Конструирование внецентренно-сжатых элементов

Внецентренно-сжатые элементы целесообразно выполнять с развитыми поперечными сечениями в плоскости действия момента.

Для сжатых элементов применяют бетон классов по прочности на сжатие В15 ÷ В30, арматуру классов А-II, A-III. Диаметр продольной стрежневой арматуры для монолитных конструкций 12…40 мм. В качестве поперечной используют арматуру классов A-I, Вр-I.

Продольную и поперечную арматуру объединяют в плоские и пространственные каркасы: сварные или вязаные, с жесткой или с гибкой арматурой (рис. 43).

а) б) в) г)

Рис. 43. Примеры армирования сжатых элементов:

а – сварной каркас; б – сварной каркас с промежуточными стержнями;

в – вязаный каркас; г – каркас с жесткой арматурой.

Армирование для сжатых элементов может быть симметричным и несимметричным. Симметричное армирование применяется в случае действия случайного эксцентриситета, т.к. неизвестно, с какой стороны действующая сила будет расположена от линии центра тяжести. Также симметричное армирование применяется в случае действия изгибающих моментов разных знаков, близких по величине.

Насыщение поперечного сечения продольной арматурой оценивают коэффициентом армирования μ по формуле: .

Минимальная площадь сечения сжатой и растянутой продольной арматуры во внецентренно-сжатых элементах допускается равной, %:

Толщина защитного слоя для рабочих стержней а должна быть не менее диаметра стрежней и не менее 20 мм (рис. 44).

Колонны сечением до 400×400 мм можно армировать четырьмя продольными стрежнями (43, а), при расстояниях между рабочими стрежнями более 400 мм, следует предусматривать промежуточные стержни (43, б).

Поперечные стрежни предотвращают боковое выпучивание рабочих стержней. Расстояние между ними s должно быть при сварных каркасах не более 20d, при вязаных – 15d, но не более 500 мм (d – наименьший диаметр продольных сжатых стержней). Расстояние s округляют до 50 мм.

Применять очень гибкие сжатые элементы нерационально, поскольку их несущая способность сильно снижается вследствие большой деформативности. Для колонн .

Источник

Сечение с симметричной арматурой

Симметричное армирование используется в колоннах внутренних рядов. Требуемое количество симметричной арматуры определяется в зависимости от относительной величины продольной силы

(6.7)

(6.8)

где ξ – относительная высота сжатой зоны, определяемая по формуле

(6.9)

где значение α_s допускается принимать равным

(6.10)

В формулах (6.7 – 6.10):

.

(6.11)

Далее вычисляют фактический коэффициент армирования m и сравнивают с ранее принятым, и если разница значительная, то расчет повторяют с новым значением m.

Сечение с несимметричной арматурой

Несимметричное армирование используется в колоннах крайних рядов. Площади сечения сжатой S’ и растянутой S арматуры, соответствующие минимуму их суммы, определяются по формулам:

(6.12)

(6.13)

Класс арматуры	А240	А300	А400	А500	В500
Значение	0,612	0,577	0,531	0,493	0,502
Значение	0,425	0,411	0,390	0,372	0,376

.

При отрицательном значении A_s, вычисленном по формуле (6.13), площадь сечения арматуры S принимается минимальной по конструктивным требованиям (табл. 6), но не менее величины

(6.14)

Минимальный процент армирования внецентренно сжатых колонн

Условия работы арматуры	, %
Арматура во внецентренно сжатых элементах при:
a) (для прямоугольных сечений – при )	0,10
б)	0,15
в)	0,20
г)	0,25
Примечание: Для внецентренно сжатых элементов при значение , (%) можно также определять линейной интерполяцией между значениями 0,10 и 0,25

Площадь сечения арматуры S’ определяется:

при отрицательном значении A_s,min – по формуле

(6.15)

(6.16)

Если принятая площадь сечения сжатой арматуры A_s,min значительно превышает ее значение, вычисленное по формуле (6.12) (например, при отрицательном его значении), площадь сечения растянутой арматуры может быть уменьшена исходя из формулы

где

(6.17)

Если сжатая арматура отсутствует или не учитывается в расчете, площадь сечения растянутой арматуры определяется всегда только по формуле (6.17), при этом должно выполняться условие .

Пример расчета

В примере приведен расчет колонны только на вертикальную нагрузку. Колонна крайнего ряда и армирование несимметричное.

Дано: колонна нижнего этажа рамного каркаса с сечением размерами b=400 мм, h =400 мм; a=a’=45 мм; бетон класса В30 (E_b=32500 МПа, R_b=17 МПа); арматура класса А400 (R_s = R_s‘ = 355 МПа); продольная сила и изгибающие моменты в опорном сечении: от вертикальных нагрузок: всех N= 1532,98 кН, M =101,94 кН·м, постоянных и длительных N_l =1319,98 кН, M_l = 86,19 кН·м; высота этажа l=6,0 м.

Поскольку рассматриваемое сечение опорное у консоли и колонна у этой опоры имеет податливую заделку и жесткую в заделке в фундамент, коэффициент η_v = 1,0 и увеличение изгибающего момента вследствие гибкости колонны не будет. Рабочая высота сечения h₀ = h – a = 400 – 45 =355 мм (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Сечение колонны

Площади сечения сжатой и растянутой арматуры, соответствующие минимуму их суммы, определяются по формулам:

где α_R =0,39 и ξ_R =0,531 определяются по таблице 6.1;

м=221 мм.

Процент армирования сечения μ=3070·100/400 2 =1,92%. Для колонн первого и второго этажей можно было назначить сечение размером b×h= 400×600 мм или принять класс бетона по прочности на сжатие В40.

Источник

Что такое армирование и для чего оно нужно?

При строительстве жилых домов, промышленных объектов, возведении инженерных конструкций требуется проводить дополнительные мероприятия по увеличению стойкости и надежности сооружений. Для этих целей применяется армирование.

Несмотря на то, что бетонный массив отличается прочностью, он под влиянием внешних факторов может постепенно разрушаться. Именно с этой целью осуществляется усиление изделий и конструкций из бетона, что является неотъемлемой операцией при выполнении строительных мероприятий.

Попробуем разобраться, что такое армирование, в каких случаях его целесообразно применять, как оно производится. Назначение армирования состоит в том, чтобы увеличить несущую способность конструкции, снизить вероятность возникновения трещин, возникающих в связи с температурными перепадами. Для этих целей применяется материал с повышенными прочностными характеристиками – сталь, базальтовое волокно, стекловолокно, фибра.

Чтобы избежать преждевременной коррозии и повысить износоустойчивость зданий, стали использовать метод армирования

Элементы конструкции, требующие армирования

Каждый конкретный объект строительства предназначен для выполнения определенной задачи. Поэтому целесообразность усиления определяется индивидуально. Способы и места расположения элементов армирования оговариваются на стадии проектирования. В основном армированию подлежат:

Арматурные работы. Общие понятия

Прежде, чем приступить к описанию видов, способов, схем усиления, применяемых материалов, разберемся, что такое армирование в целом. Бетон, замену которому в строительной индустрии найти трудно, воспринимает сжимающие усилия до одной тонны на квадратный сантиметр площади изделия, но при этом плохо реагирует на нагрузки, вызывающие его растяжение с последующим нарушением целостности.

Для более надежного соединения бетона с арматурой, ее изготовляют с рельефной поверхностью

Чтобы устранить эти недостатки, бетонному составу нужно армирование. Комбинация арматуры с бетоном позволяет получить на выходе материал, полностью удовлетворяющий требованиям строительных норм по величине предполагаемых нагрузок. Для повышения прочностных свойств предпочтительно использовать предварительно напряженную арматуру. Это достигается путем растяжения прутков специальными устройствами.

Через некоторое время напряжение не исчезает, а постепенно подтягивает весь бетонный массив изделия, что способствует улучшению механических характеристик. Используется данный эффект при возведении высотных зданий. Арматурные элементы, объединяясь в цельную конструкцию, образуют прочную систему, обеспечивающую эксплуатационную жесткость каркаса.

Требуемые расчеты по армированию строго регламентированы нормативными документами по выполнению строительных мероприятий. Занимаясь частным строительством, не обязательно изучать документацию, достаточно придерживаться основных правил, известных любому строителю.

Виды усилений

Мы кратко рассмотрели, что такое армирование. Теперь разберемся, какие основные его виды применяются в современных технологиях:

Соединить арматуру можно как с помощью сварки, так и специальной проволоки

Классификация арматуры

При проведении мероприятий по усилению несущих конструктивных элементов используется арматура, которая отличается не только материалом, технологией изготовления, но и профилем, назначением, сферой применения. Укрупненно арматура разделяется по четырем основным признакам:

Непосредственно в бетон стоит ввести гидроизоляционные добавки, чтобы защитить сталь от ржавчины и тем самым значительно продлить срок эксплуатации сооружения

Виды армирующих элементов

Разобравшись, для чего нужно применять укрепление строительных элементов, что такое армирование, рассмотрим, какие виды изделий, предназначенных для усиления строительных конструкций, существуют на сегодняшний день:

Заключение

Ознакомившись с представленным материалом, изучив, что такое армирование, застройщики смогут определиться с требуемым вариантом усиления конструкции в зависимости от поставленных задач по возведению строительных объектов.

Выбор правильного варианта усиления строительных конструкций предотвращает образование трещин, способствует увеличению жесткости, повышению ресурса эксплуатации возводимых зданий.

Источник

Что такое армирование?

При возведении объектов строителям приходится выполнять работы по обеспечению прочности сооружений на протяжении периода эксплуатации. Для повышения надежности бетонных конструкций используется армирование. Главная характеристика бетона – прочность. Однако материал под воздействием факторов природного характера теряет целостность, постепенно разрушаясь. Усиление бетонных конструкций позволяет решить серьезные задачи – повысить их несущую способность и предотвратить растрескивание. Итак, что такое армирование? Разберемся детально.

Что такое армирование

Многие слышали специальный строительный термин «армирование», но затрудняются правильно ответить, что такое армирование и как оно выполняется. Остановимся на этом подробно. Известно, что бетон, применяемый в строительной сфере, обладает повышенным запасом прочности.

Однако материал имеет свои особенности:

Бетонному материалу проблематично найти альтернативу. Именно поэтому строителям приходится решать задачи, связанные с укреплением бетонного массива. Усиление бетона – это метод повышения прочностных характеристик материала путем армирования.

Армирование — неотъемлемая часть конструкции, материал которой предусматривает переход из жидкого состояния в твёрдое

Для этих целей применяются следующие материалы:

Строители уверенно утверждают, что бетону нужно армирование. В результате арматурного усиления получается монолит, соответствующий требованиям нормативных документов, регламентирующих величину предполагаемых усилий. Максимальный запас прочности обеспечивают предварительно напряженные стальные прутки. Они снимают напряжение и повышают механические свойства бетона. Технология положительно зарекомендовала себя при возведении высотных объектов, когда силовые каркасы формируют жесткий контур, повышающий устойчивость здания.

Для чего нужно усиление бетона

При эксплуатации строений на бетонные конструкции воздействуют различные виды усилий:

В результате бетонные изделия подвергаются изгибу, растяжению или кручению. Указанные факторы отрицательно воздействуют на прочность не укрепленного бетона. Для повышения прочностных характеристик материал укрепляют с помощью армирования.

Арматурный стержень воспринимает значительные нагрузки на растяжение, но неустойчив к сжатию и изгибу

Назначение армирования:

Разобравшись, что такое армирование, рассмотрим конкретные участки здания, нуждающиеся в усилении.

В каких зонах нужно армирование

Различные части здания воспринимают определенные нагрузки. В зависимости от действующих усилий определяется метод укрепления, применяемый материал, а также зоны расположения силовых элементов.

Укрепляют следующие участки:

В проектной документации оговариваются все проблемные участки строения и даются рекомендации по обеспечению необходимого запаса прочности.

Поскольку все ж/б изделия условно подразделяются на заводские и местного производства, арматура работает в них по-разному

Разновидности усиления

В строительстве используются технологические решения, позволяющие повысить прочностные свойства проблемной зоны.

Применяются следующие виды укрепления бетона:

Выбор метода укрепления осуществляется в соответствии с особенностями здания, действующими нагрузками и поставленной перед строителями задачей.

В высотных зданиях арматурный каркас служит основой всей конструкции

Как классифицируется арматура

Для укрепления бетонных конструкций применяется арматура, изготовленная из различных материалов. Наиболее широко используются металлические элементы, которые отличаются следующими моментами:

Подбор необходимых металлических прутков осуществляется в соответствии с чертежом на основании предварительно выполненных расчетов.

Виды силовых конструкций

С целью повышения прочностных характеристик бетонных конструкций в настоящее время в строительной отрасли используются различные типы силовых элементов:

Мощные силовые каркасы применяют для усиления нагруженных фундаментов и ответственных частей здания. Используя сетку для армирования можно усилить кирпичную или блочную кладку, а также предотвратить растрескивание бетонной стяжки или дорожного покрытия.

Подводим итоги

После ознакомления с материалом статьи вряд ли возникнет вопрос, что такое армирование. Усиление бетона – это ответственная операция, предотвращающая растрескивание, повышающая жесткость монолита и увеличивающая долговечность возводимых строений. Важно уметь правильно выбрать конкретный вариант укрепления строительных конструкций.

Источник

Армирование строительных конструкций

Что такое армирование в строительстве?

На каких этапах стройки применяется армирование?

Все конструкции, которые будут нести вес строительных элементов, от движений грунта, ветровую и ударную нагрузку, должны быть надлежащим образом укреплены. Поэтому армопояс делают на следующих этапах строительных работ:

Виды арматуры: композит или металл?

Строительную арматуру изготавливают из стали или из композитных материалов (стеклопластика). Какую из них предпочесть, зависит от целей застройщика, и даже для двух одинаковых проектов ответ может оказаться разным. Выбор основывается на свойствах материалов и том, в какой степени они помогают решить задачи строителя:

Стеклопластик прочнее, чем сталь, и может нести до 40% больше нагрузки, чем сталь. Зато у него отсутствует свойство текучести и, подойдя к пределу прочности, стеклопластик ломается. В то же время, стальная арматура за пределом прочности сломается не сразу – сначала погнется.

Одной из главных претензий к металлической арматуре является подверженность коррозии. И если укладка и заливка стального армопояса произошла с нарушениями, сталь проржавеет всего за несколько лет. Зато она отлично переносит нагрев, и не разрушается даже при пожаре. Тогда как стеклопластик теряет свои свойства при сильном нагревании.

Композитная арматура имеет меньший вес. Это важно, когда требуется сэкономить на транспортных расходах. Зато сталь лучше гнется, и это экономит трудо-часы специалистов во время кладки.

Как правильно армировать строительные конструкции?

Для каждого этапа строительства подбирается соответствующая арматура. Так, при заливке фундамента, армопояс должен представлять собой объемную решетку, чтобы нагрузка равномерно распределялась по всему объему будущей основы. Для этого стальные или композитные пруты связывают проволокой и устанавливают в опалубку так, чтобы конструкция не доходила до будущего края застывшего бетона примерно на 5-6 см. Важно! Арматуру нельзя соединять сваркой, т.к. она теряет прочность.

При армировании газобетона, в блоках вырезают специальные канавки – штробы. Они должны иметь в сечении не более 2,5х2,5 см, а в длину – 300 м. Внутрь укладывают стержни расчетного диаметра. На углах арматура может быть изогнута, а если длины не хватает, следующий прут прикрепляется внахлест. Уложенный армопояс заливают клеем для газобетона и приступают к монтажу следующего ряда блоков.

Кирпичную кладку так же можно армировать прутами. Для усиления несущей способности, делают вертикальное армирование, а для укрепления на растяжение и изгиб – горизонтальное. Но все же для создания горизонтального армопояса по кирпичу чаще используется сетка, которую прокладывают между рядами кирпича и закрепляют раствором.

Более подробно про армирующие стройматериалы на этом сайте можно прочитать в карточках товаров. Выбирайте в соответствие с задачами и бюджетом строительства!

Источник