Тема 3. Арматура для железобетонных конструкций

Тема 6. Изгибаемые элементы

Теория сопротивления железобетона

Базисной частью теории железобетона считается ее раздел, называемый теорией сопротивления железобетона. Основная ее задача состоит в создании и совершенствовании методов расчета прочности, трещиностойкости и жесткости нормальных, пространственных и наклонных сечений элементов железобетонных конструкций по изгибающим М и крутящим Т моментам, поперечным Q и продольным N силам, возникающим в сечениях под воздействием внешней нагрузки. Конечная цель расчета нормальных, наклонных и пространственных (на действие крутящего момента) сечений элементов заключается в определении площади сечения арматуры по принятым из опыта проектирования эффективной форме и площади нормального сечения элемента, классу бетона, классу арматуры и схемы ее размещения или, наоборот, в определении площади нормального сечения элемента по принятым из опыта проектирования эффективной площади сечения рабочей арматуры А_S и классу бетона В, классу арматуры А и схемы ее размещения.

Теорию сопротивления железобетона строят с учетом особенностей напряженно-деформированного состояния элементов на различных стадиях нагружения их внешней нагрузкой. При этом определение предельных усилий в сечении, нормальном к продольной оси элемента, проводят, исходя из следующих предпосылок: сопротивление бетона растяжению принимают равным нулю; сопротивление бетона сжатию принимают равным R_b, равномерно распределенными по сжатой зоне сечения; растягивающие напряжения в арматуре принимают не более расчетного сопротивления растяжению R_S; сжимающие напряжения в арматуре принимают не более расчетного сопротивления сжатию R_S_С.

Стадии напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов. Пластический шарнир

При изгибе, центральном и внецентренном растяжении, внецентренном сжатии с двузначной эпюрой напряжений, когда внешняя нагрузка возрастает от нуля до разрушающей, в опасной зоне по длине элементов последовательно наблюдают три характерные стадии напряженно-деформируемого состояния.

Iа Iб II III

Начало Конец Случай 1 Случай 2

Рис.6.1 Стадии напряженно-деформированного состояния:

1 – нейтральная ось; 2 – нулевая линия; 3 - трещины

Стадия 1. Под стадией 1 понимают напряженно-деформированное состояние элемента до образования трещин в его растянутой зоне, т.е. когда бетон растянутой зоны сохраняет сплошность и работает под воздействием нагрузки квазиупруго (напряжения почти пропорциональны деформациям, рис.6.1а); деформации растянутой зоны не превосходят значения ε _btu=R _btn/E_b; эпюры нормальных напряжений в бетоне сжатой и растянутой зон близки к треугольным. Усилия в растянутой зоне воспринимаются в основном бетоном. Роль растянутой рабочей арматуры незначительна, напряжения в ней σ _S ≤ 2α R_bt _ser ≤ 30 МПа, т.е. во много раз ниже предела текучести арматуры σ _y. Стадию 1 называют стадией упругой работы элемента (упругой стадией). Она наступает при относительно малой внешней нагрузке (15-20% разрушающей).

Вследствие участия в работе бетона растянутой зоны арматуры, нулевая линия лежит ниже нейтральной оси балки. С увеличением нагрузки интенсивно развиваются неупругие деформации в растянутой зоне элемента; эпюра напряжений в ней становится криволинейной; величина напряжений приближается к временному сопротивлению бетона на осевое растяжение. Когда деформации удлинения крайних растянутых волокон достигают предельной величины ε _btu ≈ 15 10^-5, наступает конец стадии 1.

За расчетную эпюру стадии 1 принимают треугольную эпюру напряжений в сжатой зоне и прямоугольную с ординатой R _bt_ser в растянутой зоне нормального сечения (рис.6.1б).

По стадии 1 рассчитывают элементы на образование трещин и деформации (перемещения) до образования трещин.

При дальнейшем увеличении нагрузки в бетоне растянутой зоны образуются трещины, и он постепенно из работы выключается. Наступает новое напряженно-деформированное состояние элемента – активное образование и раскрытие трещин в бетоне его растянутой зоны. Трещины распространяются почти до нулевой линии и оканчиваются в тех местах, где растягивающие напряжения близки к временному сопротивлению бетона на растяжение σ _btu.

Стадия 2 - под ней понимают НДС элемента, когда в бетоне растянутой зоны интенсивно образуются и раскрываются трещины. В местах трещин растягивающие усилия в основном воспринимает арматура и частично бетон над трещиной (рис.6.1в), а на участках между трещинами – арматура и бетон совместно, так как на этих участках между трещинами сцепление арматуры и бетона не нарушается. По мере возрастания нагрузки в местах трещин начинают появляться заметные неупругие деформации арматуры, свидетельствующие о приближении напряжений в арматуре к пределу текучести арматуры σ _y, т.е. в конце стадии 2.

По мере удаления от краев трещины растягивающие напряжения в бетоне увеличиваются, а в арматуре – уменьшаются. Однако бетон в растянутой зоне играет малую роль, хотя и оказывает влияние на работу арматуры, уменьшая ее деформации.

Эпюра нормальных напряжений в бетоне сжатой зоны по мере увеличения нагрузки за счет развития неупругих деформаций бетона постепенно искривляется. Величина максимального напряжения постепенно перемещается с края в глубину сечения, а нулевая линия поднимается вверх.

Стадия 2 характерна для эксплуатационных нагрузок (≈ 65 % разрушающих), так как при эксплуатации многих элементов допускается появление трещин. По стадии 2 рассчитывают величину раскрытия трещин и кривизну (жесткость) элементов.

Стадия 3 – под ней понимают стадию разрушения железобетонного элемента. По продолжительности она самая короткая. Напряжения в арматуре достигают физического или условного предела текучести (рис 6.1г), а в бетоне – временного сопротивления осевому сжатию. Криволинейность эпюры нормальных напряжений сжатия становится ярко выраженной и приближается по очертанию к кубической параболе. Бетон растянутой зоны из работы элемента почти полностью исключается.

Эпюра напряжений в бетоне сжатой зоны элементов из высокопрочного бетона в момент разрушения может не очень отличаться от треугольной.

Различают два характерных случая разрушения элементов.

Случай 1 – пластический характер разрушения нормально армированного элемента вследствие замедленного развития местных пластических деформаций арматуры. Разрушение начинается с проявления текучести арматуры, вследствие чего быстро растет прогиб и интенсивно уменьшается высота сжатой зоны бетона за счет развития трещин по высоте сечениями проявления неупругих деформаций в бетоне сжатой зоны над трещиной. Участок элемента, на котором наблюдается текучесть арматуры и пластические деформации сжатого бетона, деформируется, (искривляется) практически при постоянном предельном моменте. Поэтому такие участки носят название пластического шарнира. Конкретизация напряжений в элементе при разрушении дает возможность получить расчетные формулы для определения прочности изгибаемых, внецентренно нагруженных элементов на основании условий статического равновесия внешних сил и внутренних усилий в рассматриваемом сечении. Процесс разрушения может быть постепенным и сопровождаться снижением напряжений в крайнем сжатом волокне за счет нисходящей ветви диаграммы «σ - ε ».

При слабом армировании растянутой зоны нулевая линия поднимается кверху сечения, а при сильном – опускается вниз. Напряжение в сжатой зоне сечения достигает временного сопротивления осевому сжатию и происходит его раздробление. Если процент армирования ниже граничного, то несущая способность сжатой зоны остается неисчерпанной. Резерв прочности возрастает по мере уменьшения процента армирования по сравнению с граничным значением. К случаю 1 относится также хрупкое разрушение элементов, армированных высокопрочной проволокой, т.к. разрушение из-за малой растяжимости происходит одновременно с раздроблением бетона сжатой зоны элемента. Поэтому применение сталей с ε < 4 % для армирования элементов вообще не рекомендуется.

Случай 2 наблюдают при разрушении элементов с избыточным содержанием растянутой арматуры. Разрушение таких элементов всегда происходит внезапно (хрупкое разрушение) от полного исчерпания несущей способности бетона сжатой зоны, при неполном использовании прочности дефицитной растянутой арматуры. Несущая способность такого элемента практически перестает быть зависимой от прочности продольной арматуры, а является функцией прочности бетона, формы и размеров сечения.

Под нормально армированными элементами понимают такие, в которых полностью используется несущая способность арматуры. Элементы, разрушающиеся по случаю 2 называют переармированными, потому что несущая способность арматуры в них полностью не используется.

В несущих конструкциях применяют преимущественно нормально армированные элементы. Переармирование элементов допускают в тех случаях, когда площадь сечения рабочей продольной арматуры лимитирует расчет по второму предельному состоянию или когда арматура принята по конструктивным соображениям.

По длине нормально армированного элемента имеются нормальные сечения, испытывающие различные стадии напряженно-деформированного состояния: стадию 1 в сечениях с наименьшими изгибающими моментами; стадию 2 – в сечениях с большими?

Тема 7

Задача 1

Дано: М – расчетный изгибающий момент; класс бетона и класс арматуры, по которым из таблиц СНиП получим значения R _B и R _S и в необходимых случаях γ _b и γ _s.

Определить: b и h – размеры сечения; А _s – площадь сечения рабочей арматуры; х – высоту сжатой зоны сечения элемента, которая, хотя и не имеет практического значения, необходима для выполнения расчета.

Решение:

Задачу приходится решать последовательными приближениями, поскольку для расчета имеется две формулы, а неизвестных четыре. Обычно задаются предварительно шириной сечения b и относительной высотой сжатой зоны сечения ξ или процентом армирования μ. Ширина сечения принимается: для плит b = 100 см; для балок b = (1/2 ÷ 1/6)h.

Относительную высоту сжатой зоны и процент армирования сечения, исходя из оптимальных условий стоимости железобетонных элементов, рекомендуется выбирать в пределах:

для плит – ξ = 0, 1 ÷ 0, 15 и μ = 0, 3 ÷ 0, 6 %;

для балок - ξ = 0, 3 ÷ 0, 4 и μ = 1 ÷ 2 %.

Из формулы М = α _mR_bbh²₀ найдем полезную высоту сечения элемента

определяя коэффициент α _m по таблице при выбранной коэффициенте ξ, или, при заданном значении процента армирования, находя ξ из выражения

Проверяем условие ξ ≤ ξ _R.

Определив полезную высоту сечения, найдем полную высоту

h = h₀ + a,

где принимается для плит а = 1, 5 см, для балок а = 3 – 4 см.

Полная высота должна округляться для плит до целых 10 миллиметров, а для балок до величины, кратной 50 мм (при высоте балки h ≤ 800 мм).

Площадь арматуры определяется из выражения:

, если задавались предварительно значением ξ , и

, если задавались процентов армирования.

После округления высоту сечения, уточнения параметра «а», расчет повторяется и определяется новое значение площади сечения арматуры.

Задача 2

Дано: М – расчетный изгибающий момент; b и h – размеры поперечного сечения элемента; класс бетона и класс арматуры (R _B и R _S).

Определить: А _s – площадь сечения рабочей арматуры.

Решение:

Этот тип задач встречается в тех случаях, когда размерами сечения задаются по конструктивным или технологическим соображениям и в тех случаях, когда уточняют размеры сечения в задачах 1-го типа и эти задачи переходят в задачи 2-го типа.

Из формулы М = α _m R_b b h²₀ найдем коэффициент .

Проверяем условие α _m ≤ α _R.

Зная α _m, по таблице определим коэффициент ζ, а из формулы найдем

Задача 3

Дано: b и h – размеры поперечного сечения элемента; А _s – площадь сечения рабочей арматуры; класс бетона и класс арматуры (R _B и R _S).

Определить: М – расчетный изгибающий момент.

Решение:

Задачи этого типа относятся к задачам обратным, когда необходимо определить несущую способность элемента по заданным параметрам.

Находим коэффициент , по которому из таблицы определим коэффициент α _m и расчетный изгибающий момент

где полезная высота сечения h₀ = h – a.

При определении коэффициента ξ проверяется условие ξ ≤ ξ _R.

К этому же типу задач относятся задачи, в которых задан изгибающий момент от внешней нагрузки М, и нужно проверить несущую способность элемента, т.е. сравнить М с М _cer

Тема 8

Задача 1

Дано: М – расчетный изгибающий момент; размеры поперечного сечения элемента b и h; класс бетона (R_b) и класс арматуры (R_s; R_sc).

Определить: площади сечения арматуры А_s и A_s^΄.

Решение: Наименьшее количество арматуры (А_s + A_s^΄) в сечении элемента будет при значении

(правило Пастернака П.Л.)

Если принять для прямоугольного элемента , то получим и α _m = 0.4. Поэтому при ξ _R ≥ 0.55, принимаем ξ = 0.55, что соответствует классу бетона В30 и ниже при классе арматуры не более А-III, а при ξ _R < 0.55 принимаем ξ = ξ _R.

Таким образом, при классе бетона В30 и ниже площадь сечения арматуры определим из выражения [см. формулу (а)], принимая α _m = 0.4

; [ ]

площадь сечения арматуры А _S – из выражения [см. формулу (б)], подставляя х = 0, 55h₀ (при классе арматуры не выше А-III R_sc = R_s)

, [ ];

Для бетона класса выше В30, соответственно:

;

Задача 2

Дано: М – расчетный изгибающий момент; размеры поперечного сечения элемента b и h; площадь сечения сжатой арматуры А_s; класс бетона (R_b) и класс арматуры (R_s; R_sc).

Определить: площадь сечения растянутой арматуры A_s^΄.

Решение: Из формулы (а) найдем

Если α _m ≤ α _R, находим ξ и из формулы (б) определяем

При α _m > α _R заданного количества арматуры A_s^΄ недостаточно и она должна быть увеличена, для чего воспользуемся формулами, приведенными в задаче 1.

В том случае, когда арматура в сжатой зоне поставлена с избытком (например, по конструктивным соображениям или в связи с расчетом по второй группе предельных состояний), возможно, что α _m < 0, т.е. отсутствует формально сжатая зона бетона. Фактически, за счет сцепления арматуры с бетоном, некоторая часть бетона в сжатой зоне будет работать совместно с арматурой, и в арматуре и бетоне сжатой зоны напряжения не достигнут расчетных значений. Предполагая, что х = 2а^΄ и беря уравнение моментов всех сил относительно центра тяжести сжатой арматуры, получим

или ,

откуда .

Задача 3

Дано: размеры поперечного сечения элемента b и h; площадь сечения растянутой и сжатой арматуры А_s и A_s^΄; класс бетона (R_b) и класс арматуры (R_s; R_sc).

Определить: расчетный изгибающий момент М или при заданном М проверить несущую способность элемента [ ].

Решение: Из формулы (в) находим ξ и определяем α _m. Подставляя α _m в формулу (а) получим значение расчетного момента

Если окажется, что α _m > α _R, то принимаем α _m = α _R.

При заданном M проверяем условие

Тема 9

Задача 1

Дано: М – расчетный изгибающий момент; размеры сечения элемента; класс бетона и класс арматуры (R_b и R_S).

Определить: А_S – площадь сечения растянутой арматуры.

Для определения, к какому случаю относится заданное сечение элемента, найдем значение момента, воспринимаемое полкой при х = h^΄_f, т.е. на границе между 1 и 2 случаями:

М_f = R_b b^΄_f h^΄_f (h₀- 0, 5 h^΄_f)

а) Если заданный расчетный момент меньше М_f, т.е. М ≤ М_f, то нейтральная ось будет проходить в полке.

В этом случае из формулы М = α _m R_b b^΄_f h₀² находим и по α _m коэффициент ξ или ζ и определяем площадь сечения арматуры, как для сечения прямоугольного с одиночной арматурой по формуле: или .

б) Если М > М_f, то нейтральная ось проходит по ребру. Из формулы

М = α _m R_b b h₀² + R_b (b^΄_f - b) h^΄_f (h₀- 0, 5 h^΄_f)

находим , а по α _m коэффициент ξ.

Подставляя ξ в формулу , определим площадь сечения арматуры

Проверяем условие ξ ≤ ξ _R. Если ξ > ξ _R, то принимаем ξ = ξ _R (для элементов с В30 и менее и А-I, А-II, A-III и Вр-I).

Задача 2

Дано: размеры сечения элемента; А_s – площадь сечения растянутой арматуры; класс бетона и класс арматуры (R_b и R_S).

Определить: М – расчетный изгибающий момент или проверить несущую способность.

Решение: Находим усилие, воспринимаемое полкой при х = h^΄_f: .

а) Если усилие N_bf ≥ N_S = R_SA_S - усилие в растянутой арматуре, то нейтральная оси проходит в полке и расчетный изгибающий момент будет М = α _m R_b b^΄_f h₀², где α _m найдем по ξ, которое определим из выражения (из ).

б) Если N_bf < N_S, то нейтральная ось проходит по ребру и

М = α _m R_b b h₀² + R_b (b^΄_f - b) h^΄_f (h₀- 0, 5 h^΄_f)

где α _m найдем по

Тема 10

Тема 3. Арматура для железобетонных конструкций

Назначение арматуры

Арматурой называют стальные стержни, которые размещаются в толще бетона для восприятия в железобетонных элементах как растягивающих, так и сжимающих усилий, а также для восприятия усадочных и температурных напряжений.

Различают арматуру гибкую и несущую.

Гибкая арматура может воспринимать усилия только совместно с бетоном. Образуется гибкая арматура из отдельных стержней, которые связываются или свариваются в каркасы и сетки. В настоящее время сварная арматура (уменьшается ручной труд) почти полностью вытеснила вязаную.

Несущая арматура способна воспринимать усилия до укладки бетона и позволяет отказаться от подмостей, так как в этом случае опалубка или форма прикрепляется к несущей арматуре. В качестве несущей арматуры используют пространственные сварные каркасы и прокатные или сварные профили (жесткая арматура). Несущая арматура применяется в исключительных случаях, поскольку расход стали при этом существенно возрастает.

По назначению в конструкциях различают: рабочую, распределительную, поперечную (в виде хомутов в вязаных каркасах и поперечных стержней в сварных каркасах) и монтажную.

В качестве примеров рассмотрим армирование балки, плиты и колонны.

Балка Вязаный Сварной

каркас каркас

Плита

Колонна

Рабочая арматура

ставится для воспринятия основных расчетных усилий, ее площадь определяется по расчету.

Распределительная арматура

ставится в вязаных и сварных сетках и располагается перпендикулярно рабочей арматуре, эта арматура распределяет нагрузку между стержнями сетки и обеспечивает проектное положение рабочей арматуры. Ставится без расчета конструктивно.

Вязаный каркас Сварной каркас

Поперечная арматура в изгибаемых элементах (балках и плитах) связывает растянутую и сжатую зоны, в колоннах препятствует поперечному расширению бетона, тем самым повышает несущую способность сжатых элементов. В вязаных каркасах поперечная арматура представлена в виде хомутов, в сварных – в виде поперечных стержней. Поперечная арматура в балках ставится по расчету и поэтому может быть отнесена к рабочей арматуре, одновременно она обеспечивает проектное положение рабочей арматуры и может рассматриваться как монтажная.

Монтажная арматура обеспечивает проектное положение рабочей арматуры и поперечной арматуры в балках, кроме того, она воспринимает усилия от усадки бетона и колебаний температуры, обычно не учитывается расчетом.

Содержание рабочей арматуры в элементах конструкций оценивается отношением всей площади сечения рабочей арматуры к полезной площади бетона и обозначается через μ = А_S / А_В – называемым коэффициентом или процентом армирования. μ % = А_S 100 / А_В.

Процент армирования μ колеблется в пределах от 0, 5 до 2% для гибкой арматуры, а при применении несущей арматуры может достигать 10-15 %.

Виды арматурной стали

Для арматуры обычных (ненапряженных) железобетонных конструкций применяется так называемая мягкая сталь, которая имеет площадку текучести, достаточную прочность и деформативность.

Твердая сталь не имеет площадки текучести, разрушается хрупко, и хотя имеет высокий предел прочности, обладает малой деформативностью. Твердая сталь применяется в предварительно напряженных железобетонных конструкциях.

Классы

Арматурная сталь делится на классы в зависимости от физико-механический свойств. Класс объединяет различные марки стали с примерно одинаковыми физико-механическими свойствами.

Способ изготовления и форма поверхности определяют вид арматуры. Различают арматуру: горячекатаную, стержневую, холоднотянутую проволочную и термически упрочненную гладкую и периодического профиля, напрягаемую и ненапрягаемую. В зависимости от предела текучести σ _у (физического или условного) всю гибкую арматуру разделяют на классы.

Класс арматуры обозначается буквой А и римской цифрой (чем больше цифра, тем выше прочность):

А-I – гладкая;

А-II, А-III, А-IV, А-V, А-VI – периодического профиля, не подвергаемая после проката упрочняющей термической обработке;

Ат-III, Ат-IV, Ат-V, Ат-VI – термически и термомеханически упрочненная, т.е. подвергаемая после проката упрочняющей термической обработке;

А-IIIв – упрочненная вытяжкой.

В качестве ненапрягаемой арматуры применяют сталь классов А-III, Ат-IVС, Вр-1 в сварных сетках и каркасах.

А-IV, А-V, А-VI –в вязаных каркасах; при этом арматуру классов А-V, А-VI только в качестве сжатой арматуры.

А-I и А-II – используют для рабочей поперечной и монтажной арматуры.

При выборе вида и марок стали для рабочей арматуры и прокатных сталей для закладных деталей учитывают температурные условия эксплуатации конструкций и характер их нагружения согласно прил. 1 и 2 (СНиП 2.03.01 – 84)

Величины:

R _sn – нормативное сопротивление арматуры растяжению (МПа);

R _s_ser – расчетное для предельных состояний второй группы (R _sn = R _s_ser);

R _S – расчетное сопротивление растяжению (МПа);

R _sω – расчетное сопротивление при расчете наклонных сечений на действие поперечной силы Q;

R _sc – расчетное сопротивление арматуры сжатию (не более 400 МПа);

Е _s – модуль упругости.

Значение нормативных и расчетных характеристик арматуры приведены в прил. 12 [1]

АРМАТУРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Сварные сетки – изготавливают из обыкновенной арматурной проволоки и стержневой арматуры, сетки бывают рулонные и плоские. Рулонные сетки изготавливаются двух типов – с продольной рабочей арматурой при диаметре продольной рабочей арматуры до 5, 5 мм и с поперечной – при диаметре до 10 мм.

Длина сеток в рулонах ограничивается ее массой, которая может составлять от 100 до 500 кг, при ширине до 3, 5 м. Плоские сетки могут иметь рабочую арматуру в двух направлениях, ширина этих сеток не превышает 2, 5 м, а длина - 9 м.

а) рулонная сетка с продольной рабочей арматурой

б) плоская сетка с рабочей арматурой в обоих направлениях

Для сварных сеток установлен государственный стандарт ГОСТ 8478-81. Условное обозначение сеток В х L .

Сварные каркасы образуются из продольных рабочих и монтажных стержней и могут быть плоскими и пространственными.

а) плоские каркасы

б) пространственный каркас

Пространственные каркасы можно сваривать целиком на специальных машинах или изготавливать их из отдельных плоских каркасов, соединяемых поперечными стержнями с помощью дуговой или точечной (контактной) сварки.

Качество точечной сварки сеток и каркасов зависит от соотношения диаметров свариваемых поперечных стержней и продольной арматуры, которое должно быть d₁ / d₂ ≥ 0, 3.

В каркасах колонн, а также в сетках с рабочей арматурой периодического профиля d₁ / d₂ ≥ 0, 25.

Вязаные каркасы

При применении в вязаных каркасах рабочей арматуры из гладких стержней класса А-1 на концах стержней должны устраиваться крюки. Это требование относится к растянутым стержням, что касается сжатых стержней, то они могут заканчиваться без крюков. Крюки также устраиваются в хомутах вязаных каркасов.

Крюк Хомут открытый Хомут закрытый

В изгибаемых элементах и коротких консолях, армированных вязаными каркасами, должны предусматриваться отогнутые стержни. Отгибы стержней должны осуществляться по дуге радиуса не менее 10d. В изгибаемых элементах на концах отогнутых стержней должны устраиваться прямые участки длиной не менее 0, 8 l _АН, но не менее 20d в растянутой и 10d в сжатой зоне.

Отгиб

Соединение арматуры

Стержни диаметром от 6 до 9 мм (из стали класса А-1, так называемой «катанки») доставляется в бухтах массой до 500 кг и длиной 40 м и более. Обыкновенная проволока классов В-1 и Вр-1 также доставляется в бухтах.

Стержни диаметром от 10 до 30 мм изготавливаются длиной до 12 м, а свыше 30 мм - до 9 м.

Ограниченность длины стержней приводит к необходимости их соединения для получения проектных размеров рабочей арматуры. Ограниченность размеров сварных сеток требует их соединения, как по длине, так и по ширине. Что касается сварных каркасов, то обычно их не стыкуют, а за счет стыкования рабочей арматуры обеспечивают их проектные размеры.

В заводских условиях арматурные стержни из стали классов А-I, А-II, А-III, Ат-IIIС соединяют с помощью контактной сварки встык. Диаметр соединяемых стержней должен быть не менее 10 мм. Контактную сварку стержней d < 10 мм допускается применять только при наличии специального оборудования. При этом отношение диаметров соединяемых стержней должно быть d₁ / d₂ ≥ 0, 85 (допускается d₁ / d₂ ≥ 0, 3 при использовании специальной технологии сварки).

Диаметр стержней 10 - 40 мм.

На монтаже для соединения стержней из стали классов А-I, A-II и A-III применяют ванную дуговую сварку с желобчатой подкладкой.

На монтаже также возможно соединение стержней дуговой сваркой с накладками.

а) при сварке с четырьмя фланговыми швами;

Применяется при вертикальном расположении стыка.

Для арматуры А-I, А-II, А-III, Ат-IIIС.

б) при сварке с двумя фланговыми швами

Применяется при горизонтальном расположении стыка

l = 8d - А-II, А-III, Ат-IIIС

Допускается стыковать рабочую арматуру в вязаных и сварных каркасах и сетках внахлестку без сварки, перепуская их на определенную длину. При этом диаметр рабочей арматуры не должен превышать 36 мм. Отдельные стержни рабочей арматуры при стыковании внахлестку в вязаных каркасах и сетках на длине перепуска перевязываются вязальной проволокой, а концы гладкой арматуры должны оканчиваться крюками.

Гладкая арматура

Профилированная арматура

В сварных каркасах и сетках при устройстве стыков рабочей арматуры внахлестку зону стыкования арматуры вязальной проволокой не перевязывают.

Стыки растянутой и сжатой арматуры, а также сварных сеток и каркасов в рабочем направлении должны иметь длину перепуска l_l (l _АП) не менее величины, определяемой по формуле 186 и табл. 37 СНиП

l (l) l _АП = (ω _АП + Δ λ _АП)d,

но не менее l_АП = λ _АП d, где значение ω _АП, Δ λ _АП и λ _АП, а также допускаемые минимальные величины l_АП определяются по табл. 39 из табл.37.

Условия работы арматуры	Периодического профиля	Гладкой
ω _АП	Δ λ _АП	λ _АП	l_АП, мм	ω _АП	Δ λ _АП	λ _АП	l_АП, мм
Стыки арматуры внахлестку
В растяну-том бетоне	0, 9				1, 55
В сжатом бетоне	0, 65				1, 0

Стыки сварных сеток в нерабочем направлении выполняются внахлестку с перепуском, считая между крайними рабочими стержнями сетки.

а) при диаметре распределительной арматуры до 4 мм включительно – на 50 мм

б) при диаметре распределительной арматуры более 4 мм – на 100 мм

в) при диаметре рабочей арматуры 16 мм и более сварные сетки в нерабочем направлении укладывают впритык и перекрываются стыковой сеткой

Сварка арматуры встык производится в соответствии с требованиями ГОСТ 14098-85.

до сварки после сварки

С3-КМ – контактная сварка стержней одинакового диаметра с последующей механической обработкой

С4-КП – контактная сварка стержней одинакового диаметра с предварительной механической обработкой.

Стыки сварных сеток и каркасов, а также растянутых стержней вязаных сеток и каркасов внахлестку без сварки должны, как правило, располагаться вразбежку. При этом площадь сечения рабочих стержней, стыкуемых в одном месте или на расстоянии менее длины перепуска l должны составлять: не более 50 % общей площади сечения растянутой арматуры при стержнях периодического профиля и не более 25 % при гладких стержнях.

Стыки сварных сеток в направлении рабочей арматуры из стали класса А-1 должны выполняться таким образом, чтобы в каждой из стыкуемых в растянутой зоне сеток на длине нахлестки располагалось не менее двух поперечных стержней, приваренных ко всем продольным стержням сеток.

а)

б)

Стыки сварных сеток в направлении рабочей арматуры из горячекатаной стали периодического профиля классов А-II и А-III выполняются без поперечных стержней в пределах стыка в одной или в обеих стыкуемых сетках.

а)

б)

12 3 4 Следующая ⇒