Армирование круглых колонн. Армирование колонн. Минимальный процент армирования несущих колонн
Армирование колонн. Пояснение к важным пунктам "Руководства по конструированию"
Содержание:
1. Пункт 3.60. О гибкости колонн.
2. Пункт 3.62. О защитном слое бетона.
3. Пункт 3.63. О длине рабочей арматуры.
4. Пункт 3.64. О площади рабочей арматуры.
5. Пункты 3.65 и 3.66. О диаметрах рабочей арматуры колонн.
6. Пункт 3.67. О выпусках арматуры из колонн.
7. Пункт 3.68. О расстоянии между стержнями колонн.
8. Пункт 3.69. О конструировании сечения колонны.
9. Пункт 3.70. О диаметрах поперечной арматуры.
10. Пункт 3.71. О шаге поперечной арматуры.
11. Пункт 3.72. Конструирование колонн с круглым сечением.
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:
"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.
class="eliadunit">Добавить комментарий
svoydom.net.ua
Основные ошибки при конструировании колонн
Давайте разберемся, какие ошибки часто допускаются при конструировании колонн.
1) Малый защитный слой бетона для рабочей арматуры.
Если защитный слой мал, арматура со временем может оголиться, и работа колонны будет нарушена.
Также величина защитного слоя влияет на огнестойкость колонны, поэтому лучше избегать минимально допустимого защитного слоя. Хотя в то же время, всегда нужно помнить, что при защитном слое более 50 мм следует устанавливать дополнительную конструктивную арматуру против растрескивания.
2) Отсутствие в месте нахлестки арматуры учащенного шага хомутов.
Очень важно для корректной работы арматуры в месте стыковки путем перенахлеста устанавливать хомуты с более частым шагом.
3) Малая величина нахлестки арматуры.
Для арматуры по ДСТУ 3760 величина нахлестки значительно больше, чем по ГОСТ 5781. Всегда следует производить расчет величины нахлестки с учетом требований для конкретного вида арматуры.
4) Недостаточный класс прочности бетона.
Класс прочности бетона для монолитных колонн рекомендуется принимать не ниже В25 (см. Тихонов "Армирование элементов монолитных железобетонных зданий", раздел 2 стр. 52), в более ранней литературе класс бетона допускалось брать ниже.
5) Переармированное сечение.
Очень частый случай в колоннах небольшого сечения с арматурой больших диаметров. Всегда нужно вычислять процент армирования и сравнивать его с максимально допустимым, особенно в местах стыковки арматуры, где площадь удваивается.
6) Отсутствие шпилек в колоннах большого сечения.
Никогда не стоит забывать о требованиях рисунка 73 Руководства по конструированию
Без установки нужного количества хомутов и шпилек рабочая арматура при бетонировании будет раздвинута бетоном, защитный слой пострадает, и конструкция не будет соответствовать запроектированной.
7) Армирование монолитных колонн арматурой диаметром менее 16 мм.
Даже если по расчету арматура меньше, никогда нельзя пренебрегать конструктивными требованиями. Есть в руководстве по конструированию одно исключение, но оно одно и не везде подходит.
8) Отсутствие в проекте отгибов рабочей арматуры, учитывающих установку в проектное положение арматуры колонн следующего этажа.
Когда арматура колонн не отогнута заранее, рабочие ее гнут по месту с использованием нагрева, это может пережечь арматуру и ослабить ее несущую способность.
class="eliadunit">Добавить комментарий
svoydom.net.ua
Алгоритм расчета армированных колонн
Алгоритм расчета армированных колонн.
Тип 1: подбор арматурных сеток.
1. Принимаем класс арматуры для сеток. (Рекомендуется сетка Вр-1) Определяем расчетное и нормативное сопротивление арматуры. (Т19, 20, 22, 23 СНиП «ЖБ конструкции») Rs=410МПа, Rsn=490МПа, коэфицент условий работы γsc=0.6
2. Находим отношение. 
3. Определяем требуемое расчетное сопротивление армированной кладки.
Rsk=Ra; 
=>
Коэфицент армирования не менее 0,1. Rsk – расчетное сопротивление армированной кладки.
4. Принимаем шаг расстановки арматурных сеток S. Сетки могут устанавливаться в каждом или через несколько рядов (нон не более 5). Если сетки ставятся в каждом ряду, то S=7,7см.
5. Определяем площадь поперечного сечения арматуры Astиз которой сделана арматура. Если диаметр равен 3мм, то Ast=0.071см2; 4=0,126; 5=0,196.
6. Находим шаг стерней в сетках.
Назначаем шаг от 30 до 120мм с градацией через 5 мм.
Тип 2: проверка подобранного сечения.
7. Уточняем процент армирования.
µmax=50R/Rs µmin=0.1%
Если коэфицент армирования меньше минимального, то увеличиваем количество арматуры за счет уменьшения шага стерней в сетке, за счет уменьшения шага постановки сетки или увеличения диаметра арматуры.
Если процент армирования больше максимального, то мы изменяем сечение колонны или применяем более прочные материалы (кирпич, раствор).
Расчет проводим заново!
8. Уточняем величину расчетного сопротивления.
9. Находим упругую характеристику кладки.
Ru – временное сопротивление сжатию кладки;
Rs – временное сопротивление сжатию армированной кладки
RsKu=KR+
K – коэфицент (Т14 СНиП)
10. Определяем коэфицент продольного изгиба φ (т20, 18)
11. Проверяем несущую способность армированной кладки.
N≤mgRskφA
Если несущая способность не обеспечена, увеличиваем насыщение столба арматурой и повторяем расчет.
vunivere.ru
Армирование круглых колонн. Армирование колонн
В этой статье мы расскажем о разных видах армирования конструкций и откроем некоторые секреты профессии арматурщика. Также будут приведены упрощённые расчёты, описания документации, схемы армирования. В статье вы найдёте практические советы и рекомендации по ведению арматурных работ.
Виды армирования
Армирование — неотъемлемая часть конструкции, материал которой предусматривает переход из жидкого состояния в твёрдое. Этот процесс называют схватыванием или твердением. По способам армирования различают:
- Дисперсное — добавление в жидкий раствор фибровых волокон или металлической стружки. Придаёт монолитному участку жёсткость и стойкость к истиранию. Применяют в устройстве полов, стяжек. Может применяться в комбинации со стержневым способом.
- Стержневое — в объём бетона или раствора включают систему стержней (сетку, каркас), которая распределяет нагрузку внутри конструкции. Применяют для несущих и отдельно стоящих элементов зданий.
- Слоевое (укрепление слоя) — в слой жидкого раствора или шпатлёвки включают сетку для придания стабильности отделочного слоя. Применяют при отделке и ремонте плоскостей.
В данной статье мы рассмотрим армирование конструкций при помощи каркаса и сеток.
Армирование конструкций
Отвердевший бетон выдерживает высокие нагрузки на сжатие — до 1000 кг/см 2 , но неустойчив на излом, разрыв и растяжение. При этом его производство — относительно недорогое.
Арматурный стержень воспринимает значительные нагрузки на растяжение, но неустойчив к сжатию и изгибу. К тому же стоимость производства высока, учитывая, что в неё входят расходы на добычу металла .
Поскольку любая несущая конструкция подвергается комбинированным нагрузкам, необходим материал, удовлетворяющий нескольким требованиям. Комбинация арматурных стержней и бетона даёт комбинацию их свойств. В результате получается железобетон, устойчивый к сжатию, изгибу и излому.
Поскольку все ж/б изделия условно подразделяются на заводские и местного производства, арматура работает в них по-разному. Большинство заводских изделий производится с использованием предварительно напряжённой арматуры. Перед укладкой бетона в форму стержни предварительно растягивают (напрягают) специальным устройством. После отвердения напряжение в стержнях остаётся — арматура как бы «поджимает» весь элемент вдоль них, что значительно улучшает механические свойства детали. Например, балка или плита с предварительно напряжённой арматурой выдерживает большие нагрузки (+ 40-60%) на изгиб, чем обычные.
В высотных зданиях арматурный каркас служит основой всей конструкции. Стержни переходят из одного элемента в другой, что делает их взаимосвязанными между собой и придаёт требуемую жёсткость каркасу здания. Этот эффект даёт возможность возводить небоскрёбы на относительно малой площади.
Армирование СНиП
При строительстве ответственных зданий и сооружений расчёт сечения и количества стержней — один из основных. Нормы армирования регламентируются документами — СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» и приложением к нему «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию». В этих документах подробно описаны расчёты, допуски и требования к конструкциям, в которых применено армирование.
Условия эксплуатации и требования к самим стержням нормируются документом ГОСТ 10884-94 «Сталь для железобетонных конструкций» .
Глубокие расчёты необходимы при строительстве крупных и сложных объектов — высотных зданий, мостов, башен, плотин. Для расчёта армирования конструкций в частном строительстве достаточно придерживаться основных правил, которые актуальны для всех случаев применения арматуры.
Сортамент арматуры
Ещё одним полезным документом является сортамент. В нём приведены все возможные характеристики арматурных изделий — вес погонного метра и зависимость его от диаметра, площадь сечения стержня и марки стали и многие другие. Эти данные необходимы при более сложных расчётах — монолитных перекрытий, резервуаров или зданий, имеющих более 3-х этажей.
Класс арматуры
Как правило, в частном порядке используют самые распространённые марки и диаметры стержней. Условно этот набор можно назвать «оптимальным разрядом». В него входят стержни диаметром от 6 до 18 мм. Классы арматуры оптимального разряда по ГОСТ 5781:
- А1 (А240). Гладкий прут Ø 6-12 мм — в бухтах (бобинах, мотках), 12-40 мм — в прутах (круг).
- А2 (А300). Имеет винтовые рёбра. Диаметр 10-12 мм — в бухтах, 12-40 мм — в прутах.
- А3 (А400). Поперечные рёбра расходятся «ёлочкой» от продольного ребра. Ø 6-12 мм — в бухтах, 12-40 мм — прутах.
Другие марки встречаются редко — в основном на объектах с высокими требованиями, эти изделия изготавливают на заказ из более качественной стали.
Армирование бетона бывает только двух видов по конструкции — плоская сетка (может быть изогнута) или пространственный каркас. Сетку применяют для лежачих плит и стяжек, пространственный каркас — для объёмных элементов — балок, перемычек, армопояса , колонн, стен и др. При этом две сетки, устроенные на стабильном расстоянии друг от друга, уже представляют собой каркас (например, стеновой).
Расчёт армирования
Когда определена форма изделия (элемента) и его размер, дело остаётся за малым — определить диаметр и шаг ячейки каркаса. В строительстве с невысокими требованиями оптимально применить эффективную систему адаптированного расчёта. Принцип применения арматуры разного диаметра прост — чем больше нагрузки несёт элемент, тем толще необходимы стержни.
Показатели кар
vitrina96.ru
