КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Наиболее распространенные изгибаемые элементы же­лезобетонных конструкций—плиты и балки. Плитами на­зывает плоские элементы, толщина которых hi значи­тельно меньше длины її и ширины Ь\. Балками называют линейные элементы, длина которых I значительно больше поперечных размеров А и Ь. Из плит и балок образуют многие железобетонные конструкции, чаще других — пло­ские перекрытия и покрытия, сборные и монолитные (рис. III.1), а также сборно-монолитные.

Плиты и балки могут быть однопролетными и много­пролетными.

Плиты в монолитных конструкциях делают толщиной 50—100 мм, в сборных — возможно тоньше.

Однопролетная плита, опертая по двум противопо­ложным сторонам, показана на рис. ІІІ.2, а, монолитная многопролетная плита, опертая на ряд параллельных опор, на рис. ІІІ.2, б. Такие плиты деформируются подоб­но балочным конструкциям при различного рода нагруз­ках, если значение их не изменяется в направлении, пер — , пендикуляриом пролету.

129

Армируют плиты сварными сетками (см. § 1.2). Сет­ки укладывают в плитах так, чтобы стержни их рабочей арматуры располагались вдоль пролета и воспринимали растягивающие усилия, возникающие в конструкции при изгибе под нагрузкой, в соответствии с эпюрами изгибаю­щих моментов (см. рис. ІІІ.2). Поэтому в пролетах плит сетки размещают понизу, а в многопролетных плитах — также и поверху, над промежуточными опорами.

9—943

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Рис. 111.1. Схемы перекрытий из железобетонных элементов

А — сборное; 6 — монолитное; 1 — плиты; 2 — балки

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

0,251 \рт

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Стержни рабочей арматуры принимают диаметром 3—10 мм, располагают их на расстоянии (с шагом) 100—200 мм один от другого.

Защитный слой бетона для рабочей арматуры прини­мают не менее 10 мм, в особо толстых плитах (толще 100 мм) не менее 15 мм.

Поперечные стержни сеток (распределительную арма­туру) устанавливают для обеспечения проектного поло­жения рабочих стержней, уменьшения усадочных и тем­пературных деформаций конструкций, распределения местного воздействия сосредоточенных нагрузок на боль­шую площадь. Поперечные стержни принимают меньшего диаметра общим сечением не менее 10 % сечения рабо­чей арматуры, поставленной в месте наибольшего изги­бающего момента; размещают их с шагом 250—300 мм, но не реже чем через 350 мм.

Армирование плит отдельными стержнями с вязкой их в сетки вручную с помощью вязальной проволоки при­меняют в отдельных случаях (плиты сложной конфигу-

С)

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Л!

D

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Рис. 111.3. Формы поперечного сечения балок и схемы армирования

А—прямоугольная; 6 — тавровая; в — двутавровая; г — трапецие­видная; 1 — продольные стержни; 2 — поперечная арматура

>4

»JЮмм

{\20f*mpvf»ZS0i* >fSmnpuh<2Xm

IC> 15при Tii2S0Nn А*\>Юнм Гри Ь<2Хмм

Рис. II 1.4. Размещение арматуры в поперечном сечении балок

9*

131

—защитный слой рабочей арматуры; аш — то же, поперечной арма­туры; D — больший диаметр рабочих стержней; At — расстояние в свету между нижними (прн бетонировании) продольными стержня­ми; a j — то же, между верхними (прн бетонировании) стержнями; а2 — расстояние в свету между рядами продольных стержней

Рации в плане или с большим числом отверстий и т. д.), когда стандартные сварные сетки не могут быть исполь­зованы.

Железобетонные балки могут быть прямоугольного, таврового, двутаврового, трапециевидного сечения (рис. III.3).

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Л>25мм

Высота балок Л колеблется в широких пределах; она составляет ‘/10—’/го часть пролета в зависимости от на­грузки и типа конструкции. В целях унификации высота балок назначается кратной 50 мм, если она не более 600 мм, и кратной 100 мм при больших размерах, из них предпочтительнее размеры, кратные 100 мм до высоты 800 мм, затем высоты 1000, 1200 мм н далее кратные 300.

Ширину прямоугольных поперечных сечений Ь прини­мают в пределах (0,3—0,5) H, а именно 100, 120, 150, 200, 220, 250 мм и далее кратной 50 мм, из них предпочти­тельнее размеры 150, 200 мм и далее кратные 100.

Для снижения расхода бетона ширину балок назнача­ют наименьшей. В поперечном сечении балки рабочую арматуру размещают в растянутой зоне сечения в один или два ряда с такими зазорами, которые допускали бы плотную укладку бетона без пустот и каверн. Требуемые размеры этих зазоров и защитных слоев показаны на рис. III.4. Расстояние в свету между стержнями продоль­ной арматуры, ненапрягаемой или напрягаемой с натя­жением на упоры, должно приниматься не менее больше­го диаметра стержней, а также для нижних горизонталь­ных (при бетонировании) стержней не менее 25 мм и для верхних стержней не менее 30 мм; если нижняя армату­ра расположена более чем в два ряда, то горизонтальное расстояние между стержнями в третьем (снизу) и выше расположенных рядах принимается не менее 50 мм.

В стесненных условиях стержни можно располагать попарно без зазоров. Расстояние в свету между стержня­ми периодического профиля принимают по номинально­му диаметру.

Продольную рабочую арматуру в балках (как и в плитах) укладывают согласно эпюрам изгибающих мо­ментов в растянутых зонах, где она должна восприни­мать продольные растягивающие усилия, возникающие при изгибе конструкции под действием нагрузок.,

Для экономии стали часть продольных арматурных стержней может не доводиться до опор и обрываться в Пролете там, где они по расчету на восприятие изгибаю­щего момента не требуются.

Площадь сечения продольной рабочей арматуры А, В изгибаемых элементах должна определяться расчетом, но составлять не менее ц=0,05 % площади сечения эле­мента с размерами b и h0.

Для продольного армирования балок обычно приме­няют стержни периодического профиля (реже гладкие) диаметром 12—32 мм.

В балках шириной 150 мм и более предусматривают не менее двух продольных (доводимых до опоры) стерж­ней, при ширине менее 150 мм допускается установка од­ного стержня (одного каркаса).

В железобетонных балках одновременно с изгибаю­щими моментами действуют поперечные силы. Этим вы­зывается необходимость устройства поперечной армату­ры. Количество ее определяют расчетом и по конструк — ; тивным требованиям.

Продольную и поперечную арматуру объединяют в сварные каркасы (см. § 1.2), а при отсутствии сварочных машин — в вязаные. Вязаные каркасы весьма трудоемки, их применяют лишь в случаях, когда по местным усло­виям изготовление сварных каркасов невозможно.

Плоские сварные каркасы объединяют в пространст­венные с помощью горизонтальных поперечных стерж­ней, устанавливаемых через 1—1,5 м.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Рис. II 1.5. Схемы армирования балок

А — однопролетная балка со сварными каркасами; б — то же, с вя­заной арматурой; 1 — продольные рабочие стержни (стержни вто­рого ряда не доведены до опор); 2 — поперечные стержни каркасов; 3 — продольные монтажные стержни; 4 — поперечные соединительные стержни; 5 — рабочие стержни с отгибами; 6 — хомуты вязаных

Каркасов

Армирование однопролетных балок прямоугольного сечения сварными каркасами показано на рис. III.5, А. При армировании вязаными каркасами (рис. III.5, б) хо­муты в балках прямоугольного сечения делают замкну­тыми; в тавровых балках, в которых ребро сечения с обеих сторон связано с монолитной плитой, хомуты мо­гут быть открытые сверху. В балках шириной более 35 см устанавливают многоветвевые хомуты. Диаметр хомутов вязаных каркасов принимают не менее 6 мм при высоте балок до 800 мм и не менее 8 мм при большей высоте.

По расчетно-конструктивным условиям расстояние в продольном направлении между поперечными стержня­ми (или хомутами) в элементах без отгибов должно быть: в балках высотой до 400 мм—де более H/2, но не более 150 мм; в балках высотой выше 400 мм — не более /і/З, но не более 500 мм. Это требование относится к при — опорным участкам балок длиной ‘Д пролета элемента при равномерно распределенной нагрузке, а при сосредо­точенных нагрузках, кроме того, и на протяжении от опо­ры до ближайшего груза, но не менее lU пролета. В ос­тальной части элемента расстояние между поперечными стержнями (хомутами) может быть больше, но не более чем 3U и не более 500 мм.

Поперечные стержни (хомуты) в балках и ребрах высотой более 150 мм ставят, даже если они не требу­ются по расчету; при высоте менее 150 мм поперечную арматуру можно не применять.

В балках высотой более 700 мм у боковых граней ста­вят дополнительные продольные стержни на расстояниях (по высоте) не более чем через 400 мм; площадь каждо­го из этих стержней должна составлять не менее 0,1 % той части площади поперечного сечения балки, которую они непосредственно армируют (высотой, равной полу­сумме расстояний до ближайших стержней, и шириной, равной половине ширины элемента, но — не более 200 мм). Эти стержни вместе с поперечной арматурой сдержива­ют раскрытие наклонных трещин на боковых гранях балок.

Для объединения всех арматурных элементов в еди­ный каркас, устойчивый при бетонировании, и для анке­ровки концов поперечной арматуры у верхних граней ба­лок ставят монтажные продольные стержни диаметром 10—12 мм. В сборных балках монтажные стержни могут быть использованы как расчетные в условиях транспор­тирования и монтажа.

Вместо поперечных стержней или в дополнение к ним в балках можно применять наклонные стержни. Они ра­ботают эффективнее поперечных стержней, поскольку больше соответствуют направлению главных растягива­ющих напряжений балки. Однако поперечные стержни при изготовлении балок удобнее и потому предпочти­тельнее.

Наклонные стержни обычно размещают под углом 45° к продольным. В высоких балках (более 800 мм) угол наклона может быть увеличен до 60°; в низких бал­ках, а также при сосредоточенных грузах угол наклона уменьшают до 30

При армировании балок вязаными каркасами для экономии стали и улучшения конструкции каркаса целе­сообразно устройство отгибов части продольных рабочих стержней (см. рис. III.5, б). Закругления отгибов выпол­няют по дуге с радиусом не менее Юс/. Отгибы оканчива­ются прямыми участками длиной не м^нее 0,8/ап (см. § 1.3, п. 4) и не менее 20d в растянутой или 10d в сжа­той зоне. Прямые участки отгибов из гладких стержней оканчиваются крюками.

В предварительно напряженных изгибаемых элемен­тах арматуру располагают в соответствии с эпюрами изгибающих моментов и поперечных сил-, возникающих от нагрузки. Армирование криволинейной напрягаемой арматурой (рис. III.6, А) более всего отвечает очертани­ям траекторий главных растягивающих напряжений и потому наиболее рационально, но оно сложнее, чем ар­мирование прямолинейной арматурой (рис. III.6, б). В последнем случае кроме арматуры Asp, воспринимающей усилия растянутой зоны под нагрузкой, часто ставят так-

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Рис. II 1.7. Примеры размещения арматуры в растянутой зоне по­перечного сечення предварительно напряженных балок

Рис. II 1.6. Схемы армировании предварительно напряженных ба­лок

А — криволинейной напрягаемой арматурой; б — прямолинейной на­прягаемой арматурой

А)

И

Ш

А—армирование стержнями периодического профиля; б — арми­рование пучками илн канатами в каналах; в — армирование высо­копрочной проволокой; 1 — напрягаемая арматура; 2— продольная ненапрягаемая арматура; 3 — поперечная арматура

Же арматуру А5г> у противоположной грани балки в ко­личестве (0,15—0,25) Asp. Это полезно в элементах боль­шой высоты, где усилие обжатия располагается вне яд­ра сечения и вызывает на противоположной стороне рас­тяжение, которое может привести к образованию трещин в этой зоне (в процессе изготовления элементов). В эле­ментах небольшой высоты напрягаемую арматуру у ёерх — ней грани можно не ставить, раскрытие верхних трещин может быть погашено монтажной ненапрягаемой армату­рой.

Наиболее рациональная форма поперечного сечения изгибаемых предварительно напряженных элементов — двутавровая (см. рис. 111,3, е), а при толстой стенке — тавровая (см. рис. III.3,6). Сжатая полка сечення раз­вивается по условию восприятия сжимающей равнодей­ствующей внутренней пары сил изгибающего момента, возникающего в элементе под нагрузкой, а уширение растянутой зоны —по условию размещения в нем арма­туры, а также по условию обеспечения прочности этой части сечения при обжатнн элемента (для предваритель­но напряженных элементов).

Напрягаемую арматуру компонуют в растянутых зо­нах поперечных сечений по рнс. Ш.7. При этом защит­ный слой бетона и расстояние между стержнями, кана­тами, натягиваемыми на упоры, принимают согласно рис. III.4. Если арматуру натягивают на бетон, то рас­стояние от поверхности элемента до поверхности канала принимают не менее 40 мм и не менее ширины канала; это расстояние до боковых граней элемента должно быть, кроме того, не менее половины высоты канала. Напря» гаемая арматура, располагаемая в пазах или снаружи граней элемента, должна иметь толщину защитного слоя от наружной поверхности дополнительно наносимого бе­тона не менее 20 мм. Расстояние в свету между канала­ми для арматуры, натягиваемой на бетон, должно быть не менее диаметра канала и не менее 50 мм.

Угол наклона криволинейной арматуры, натягивае­мой на бетон, принимается не более 30°, а радиус за­кругления (во избежание больших потерь предваритель­ного напряжения):

При диаметре яроволок 5 мм (и ме­нее) и прядей диаметром 4—б — 9 мм не менее 4 мм то же, 6—8 мм (и менее) и прядей диаметром 12—15 мм….. . не менее 6 мм

■ при стержневой арматуре диаметром

До 25 мм не менее 15 мм

То же, 28—40 мм не менее 20 »

В предварительно напряженных балках особое значе­ние имеет конструирование приопорных участков. Здесь происходит передача значительных усилий обжатия с арматуры на бетон через торцовые анкеры (при натяже­ние на бетон) или при арматуре без анкеров на конце­вых участках арматуры в зоне ее анкеровки. Здесь же при внеосевом воздействии напрягаемой арматуры на элемент возникают местные перенапряжения в торцовой части элемента, из-за чего могут образоваться трещины, раскрывающиеся по торцу и поверху на конце элемента. Поэтому надо усиливать концевые участки предвари­тельно напряженных элементов.

Местное усиление участков предварительно напря­женных элементов под анкерами, а также в местах опи­рання натяжных устройств рекомендуется производить напрягаемой арматурой с помощью закладных деталей или дополнительной поперечной арматуры, а также уве­личением сечения элемента на этих участках. Толщину защитного слоя у концов предварительно напряженных элементов на длине зоны передачи усилий с арматуры на бетон нужно увеличить, принимая ее при стержневой ар­матуре класса A-IV (Ат-IVC) и ниже, а также при арма­турных канатах не менее 2d, а при стержневой арматуре класса A-V (Ат-V) и выше не менее 3d (D — диаметр арматуры или каната); при этом толщина защитного слоя должна быть не менее 40 мм для стержневой арма­туры (всех классов) и не менее 20 мм для арматурных канатов. Для концевых частей элементов толщину за­щитного слоя допускается сохранять такой же, как и на остальной длине, при наличии стальной опорной детали, надежно заанкеренной в бетоне предварительно напря­женного элемента, и дополнительной поперечной или кос­венной арматуры, охватывающей все продольные напря­гаемые стержни.

Если напрягаемая арматура располагается у торцов элементов сосредоточенно у верхней и нижней граней, то необходимо у торца элемента предусматривать дополни­тельно напрягаемую или ненапрягаемую поперечную ар­матуру. Поперечную арматуру нужно напрягать до на­тяжения продольной арматуры, усилие натяжений в ней должно составлять не менее 15 % усилия натяжения про­
дольной арматуры растянутой зоны у опорного сечения. Поперечные ненапрягаемые стержни должны быть на­дежно заанкерены по концам посредством приварки к закладным деталям. Ненапрягаемую поперечную арма-

ТУРУ нужно прини-

Рис. II 1.8. Схемы местного усиления концевых участков предварительно на­пряженных балок

А — поперечными сварными сетками; б — хомутами или сварной сеткой в обхват

А)

■ucni спгюп

6)

Ш

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Рис. 111.9. Армирование балок

О, б—жесткой несущей арматурой; в- сварным каркасом

Мать такого сечения, которое способно во­спринимать усилие, равное не менее 20 % усилия в про­дольной напрягае­мой арматуре (ниж­ней зоны опорного сечения), определяе­мого расчетом по прочности.

Арматурные пред­варительно напряга­емые элементы, на­тягиваемые на бетон, необходимо снабжать анкерами. То же относится к арматурным элемен­там, натягиваемым на упоры, если сцеп­ление их с бето­ном недостаточно, — гладкой проволоке, многопрядным ка­натам. Эта анкеров- ка должна быть на­дежной на всех ста­диях работы конст­рукции.

Особых анкер­ных устройств на концах напрягаемых арматурных элемен­тов не требуется для натягиваемой на упоры высокопроч­ной арматурной про­волоки периодичес-

Кого профиля, арматурных канатов однократной свивки, стержневой арматуры периодического профиля.

По концам предварительно напряженных элементов при арматуре без анкеров, а также при наличии анкер­ных устройств производят местное усиление бетона с по­мощью дополнительных сеток или хомутов, охватываю­щих все продольные стержни (рис. III.8). Длину участ­ка усиления принимают равной двум длинам анкерных устройств, а при отсутствии анкеров — не менее 0,6/р (см. § 1.3) и не менее 20 см.

В предварительно напряженных элементах на их кон­цевых участках при арматуре без анкеров по нормам не допускается образования трещин при совместном дейст­вии всех нагрузок (кроме особых).

На крайних свободных (незащемленных) опорах из­гибаемых элементов (балок, плит) без предварительного напряжения для обеспечения анкеровки продольных стержней арматуры (доводимых до опоры) эти стержни необходимо заводить за внутреннюю грань опоры не ме­нее чем на 5D, если в приопорном участке элемента не предполагается образования трещин по расчету, соглас­но формуле (III.62), а при возможности образования трещин, когда условие (III.62) не соблюдается, не менее чем на lOd.

Длину зоны анкеровки 1ап на крайней свободной опо­ре определяют по формуле (1.20) и строке второй табл. 1.2. Если /an<10d, размер заделки может быть принят Lan, однако не менее 5D. В этом случае, а также при при­варке концов стержней к надежно заанкеренным сталь­ным закладным деталям расчетное сопротивление про­дольной арматуры на опорном участке не снижается.

Напряжение сжатия бетона на опоре (частное от де­ления опорной реакции на площадь опирання элемента) допускается не более 0,5Rb.

В качестве несущей арматуры в изгибаемых элемен­тах при определенных условиях используют прокатные профили (жесткая арматура) и сварные пространствен­ные арматурные каркасы.

Элементы с жесткой арматурой могут быть двух ти­пов: с расположением профиля по всей высоте балки (рис. III.9, а) или полностью в растянутой зоне (рис. ІІІ.9,6). В балках обоих типов ставят дополнительную арматуру в виде сварных сеток или хомутов и продоль­ных монтажных стержней диаметром 8—10 мм. Эта ар­матура уменьшает раскрытие трещин в бетоне и улучша­ет его сцепленне с жесткой арматурой. В балках первого типа поперечную арматуру ставят без расчета диаметром 6—8 мм. В балках второго типа поперечную арматуру определяют расчетом; при этом, кроме хомутов и сеток, возможна постановка отгибов, приваренных к верхней полке профиля. Защитный слой бетона для жесткой ар­матуры должен быть не менее 50 мм.

Несущие сварные каркасы изготовляют в виде про­странственных ферм из стержней круглого и периодиче­ского профиля, а также мелкого фасонного проката (рис. II 1.9,в). Эти каркасы конструируют как сварные сталь­ные фермы, рассчитывая нх на нагрузки, возможные в период строительства, до отвердения бетона. При полных нагрузках несущие каркасы становятся арматурой желе­зобетонной конструкции; пояса ферм работают как про­дольная арматура, нисходящие раскосы — как отгибы, а стойки — как поперечные стержни.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *