Схемы армирования железобетонных конструкций
Stroimaster-nsk.ru

Строительный портал

Схемы армирования железобетонных конструкций

Тема 5.3. Виды железобетонных конструкций. Основные правила армирования.

5.3.1 Основные виды ж/б конструкций.

Основные виды железобетонных конструкций это плиты, балки, колонны, стойки, сваи, трубы. В железобетонных конструкциях мостов и других инженерных сооружений встречаются три основных вида железобетонных элементов: плиты, балки, колонны.

Плиты – работают на изгиб и служат самостоятельным несущим элементом. В свободно опертых плитах возникают только положительные изгибающие моменты. Поэтому рабочую арматуру, воспринимающую растягивающие усилия, в таких плитах ставят вдоль нижней их поверхности. Чтобы при бетонировании рабочая арматура не сдвигалась, а также для распределения сосредоточенных нагрузок, перпендикулярно к рабочей арматуре ставят конструктивную арматуру, называемую – распределительной.

Рис. 103. Поперечные сечения плитных пролетных строений

1 – пазухи для омоноличивания сборных блоков с круглыми (а) и овальными (б) пустотами

Поперечные сечения плитных пролетных строений делают прямоугольными (плоскими) или придают их верхней поверхности двускатные уклоны к тротуарам. В первом случае на плите устраивают бетонный сточный треугольник, на который укладывают гидроизоляцию; во втором – под гидроизоляцию дают тонкий выравнивающий слой раствора. Поверх гидроизоляции укладывают защитный слой бетона не ниже М-200 толщиной 4 см и по нему асфальтобетонное покрытие в 5-6 см.

Балки служат основными несущими элементами перекрытий и по форме своего поперечного сечения могут быть разнообразными.

Рис. 104. Типы поперечных сечений балочных железобетонных пролетных строении:

а — плитное: б — ребристое; в — плитно-ребристое; г — коробчатое

• плитные при пролетах от 3. 6 до 12. 18 м (рис. 104, а);

• ребристые при пролетах 18. 42 м (рис. 104, 6);

• плитно-ребристые при пролетах 27. 63 м (рис. 104, в);

• коробчатые при пролетах более 63 М (рис. 104, г ).

Рис. 105. Компоновка поперечного сечения сборных ребристых двутавровых пролетных строений с напрягаемой арматурой.

5.3.2 Правила армирования. Арматурные каркасы.

Балки армируют в растянутой зоне. В разрезных балках рабочую арматуру располагают понизу; в неразрезных и консольных балках, имеющие отрицательные моменты над опорами, в этих местах ставят арматуру поверху. Вблизи опор, где действуют большие поперечные силы, ставят специальные наклонные стержни или арматурные элементы (рис.106), которые воспринимают возникающие здесь главные растягивающие напряжения.

Рис.106. Конструкция сборной разрезной балки таврового сечения с ненапрягаемой арматурой и диафрагмами.

1 – полудиафрагма; 2 – выпуски арматуры из полудиафрагмы; 3 – строповочная петля; 4 – сборная балка.

Главные балки пролетных строений (рис.106) можно армировать отдельными стержнями или сварными каркасами. Диаметр рабочей арматуры балок принимают не менее 12 мм, защитный слой бетона для нее не менее 3 и не более 5 см от боковой или нижней поверхности балок.

Арматура ж/б балок может быть ненапрягаемой и предварительно напряженной.

Существует два основных вида предварительно напрягаемой арматуры: с натяжением ее на упоры до бетонирования и с натяжением на бетон после бетонирования.

В первом случае арматуру натягивают на стационарных или подвижных стендах. После натяжения арматуры вокруг нее устанавливают опалубку и бетонируют элемент конструкции. По достижении бетоном заданной прочности натянутую арматуру освобождают от державших ее натяжных устройств и она, укорачиваясь, обжимает бетон.

Читать еще:  Композитная сетка для армирования

Во втором случае, вначале бетонируют элемент конструкции, оставляя в нем каналы или пазы для арматуры. Затем в них пропускают арматуру и натягивают ее домкратами, которые упираются при этом в элемент конструкции, обжимая его. После достижения расчетного обжатия арматуру закрепляют на концах так, чтобы обжатие сохранилось, а домкраты снимают. Каналы или пазы с натянутой арматурой заполняют раствором или бетоном.

Колонны или стойки служат опорами балок и передают их опорные давления фундаментам. Колонны армируют продольными стрежнями, связанными в поперечном сечении хомутами (рис.107). Вместо хомутов иногда применяют спиральную арматуру, которая охватывает расположенную по кругу основную арматуру (рис.108). Спиральная арматура, препятствуя свободному расширению заключенного внутри нее бетона, существенно повышает прочность его на сжатие.

Арматуру в ж/б мостах располагают так, чтобы она имела хорошую связь с окружающим бетоном, была надежно предохранена от проникновения влаги и воздуха и не мешала укладке бетонной смеси при изготовлении конструкции. В качестве ненапрягаемой арматуры применяют отдельные стержни гладкие или периодического профиля, сварные сетки и арматурные каркасы. На опорах плиты арматуру располагают в верхней ее части, а в середине пролета – в нижней. Недостаток арматурных каркасов – большой объем ручных сварочных работ.

Вопросы для самоконтроля:

  1. Виды ж/б конструкций.
  2. Требования к армированию.

Определение эффективных параметров армирования железобетонных конструкций

Леонид Скорук
К.т.н., доцент, старший научный сотрудник НП ООО «СКАД Софт» (г. Киев).

В настоящее время монолитный железобетон (обеспечивающий произвольную форму изделий, свободу планировочных решений и многое другое) получил большее распространение и применение по сравнению со сборным железобетоном (ограниченная номенклатура сборных изделий и пролет). В то же время сборные изделия прошли проверку временем по надежности и долговечности, а их армирование является оптимальным с точки зрения некоего условного соотношения «материал/стоимость конструкции». В монолитных же конструкциях величина арматуры в большинстве случаев является переменной и зависит от многих исходных факторов: геологии, типа фундамента, нагрузки, геометрии здания и т.д.

Это нужно понимать при проектировании монолитных конструкций и не идти на поводу у заказчиков, далеких от инженерного дела и желающих в первую очередь оптимизировать свои расходы на строительство.

Как известно, чтобы обеспечить необходимую прочность и устойчивость здания или сооружения, следует провести соответствующие расчеты и подобрать необходимое количество арматуры для восприятия действующих нагрузок. При этом в конструкциях должны быть соблюдены требования как по 1­й (прочность, устойчивость), так и по 2­й группе (прогибы, ширина раскрытия трещин) предельных состояний.

В практике проектирования сформировался определенный условный параметр, по которому можно оценить затраты металла в конструкции: содержание арматуры в бетоне (как правило, берут вес всей арматуры в конструкции — продольной и поперечной — и делят на объем ее бетона, получая параметр в килограммах на кубический метр (кг/м3)).

При этом в действующих строительных нормах [1­3] такой параметр напрочь отсутствует и никоим образом не регламентируется. В нормативах указывается только необходимость обеспечить в сечении элемента минимальный процент арматуры от площади бетона (min 0,05­0,25%) и опосредованно рекомендован оптимальный процент армирования в конструкциях на уровне примерно 3% (это опять же отклик оптимизации для сборных конструкций).

Читать еще:  Армирование лестничного марша чертеж

До какой­то степени величина содержания арматуры в конструкциях отражена в некоторых сметных нормативах [4, 5]. Там величина арматуры в бетоне находится в пределах 190­200 кг/м3 — опять же без привязки к различным изменчивым исходным данным.

Для оценки величины содержания арматуры в бетоне монолитных конструкций проведем небольшой численный эксперимент. Возьмем для примера фрагмент плиты размерами в плане 1,0×1,0 м с двумя арматурными сетками у каждой грани, имеющими шаг стержней 100×100 мм, и проследим изменение содержания арматуры в бетоне в зависимости от изменения некоторых исходных параметров: толщины плиты и диаметра арматуры (рис. 1).

Рис. 1. Содержание арматуры в бетоне (кг/м3) для монолитного фрагмента площадью 1 м 2 при различных исходных данных: а — при разных диаметрах арматуры; б — при разных толщинах плит

Рис. 2. Интерфейс программы SCAD++. Постпроцессор «Железобетон», режим «Экспертиза железобетона»

Как видно из приведенных данных, даже при «идеальных» условиях проектирования (отсутствие поперечной арматуры, дополнительного армирования, различных элементов локального усиления и т.п.) величина содержания арматуры, например, для элемента толщиной 200 мм с размещенной в нем арматурой из двух сеток диаметром 10 мм составляет 123,2 кг/м 3 . При наличии же различных дополнительных факторов суммарное содержание арматуры в бетоне будет резко расти.

Таблица 1. Факторы, которые влияют на расход бетона и арматуры

Фактор

Следствие

Инженерно­геологические условия строительной площадки

Тип фундамента (свайный, плитный, ленточный)

Шаг сетки несущих вертикальных элементов

Пролет плит, их толщина (жесткость)

Размеры сечения колонн/пилонов/стен

Удельный вес арматуры в бетоне

Класс бетона и арматуры

Расход арматуры в сечении

Довольно трудоемкую и рутинную работу по определению содержания арматуры в бетоне для некоторых отдельных элементов и всего сооружения в целом на начальном этапе проектирования (еще до начала разработки чертежей стадии КЖ/КЖИ) с довольно высокой точностью можно выполнить в программе SCAD++. В режиме «Экспертиза железобетона» постпроцессора «Железобетон», используя операцию Вес заданной арматуры (рис. 2), можно в реальном времени не только определить расход арматуры, но заодно (что очень важно) и проверить, насколько заданная арматура удовлетворяет необходимым критериям прочности конструкции согласно выбранным нормам проектирования.

При этом нужно помнить, что программа считает расход:

  • арматуры без учета ее нахлеста и загибов, которые могут добавлять в реальный расход арматуры около 15­20%;
  • бетона с учетом пересечения элементов, поскольку стыковка элементов происходит по оси стержневых и срединной плоскости плитных элементов (увеличение около 5­10%).

Суммарный расход арматуры и бетона в любом здании зависит от многих факторов, которые можно в некоторой степени скорректировать на начальной стадии расчета и проектирования. Основные факторы, которые влияют на расход бетона и арматуры в конструкциях и зданиях, приведены в табл. 1.

Таблица 2. Содержание арматуры в бетоне для разных типов зданий

Тип здания

Элемент здания

Расход, кг/м3

а) 22­этажное здание на сваях
(шаг колонн/пилонов 6,0 м)

Схемы армирования

Схемой армирования называют чертеж, на котором кроме контуров железобетонной конструкции или ее элемента показывают арматурные изделия, закладываемые в конструкцию: сварные арматурные сетки, плоские и пространственные каркасы, отдельные стержни, а также закладные детали, считая бетон условно прозрачным материалом. Масштабы для выполнения схем армирования 1:20, 1:50, 1:100. Контуры бетона элементов железобетонных конструкций изображают на схемах армирования тонкими линиями, арматурные стержни – сплошной основной линией. На чертежах железобетонных конструкций арматуру и арматурные изделия изображают в соответствии с табл. 4.1 по ГОСТ 21.501-93.

Читать еще:  Как армировать фундамент для дома

Примеры выполнения схем армирования железобетонной конструкции приведены на рис.4.11, 4.12.

Рис. 4.11. Схема армирования балки Бм1

Последовательность выполнения схемы армирования

1. Наносят координационные оси здания (при необходимости).

2. Тонкой линией наносят контуры бетона железобетонного элемента конструкции.

3. В соответствии с табл. 4.1 показывают арматурные изделия с учетом габаритных размеров и размеров, определяющих проектное положение арматурных изделий.

При изображении каркасов и сеток на схемах армирования применяют следующие упрощения: каркасы и сетки изображают условно контуром или упрощенно – с нанесением поперечных стержней по концам каркаса и в местах изменения шага стержней (п.7 табл. 4.1).

Рис. 4.12. Схема армирования колонны

4. Наносят размеры (габаритные размеры, привязку арматурных изделий, толщину защитного слоя бетона, расстояние от внешней поверхности стержня до ближайшей грани элемента).

5. Маркируют арматурные изделия арабскими цифрами, сохраняя последовательность. В сложных схемах армирования линию-выноску с указанием позиции допускается отводить от обоих концов одного и того же арматурного изделия или отдельного стержня. При изображении сетки, каркаса стержни, расположенные на равных расстояниях, наносят по концам ряда, а также в местах изменений их шага, при этом указывают под полкой линии-выноски с обозначением позиции шаг стержня.

6. Изображают закладные изделия, наносят марки и установочные размеры.

7. На схемах армирования монолитных конструкций необходимо указать отметки наиболее характерных уровней, а также участки смежных конструкций, служащих для монолитных конструкций опорой или заделываемых в них.

Разрезы, сечения, фрагменты, узлы

При необходимости виды, а также схемы армирования дополняются разрезами, сечениями, фрагментами и узлами. Требования к выполнению этих изображений такие же, как и требования, предъявляемые соответственно к видам и схемам армирования.

Расчетные схемы элементов железобетонных конструкций

Как правило, на чертеже строительного изделия приводят расчетную схему или указывают несущую способность изделия. Расчетная схема выполняется условно (немасштабное изображение) при соблюдении общепринятых правил. Так стержневая конструкция изображается одной сплошной основной линией, условно изображаются опоры (подвижная, неподвижная и неподвижное закрепление стержня по ГОСТ 2.770-68 ЕСКД), указываются места приложения нагрузок, их характер (сосредоточенная сила, равномерно распределенная нагрузка) и их значения, наносится расчетная длина конструкции (или ее элемента). Примеры выполнения расчетных схем приведены на рис. 4.13.

Рис. 4.13. Пример выполнения расчетных схем: а) балок; б) колонн; в) фундаментов

Лист 5. Выполнить чертежи сборочных единиц железобетонного изделия. Составить спецификацию. Примеры оформления представлены на рис. 4.14, 4.15.

Рис. 4.14. Пример оформления чертежа армирования фундамента Фм1

Рис. 4.15. Пример оформления чертежа армирования колонны

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector