(3331 kb.)
Доступные файлы (1):
| 1.doc | 3331kb. | 30.11.2011 00:05 |
- Смотрите также:
- [ документ ]
- Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003) [ документ ]
- Баженов Ю.М., Алимов Л.А., Воронин В.В., Магдеев У.Х. Технология бетона, строительных изделий и конструкций [ документ ]
- НПАОП 26.6-1.02-00 Правила охраны труда для работников бетонных и железобетонных заводов [ документ ]
- Баженов Ю.М. Технология бетона [ документ ]
- Руководство по ремонту бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений с учетом обеспечения совместимости материалов [ стандарт ]
- Руководство по проектированию железобетонных конструкций с жесткой арматурой [ стандарт ]
- Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами [ стандарт ]
- Березовский Б.И., Евдокимов Н.И., Жадановский Б.В. и др. Возведение монолитных конструкций зданий и сооружений [ документ ]
- Руководство по проектированию сборных железобетонных колонн одноэтажных зданий промышленных предприятий [ стандарт ]
- Руководство по проектированию железобетонных конструкций с безбалочными перекрытиями [ стандарт ]
- Железобетонные конструкции БНТУ [ лекция ]
1.doc
БАЛКИ
3.91. Балкой (ребром, прогоном) называется линейный, как правило, изгибаемый элемент, применяемый в конструкциях зданий и сооружений отдельно или в составе перекрытий, подпорных стен, фундаментов и других конструкций. Балки могут опираться свободно или с защемлением на две или несколько опор. В связи с этим по числу пролетов и характеру опирания различают балки:А) однопролетные, свободно лежащие;
Размер сетки варьируется в зависимости от типа бетона и заполнителя, а также требований к прочности панели. Благодаря устойчивой коррозионной стойкости композитный арматурный профиль зарекомендовал себя на строительном рынке. Из-за пластичности материала и более высокой прочности арматуры не добавляли арматуры, добавленной стальными армирующими волокнами, добавленными в бетонную смесь.
Недорогой и универсальный бетон - просто лучший строительный материал для многих применений. Проблема заключается в том, как сделать конкретную противостоять экологическим и структурным нагрузкам для долгосрочных результатов. Истинный составной, бетон, как правило, состоит из гравия и песка - агрегата, соединенных вместе в матрице тонкого портландцемента, с металлической арматурой, обычно включаемой для прочности. Он отлично работает при сжатии, но имеет тенденцию быть хрупким и несколько слабым в растяжении.
Б) однопролетные, защемленные на одной или на обеих опорах;
В) многопролетные неразрезные;
Г) консольные.
По способу изготовления железобетонные балки могут быть сборными и монолитными.
По формам поперечного сечения балки, как правило, могут быть прямоугольные, тавровые (с полкой сверху или снизу) и двутавровые. Рекомендуется монолитные балки конструировать прямоугольного поперечного сечения, а сборные - таврового или двутаврового. Примеры конструкций сборных балок приведены на рис. 83 .
Усилие растяжения, а также пластическая усадка во время отверждения приводят к образованию трещин, которые вызывают попадание влаги, что в конечном итоге приводит к коррозии внедренного металла и возможной потере целостности по мере разрушения металла.
Волокнистые полимерные композиты долгое время считались подходящим материалом для повышения эффективности бетона. Комбинированный арматурный профиль и усиливающие решетки продолжают использоваться в ряде применений. Совсем недавно были разработаны продукты, и приложения начали размножаться для армированного волокном бетона, материала, который использует стальные или полимерные волокна в качестве арматуры на тротуарах, напольных плитах и сборных деталях.
Рис. 83. Примеры конструкций сборных железобетонных балок
Размеры поперечных сечений балок назначаются в соответствии с п. 3.1 настоящего Руководства. Рекомендуется размеры прямоугольных сечений принимать по табл. 26 .
3.92. Минимальная толщина защитного слоя бетона для арматуры балок, находящихся в обычных условиях эксплуатации (отсутствие агрессивных воздействий), должна удовлетворять требованиям пп. 3.3 ; 3.4 ; 3.5 и 3.6 и приниматься по табл. 27 настоящего Руководства.
Для некоторых проектов строительства, таких как объекты магнитно-резонансной томографии в больницах, или подходы к платным дорожным кабинам, использующим технологию радиочастотной идентификации, для идентификации предоплаченных клиентов, составной арматурный щит является единственным выбором. Стальная арматура не может использоваться, потому что она мешает электромагнитным сигналам. Помимо электромагнитной прозрачности композитный арматур также обладает исключительной коррозионной стойкостью, малой массой - около четверти веса стали и теплоизоляции, поскольку он сопротивляется передаче тепла в строительных приложениях.
Концы продольных рабочих стержней арматуры, не привариваемых к анкерующим деталям, должны отстоять от торца балки на расстоянии не менее:
10 мм - для сборных балок длиной до 9 м включительно;
15 мм - для монолитных балок длиной до 6 м включительно при диаметре стержней арматуры до 40 мм включительно;
20 мм - для монолитных балок длиной более 6 м при диаметре стержней арматуры до 40 мм включительно.
Оба имеют внешнее песочное покрытие, применяемое во время производства, для создания шероховатой поверхности для оптимального сцепления. По словам Гремеля, требуется высококачественная виниловая сложная смола в сочетании с правильными размерами волокон для достижения наилучших коррозионных свойств и стойкости к высоким щелочам в портландцементе, а также цепкой связи. Руководство описывает изгиб, исправность, разрывы ползучести и усталость, в дополнение к сдвигу и детализации для стремена, говорит Бузель.
Хотя верно, что составная арматура не может быть согнута на рабочем месте, чтобы соответствовать неожиданным условиям, Гремел говорит, что это не проблема. Стальные стержни с эпоксидным покрытием не могут быть согнуты, не разрушая эпоксидное покрытие, - утверждает он. - Мы можем предварительно сгибать стекловолокнистые стержни во время изготовления до конструкции инженера в соответствии с подробным графиком, каким образом должно быть сделано. С выпуском новых методов испытаний для бетона с составной арматурой у владельцев и дизайнеров теперь есть уверенность, что структура будет работать в ожидании.
Таблица
26
| Ширина сечения балки, мм | Высота сечения балки, мм |
||||||||
| 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 1000 | 1200 | далее кратно 300 |
|
| 150 | |||||||||
| 200 | |||||||||
| 300 | |||||||||
| 400 | |||||||||
| 500 | |||||||||
| Далее кратно 100 | |||||||||
Примечание . Знаком « » обозначены рекомендуемые сечения балок.
Таблица
27
Исследователи из Университета Пердью исследовали всю структуру с помощью оптических волоконных датчиков для постоянной оценки эффективности колоды через удаленное соединение. Это первое применение композитного бара в приложении для палубы моста, - говорит Стир. Департамент транспорта в сотрудничестве с парком города и округа Денвер и отделом отдыха. Цельный, композитная колода, которая сидит поверх бетонной арки, была изготовлена Канзасскими структурными композитами. Ряд различных размеров арматуры был включен в литые элементы, включая # 5, # 6 и # 7.
| Характеристика балки | Толщина защитного слоя бетона для арматуры балок а б , мм |
|
| для продольной арматуры диаметром d 1 | для поперечной арматуры диаметром d 2 |
|
| Сборные и монолитные высотой поперечного сечения менее 250 мм | 15 £ а б ³ d 1 | а б ³ 10 |
| Сборные и монолитные высотой поперечного сечения 250 мм и более: | ||
| из бетона проектной марки менее М250 | 20 £ а б ³ d 1 | а б ³ 1 5 |
| из бетона проектной марки М250 и более | 20 £ а б ³ d 1 - 5 | а б ³ 1 5 |
| Монолитные фундаментные балки | 3 0 £ а б ³ d 1 | а б ³ 1 5 |
| Сборные фундаментные балки из бетона марки М250 и более | 3 0 £ а б ³ d 1 - 5 | а б ³ 1 5 |
3.93. Балки армируют продольной и поперечной арматурой, а при вязаных каркасах, кроме того, и отогнутой.
Площадь сечения рабочий арматуры балок определяется расчетом и должна удовлетворить требованиям п. 3.8 настоящего Руководства.
3.94. Для продольной рабочей вязаной арматуры балок высотой сечения 400 мм и более рекомендуется применять стержни диаметром не менее 12 мм. Для продольной арматуры, устанавливаемой по конструктивным соображениям, а также для продольных монтажных стержней сварных каркасов сборных балок допускается применять стержни и меньших диаметров.
Грэмель указывает на то, что для достижения детального дизайна потребовалось множество согнутых стремена и уникальных форм, добавив, что все они были изготовлены на заводе до отгрузки. Ожидается, что рынок композитных арматурных изделий станет еще более конкурентоспособным, поскольку новый материал - базальтовое волокно - закрепится.
Кроме того, Смит отмечает, что материал демонстрирует отличную устойчивость к содержанию щелочей в бетоне, не прибегая к специальным показателям, используемым для защиты стекловолокна. Независимо от выбора арматуры, составной арматурный профиль, как ожидается, будет привлекательным среди лиц, принимающих решения по проектам. «Суть в том, что хороший инженер или дизайнер пытается решить проблему коррозии», - заключает Гремел. «Для проектных материалов на 5-7% больше, вы получаете от 10 до 20 лет более продолжительный срок службы для этого продукта».
Продольную рабочую арматуру рекомендуется назначать из стержней одинакового диаметра. Если же применяются стержни разных диаметров (количество которых рекомендуется не более двух), стержни большего диаметра следует размещать в первом ряду, в углах сечения и при вязаных каркасах - в местах перегиба хомутов.
Стержни продольной рабочей арматуры должны размещаться равномерно по ширине сечения балки или ребра и, как правило, не более чем в три ряда. При этом в третьем ряду должно быть не менее двух стержней. Размещение стержней последующих рядов над просветами (в пролете) или под просветами (на опорах) предыдущих рядов запрещается.
Проемы сетки различаются по размеру от 4 мм до 76 мм, в зависимости от требований к прочности панели, конкретного типа и размера заполнителя. Во время производственного процесса сетке дается шероховатая поверхность, которая усиливает прочность сцепления между сеткой и отвержденным бетоном. Поэтому вес панели может быть уменьшен на целых 66 процентов по сравнению с обычным сборным материалом. Более легкие панели позволяют снизить общую массу стенки, что, в свою очередь, требует менее существенной стальной конструкции, что приводит к значительно меньшим затратам на строительство.
Рис. 84. Расположение продольной арматуры в поперечном сечении балки
а - сварная арматура; б - вязаная арматура
3.95. Расстояния в свету между отдельными стержнями продольной вязаной арматуры, а также между продольными стержнями соседних сварных сеток должны приниматься не менее наибольшего диаметра стержней и не менее для нижней арматуры 25 мм, а для верхней арматуры - 30мм.
Кроме того, отверстия могут быть разрезаны на панелях на рабочей площадке с помощью пилы, которая не возможна со стальной сеткой. Все эти преимущества приводят к снижению затрат на транспортировку, монтаж и надстройку для более эффективного строительства. Сборные панели использовались в таких разнообразных проектах, как кинотеатры, церкви и гаражи.
«Мы придерживаемся этой концепции, - говорит Карсон, - мы добавляем новые продукты для удовлетворения роста приложений». Использование коротких волокон в бетоне для улучшения свойств было признанной технологией на протяжении десятилетий - даже столетий, учитывая, что в Римской империи структурные минометы были усилены конским волосом. Подкрепление волокна повышает вязкость и пластичность бетона, перенося часть нагрузки в случае разрушения матрицы и останавливая рост трещины. Виктор Ли из Мичиганского университета изучил свойства высокоэффективных армированных волокном цементных композитов, очень высокопроизводительный подмножество армированного волокном бетона, и он считает, что принятие материала будет расти, пока сохраняются производительность, низкая стоимость и простота в эксплуатации.
Максимальное число продольных стержней одинакового диаметра, которое можно расположить в одном ряду по ширине поперечного сечения балки, дано в табл. 28 .
При расположении нижней арматуры более чем в два ряда по высоте сечения расстояния между стержнями, расположенными в третьем и следующих рядах, должны приниматься не менее 50 мм. Расположение сварной и вязаной арматуры в сечении балок показано на рис. 84 .
«Использование этого материала может привести к устранению сдвиговых арматурных стержней, что приведет к сокращению материальных затрат и затрат на рабочую силу», - говорит Ли. Более тонкая структура уменьшает объем материала и мертвую нагрузку и упрощает транспортировку. Эти общие сокращения затрат могут легко оправдать затраты на армированный волокном материал.
Официальное признание железобетонного бетона стимулировало публикацию стандартов и руководящих принципов его использования за последние пять лет. С тех пор коммерческие приложения выросли. Чтобы быть в безопасности, поливиниловые спиртовые волокна обычно указаны для архитектурных или декоративных применений, чтобы исключить возможность окрашивания поверхности, которая может возникать при ржавчине стальных волокон, и устранять абразивность, когда контакт с человеком является проблемой. Материалы продаются в навальных мешках для препаристов или поставщиков готовой бетонной смеси.
Таблица
28
| Ширина сечения балки, мм | Арматура в сечении балки | Максимальное число продольных стержней одинакового диаметра, размещаемых в одном ряду балки при диаметре стержней, мм |
||||||||||
| 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 25 | 28 | 32 | 36 | 40 |
||
| 150 | Верхняя | 3 | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | - | - | - |
| Нижняя | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 | - | - | - |
|
| 200 | Верхняя | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | - | - |
| Нижняя | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 3 | 3 | 2 | - | - |
|
| 300 | Верхняя | - | - | 6 | 6 | 5 | 5 | 5 | 4 | 4 | 3 | 3 |
| Нижняя | - | - | 7 | 6 | 6 | 5 | 5 | 5 | 4 | 3 | 3 |
|
| 400 | Верхняя | - | - | - | - | 7 | 7 | 6 | 6 | 6 | 5 | 4 |
| Нижняя | - | - | - | - | 8 | 8 | 7 | 6 | 6 | 5 | 4 |
|
| 500 | Верхняя | - | - | - | - | 9 | 9 | 8 | 8 | 7 | 6 | 6 |
| Нижняя | - | - | - | - | 10 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 6 |
|
3.96. В ребрах сборных панелей, настилов, часторебристых перекрытий и т.п. шириной 150 мм и менее, а также в отдельных балках шириной сечения 150 мм и менее при условии, что эти ребра и балки рассчитаны на равномерно распределенную нагрузку (не превосходящую 400 кгс/м 2 ) и не рассчитаны на кручение, допускается установка в пролете и доведение до опоры одного продольного рабочего стержня или установка одной сетки типа «лесенка». В балках шириной более 150 мм число продольных рабочих стержней, устанавливаемых в пролете и доводимых до опоры, должно быть не менее двух.
В балках с вязаной арматурой и четырехсрезными хомутами следует устанавливать в пролете и доводить до опоры не менее четырех стержней. Схемы армирования поперечных сечений балок сварным и вязаными каркасами приведены на рис. 85 .
Отверстия в плитах
«Добавление волокон приводит к деформации материала пластичным способом и поддерживает растягивающие нагрузки», - говорит Перри. «Волокна обеспечивают прочность и улучшают микроструктурные свойства». После того, как бетон покрывает нити и материал, отверждение, они разрезаются, что фактически накладывает на бетонную смесь стресс. Когда вы подвергаете преднапряженный луч любому изгибу, объясняет Перри, он не испытывает стрессового напряжения, а вместо этого «раскалывается», что значительно улучшает производительность.
Рис. 85. Схемы армирования сечений балок
а - вязаной арматурой, двухсрезными хомутами; б - то же, четырехсрезными хомутами; в - сварной арматурой
Нижнюю арматуру, которая доводится до крайних свободных опор балок, следует заводить за грань опоры на длину анкеровки в соответствии с п. 2.42 настоящего Руководства.
Федерального шоссе, для исследования конструкции пригодность для будущего строительства шоссе. По словам Пейна, продукт дает такой же хороший результат, как и стальные волокна в своем предназначении для коммерческих плит перекрытия. Поскольку бетон не требует стали сетчатая арматура, стоимость стальной сетки и рабочая сила, необходимая для доставки громоздких рулонов, затем вырезать и размещать их в многоэтажных зданиях до того, как бетонные операции заливки полностью исключены. Бетонные полы из бетона проекта были помещены в односторонняя операция, просто путем доставки армированного волокном материала непосредственно на каждый этаж с использованием автоматизированного насосного оборудования.
3.97. С целью экономии арматурной стали в балках, армированных сварными каркасами, часть стержней пролетной арматуры сверх их, которые следует довести до опоры, рекомендуется обрывать в пролете, не доводя их до опор. Места обрывов стержней определяются расчетом.
В балках, армированных вязаными каркасами, стержни пролетной арматуры, если их число больше двух при двухсрезных хомутах и больше четырех при четырехсрезных хомутах, не обрываются, но могут отгибаться на опоры.
В Австралии, Франции, Японии и США временные руководства по проектированию теперь обеспечивают руководство и допуски для железобетонного бетона, что является значительным фактором его более широкого признания дизайнерами, инженерами и лицами, принимающими решения на проектной основе на рынке инфраструктуры. «Материал предлагает такие решения, как скорость строительства, улучшенная эстетика, превосходная долговечность и коррозионная стойкость», - заключает Перри. «Это приводит к сокращению технического обслуживания и увеличению срока службы для этой структуры».
3.98. Армирование второстепенных балок сварными каркасами рекомендуется выполнять по рис. 86 , а вязаными - по рис. 87 .
Рис. 86. Армирование второстепенных монолитных балок сварными сетками
а - крайние опоры; б - средняя опора; в - деталь установки стыкового стержни при рабочей арматуре из круглых гладких стержней; г - то же, из стержней периодического профиля; 1 - второстепенная балка; 2 - главная балка; 3 - пролетная арматура второстепенной балки; 4 - опорная сетка второстепенной балки; 5 - стыковой стержень диаметром d с ; 6 - пролетная арматура главной балки; t 1 - по расчету, но не менее 1 / 3 l ; t 2 - по расчету, но не менее 1 / 4 l
Примечание редактора. Следите за нашей предстоящей статьей об использовании композитных материалов для ремонта инфраструктуры и будущих статей о дюбельных стержнях из стекловолокна и преднапряженных сухожилиях. Исполнительный дом в Чикаго обычно известен как первый железобетонный небоскреб. Эти отличительные кольцевые, железобетонные башни также служили в качестве раннего примера бетонной стены на заказ. В то время как оба последних здания одеты в материалы, отличные от бетона, их инновационные структурные системы отражаются на их фасадах и создают прецедент для многих бетонных стеновых систем, установленных на всей территории Соединенных Штатов.
Рис. 87. Армирование второстепенных монолитных балок отдельными стержнями
а - крайние опоры; б - средняя опора; t 1 - по расчету, но не менее 1 / 3 l ; t 2 - по расчету, но не менее 1 / 4 l
Длина пролетных сварных каркасов второстепенных балок назначается равной размеру пролета в свету, а за грань опор заводятся специальные стыковые стержни. Стыковые стержни должны быть предусмотрены на промежуточных опорах второстепенных балок, а также на крайних опорах этих балок, если крайней опорой является главная балка или прогон, связанные с второстепенной балкой монолитно. Эти стержни устанавливаются на уровне стержней пролетной рабочей арматуры балок и число их должно соответствовать количеству пролетных сеток. Диаметр стыковых стержней должен быть не менее, 10 мм и не менее половины диаметра рабочего стержня сетки. Общая площадь сечения этих стержней, кроме того, должна быть не менее минимального процента армирования сечения балки на опоре.
Стыковые стержни, если они периодического профиля, заводятся за грань опоры в пролет не менее чем на 15, а если стержни гладкие, то к 15 d необходимо прибавить один шаг поперечных стержней второстепенных балок и плюс 50 мм.
Если на опоре нужна сжатая арматура, сечение стыковых стержней назначается по расчету и они заводятся за грань опоры в пролет на длину стыка внахлестку для сжатых стержней в соответствии с п. 2.46 настоящего Руководства.
Стержни нижней вязаной арматуры монолитных балок (рис. 87 ) в случаях, когда в опорных сечениях нижняя арматура по расчету не требуется, рекомендуется заводить за грань промежуточной опоры не менее чем на длину l ан для растянутых стержней в сжатом бетоне (см. п. 2.40 настоящего Руководства).
Если нижняя арматура на промежуточной опоре учитывается в расчете как сжатая или растянутая, то стык стержней смежных про летов осуществляется в соответствии с указаниями по устройству стыков арматуры внахлестку без сварки (п. 2.46 настоящего Руководства), при этом в одном сечении могут осуществляться стыки всех доведенных до опоры стержней.
3.99. На крайних опорах второстепенных балок, монолитно связанных с железобетонными прогонами, следует предусматривать верхнюю арматуру площадью сечения не менее 1 / 4 площади сечения арматуры в примыкающем пролете (рис. 86 , а и 87, а ). Стержни этой арматуры следует заводить в пролет на 1 / 6 пролета балки в свету и заделывать на опоре в соответствии с требованиями п. 2.40 настоящего Руководства.
3.100. На крайних, заделанных в стену (кирпичную и т.п.) опорах балки для восприятия возможного момента защемления должна предусматриваться верхняя арматура, которую можно назначать в виде специальных стержней, но, как правило, здесь достаточно имеющейся монтажной арматуры. При армировании отдельными стержнями монтажную арматуру следует поэтому всегда заводить за грань опоры на длину l ан в соответствии с п. 2.40 (рис. 87 , а ), а в сварных сетках при выполнении монтажной арматуры из гладких стержней должны выполняться условия п. 2.42 (рис. 86 , а ) настоящего Руководства.
3.101. На промежуточных (средних) опорах многопролетных неразрезных второстепенных монолитных балок верхняя арматура задается расчетом. Места обрыва стержней этой арматуры следует, как правило, назначать также по расчету, причем в одном сечении разрешается обрывать не более трех стержней при двухсрезных хомутах и не более четырех при четырехсрезных хомутах. При действии на балку временной равномерно распределенной нагрузки, не превышавшей утроенной постоянной, можно половину (по площади) верхних стержней заводить за грань опоры в смежный пролет на 1 / 3 пролета в свету, а половину - на 1 / 4 (рис. 86 , б и 87, б ). В многопролетных балках с разными пролетами, отличающимися друг от друга не более чем на 20 %, места обрыва стержней во всех пролетах назначают одинаковыми (по большему пролету), а при различии в пролетах более 20 % стержни в меньший пролет заводят на длину, определенную по смежному пролету (большему). В случае если малый пролет находится между двумя большими, следует протягивать из смежных пролетов через весь малый пролет поверху не менее двух опорных стержней, даже если они не требуются по расчету.
3.102. Отрицательные моменты на промежуточных опорах многопролетных неразрезных балок иногда требуют усиления ребра нижней сжатой арматурой. При необходимости (по расчету) такого усиления конструирование этого участка балки рекомендуется выполнить следующим образом:
а) при армировании сварными сетками устанавливаются стыковые стержни в соответствии с п. 3.98 настоящего Руководства;
Б) при армировании отдельными стержнями:
если необходимое сечение сжатой арматуры не превышает сечения стержней, доводимых до опоры из каждого пролета в отдельности, то стержни эти стыкуются на опоре внахлестку без сварки, причем стык осуществляется в одном сечении, а длина нахлестки принимается в соответствии с п. 2.46 настоящего Руководства;
если сечение доводимой до опоры пролетной арматуры недостаточно, то следует выполнять ее стык внахлестку и добавлять коротыши, площадь сечения которых назначается по расчету. Коротыши запускаются в каждый пролет на 1 / 6 l от оси опоры пли на 1 / 8 l от грани опоры (берется большая величина).
3.103. Армирование опор главных балок монолитных перекрытий сварной арматурой рекомендуется выполнять специальными вертикальными сетками по типу, показанному на рис. 88 .
Схема армирования главных балок отдельными стержнями аналогична схеме армирования второстепенных балок, показанной на рис. 87 .
Рис. 88. Армирование опор монолитных главных балок сварными сетками
а - средняя опора; б - крайняя опора; 1 - пролетная сетка; 2 - опорная сетка; t 1 - по расчету, но не менее 1 / 3 l ; t 2 - по расчету, но не менее 1 / 4 l
3.104. У боковых поверхностей балок высотой поперечного сечения более 700 мм должны ставиться конструктивные продольные стержни с расстояниями между ними по высоте не более 400 мм и площадью сечения не менее 0,1 % площади сечения бетона с размерами, равными: по высоте элемента - расстоянию между этими стержнями, по ширине элемента - половине ширины ребра элемента, но не более 200 мм (рис. 89 ). Эти стержни должны соединяться шпильками диаметром 6 - 8 мм из арматуры класса A - I с шагом 500 мм по длине балки.
3.105. Вертикальная поперечная арматура в балках и ребрах высотой более 150 мм должна устанавливаться всегда. В балках и ребрах высотой 150 мм и менее допускается поперечную арматуру не устанавливать.
Поперечную арматуру допускается не ставить у граней тонких ребер и балок шириной 150 мм и менее, по ширине которых располагается лишь один продольный стержень или сварная сетка. При этом должны быть обеспечены требования расчета, изложенные в п. 3.36 главы СНиП II -21-75.
Рис. 89. Размещение конструктивных продольных стержней у боковых граней в поперечном сечении балки
а - при вязаной арматуре; б - при сварной арматуре; 1 - продольная рабочая арматура; 2 - продольная монтажная арматура; 3 - продольный конструктивный стержень площадью поперечного сечения f а.к ³ 0,001 b ¢ h ¢ ; 4 - шпильки или поперечные стержни, d = 6 - 8 мм
3.106. Диаметр поперечных стержней в сварных сетках и каркасах балок принимается по расчету. При этом необходимо учитывать условия сварки согласно табл. 4 .
Диаметр хомутов в вязаных каркасах балок принимается по расчету и должен быть не менее: 6 мм при h £ 800 мм; 8 мм при h > 800 мм.
При этом как в сварных, так и в вязаных каркасах диаметр продольных стержней должен быть не менее диаметра поперечных.
3.107. Расстояния между вертикальными поперечными стержнями или хомутами в балках, не имеющих отогнутой арматуры, в случаях когда поперечная арматура требуется по расчету либо по конструктивным соображениям, указанным в п. 3.105 настоящего Руководства, должны быть не менее требуемых расчетом и приниматься (см. рис. 90 ):
а) на приопорных участках (равных при равномерной нагрузке 1 / 4 пролета, а при сосредоточенных нагрузках - расстоянию от опоры до ближайшего груза, но не менее 1 / 4 пролета):
при высоте сечения h £ 450 мм - не более h / 2 и не более 150 мм;
при высоте сечения h > 450 мм -не более h / 3 и не более 500 мм;
б) на остальной части пролета при высоте сечения h > 300 мм - не более 3 / 4 h и не более 500 мм.
Рис. 90. Расположение поперечной арматуры в балках, не имеющих отгибов
3.108. Расстояния между поперечными стержнями (хомутами) в балках со сжатой продольной арматурой, учитываемой в расчете, должно приниматься по табл. 25 настоящего Руководства.
3.109. В вязаных каркасах средних балок монолитных ребристых перекрытий, в том числе многопролетных неразрезных, монолитно связанных поверху плитой по всей длине при временных нагрузках на перекрытие 3 тс/м 2 и меньше рекомендуется ставить открытые хомуты. Закрытые хомуты ставятся в отдельных (не связанных монолитно с плитой) балках прямоугольного или таврового сечения, в крайних балках монолитных ребристых перекрытий, в балках с расчетной сжатой арматурой, а также в средних балках монолитных ребристых перекрытий, рассчитанных на временную нагрузку более 3 тс/м 2 .
3.110. В балках с вязаной арматурой, рассчитанных па кручение, следует ставить замкнутые хомуты с перепуском их концов на 30 d , а при сварных каркасах вертикальные и горизонтальные поперечные стержни должны быть приварены в соответствии с п. 2.34 а настоящего Руководства.
3.111. Соединения продольных и поперечных стержней в сварных сетках балок должны обеспечивать анкеровку поперечной арматуры, для чего сварные соединения должны быть равнопрочными.
В вязаных каркасах хомуты должны конструироваться таким образом, чтобы в мостах их перегиба, а также загиба концевых крюков (при отсутствии перепуска концов) обязательно располагались продольные стержни.
Рекомендуется, чтобы каждый хомут охватывал в одном ряду не более пяти растянутых стержней и не более трех сжатых. При большем числе стержней в одном ряду, а также при ширине балки 350 мм и более рекомендуется переходить на четырехсрезные или многосрезные хомуты.
Применяемые для балок с вязаной арматурой конструкции хомутов показаны на рис. 1 и 85 . При этом ширина четырехсрезного хомута в зависимости от количества стержней в одном ряду балки и количества стержней между внутренними ветвями хомутов определяется по табл. 29 .
Таблица
29
| Ширина балки b , мм | Значение b х , мм, четырехсрезных хомутов при количестве продольных стержней в одном ряду балки |
|||||
| 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|
| При количестве продольных стержней между внутренними ветвями хомутов |
||||||
| 3 | 2 | 3 | 4 | 3 | 4 |
|
| 350 | 230 | 190 | 205 | 220 | - | - |
| 400 | 270 | 225 | 240 | 255 | 225 | 240 |
| 450 | - | 250 | 270 | 295 | 255 | 270 |
| 500 | - | - | 310 | 330 | 290 | 280 |
3.112. При монолитных конструкциях в толще опор в местах пересечения балки с колонной или с прогоном поперечную арматуру балки ставить не следует. В таких конструкциях первый хомут или поперечный стержень следует ставить в пролете на расстояние 50 мм от грани опоры .
При опирании монолитных балок на кирпичную кладку на крайней опоре первый хомут или поперечный стержень ставится у торца балки с необходимым защитным слоем, а в пределах средних опор, установка хомутов продолжается с шагом, принятым для пролета балки.
В сборных балках расстановку поперечной арматуры следует начинать от торца элемента с учетом защитных слоев бетона.
3.113. Отогнутые стержни следует применять в балках, армированных вязаными каркасами, если по расчету требуется поперечная арматура. Применять отогнутые стержни в сварных каркасах не рекомендуется.
Длина приопорного участка балки, на котором размещаются отгибы, назначается расчетом.
Радиус дуги, по которой отгибается наклонный участок стержня, должен быть не менее 10 d .
Угол наклона отгиба к продольной оси балки, как правило, следует принимать равным 45°. В балках с высотой сечения более 800 мм и в балках-стенках угол наклона отгибов допускается увеличивать до 60°, а в низких балках и в балках, рассчитанных на сосредоточенные нагрузки, - уменьшать до 30 ° .
3.114. Наклонную арматуру предпочтительно образовывать, отгибая на опоры нижнюю пролетную арматуру, которая в неразрезных балках переводится затем через опору в соседний пролет (см. рис. 87 ).
Если возникает необходимость увеличить на промежуточной опоре число наклонных стержней сверх того количества, которое можно получить за счет отгибания стержней из смежных пролетов, то над этой опорой следует устанавливать короткие стержни с двумя наклонными участками (стержень d к на рис. 87 ) и с двумя горизонтальными участками внизу для обеспечения анкеровки.
Применение коротких стержней с одним наклонным участком и не связанных с общей арматурой так называемых плавающих стержней, а также стержней со сложной конфигурацией, имеющих более двух наклонных участков, не допускается.
3.115. В балках с шириной сечения 200 мм и менее разрешается отгибать в каждой плоскости по одному стержню. В балках с шириной сечения 300 - 400 мм следует отгибать в первой от опоры плоскости не менее двух стержней, а в последующих допускается отгибать по одному стержню. В балках с шириной сечения более 400 мм отгибать менее двух стержней в каждой плоскости не допускается.
Если диаметры отгибаемых стержней разные, то отгибы больших диаметров следует располагать ближе к опоре.
Отгибы стержней рекомендуется располагать симметрично относительно вертикальной оси сечения балки. Если в сечении отгибается один стержень, располагать его следует по оси симметрии сечения или возможно ближе к ней. Отгибать стержни, расположенные непосредственно у боковых поверхностей балки, не рекомендуется, располагать их следует на расстоянии не менее 2 d от боковых граней балки (рис. 91 ).
3.116. Расстояния между наклонными участками стержней по длине балки назначаются расчетом. Если в расчете не даются указания о расположении плоскостей отгибов, то расстояния между ними принимаются по рис. 87 .
3.117. Стержни первой от опоры плоскости отгибов не учитываются расчетом в составе надопорной продольной арматуры. Сечением, с которого полностью включается в работу на опорный изгибающий момент верхний прямой участок отогнутого стержня каждой плоскости, считается сечение на расстоянии
³
от верхней точки наклонного участка этого стержня в сторону опоры. Аналогично нижний прямой участок отгибаемого стержня полностью исключается из работы на пролетный изгибающий момент в сечении на расстоянии
³
от нижней точки наклонного участка в сторону пролета (здесь
h
0
- расчетная высота сечения балки, приблизительно равная 0,9 - 0,95 высоты сечения балки).
3.118. Стержни, отгибаемые из пролета в первой и второй плоскостях от промежуточной опоры, следует обязательно заводить в смежный пролог, и отгибаемые в третьей и последующих плоскостях разрешается в случае отсутствия в них надобности в работе на опорный изгибающий момент или при трудностях размещения их в надопорном сечении обрывать в пролете вверху (см. рис. 87 ).
Рис. 91 . Конструирование отогнутых стержней
3.119. Верхние концы отогнутых стержней, которые не переводятся через опору и смежный пролет, должны заканчиваться прямыми участками длиной не менее 0,8 l ан , принимаемой согласно указаниям п. 2.40 настоящего Руководства, но не менее 20 d в растянутой и 10 d в сжатой зоне. Обрыва отогнутого стержня в растянутой зоне (внизу) следует избегать. В балках высотой более одного метра отогнутый стержень из гладкой арматуры может заканчиваться в сжатой зоне только крюком без прямого участка (см. рис. 91 ), а стержни периодического профиля должны всегда иметь прямой участок.
3.120. Вертикальные проекции h o тг. i мм, наклонных участков отгибаемых стержней в зависимости от высоты сечения балки h б и величины защитного слоя бетона а б , вычисляются по следующим формулам:
; (20)
; (21)
; (22)
. (23)
При этом:
- для второстепенных балок;
мм - для главных балок, к которым примыкают второстепенные балки с верхней арматурой диаметром до 20 мм;
мм - для главных балок, к которым примыкают второстепенные балки с верхней арматурой диаметром более 20 мм.
Если d 2 > 20 мм, или d 1 > 20 мм, или (d 1 d 2 ) > 40 мм, то в формулы (21 ), (22 ) и (23 ) следует подставлять соответственно (d 2 , d 1 , вместо 20 или d 1 d 2 вместо 40; h o тг. i вычисляется с точностью до 10 мм.
Дополнительные указания по армированию балок в местах приложения сосредоточенной нагрузки
3.121. В сечениях балок, где приложены сосредоточенные нагрузки, в том числе в местах опирания монолитных второстепенных балок на главные, следует предусматривать дополнительное армирование по рис. 92 . Площадь сечения этой арматуры назначается расчетом.
Дополнительная арматура в зависимости от вида основной арматуры конструируется в виде сварных сеток, отгибов, подвесок или учащенных хомутов. При этом число сварных сеток, отгибов или подвесок должно быть не менее двух; вертикальных стержней в каждой сварной сетке должно быть не менее 4 Æ 6; отгибы или подвески должны иметь диаметр не менее 10 мм; отогнутые стержни должны иметь в верхней зоне горизонтальный прямой участок длиной не менее 0,8 l ан , принимаемой по п. 2.40 настоящего Руководства, и не менее 20 d , причем если отгибы из гладкой арматуры, этот участок должен заканчиваться крюком.
(Документ)
n1.doc
РУКОВОДСТВО
по конструированию
БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ИЗ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
(БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ)
МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1978
ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящем Руководстве изложены основные принципы конструирования наиболее массовых элементов из тяжелого бетона, а также приведены подробные данные по армированию конструкций, анкеровке и стыковке арматуры, конструированию арматурных изделий и закладных деталей и др.Настоящее Руководство можно использовать и при конструировании предварительно напряженных элементов (в части обычной арматуры) наряду с указаниями специальных руководств.
Руководство разработано в соответствии с положениями главы СНиП II -21-75 «Бетонные и железобетонные конструкции».
Буквенные обозначения, приведенные без пояснения, соответствуют обозначениям главы СНиП II -21-75.
Приведенные в Руководстве рисунки не должны рассматриваться как примеры графического оформления рабочих чертежей.
Руководство разработано ГПИ Ленинградский Промстройпроект (инж. Г.Г. Виноградов) с участием ЦНИИпромзданий и НИИЖБ Госстроя СССР. При этом были использованы материалы НИЛФХММа и ТПа Главмоспромстройматериалов, КТБ Мосоргстройматериалов и Гипростроммаша Минстройдормаша СССР.
Замечания и предложения по Руководству просьба направлять по адресу: 196190, Ленинград, Ленинский проспект, д. 160, Ленинградский Промстройпроект.
Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения / ГПИ Ленингр. Промстройпроект Госстроя СССР, ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1978.
Руководство содержит положения главы СНиП II -21-75 и материал, необходимый проектировщикам, занимающимся конструированием бетонных и железобетонных элементов зданий различного назначения, в основном для промышленного строительства. Приведены способы конструирования наиболее распространенных конструкций сборного и монолитного исполнения с армированием как сварными, так и вязаными арматурными каркасами и сетками.
Руководство предназначено для инженеров и техников - проектировщиков, а также для студентов строительных вузов.
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящее Руководство распространяется на конструирование бетонных и железобетонных элементов без предварительного напряжения, выполняемых из тяжелого бетона для зданий и сооружений, эксплуатируемых при систематическом воздействии температур не выше 50 и не ниже минус 70 °С.Примечание. Руководство не распространяется на конструирование элементов гидротехнических сооружений, мостов, транспортных тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов, а также армоцементных конструкций и конструкций из специальных бетонов.
1.2. Руководство ориентировано в основном на проектировщиков, занимающихся конструированием бетонных и железобетонных элементов зданий и сооружений для промышленного строительства. Однако материал Руководства может быть использован и при конструировании элементов конструкций другого назначения.
1.3. При пользовании настоящим Руководством необходимо соблюдать требования государственных стандартов на арматуру, на арматурные изделия и закладные детали, а также на сварные соединения.
1.4.Проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений, предназначенных для работы в условиях агрессивной среды и повышенной влажности, должно вестись с учетом дополнительных требований, предъявляемых главой СНиП по защите строительных конструкций от коррозии.
1.5. Выбор конструктивных решений армирования должен производиться исходя из технико-экономической целесообразности применения арматуры в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения металлоемкости, трудоемкости и стоимости арматурных изделий и, следовательно, строительства в целом, что может быть достигнуто путем применения эффективных видов арматуры и арматурных сталей, снижения веса арматурных изделий, наиболее полного обеспечения технологичности и механизации арматурных работ.
1.6. Элементы сборных конструкций должны отвечать условиям механизированного изготовления на специализированных предприятиях.
Сборные конструкции целесообразно при конструировании предусматривать максимально крупными, насколько это позволяют грузоподъемность монтажных механизмов, условия изготовлении и транспортирования.
1.7. Для монолитных конструкций следует предусматривать унифицированные размеры, позволяющие применять инвентарную опалубку, а также укрупненные пространственные арматурные каркасы.
1.8. Для обеспечения условий качественного изготовления конструкции, требуемой их долговечности и совместной работы арматуры и бетона следует выполнять конструктивные требования, изложенные в настоящем Руководстве.
1.9. Для железобетонных конструкций, конструируемых в соответствии с требованиями настоящего Руководства, применяются тяжелые бетоны, характеристики которых приведены в главе СНиП II -21-75.
1.10. Объемная масса тяжелого вибрированного бетона на гравии или щебне из природного камня принимается равной 2400 кгс/м 3 .
Объемная масса железобетона при содержании арматуры 3 % и менее может приниматься равной 2500 кгс/м 3 ; при содержании арматуры более 3 % объемная масса должна определяться как сумма масс бетона и арматуры на единицу объема железобетонной конструкции.
1.11. В качестве арматуры железобетонных конструкций следует преимущественно применять:
а) горячекатаную арматуру класса A - III и термически упрочненную стержневую свариваемую арматуру класса A т - III ;
б) обыкновенную арматурную проволоку диаметром 3 - 5 мм классов Вр- I и В- I (в сварных сетках и каркасах).
Допускается также применять:
в) горячекатаную арматуру классов А- II , А с - II и A - I в основном для поперечной арматуры линейных элементов, для конструктивной и монтажной арматуры, а также в качестве продольной рабочей арматуры в случаях, когда использование других видов арматуры нецелесообразно или не допускается;
г) обыкновенную арматурную проволоку класса В- I диаметром 3 - 5 мм для вязаных хомутов балок высотой до 400 мм и колонн;
д) горячекатаную арматуру классов A - IV , A - V и термически упрочненную классов A т - IV и A т - V , а также упрочненную вытяжкой класса А- III в только для продольной рабочей арматуры вязаных каркасов и сеток. Арматура этих классов может использоваться в качестве сжатой арматуры, а классов A - III в , A - IV , A т - IV и в качестве растянутой арматуры.
Арматуру классов A - III , A т - III , A - II , А с - II и А- I рекомендуется применять в виде сварных каркасов и сварных сеток.
Арматуру классов A - III , А т - III , А- III в , A - IV , A - V , А т - IV и A т - V рекомендуется применять при условии удовлетворения требований расчетов в частности по трещиностойкости.
Примечание . В дальнейшем в настоящем Руководстве для краткости используются следующие термины: «стержень» - для обозначения арматуры любого диаметра, вида и профиля независимо от того, поставляется ли она в прутках или в мотках (бунтах); «диаметр» (d ), если не оговорено особо, означает номинальный диаметр стержня.
1.12. В конструкциях с ненапрягаемой арматурой, находящихся под давлением газов или жидкостей, следует применять:
а) горячекатаную арматуру классов А- II и А- I (преимущественно);
б) горячекатаную арматуру класса А- III и термически упрочненную класса А т - III ;
в) обыкновенную арматурную проволоку классов В р - I и В- I .
1.13. Данные по арматуре приведены в прил. 1 . При выборе вида и марки стали для арматуры, а также для закладных деталей, устанавливаемых по расчету, должны учитываться температурные условия эксплуатации конструкций и характер их нагружения согласно прил. 2 и 3 .