На главную домой советы по ремонту квартиры
Поиск по сайту
Список кабинетов || Что это за доктор? || Записаться на прием

Основное меню


Технологии выполнения работ


Диагностика и лечение


Инженерные сети и коммуникации


Элементы конструкции


Расчет конструкций


Помещения


Встраиваемая техника


Строительные и отделочные материалы


Дизайн




Анкеровка арматуры

Для того чтобы и арматура и бетон работали, как единая железобетонная конструкция, арматура должна быть должным образом защемлена в бетоне. Достигается соблюдением следующих конструктивных требований:

Уплотнение бетонной смеси

Необходимость в уплотнении бетонной смеси возникла с тех пор, как в бетонные изделия стали добавлять металлическую арматуру. Дело в том, что бетонная смесь является достаточно вязкой жидкостью и если ее просто залить в форму, созданную опалубкой, где на необходимом расстоянии от низа будущей конструкции расположена арматура, то бетонная смесь может и не занять весь объем формы и мешать ей это сделать будет арматура.

А если арматура в готовой конструкции не защемлена бетоном, то это уже не единая конструкция, а комбинированная. Причем несущая способность комбинированной конструкции из слоя бетона и стержней арматуры будет в несколько раз меньше, чем несущая способность единой монолитной конструкции. Понять почему это так, поможет следующий простенький пример:

Когда арматура надежно защемлена бетоном, то она является частью сечения элемента. Момент инерции армированной части сечения (как правило - это растянутая зона с трещинами, позволяющими не учитывать работу бетона в растянутой зоне) определяется по следующей формуле:

Ip = As(ho - y)2 + nПd4/64

где Аs - площадь сечения арматуры, ho - расстояние от верха элемента до центра тяжести стержней арматуры, у - высота сжатой зоны бетона, n - количество стержней арматуры.

Например, для конструкции с ho = 8 см, армированной 1 стержнем (n = 1) диаметром d = 1 см и высотой сжатой зоны y = 5 см, момент инерции растянутой зоны сечения составит:

Ip = 3.14·12(8 - 5)2/4 + 1·3.14·14/64 = 7.068 + 0.049 = 7.11 см4

А если та же арматура будет работать как отдельный элемент конструкции, то ее момент инерции составит:

Iаp = nПd4/64 + 1·3.14·14/64 = 0.049 см4

И таким образом эффективность использования арматуры в этом случае снижается в 7.11/0.049 = 144 раза и такая арматура практически не влияет на несущую способности конструкции. В бетоне же, лишенном взаимодействия с арматурой, высота сжатой зоны приведенного сечения значительно уменьшается, что приводит к многократному уменьшению момента инерции и момента сопротивления приведенного сечения.

Чтобы этого не допустить, бетонная смесь в процессе укладки уплотняется

Впрочем, "уплотнение" - достаточно условный термин, так как под уплотнением следует понимать не изменение плотности бетонной смеси, а увеличение объемного веса конструкции за счет заполнения бетонной смесью всех возможных дыр и щелей, возникших после укладки бетонной смеси. И в этом смысле уплотнение бетонной смеси больше напоминает процесс подселения жильцов в квартиры, также называвшийся уплотнением. Методов уплотнения бетонной смеси за последнее время придумано не мало. Суть большинства методов уплотнения сводится к тому, чтобы увеличить инертную массу бетонной смеси, так как гравитационной массы для уплотнения часто не достаточно. При этом выбор метода уплотнения зависит от удобоукладываемости бетонной смеси. А удобоукладываемость бетонной смеси в свою очередь характеризуется подвижностью или жесткостью бетонной смеси.

ГОСТ 7473-94 "Смеси бетонные. Технические условия" определяет 3 основных группы бетонных смесей: подвижные (П), жесткие (Ж) и сверхжесткие (СЖ). Жесткие и сверхжесткие смеси используются при изготовлении конструкций в заводских условиях. Для уплотнения таких смесей используется трамбование, прокат, прессование, вибрирование с пригрузом. Более подробно методы определения жесткости и уплотнения таких смесей мы рассматривать не будем.

На строительных площадках обычно используются подвижные бетонные смеси. Для характеристики подвижных смесей по удобоукладываемости используются следующие марки:

Таблица 256.2. Марки по удобоукладываемости (согласно ГОСТ 7473-94)

марки бетонной смеси по удобоукладываемости

В целом осадка конуса показывает, на сколько сантиметров просядет, а расплыв конуса - на сколько расплывется отформованная бетонная смесь после снятия конуса.

Осадка конуса (ОК) используется для оценки удобоукладываемости более жестких смесей, расплыв конуса (РК) - для так называемых литых смесей. Чтобы определить подвижность бетонной смеси используется специальный конус с оговоренными ГОСТом 10181-200 размерами (высота нормального конуса составляет Н = 30 см, верхний диаметр d = 10 см, нижний диаметр D = 20 см), линейка для измерения осадки конуса, загрузочная воронка, кельма, секундомер, гладкий стальной или пластмассовый лист размерами 70х70 см, а также металлический стержень диаметром 16 мм и длиной 60 см с закругленными концами (зачем все это нужно, мы узнаем чуть позже). Нормальный конус используется для определения подвижности бетонной смеси с зернами крупного заполнителя ≤ 40 мм. Для бетонной смеси с заполнителем более крупных размеров используется увеличенный конус. Выглядит нормальный конус так:

конус для определения удобоукладываемости бетонной смеси

Рисунок 328.1. Стандартный конус для испытаний: 1 - ручки, 2 - корпус из листовой стали толщиной не менее 1.5 мм, 3 - упоры для ног, 4 - сварной шов.

Подвижность бетонной смеси определяют следующим образом:

На горизонтальную ровную поверхность укладывается чистый лист 70х70 см, поверхность листа смачивается. Чтобы конус плотно примыкал к листу, обычно становятся на упоры. Через воронку в конус насыпают бетонную смесь в три слоя примерно одинаковой высоты. Каждый слой уплотняется штыкованием. Для этого используется металлический стержень (штырь). Суть штыкования состоит в нанесении сильных ударов бетонной смеси. Причем удары наносятся не в одно место, а по всей площади бетонной смеси. Каждый слой должен уплотняться 25 ударами. Бетонные смеси марок П4-П5 насыпаются в конус в один слой и уплотняются 10 ударами. Если используется увеличенный конус, то количество ударов возрастает до 56. На наполнение конуса бетонной смесью и штыкование ГОСТом отводится не более 3 минут. В процессе наполнения и штыкования конус должен быть плотно прижат к листу.

После уплотнения последнего слоя воронка снимается, излишек бетонной смеси удаляется кельмой вровень с обрезом конуса, оставшаяся бетонная смесь заглаживается. После этого конус берут за ручки и аккуратно снимают, перемещая его вертикально, чтобы не зацепить отформованную бетонную смесь, и ставят конус рядом со смесью на лист. На снятие конуса отводится 5-7 секунд.

После этого определяется осадка конуса. Для этого на верх конуса укладывается штырь, а линейкой с точностью до 0.5 см определяется расстояние от низа штыря до верха бетонной смеси. Если отформованная бетонная смесь развалилась в процессе снятия конуса, то замер не проводят, а повторяют испытание на новой пробе из той же бетонной смеси.

Для определения осадки конуса проводится два замера. Осадка конуса определяется с округлением до сантиметров, как среднее арифметическое значение от результатов 2 испытаний. При этом расхождения в результатах должны быть не больше

1 см при ОК < 9 см

2 см при ОК = 10-15 см

3 см при ОК > 16 см.

Если расхождения в результатах 2 испытаний больше указанных, то проводятся повторные испытания. Общее время на 2 испытания не должно превышать 10 минут.

Расплыв конуса бетонной смеси определяется по нижнему диаметру лепешки

которая образовалась в результате расплыва бетонной смеси. Диаметр определяется измерением лепешки в двух взаимно перпендикулярных направлениях с точностью до 0.5 см. Расплыв конуса определяется с округлением до сантиметров, как среднеарифметическое значение от результатов 2 испытаний. При этом расхождения в результатах должны быть не больше 3 см. При больших расхождениях проводятся повторные испытания.

Конечно же при строительстве небольшого домика для себя, жены и детей мало кто обзаводится вышеуказанными хитроумными приборами и инструментами. Тем не менее оценить приблизительно подвижность бетонной смеси можно и в домашних условиях. Для этого потребуется старое железное ведро без дна. А если у вас вдруг такого ведра нет, то обратитесь к теще у нее таких должно быть несколько. Ну а все остальное, необходимое для испытаний, если уж вы затеяли стройку, у вас точно найдется.

Напомню, вся эта возня с определением осадки конуса нужна для того, чтобы подобрать оптимальный метод уплотнения. Впрочем, на небольших строительных площадках из всех возможных способов уплотнения используются или вибрирование или штыкование.

Суть штыкования описана выше и применяется только в крайних случаях, если нужно забетонировать конструкцию небольшого объема, при этом в качестве штыка может использоваться штыковая лопата. Но все равно такой метод уплотнения является очень не надежным и если вы собираетесь уплотнять бетонную смесь именно таким методом, то расчетную прочность бетона следует уменьшить, умножив прочность бетона на коэффициент качества работ. В этом случае значение коэффициента качества работ можно принять равным γк = 0.6-0.8.

Вибрационное уплотнение

Бетонная смесь может быть уплотнена объемным, поверхностным, погружным или контактным способом передачи вибрационного воздействия. На небольших строительных площадках используются как правило поверхностные или погружные вибраторы. При вибрации уплотнение бетонной смеси достигается за счет встряхивания бетонной смеси и также за счет тиксотропности - переходу бетонной смеси в жидкое состояние за счет значительного уменьшения вязкости при вибрировании.

Поверхностные вибраторы эффективны при высоте бетонируемой конструкции не более 25 см при арматуре только в растянутом зоне, 12 см при армировании и растянутой и сжатой зоны. Наиболее эффективными считаются высокочастотные вибраторы с частотой колебаний 4500 колебаний/мин и амплитудой 0.15-0.2 мм. При использовании вибраторов с нормальной частотой колебаний 300 колебаний/мин амплитуда колебаний должна составлять не менее 0.3-0.35 мм, для жестких смесей амплитуда колебаний составляет 0.5-0.7 мм.

При подвижности бетонной смеси ОК ≤ 1 см следует использовать погружные вибраторы. Эффективность погружных вибраторов зависит от радиуса действия вибратора. При высоких частотах радиус действия вибратора меньше, чем при низких. Как правило радиус действия погружных вибраторов составляет 8-10 диаметров наконечника (булавы). Чем больше подвижность бетонной смеси, тем больше радиус действия вибратора.

Эффективность использования вибраторов также зависит от времени вибрирования. При малом времени вибрирования бетонная смесь не успевает уплотниться, при долгом времени бетонная смесь начинает расслаиваться, что также не желательно. В целом чем больше подвижность бетонной смеси, тем меньше времени требуется для вибрирования одного участка. Как правило оптимальное время вибрирования подвижных бетонных смесей составляет 20-40 секунд. Кроме этого достаточность вибрирования определяется визуально: если бетонная смесь перестала оседать и на поверхности выступило цементное молочко, то вибрацию можно прекращать.

Примечание: Тема уплотнения бетонной смеси достаточно обширная. Здесь же представлены только базовые сведения о принципах и методах уплотнения.

Тем не менее одного только уплотнения бетонной смеси для обеспечения надежной анкеровки арматуры недостаточно. Если расстояние между стержнями арматуры будет меньше размера зерен крупного наполнителя - щебня, то сколько бетонную смесь ни уплотняй, а щебень между стержнями не пройдет.

Минимальное расстояние между стержнями арматуры

СНиП 2.01.03-84 предъявляет к расстоянию между стержнями арматуры следующие требования:

1. Если для уплотнения бетонной смеси будет использоваться погружной вибратор, то расстояние между стержнями в свету (расстояние между центрами сечения арматурных стержней минус диаметр стержня) должно обеспечивать свободное прохождение наконечника вибратора.

2. Расстояние в свету между отдельными стержнями продольной ненапрягаемой арматуры, а также между продольными стержнями соседних сварных плоских сеток (каркасов) должно быть не менее наибольшего диаметра арматурных стержней, а также:

- ≥ 25 мм - для горизонтальных или наклонных стержней нижней арматуры;

- ≥ 30 мм - для горизонтальных или наклонных стержней верхней арматуры;

- ≥ 50 мм по вертикали - для горизонтальных или наклонных стержней нижней арматуры, расположенных в 2 ряда по высоте;

- ≥ 50 мм и ≥ 1.5 размера крупного заполнителя - для вертикальных стержней (бетонирование колонн);

Диаметр арматуры периодического профиля принимается по номинальному значению (без учета выступов и ребер).

Примечание: Здесь и далее требования к напрягаемой арматуре не приводятся.

Но и соблюдения требований к минимальному расстоянию между стержнями арматуры мало. Бетонная смесь должна контактировать с арматурой со всех сторон, а не только сверху и сбоку. Для этого следует требования по соблюдению защитного слоя бетона.

Защитный слой бетона

Защитный слой бетона не только частично защищает стальную арматуру от коррозии и температурного воздействия, но и призван обеспечить совместную работу бетона и арматуры.

1. Для продольной арматуры, принимаемой по расчету, толщина защитного слоя должна быть ≥ d стержня или каната и:

- ≥ 10 мм - в плитах и стенках толщиной ≤ 100 мм;

- ≥ 15 мм - в плитах и стенках толщиной > 100 мм, в ребрах и балках высотой < 250 мм;

- ≥ 20 мм - в ребрах и балках высотой ≥ 250 мм, в колоннах;

- ≥ 30 мм - в фундаментных балках и сборных фундаментах;

- ≥ 35 мм - в монолитных фундаментах при наличии бетонной подготовки;

- ≥ 70 мм - в монолитных фундаментах при отсутствии бетонной подготовки;

2. Для однослойных конструкций из поризованного и легкого бетонов классов В ≤ 7,5 толщина защитного слоя принимается ≥ 20 мм, для наружных стеновых панелей, изготавливаемых без фактурного слоя - ≥ 25 мм. Для однослойных конструкций из ячеистого бетона толщина защитного слоя должна составлять ≥ 25 мм во всех случаях.

3. Для конструктивной, поперечной и распределительной арматуры защитный слой бетона принимается ≥ диаметра указанной арматуры и:

- ≥ 10 мм - при высоте сечения элемента < 250 мм;

- ≥ 10 мм - при высоте сечения элемента ≥ 250 мм;

Для элементов из поризованного и легкого бетонов классов В ≤ 7,5 независимо от высоты сечения, а также для элементов из ячеистого бетона независимо от класса бетона защитный слой поперечной арматуры принимается ≥ 15 мм.

4. Для обеспечения свободной укладки в форму (опалубку) цельных арматурных стержней, каркасов или сеток, идущих по всей длине или ширине изделия, размеры стержней, каркасов или сеток принимаются меньше размеров формы: на 20 мм (10 мм с каждой стороны = Δlк) - при длине элемента ≤ 9м, на 30 мм (15 мм с каждой стороны) - при длине элемента ≤ 12 м - на 15 мм, на 20 мм - при длине элемента >12 м.

5. В полых элементах коробчатого или кольцевого сечения расстояние от внутренней поверхности бетона до стержней продольной арматуры принимается согласно п.1 и п.3.

Но и это еще не все. В железобетонных элементах, работающих на изгиб или на растяжение, в растягиваемой зоне сечения образуются трещины и чтобы арматура работала совместно с бетоном концы ее должны быть надежно защемлены на участках без трещин. Впрочем, анкеровку арматуры можно обеспечить и другим способом.

Анкеровка арматуры

Арматурные стержни периодического профиля, и гладкие стержни сварных сеток и каркасов делаются без крюков. Стержни вязаных сеток и каркасов, работающие на растяжение, должны заканчиваться крюками, петлями или лапками.

1. Стержни продольной растянутой и сжатой арматуры должны быть заведены за поперечное сечение, в котором они учитываются с полным расчетным сопротивлением, на расстояние не менее lan = λand и не менее:

lan = (ωanRs/Rb + Δλan)d (328.1)

где Rs - расчетное сопротивление арматуры, Rb - расчетное сопротивление бетона. Значения ωan, Δλan, λan и минимально допустимое расстояние lan определяются по таблице 328.1:

Таблица 328.1 (Согласно СНиП 2.01.03-84)

коэффициенты для определения анкеровки арматуры

При этом гладкая арматура должна заканчиваться крюками или иметь приваренную поперечную арматуру по длине заделки, что обеспечивает анкеровку гладкой арматуры. Величину расчетного сопротивления бетона Rb допускается умножать на коэффициенты условий работы бетона (кроме γb2).

2. Для элементов из мелкозернистого бетона группы Б значение lan, определяемое по формуле (328.1), следует увеличивать на 10 d  - для растянутого бетона и на 5 d - для сжатого.

3. Если площадь сечения арматуры принимается с запасом относительно площади, требуемой расчетом по прочности то длину анкеровки lan, вычисленную по формуле (328.1), допускается уменьшать, умножив длину анкеровки на отношение требуемой по расчету и фактической площадей сечения арматуры (lфan = lanAрs/Aфs).

4. Если вдоль растянутых стержней арматуры образуются трещины, то стержни должны быть заделаны в сжатую зону бетона на расстояние lan, определяемое по формуле (328.1).

5. Если выполнить указанные выше требования не представляется возможным, то следует принять специальные меры по анкеровке продольных стержней, чтобы обеспечить работу стержней с полным расчетным сопротивлением в рассматриваемом сечении. Для этого устанавливается косвенная арматура, концы стержней привариваются к закладным деталям или стержням анкерующих пластин или выполняется отгиб анкерующих стержней. При этом значение lan следует принимать ≥10 d арматуры.

Примечание: Особенности расчета закладных деталей здесь не рассматриваются.

6. Для обеспечения анкеровки арматуры в изгибаемых элементах все продольные стержни, которые заводятся за грань опоры (в опорный участок элемента, как правило это опоры однопролетных балок и плит или крайние опоры многопролетных элементов) должны удовлетворять следующим требованиям:

а) при прочности элемента в рассматриваемой зоне, допускающей отсутствие поперечной арматуры, растянутые стержни заводятся за внутреннюю грань свободной опоры на расстояние ≥ 5 d;

б) если по расчету требуется поперечная арматура, то растянутые стержни заводятся за внутреннюю грань свободной опоры на расстояние ≥ 10 d;

На главную домой

Категории:
Оценка пользователей: 10.0 (голосов: 1)
Переходов на сайт:3955
Комментарии:

Комментариев нет

Добавить свой комментарий:

Имя:

E-Mail адрес:

Комментарий:

Ваша оценка:

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье "Записаться на прием к доктору" (ссылка в шапке сайта).




советы по строительству и ремонту



После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью и адресом электронной почты. Если вы хотите задать вопрос, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Спасибо. Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий к соответствующей статье.

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

На всякий случай кошелек webmoney: R158114101090

Или: Z166164591614


Доктор Лом. Первая помощь при ремонте, Copyright © 2010-2016