуглеродистой стали. Помимо увеличения сопротивления железобетонных плит и балок действию изгибающего момента пластины увеличивают и жесткость конструкции, что приводит к уменьшению прогибов. Наряду с достоинствами способ усиления стальными пластинами не лишен и существенных недостатков: внешнее расположение стальных пластин еще больше увеличивает риск их повреждения в результате коррозии; большой собственный вес пластин приводит к нарушению сцепления между ними и бетоном и, как следствие, к отслоению пластин от бетона; значительная трудоемкость и технологическая сложность монтажа усиливающих элементов; необходимость применения дополнительного громоздкого оборудования; практическая невозможность усиления непрямых поверхностей; ухудшение безопасности выполнения работ но усилению; большая продолжительность производства работ по усилению исключает на длительный срок эксплуатацию объекта, в результате чего собственник несет финансовые убытки.

Вместе с тем параллельно в течение многих десятилетий в аэрокосмической и авиационной промышленности применялись композиционные материалы, армированные углеродным, арамидным, полиэфирным и стекловолокнами. Их несомненными достоинствами являются высокие прочность па растяжение и модуль упругости, малый вес, технологичность, невосприимчивость к агрессивным внешним факторам, способность повторять практически любые формы конструкции, выносливость и другие факторы.

В строительстве они первоначально рассматривались как альтернатива применяемым стальным пластинам. Одни из первых экспериментальных исследований но использованию композиционных материалов для восстановления изгибаемых железобетонных конструкций были проведены в Германии в 1978 году. Усиление колонн обоймами из композиционных материалов впервые было осуществлено в Японии в 80-х годах XX века. Основными преимуществами композиционных материалов но сравнению со стальными пластинами являются присущее им высокое значение отношения прочности на растяжение к собственному весу (выше, чем у стали, более чем в 10 раз) и высокая сопротивляемость химическим воздействиям и коррозии, легкость транспортировки, возможность усиления поверхностей с переменным радиусом кривизны, возможность эксплуатации сооружения во время проведения работ по ремонту и усилению, что позволяет избежать значительных финансовых потерь.

За последнее десятилетие число сооружений, отремонтированных и усиленных с помощью композиционных материалов, увеличилось в сотни раз. Особенно широко они стали применяться для усиления инженерных конструкций различного назначения в Японии после землетрясения 1995 года в Кобе Пожалуй, единственным существенным сдерживающим фактором их более широкого использования в гражданском и промышленном строительстве являлась относительно высокая стоимость самого материала, хотя в настоящее время этот фактор можно считать больше психологическим Проигрыш в стоимости материала полностью окупается снижением стоимости и трудоемкости выполнения работ по усилению отсутствием необходимости покупки дорогостоящего монтажного оборудования, сокращением сроков ремонта и возможностью эксплуатации сооружения во время выполнения ремонтных работ, увеличением межремонтного периода для восстановленной или усиленной конструкции.

Накопленный мировой и отечественный опыт применения композиционных материалов для усиления строительных конструкций является положительным то есть во всех случаях усиленные конструкции находятся в эксплуатационном состоянии, и отказа внешней арматуры из композиционных материалов не наблюдается. Эго вызывает быстрый рост применения композиционных материалов для ремонта и усиления строительных конструкций различных инженерных сооружений — промышленных и гражданских зданий, мостовых конструкций, башен, труб, свайных опор морских причалов, обделок тоннелей и других подземных сооружений, памятников архитектуры

На современном этапе развития науки и техники ведущей концепцией повышения надежности строительных конструкций является системный подход охватывающий весь жизненный цикл любого инженерного сооружения — проектирование, строительство» эксплуатация, включая мониторинг его текущего состояния, проведение диагностических исследований перед усилением (ремонтом), выполнение проектных работ по ремонту собственно технологические операции но ремонту и усилению с последующим контролем качества выполненных работ.

В последние годы проблеме обеспечения надежности строительных конструкций на всех стадиях их возведения и эксплуатации, особенно в случае их ремонта и усиления, уделяется значительное внимание как российскими, так и зарубежными исследователями. Вместе с тем в отечественной научно-технической литературе до настоящего времени отмечается лишь незначительное количество обобщающих публикаций но ремонту, восстановлению и усилению железобетонных конструкций композиционными материалами нового поколения, В данной книге авторы изложили свою точку зрения, основанную как на обширной собственной практике ремонта и усиления железобетонных конструкций композиционными материалами, так и на анализе зарубежного опыта проектирования и технологии усиления различных инженерных сооружений.

Читайте также  Пазогребень или газобетон что лучше?

Авторы выражают глубокую признательность докт. техн. наук, главному научному сотруднику НИИЖБ Т.А. Мухамедиеву и докт. техн. наук, заведующему кафедрой «Строительные материалы» МГСУ В.В. Козлову за ценные замечания при рецензировании.

Устройство защитного слоя бетона для заливки арматуры

Армирование – это совокупность прутьев, прокладываемых внутри стен, фундаментов, перекрытий и прочих элементов при монолитном строительстве. Так же часто армирующее соединение используется в процессе кладки из керамзитобетонных блоков.

Укладка армирующей сетки

Арматура железобетонных конструкций служит приданию прочности постройки. Ее функция принимать на себя растягивающее напряжение, а так же не допускать просадки и разрушения напряженных участков. В строительстве применяется стальная или стеклопластиковая арматура.

1 Назначение арматуры в железобетонных конструкциях

Монолитное строительство из железобетона приобретает все большую популярность. Такие конструкции возводятся гораздо быстрее, чем, к примеру, из керамзитобетонных блоков. К тому же, при монолитном строительстве можно выполнять любые формы и виды стен, опор, перекрытий и прочего без особых сложностей.

Бетон имеет массу преимуществ: высокая прочность, устойчивость к высоким и низким температурам, экологичность и прочее. Но есть и один существенный недостаток: высокий коэффициент растягивающего натяжения может привести к быстрому разрушению конструкции. К примеру, закрепленное с двух концов бетонное перекрытие, прогибаясь под собственным весом, на верхней поверхности будет испытывать сживающую нагрузку, а на нижней — растягивающую.

Поэтому технология монолитного строительства предусматривает формирование арматурной сетки внутри бетонных фундаментов, стен, опор, перекрытий. Именно армирующее волокно снижает коэффициент натяжения на напряженных участках конструкции и делает постройку прочной.

Теоретически для армирования может использоваться любой материал, даже древесина. На практике же используется только композитная или стальная арматура.

Композитная арматура – это прутья, в основе структуры которых лежит углеродное или базальтовое волокно. Такое волокно обеспечивает не только прочность и антикоррозийные свойства, но и легкость. Однако такие изделия стараются использовать лишь в строительстве одноэтажных зданий.

Никакое волокно не может по прочности сравниться со сталью. Поэтому проектирование второго этажа уже предусматривает применение исключительно стальной арматуры. Это обусловлено так же и тем, что сталь имеет высокий коэффициент прочности и натяжения.

Арматурный каркас из композитной арматуры

Для вязания армирующей сетки в промышленных условиях, как правило, используют рифленые стальные прутья разного диаметра.

При произведении работ своими руками, особенно таких, как бетонирование фундамента, могут использоваться любые металлические элементы, которые можно связать между собой.

Армированный бетон полностью защищен от натяжения и разрывов на напряженных участках.
к меню ↑

1.1 Проектирование железобетонных конструкций

Прежде, чем приступать к любому строительству, нужно предварительно составить проект. Проектирование позволяет тщательно рассчитать все нюансы будущего строительства, учитывая техническое руководство в виде СНиП.

При разработке проекта учитываются особенности грунта, климатические условия, минимальный и максимальный коэффициент натяжения, порядок и технология строительных работ.

Несущая система любого здания состоит из фундамента, подпорных стен и перекрытий.

Главная задача проектировщика – рассчитать коэффициент нагрузок на все несущие конструкции. Коэффициент нагрузки напряженных зон постройки может быть минимальный, и максимальный. Именно от него будет зависеть количество и особенности материалов для производства железобетона.

Главное пособие для проектировщика – это государственные правила СНиП – руководство по строительству жилых и нежилых зданий. Этот документ постоянно обновляется, исходя из новых материалов и способов производства.

Схема устройства и армирования ленточного мелкозаглубленного фундамента

Проектирование несущих подпорных конструкций, согласно СНиП производится по следующим параметрам:

  • коэффициент нагрузки на фундамент, стены, перекрытия;
  • амплитуда вибрации подпорных конструкций и верхних перекрытий;
  • устойчивость основания;
  • коэффициент натяжения и сопротивляемости процессу разрушения.

2 Виды арматуры

Способы классификации арматуры в изделиях из железобетона могут быть разными. Для производства железобетонных конструкции используются разные типы арматуры с различными маркировками. Виды арматуры определяются исходя из ее назначения, сечения, способа производства и т.д.

Классификация по назначению:

  • рабочая арматура принимает на себя основные нагрузки напряженных участков;
  • конструктивная принимает на себя коэффициент натяжения;
  • монтажная используется для производства монтажа рабочей и конструктивной арматуры в единый каркас;
  • анкерная выполняет функцию закладных деталей для создания перемычек, откосов.

Классификация по ориентации внутри стен, полов, перекрытий, опор бывают такие виды арматуры:

  • продольная – принимает на себя коэффициент натяжения и не допускает вертикального разрушения стены, перемычек и подпорных конструкций;
  • поперечная – служит для закрепления напряженных зон, выполняет функцию перемычек между продольными прутьями, препятствует появлению сколов и горизонтальных трещин.

Схема укладки арматурного каркаса для углов ленточного фундамента

Классификация по внешнему виду:

  • гладкая;
  • рифленая (периодического профиля). Рифленые виды арматурных прутьев значительно улучшают сцепку с бетоном и делает конструкцию более прочной, поэтому ее нужно использовать для производства напряженных зон. Периодический профиль прутьев может быть серповидным, кольцевидным или смешанным.

2.1 Классы прочности

Существуют старый и новый способы маркировки согласно СНиП.

  • отечественный ГОСТ 5781-82 предусматривает маркировку A-I, A-II, A-III, A-IV, A-V, A-VI;
  • международные стандарты устанавливают правила маркировки А240, А300, А400, А600, А800, А1000.

На способ производства и правила использования способ маркировки не влияет. Так маркировка A-I соответствует А240, A-II соответствует А300 и т.д.

Чем выше класс арматуры, тем выше ее прочность. Изделия класса A-I гладкостенные и используются, как правило, для вязки арматурной сетки. В строительстве же стен, опор, фундаментов, перемычек, перекрытий и т.д. применяют рифленые изделия класса A-II и выше.

Термически уплотненная арматура, согласно международным стандартам, обозначается «Ат». Ее изготовление начинается с марки А400 и выше. В конце маркировки могут быть добавлены и другие литеры. Так литера «К» означает коррозийную устойчивость, литера «С» означает пригодность для сваривания, литера «В» говорит об уплотнении вытяжкой и т.д.

Пособие по армированию и государственное руководство СНиП руководство выдвигают требования к армированию железобетонных конструкций.

Защитный слой бетона для арматуры должен обеспечивать:

  • совместную работу прутьев с бетоном;
  • анкеровку прутьев и возможность их стыковки;
  • защищать металлическую конструкцию от воздействия внешней (в том числе агрессивной) среды;
  • огнеупорность конструкции.

Толщина защитного слоя определяется исходя из размера и роли арматуры (рабочая или конструктивная). Так же учитывается тип конструкции (стены, фундамент, перекрытия и т.д.) Минимальный защитный слой, согласно СНиП не должен быть меньше, чем толщина прутьев и меньше 10 мм.

Заливка бетоном арматурного каркаса в опалубке

Расстояние между арматурными стержнями определяется функциями, которые должен выполнять армированный бетон.

  • взаимодействие стержней и бетона;
  • возможность анкеровать и стыковать стержни;
  • придание зданию максимальной прочности и долговечности.

Минимальный отступ между прутьями – 25 мм, или толщина арматуры. В стесненных условиях допускается установка стержней пучками. Тогда расстояние между ними считается от общего диаметра сечения пучка.
к меню ↑

2.2 Виды армирования

Можно выделить две основных технологии армирования.

  1. Традиционное вязание металлической арматурной сетки. Бетонирование с использованием металлических стержней широко применяется на строительном рынке при возведении монолитных железобетонных конструкций. Оно позволяет производить полноценное армирование бетонного пола, фундамента, стен, перекрытий, подпорных конструкций и прочего.
  2. Дисперсное армирование бетона – относительно новый способ, предусматривающий армирование стальной или другой фиброй. Этот способ широко используется в странах Европы, однако в России фиброволокно применяют, в основном, для производства бетонных полов. Если арматурные прутья снижают количество усадочных трещин лишь на 6 %, то металлическая фибра – на 20%, а полимерное фиброволокно на 60%.

Но основное преимущество диспесного армирования в снижении затрат труда. Стальное, базальтовое или стекловолоконное фиброволокно добавляется непосредственно в раствор и не требует укладки и вязки каких-либо элементов. Главный и определяющий недостаток – высокая стоимость такого способа.

Фрагмент бетонной плиты армированной стекловолокном по методу дисперсного армирования

Правила продольного армирования:

Согласно правилам СНиП армирование подстилающих слоев и набетонок зависит от назначения арматуры, назначения конструкции и гибкости элемента. Минимальный допустимый процент армировки – 0,1 %. При этом расстояние между стержнями должно быть не менее двух диаметров прута и не более 400 мм.

Поперечное армирование же, подразумевает, что шаг поперечных перемычек, согласно правилам СНиП, в напряженных зонах должен быть не менее половины сечения стержня и не более 300 мм.

В не напряженных зонах максимальное расстояние между прутьями увеличивается до 13 диаметров, но не более 500 мм.

Армирование элементов монолитных железобетонных зданий требует предварительно тщательно изучить руководство СНиП. Это позволит избежать разрушения фундамента, стен, опор, перекрытий и других подпорных конструкций.
к меню ↑

2.3 Правильное армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента (видео)

Армирование колонн. Пояснение к важным пунктам «Руководства по конструированию»

Все, что касается конструирования колонн, изложено в «Руководстве по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)» – пункты 3.59 – 3.72, также важная информация содержится в пунктах 3.73 – 3.90 (их мы разбирать в этой статье не будем).

В данной статье я хочу дать пояснения к важным пунктам руководства, возможно, это поможет вам подойти к конструированию более осознанно.

Итак, начнем разбор.

Пункт 3.60. О гибкости колонн.

Обратите внимание на этот пункт и всегда проверяйте гибкость колонны. Здесь l₀ — это рабочая высота колонны, она принимается согласно указаниям «Пособия по проектированию железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры», r — радиус инерции сечения, h — высота сечения.

В чем суть этого требования? Чем длиннее колонна, тем больше должно быть ее сечение — это основное условие устойчивости. Слишком тонкая и длинная колонна будет гибкой, и шансов потерять устойчивость у такой колонны намного больше. Условие из п. 3.60 позволяет ограничить соотношение длины колонны и ее сечения (будь это высота сечения или радиус инерции).

Пункт 3.62. О защитном слое бетона.

Требование по защитному слою арматуры — очень важное.

Во-первых, согласно п. 3.4 руководства есть четкое требование по ограничению защитного слоя для рабочей арматуры — не более 50 мм. Какова причина такого ограничения? При большем защитном слое бетон колонны просто начнет растрескиваться, необходимо будет устанавливать дополнительные сетки, а в колоннах это делать совсем не рационально.

Во-вторых, согласно таблице 23 защитный слой для рабочей арматуры должен быть не менее 20 мм или не менее диаметра арматуры (например, при диаметре арматуры 25 мм защитный слой должен быть не меньше 25 мм). Это требование тоже обоснованное. При меньшем защитном слое есть риск того, что арматура начнет оголяться, подвергаться коррозии и разрушаться.

Поэтому мы всегда должны придерживаться золотой середины. По моему опыту это 25-30 мм.

Пункт 3.63. О длине рабочей арматуры.

Почему дается ограничение по длине стержня? Коррозия здесь играет очень малую роль. В основном важно удобство укладки арматуры в опалубку. Погрешности при нарезке арматуры тоже бывают, и очень неприятно, когда стержень каркаса не помещается в опалубке. Особенно этот пункт важен для сборных колонн.

Пункт 3.64. О площади рабочей арматуры.

Очень и очень важный пункт. Особенно для расчетчиков. Если по вашему расчету колонна проходит, но площадь ее арматуры больше 5%, будут огромные трудности с размещением этой арматуры в пределах сечения!
Если вы считаете в расчетных комплексах вроде Лиры, всегда проверяйте процент армирования колонн и увеличивайте их сечение, если процент слишком большой.

Особенно важно проверять процент армирования для колонн, арматура которых стыкуется нахлесткой. В месте нахлестки арматуры в два раза больше, и нужно всегда прорисовывать это сечение, чтобы понять, смогут ли строители нормально забетонировать колонну.

Оптимальный процент армирования колонн 2,5-3%.

Как найти процент армирования колонны?
Допустим, сечение колонны 400х400 мм (т.е. ее площадь равна 40*40=1600 см2), площадь арматуры 40 см2.
Процент армирования равен 40*100/1600=2,5%

Пункты 3.65 и 3.66. О диаметрах рабочей арматуры колонн.

Очень важно запомнить требования пункта 3.65 и всех желающих сэкономить (а таких будет много на вашем пути) посылать к этому пункту. А для себя еще важно запомнить, что и для монолитных колонн применение двенадцатки крайне сомнительно — разве что в частных двухэтажных домиках — не зря в руководстве используется слово «допускается» (т.е. можно, но хорошо подумай, прежде чем применять).

По поводу применения стержней разного диаметра очень важно запомнить для себя правило: стержни соседних диаметров в одной конструции применять нельзя! (8 и 10, 10 и 12, 12 и 14 и т.д.). На глаз эти стержни очень легко перепутать, а у строителей арматура не подписана. Берегите их от ошибок и конструкции от аварий.
Вообще стержни разных диаметров можно применять в целях экономии, особенно при больших объемах строительства. Допустим, колонну выгодней заармировать 4d16+4d20, чем просто 8d20; но если таких колонн не 50 штук, а всего две-три, то стоит подумать о строителях, которым ради нескольких десятков метров придется заказывать арматуру разных диаметров.

Обратите внимание на то, что в отличие от балок при армировании колонн нужно избегать установки арматуры в два ряда.

Пункт 3.67. О выпусках арматуры из колонн.

Обратите внимание на то, что выделено жирным. При конструировании колонн стыковка арматуры без сварки очень часто выливается в немалую проблему, особенно если используется арматура не по ГОСТ 5781-82, а по ДСТУ3760:2006. Дело в том, что у арматуры по ДСТУ просто огромная величина нахлестки. К примеру, для арматуры диаметром 25 мм требуется величина нахлестки 1400 мм. Если располагать нахлестку с разбежкой, как оказано на рисунке 71а (там 50% стержней выводятся на одну величину нахлестки, а вторые 50% — на две величины нахлестки), то получается уже 1400 мм и 2800 мм (почти высота этажа). Представьте себе, какой сумасшедший перерасход арматуры будет, если на каждом этаже выполнять такие стыки. А ведь бывает арматура и больших диаметров.
В случае возникновения такой проблемы всегда рациональней предпочесть стыковку арматуры сваркой с накладками (стыкам арматуры будет посвящен отдельный день в марафоне). Если же стыковать сваркой по какой-то причине не получается (не согласен заказчик, т.к. нет квалифицированных сварщиков и т.д.), то следует обратить внимание на вот эти строки из п. 3.67:

Читайте также  Варианты отделки бетонной лестницы в частном доме

«При высоте этажа менее 3,6 м или при продольной арматуре d ≥ 28 мм стыки рекомендуется устраивать через этаж».

На что еще следует обратить внимание при конструировании стыковки арматуры в колоннах?
1) Если колонна небольшого сечения, и арматура в ней расположена довольно насыщено, нужно проверить, как же эта арматура сможет разместиться в местах нахлестки.
2) Обязательно нужно делать на чертеже схему расположения выпусков арматуры из колонны нижнего этажа — чтобы до бетонирования рабочие установили стержни в нужном положении. А то бывает забетонируют все, начинают устанавливать арматуру следующего этажа, и то стержни некуда ставить, то защитного слоя бетона для выпусков не остается (а для выпусков защитный слой должен быть не меньше, чем для основной арматуры).
3) Нужно указывать в ведомости деталей, что стержни диаметром более 18 мм нужно изгибать с соблюдением радиусов загиба (см. рисунок 1в руководства).

Пункт 3.68. О расстоянии между стержнями колонн.

Очень важный пункт. Пустовать пространство армированного железобетона не должно, поэтому стержни устанавливаем не реже, чем через 400 мм.
Но еще важнее расстояние между стержнями. Никогда не забываем, что в свету между стержнями должен нормально пройти бетон (а это не раствор, в нем камни довольно крупной фракции присутствуют).
Еще важнее помнить, что любой диаметр арматуры (10, 18 или 25 мм) — это номинальный диаметр, который не учитывает выступающих серповидных частей арматуры.

В ГОСТе или ДСТУ на арматуру вы можете найти реальный диаметр арматурного стержня, который будет больше номинального (для арматуры 8 реальный размер 9 мм; для арматуры 25 реальный размер 27 мм). В густоармированных сечениях всегда важно прорисовывать размещение арматуры с учетом реальных диаметров.

Пункт 3.69. О конструировании сечения колонны.

Очень важно не забывать о конструктивной арматуре. Как сказано в этом пункте, конструктивная арматура нужна для предотвращения выпучивания при бетонировании. Вы можете в проекте указать рабочую арматуру по расчету, но будет ли с нее толк, если при бетонировании арматура разъедется и для нее не останется защитного слоя бетона?
Если вы армируете сетками, всегда сверяйтесь с рисунком 72 — все ли дополнительные стержни вы поставили, чтобы каркас был достаточно жестким.

Если вы армируете вязаным каркасом, сверяйтесь с рисунком 73. При маленьком сечении колонны дополнительные шпильки не нужны, но чем сечение больше, тем больше шпилек нужно устанавливать. А в самом большом сечении (более 1200 мм сторона колонны) устанавливается уже два хомута (как это показывается под сечением колонны).

Пункт 3.70. О диаметрах поперечной арматуры.

Даже если по расчету у нас получился небольшой диаметр хомутов в колонне, его нужно перепроверить по таблице 24. Чаще всего приходится назначать по конструктивным требованиям диаметр больший, чем получилось по расчету.

На первый взгляд кажется: ну зачем этот перерасход? Но в любых каркасах, сварных или вязаных, всегда соблюдается соотношение продольной и поперечной арматуры, это обеспечивает надежную работу всей арматурной конструкции. В сварных каркасах это особенно важно, так как надежное сварное соединение можно получить лишь при указанном соотношении диаметров свариваемой арматуры.

Пункт 3.71. О шаге поперечной арматуры.

Когда вы определили диаметр хомутов, нужно назначить их шаг. Расчет – расчетом, но окончательно мы всегда сверяемся с таблицей 25. Как видите, шаг хомутов зависит от класса арматуры, это нужно учитывать при выборе. Значение Rac – это расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных состояний первой группы.

С процентом армирования μ более 3% нужно быть тоже внимательными – оно сразу вызывает сгущение шага поперечной арматуры. Мало того, при стыковке арматуры в нахлестку, при проценте армирования 3 и более всегда возникают проблемы с размещением арматуры. По возможности такого насыщенного армирования нужно избегать.

Заметьте, если вы стыкуете арматуру в нахлестку, в местах нахлестки всегда идет более частое расположение хомутов.

Если вы применяете арматуру по ДСТУ 3760, проверяйте все требования еще и по «Рекомендациям по применению арматурного проката по ДСТУ 3760-98» и выбирайте худший вариант.

Пункт 3.72. Конструирование колонн с круглым сечением.

Требования пункта 3.72 довольно четкие. Круглыми в сечении должны быть спирали, так как при любом отклонении от круга в арматуре будут возникать дополнительные напряжения. Да и навивочную машину, обеспечивающую спираль не круглого сечения вряд ли можно найти.

Еще хочется добавить, что требования к армированию круглых колонн можно использовать при армировании буроинъекционных свай круглого сечения.

РУКОВОДСТВО ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА (БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ)

Добавил: Александр Кулагин

Дата: [04.10.2013]

РУКОВОДСТВО ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА (БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ)

Государственный проектный институт Ленинградский Промстройпроект Госстроя СССР

Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений Госстроя СССР

Научно-исследовательский институт бетона и железобетона Госстроя СССР

РУКОВОДСТВО
по конструированию
БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ИЗ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
(БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ)

МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1978

ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящем Руководстве изложены основные принципы конструирования наиболее массовых элементов из тяжелого бетона, а также приведены подробные данные по армированию конструкций, анкеровке и стыковке арматуры, конструированию арматурных изделий и закладных деталей и др.

Настоящее Руководство можно использовать и при конструировании предварительно напряженных элементов (в части обычной арматуры) наряду с указаниями специальных руководств.

Руководство разработано в соответствии с положениями главы СНиП II-21-75 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Буквенные обозначения, приведенные без пояснения, соответствуют обозначениям главы СНиП II-21-75.

Приведенные в Руководстве рисунки не должны рассматриваться как примеры графического оформления рабочих чертежей.

Руководство разработано ГПИ Ленинградский Промстройпроект (инж. Г.Г. Виноградов) с участием ЦНИИпромзданий и НИИЖБ Госстроя СССР. При этом были использованы материалы НИЛФХММа и ТПа Главмоспромстройматериалов, КТБ Мосоргстройматериалов и Гипростроммаша Минстройдормаша СССР.

Замечания и предложения по Руководству просьба направлять по адресу: 196190, Ленинград, Ленинский проспект, д. 160, Ленинградский Промстройпроект.

Рекомендовано к изданию решением технического совета Ленинградского Промстройпроекта.

Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения / ГПИ Ленингр. Промстройпроект Госстроя СССР, ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. — М.: Стройиздат, 1978.

Руководство содержит положения главы СНиП II-21-75 и материал, необходимый проектировщикам, занимающимся конструированием бетонных и железобетонных элементов зданий различного назначения, в основном для промышленного строительства. Приведены способы конструирования наиболее распространенных конструкций сборного и монолитного исполнения с армированием как сварными, так и вязаными арматурными каркасами и сетками.

Даются также рекомендации по проектированию арматурных изделий и закладных деталей.

Руководство предназначено для инженеров и техников — проектировщиков, а также для студентов строительных вузов.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Руководство распространяется на конструирование бетонных и железобетонных элементов без предварительного напряжения, выполняемых из тяжелого бетона для зданий и сооружений, эксплуатируемых при систематическом воздействии температур не выше 50 и не ниже минус 70 °С.

Примечание. Руководство не распространяется на конструирование элементов гидротехнических сооружений, мостов, транспортных тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов, а также армоцементных конструкций и конструкций из специальных бетонов.

1.2. Руководство ориентировано в основном на проектировщиков, занимающихся конструированием бетонных и железобетонных элементов зданий и сооружений для промышленного строительства. Однако материал Руководства может быть использован и при конструировании элементов конструкций другого назначения.

1.3. При пользовании настоящим Руководством необходимо соблюдать требования государственных стандартов на арматуру, на арматурные изделия и закладные детали, а также на сварные соединения.

1.4.Проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений, предназначенных для работы в условиях агрессивной среды и повышенной влажности, должно вестись с учетом дополнительныхтребований, предъявляемых главой СНиП по защите строительных конструкций от коррозии.

1.5. Выбор конструктивных решений армирования должен производиться исходя из технико-экономической целесообразности применения арматуры в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения металлоемкости, трудоемкости и стоимости арматурных изделий и, следовательно, строительства в целом, что может быть достигнуто путем применения эффективных видов арматуры и арматурных сталей, снижения веса арматурных изделий, наиболее полного обеспечения технологичности и механизации арматурных работ.

1.6. Элементы сборных конструкций должны отвечать условиям механизированного изготовления на специализированных предприятиях.

Сборные конструкции целесообразно при конструировании предусматривать максимально крупными, насколько это позволяют грузоподъемность монтажных механизмов, условия изготовлении и транспортирования.

1.7. Для монолитных конструкций следует предусматривать унифицированные размеры, позволяющие применять инвентарную опалубку, а также укрупненные пространственные арматурные каркасы.

1.8. Для обеспечения условий качественного изготовления конструкции, требуемой их долговечности и совместной работы арматуры и бетона следует выполнять конструктивные требования, изложенные в настоящем Руководстве.

1.9. Для железобетонных конструкций, конструируемых в соответствии с требованиями настоящего Руководства, применяются тяжелые бетоны, характеристики которых приведены в главе СНиП II-21-75.

1.10. Объемная масса тяжелого вибрированного бетона на гравии или щебне из природного камня принимается равной 2400 кгс/м 3 .

Объемная масса железобетона при содержании арматуры 3 % и менее может приниматься равной 2500 кгс/м 3 ; при содержании арматуры более 3 % объемная масса должна определяться как сумма масс бетона и арматуры на единицу объема железобетонной конструкции.

1.11. В качестве арматуры железобетонных конструкций следует преимущественно применять:

а) горячекатаную арматуру класса A-III и термически упрочненную стержневую свариваемую арматуру класса Aт-III;

б) обыкновенную арматурную проволоку диаметром 3 — 5 мм классов Вр-I и В-I (в сварных сетках и каркасах).

Допускается также применять:

в) горячекатаную арматуру классов А-II, Ас-II и A-I в основном для поперечной арматуры линейных элементов, для конструктивной и монтажной арматуры, а также в качестве продольной рабочей арматуры в случаях, когда использование других видов арматуры нецелесообразно или не допускается;

г) обыкновенную арматурную проволоку класса В-I диаметром 3 — 5 мм для вязаных хомутов балок высотой до 400 мм и колонн;

д) горячекатаную арматуру классов A-IV, A-V и термически упрочненную классов Aт-IV и Aт-V, а также упрочненную вытяжкой класса А-IIIв только для продольной рабочей арматуры вязаных каркасов и сеток. Арматура этих классов может использоваться в качестве сжатой арматуры, а классов A-IIIв, A-IV, Aт-IV и в качестве растянутой арматуры.

Арматуру классов A-III, Aт-III, A-II, Ас-II и А-I рекомендуется применять в виде сварных каркасов и сварных сеток.

Арматуру классов A-III, Ат-III, А-IIIв, A-IV, A-V, Ат-IV и Aт-V рекомендуется применять при условии удовлетворения требований расчетов в частности по трещиностойкости.

Примечание. В дальнейшем в настоящем Руководстве для краткости используются следующие термины: «стержень» — для обозначения арматуры любого диаметра, вида и профиля независимо от того, поставляется ли она в прутках или в мотках (бунтах); «диаметр» (d),еслине оговорено особо, означает номинальный диаметр стержня.

1.12. В конструкциях с ненапрягаемой арматурой, находящихся под давлением газов илижидкостей, следует применять:

а) горячекатаную арматуру классов А-II и А-I (преимущественно);

б) горячекатаную арматуру класса А-III и термически упрочненную класса Ат-III;

в) обыкновенную арматурную проволоку классов Вр-I и В-I.

1.13. Данные по арматуре приведены в прил. 1. При выборе вида и марки стали для арматуры, а также для закладных деталей, устанавливаемых по расчету, должны учитываться температурные условия эксплуатации конструкций и характер их нагружения согласно прил. 2 и 3.

2. ИЗДЕЛИЯ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

общие указания

2.1. Изделия, применяемые в железобетонных конструкциях, подразделяются на:

а) арматурные изделия:

отдельные арматурные стержни;

плоские и рулонные арматурные сетки (в дальнейшем просто сетки);

пространственные арматурные каркасы (в дальнейшем просто каркасы);

б) закладные детали;

в) приспособления для фиксации арматуры и закладных деталей;

г) приспособления для строповки элементов сборных конструкций.

Примечание. Здесь и далее в настоящем Руководстве используются следующие термины: сетки — для обозначения любых плоских арматурных изделий, в том числе и так называемых плоских тарных каркасов; каркасы — для обозначения исключительно пространственных арматурных изделий.

2.2. При конструировании следует преимущественно применять типовые арматурные изделия, разработанные в соответствующих ГОСТах.

Если типовые изделия по своим параметрам не пригодны для применения в конкретных условиях, то допускается применять индивидуальные изделия, которые рекомендуется конструировать по аналогии с типовыми и в соответствии с указаниями настоящего Руководства. При этом необходимо стремиться к максимальной унификации изделий (в том числе размеров, шагов и диаметров продольной и поперечной арматуры) и к возможности изготовления их современными индустриальными способами. Изделия должны быть также удобны при транспортировании, складировании и укладке в форму.

2.3. Арматуру железобетонных элементов следует конструировать преимущественно, а линейных железобетонных элементов, как правило, в виде каркасов.

2.4. В рабочих чертежах арматурных изделий и закладных деталей следует указывать способы соединения стержней и их пересечений: какие пересечения должны быть сварными с нормируемой или ненормируемой прочностью, какие могут скрепляться вязальной проволокой или вообще не скрепляться.

Читайте также  Как оштукатурить газобетонные блоки?

2.5. Арматура железобетонных конструкций из горячекатаной стали периодического профиля, горячекатаной гладкой стали и обыкновенной арматурной проволоки должна, как правило, изготовляться с применением для соединения стержней контактной сварки точечной и стыковой, а также в указанных ниже случаях дуговой (ванной и протяженными швами) сварки.

Сварные соединения стержневой, термически упрочненной арматуры, как правило, не допускаются.

Типы сварных соединений арматуры и закладных деталей должны назначаться в соответствии с техническими требованиями и указаниями соответствующих государственных стандартов и нормативных документов на арматурные изделия, сварную арматуру и закладные детали для железобетонных конструкций. Основные типы сварных соединений стержневой арматуры и элементов закладных деталей приведены в прил. 4.

2.6. Контактная точечная сварка применяется при изготовлении сварных каркасов, сеток и закладных деталей с нахлесточными соединениями стержней.

2.7. Контактная стыковая сварка применяется для соединения по длине заготовок арматурных стержней. Диаметр соединяемых стержнейпри этом должен быть не менее 10 мм.

Контактную сварку стержней диаметром менее 10 мм допускается применять только в заводских условиях при наличии специального оборудования.

2.8. При отсутствии оборудования для контактной сварки допускается применять дуговую сварку в следующих случаях:

а) для соединения по длине заготовок арматурных стержней из горячекатаных сталей диаметром 8 мм и более;

б) при выполнении сварных соединений с нормируемой прочностью в сетках и каркасах с принудительным формированием шва в инвентарной форме или с обязательными дополнительными конструктивными элементами в местах соединения стержней продольной и поперечной арматуры (косынки, лапки, крюки и т.п.);

в) при выполнении крестообразных соединений стержней без дополнительных конструктивных элементов (косынок, лапок, крюков и т.д.) только для соединений с ненормируемой прочностью (имеющих монтажное значение).

2.9. При конструировании арматурных изделий и закладных деталей следует стремиться к сокращению числа их типоразмеров как в пределах железобетонного элемента, так и в пределах ряда железобетонных конструкций.

2.10. Применение вязаной арматуры допускается при отсутствии оборудования для контактной точечной сварки, а также для элементов монолитных конструкций сложной конфигурации, для плит с большим числом неупорядоченных отверстий различных размеров и форм, при невозможности многократно использовать данную марку арматурного изделия или при наличии специальных требований, связанных с условиями изготовления, эксплуатации и др.

2.11. Арматурные каркасы рекомендуется конструировать на весь железобетонный элемент или на его часть.

Армирование конструкций

Армирование конструкций Арматурные элементы и состав процесса армирования ненапрягаемых конструкций. В современном строительстве ненапрягаемые конструкции армируют укрупненными монтажными элементами в виде сварных сеток, плоских и пространственных каркасов с изготовлением их вне возводимого здания и последующим крановым монтажом. Только в исключительных случаях сложные конструкции армируют непосредственно в проектном положении из отдельных стержней ( штучная арматура) с соединением в законченный арматурный элемент сваркой или вязкой. Сетка представляет собой взаимно перекрещивающиеся стержни, соединенные в местах пересечения преимущественно сваркой. Плоские каркасы состоят из двух, трех, четырех продольных стержней и более, соединенных поперечными, наклонными или непрерывными ( змейкой) стержнями. Применяют плоские каркасы главным образом для армирования балок, прогонов, ригелей и других линейных конструкций.

Пространственные каркасы состоят из плоских каркасов, соединенных при необходимости монтажными стержнями, и применяют для армирования легких и тяжелых колонн, балок, ригелей, фундаментов. Пространственные каркасы несущих опалубку и временные нагрузки арматурных элементов изготовляют из жестких прокатных профилей с соединением их на сварке арматурными стержнями. Штучную арматуру изготовляют различных конфигураций в зависимости от направления воспринимаемых сил и характера ее работы в конструкции ( рабочая, распределительная, монтажная, хомуты). Для нужд строительства металлургическая промышленность изготовляет арматурную сталь, подразделяемую на две основные группы: стержневую и проволочную.

Армирование ненапрягаемых железобетонных конструкций состоит из: заготовки ( как правило, централизованно) арматурных элементов; транспортирования арматуры на объект строительства, сортировки ее и складирования; укрупнительной сборки на приобъектной площадке арматурных элементов и подготовки арматуры, монтируемой отдельными стержнями; установки ( монтажа) арматурных блоков, пространственных каркасов, сеток и стержней; соединения монтажных единиц в проектном положении в единую армоконструкцию. Таким образом, все процессы армирования железобетонных конструкций можно объединить в две группы: предварительное изготовление арматурных элементов и установка их в проектное положение.

Монтаж ненапрягаемой арматуры. Монтаж арматуры ведут, как правило, с использованием механизмов и приспособлений, применяемых для других видов работ ( опалубочных, бетонных и др.) и предусмотренных проектом производства работ. Ручная укладка допускается только при массе арматурных элементов не более 20 кг. Соединяют арматурные элементы в единую армоконструкцию сваркой и нахлесткой, а в исключительных случаях — вязкой. Соединение нахлесткой без сварки используют при армировании конструкций сварными сетками или плоскими каркасами с односторонним расположением рабочих стержней арматуры и при диаметре арматуры не выше 32 мм. При этом способе стыкования арматуры величина перепуска ( нахлестки) зависит от характера работы элемента, расположения стыка в сечении элемента, класса прочности бетона и класса арматурной стали ( регламентируется СНиПом).

При стыковании сварных сеток из круглых гладких стержней в пределах стыка следует располагать не менее двух поперечных стержней. При стыковании сеток из стержней периодического профиля приваривать поперечные стержни в пределах стыка не обязательно, но длину нахлестки в этом случае увеличивают на пять диаметров. Стыки стержней в нерабочем направлении ( поперечные монтажные стержни) выполняют с перепуском в 50 мм при диаметре распределительных стержней до 4 мм и 100 мм при диаметре более 4 мм. При диаметре рабочей арматуры 26 мм и более сварные сетки в нерабочем направлении рекомендуется укладывать впритык друг к другу, перекрывая стык специальными стыковыми сетками с перепуском в каждую сторону не менее 15 диаметров распределительной арматуры, но не менее 100 мм.

При монтаже арматуры необходимо элементы и стержни устанавливать в проектное положение, а также обеспечить защитный слой бетона заданной толщины, т.е.расстояние между внешними поверхностями арматуры и бетона. Правильно устроенный защитный слой надежно предохраняет арматуру от корродирующего воздействия внешней среды. Для этого в конструкциях арматурных элементов предусматривают специальные упоры или удлиненные поперечные стержни. Этот метод применяют в том случае, если конструкция работает в сухих условиях. Обеспечить проектные размеры защитного слоя бетона можно также с помощью бетонных, пластмассовых и металлических фиксаторов, которые привязывают или надевают на арматурные стержни. Пластмассовые фиксаторы характеризуются высокими технологическими свойствами. Во время установки на арматуру пластмассовое кольцо за счет присущей ему упругости немного раздвигается и плотно охватывает стержень.

Защитный слой в плитах и стенах толщиной до 10 см должен быть не менее 10 мм; в плитах и стенах более 10 см — не менее 15 мм; в балках и колоннах при диаметре продольной арматуры 20… 32 мм — не менее 25 мм, при большем диаметре — не менее 30 мм.

Смонтированную арматуру принимают с оформлением акта, оценивая при этом качество выполненных работ. Кроме проверки ее проектных размеров по чертежу проверяют наличие и место расположения фиксаторов и прочность сборки армоконструкции, которая должна обеспечить неизменяемость формы при бетонировании.

Напряженное армирование конструкций. Предварительное напряжение в монолитных и сборно- монолитных конструкциях создается по методу натяжения арматуры на затвердевший бетон. В свою очередь, по способу укладки напрягаемой арматуры метод подразделяют на линейный и непрерывный. При линейном способе в напрягаемых конструкциях при их бетонировании оставляют каналы ( открытые или закрытые). По приобретении бетоном заданной прочности в каналы укладывают арматурные элементы и производят их натяжение с передачей усилий на напрягаемую конструкцию. Линейный способ применяют для создания предварительного напряжения в балках, колоннах, рамах, трубах, силосах и многих других конструкциях. Непрерывный способ заключается в навивке с заданным натяжением бесконечной арматурной проволоки по контуру забетонированной конструкции. В отечественном строительстве способ применяют для предварительного напряжения стенок цилиндрических резервуаров.

При линейном армировании напрягаемые элементы применяют в виде отдельных стержней, прядей, канатов и проволочных пучков. Линейное армирование включает: заготовку напрягаемых арматурных элементов; образование каналов для напрягаемых арматурных элементов; установку напрягаемых арматурных элементов с анкерными устройствами; напряжение арматуры с последующим инъецированием закрытых каналов или забетонированием открытых каналов. Для стержневой арматуры используют горячекатаную сталь периодического профиля классов А-II, А-IIIв, A-IV4, Ат-IV, A-V, At-V, и At-VI и высопрочную проволоку B-II и Вр-Н. Заготовка стержневых элементов состоит из правки, чистки, резки, стыковой сварки и устройства анкеров. Для устройства анкеров к концам стержней приваривают коротыши из стали. Коротыши имеют резьбу, на которую навинчивают гайки, передающие через шайбы на бетон нагрузки натяжения. Арматурные нераскручивающиеся пряди и канаты изготовляют из высокопрочной проволоки диаметром 1,5…5 мм. Промышленность выпускает пряди трех-, семи- и девятнадцатипроволочные ( классов П-3, П-7 и П-19) диаметром 4,5… 15 мм. Из прядей делают канаты.

Пряди и канаты поступают с заводов намотанными на металлические катушки. Их сматывают с катушек, пропускают через правильные устройства, одновременно очищая от грязи и масла, и режут на необходимую длину. Для анкеровки прядей ( канатов) применяют гильзовые наконечники. Гильзу надевают на заготовленный конец пряди ( каната), запрессовывают прессом или домкратом и затем на ее поверхности нарезают или накатывают резьбу для крепления муфты домкрата, с помощью которого натягивается прядь ( канат). Проволочные пучки изготовляют из высокопрочной проволоки. Проволоку располагают с заполнением всего сечения или по окружности. В первом случае пучок оборудуют гильзовым, а в втором — гильзостержневым анкером.

Готовые элементы прядевой и канатной арматуры наматывают на контейнеры барабанного типа, а анкеры смазывают солидолом и обматывают мешковиной. Для образования каналов для напрягаемых арматурных элементов в подготовленную к бетонированию конструкцию устанавливают каналообразователи, диаметр которых на 10… 15 мм больше диаметра стержня или арматурного пучка. Для этого применяются стальные трубы, стержни, резиновые рукава с проволочным сердечником и др. Так как каналообразователи извлекают через 2…3 ч после того, как конструкция забетонирована, то их, за исключением рукавов, во избежание сцепления с бетоном через каждые 15…20 мин поворачивают вокруг оси.

При напряженном армировании крупноразмерных конструкций каналы устраивают путем закладки стальных тонкостенных гофрированных трубок, которые остаются в конструкции. После того как бетон набрал проектную прочность, в каналы устанавливают ( протягивают) арматуру. Затем производят натяжение арматуры гидравлическими домкратами одиночного действия. Эти домкраты состоят из цилиндра, поршня со штоком, захвата со сменными гайками, позволяющими натягивать арматуру с различными диаметрами анкерующих устройств, и упора. После присоединения арматуры к захвату и подачи масла в правую полость цилиндра арматуру натягивают до заданного усилия. Затем подвертывают анкерную гайку до упора в конструкцию, переключают правую полость на слив и подают масло в левую часть. На этом натяжение заканчивается и домкрат отсоединяют. Для привода гидродомкратов применяют передвижные масляные насосные станции, смонтированные на тележке со стрелой для подвешивания домкратов. Натяжению арматуры и передаче усилия на бетон, как правило, сопутствуют: выпрямление арматурного элемента ( пучка или стержня); обжатие бетона под опорными прокладками; трение между арматурой и стенками канала и пр.

Для устранения этих явлений, вызывающих неравномерное натяжение по длине арматурного элемента, выполняют следующие операции. Вначале арматуру натягивают с усилием, не превышающим 0,1 необходимого усилия натяжения пучка ( стержня). При этом арматурные стержни выпрямляются и плотно прилегают к стенкам канала. Опорные прокладки также плотно прилегают к поверхности напрягаемой конструкции. Усилие, равное 0,1 от расчетного, принимают за нуль отсчета при дальнейшем контроле натяжения по манометру и деформациям. В конструкциях с длиной прямолинейного канала не более 18 м арматуру ввиду небольших сил трения напрягают с одной стороны. Выравнивать напряжения вдоль арматуры можно также путем продольного вибрирования в процессе натяжения. Вибрировать можно с помощью специального приспособления на глухом анкере.

При длине прямолинейных каналов свыше 18 м и криволинейных каналах арматуру натягивают с двух сторон конструкций. Вначале одним домкратом арматуру натягивают до усилия, равного 0,5 от расчетного, и закрепляют с той стороны конструкции, с которой она напрягалась. Затем с другой стороны конструкции другим домкратом арматуру натягивают до 1,1 от расчетного усилия (1 ,1 — коэффициент технологической перетяжки арматуры). Выдержав ее в таком состоянии 8… 10 мин, величину натяжения уменьшают до заданной и закрепляют второй конец напрягаемой арматуры. Для устранения перепада напряжений вдоль арматуры иногда применяют пульсирующее натяжение, т.е.несколько раз кратковременно повторяют этот процесс, последовательно увеличивая величину натяжного усилия, а затем сбрасывают излишнее усилие.

Если в сечении конструкции имеется несколько арматурных элементов, то натяжение начинают с элемента, расположенного ближе к середине сечения. При наличии только двух элементов, расположенных у граней, натяжение производят ступенями или одновременно двумя домкратами. При большом числе элементов в первых натяжение будет постепенно снижаться по мере натяжения последующих в результате возрастающего укорочения бетона от сжатия. Эти элементы затем вновь подтягивают. Заключительной операцией является инъецирование каналов, к которому приступают сразу после натяжения арматуры. Для этого применяют раствор не ниже М300 на цементе М400… 500 и чистом песке. Нагнетают раствор растворонасосом или пневмонагнетателем с одной стороны канала. Инъецирование ведут непрерывно с начальным давлением с 0,1 МПа и последующим повышением до 0,4 МПа. Прекращают нагнетание, когда раствор начнет вытекать с другой стороны канала. В последнее время применяют способ без устройства каналов; в этом случае исключаются операции по их инъецированию. Арматурные канаты или стержни перед укладкой покрывают антикоррозийным составом, а затем фторопластом ( тефлоном), имеющим почти нулевой коэффициент трения. При натяжении канат относительно легко скользит в теле бетона.