Алгоритм конструирования колонны
После расчета у конструктора на руках оказываются габариты сечения колонны и площадь продольной и поперечной арматуры.
В какой последовательности нужно действовать?
Рассмотрим конструирование на примере.
Понятно, что с опытом конструирования так дотошно выполнять каждый пункт нет необходимости, но в данной статье я хочу изложить все очень подробно.
Пусть у нас будет монолитная колонна второго этажа многоэтажного здания сечением 300х300 мм, высотой 3 м, площадь продольной арматуры колонны Аs = Аs’ = 9,3 см2 (момент в колонне действует в одном направлении); площадь одного хомута в нижнем сечении колонны 0,20 см2 (при шаге хомутов 150 мм), в среднем сечении по расчету поперечная арматура не требуется.
Арматура колонны принята по ДСТУ 3760, класс арматуры А400С (периодического профиля), класс арматуры хомутов А240С (гладкая арматура). Каркас колонны – вязаный. Стержни стыкуются путем нахлестки. Класс бетона В25.
На колонну опирается монолитная балка сечением 350х400(h) cо следующим армированием: нижняя арматура балки 3d16, верхняя арматура балки 2d16.
Шаг 1. Подбираем продольную арматуру колонны.
Заглянем в таблицу из приложения 5 руководства:
Мы видим, что нам подходит либо 2 диаметра 22мм (9,82 см2 > 9,3 см2), либо 3 диаметра 20мм (9,42 см2 > 9,3 см2), либо 4 диаметра 18мм (10,18 см2 > 9,3 см2).
Столько вариантов выбрано для примера, обычно можно обойтись и двумя вариантами, а то и сразу на одном остановиться.
Посчитаем для начала площадь арматуры в итоге.
Если у одной грани будет 2 стержня, то всего их будет 4. Тогда площадь сечения четырех стержней d25 равна 19,64 см2.
Если у одной грани будет 3 стержня, то всего их будет 8. Тогда площадь сечения восьми стержней d20 равна 25,13 см2.
Если у одной грани будет 4 стержня, то всего их будет 12. Тогда площадь сечения двенадцати стержней d18 равна 30,54 см2.
На первый взгляд, можно принять армирование стержнями d25, т.к. площадь сечения в этом случае самая экономичная.
До принятия окончательного решения стоит прорисовать оба сечения арматуры и посмотреть, во что выльется армирование.
При этом не забываем, что при прорисовке нужно учитывать не номинальный, а реальный диаметр стержней, заглянув в ДСТУ 3760:2006, мы узнаем, что размер одного выступа арматуры h равен 0,07dн (для стержней диаметром 18 мм и меньше) и 0,065dн (для стержней диаметром 20 мм и больше).
Определим реальный диаметр стержней (с учетом двух выступов):
d18: 18 + 0,07∙18∙2 = 21 мм;
d20: 20 + 0,065∙20∙2 = 23 мм;
d25: 25 + 0,065∙25∙2 = 28 мм.
Определимся с защитным слоем для рабочей арматуры колонны (таблица 23 руководства): защитный слой должен быть больше 20 мм и больше диаметра стержня рабочей арматуры (18, 20 или 25 мм). По опыту проектирования рекомендую принимать защитный слой для монолитных колонн не менее 25-30 мм.
Расставим стержни для трех вариантов:
Все получилось неплохо. Во всех случаях стержни располагаются равномерно, защитный слой около 25 мм выдержан, минимальное расстояние 50 мм между стержнями в свету (см. 3.68 руководства) соблюдено.
Но теперь мы возвращаемся к исходным данным и вспоминаем, что стержни в колонне стыкуются нахлесткой, а значит, в сечении у нас будут не только нарисованные стержни, а еще и выпуски из колонны нижнего этажа. Добавим к нашим рисунками выпуски (розовым цветом) и посмотрим, что получилось. Выпуски всегда нужно стараться располагать так, чтобы просветы между стержнями были как можно больше (для лучшего бетонирования).
Что мы видим теперь? В колонне, заармированной d18 встречается расстояние между стержнями 32 мм, что меньше допустимых 50 мм. А это значит, что при стыковке стержней внахлестку вариант армирования с 12 стержнями недопустим – качественно забетонировать такие колонны будет невозможно.
Армирование колонн d20 и d25 нас устраивает. Чтобы сделать окончательный выбор, сравним суммарную площадь арматуры (пользуясь таблицей из приложения 5 руководства) и выберем самый экономичный вариант:
8d20: Аsum = 25,13 см2;
4d25: Аsum = 19,64 см2.
Итак, мы останавливаемся на варианте армирования восьмью стержнями d25, т.к. он однозначно экономичнее и менее трудоемок для строителей.
Шаг 2. Подбираем поперечную арматуру.
Из исходных данных мы имеем:
площадь одного хомута в нижнем сечении колонны 0,2 см2 (при шаге хомутов 150 мм), в среднем сечении по расчету поперечная арматура не требуется
Прежде, чем определять диаметр хомутов, определим их шаг. Для начала заглянем в таблицу 25 руководства:
Поперечная арматура должна устанавливаться у всех поверхностей колонны, вблизи которых ставится продольная арматура.
Идем далее. Рабочая арматура в колонне стыкуется внахлестку. Читаем пункт 3.71 руководства:
В стыках продольной рабочей арматуры внахлестку без сварки независимо от того, армируется ли колонна сварными или вязаными каркасами, рекомендуется применять, хомуты. Расстояния между хомутами в зоне стыка должны быть не более 10 d .
Здесь d — диаметр сжатых продольных стержней рабочей арматуры (меньший).
Таким образом, в нижней зоне колонны, в месте перенахлеста рабочей арматуры шаг хомутов должен быть не более 10d = 10∙25 = 250 мм.
Заглянем в таблицу 24 руководства и подберем минимально допустимый диаметр хомутов – 8 мм:
Площадь арматуры при шаге 150 мм по расчету равна 0,20 см2, по таблице приложения 5 руководства определяем возможный диаметр хомута с ближайшей большей площадью d = 6 мм (0,283 см2), но так как для диаметра рабочих стержней 25 мм у нас есть ограничение, мы вынуждены принять хомуты d = 8 мм (0,503 см2)
Но 0,503 см2 значительно больше 0,20 см2. Мы можем попытаться пересчитать шаг 150 мм на шаг 250 мм (т.к. в нашем случае шаг 250 мм – максимально допустимый).
При шаге 150 мм в метре колонны размещается 7 хомутов, а при шаге 250 мм – 4 хомута.
Вычисляем требуемую площадь одного хомута при шаге хомутов 250 мм:
Принимаем в месте перенахлеста рабочей арматуры хомуты диаметром 8 мм с шагом 250 мм, в остальной колонне – хомуты диаметром 8 мм с шагом 350 мм.
Шаг 3. Окончательно вычерчиваем хомуты и сечение колонны.
У нас есть уже сечение с расстановкой рабочей арматуры. Осталось «обогнуть» ее хомутом. Не забываем при этом, что нам нужно учитывать не номинальный диаметр рабочей арматуры 25 мм, а реальный – 28 мм.
Расстояние в осях между угловыми рабочими стержнями 220 мм. Чтобы узнать размер хомута (по внутренней грани), нужно к этому размеру прибавить диаметр стержня 220 + 28 = 248 мм. Округляем до 5 мм в большую сторону, получаем 250 мм.
Теперь определим размер «хвостов» хомутов, заглянув в таблицу 2 руководства.
Мы видим, что при диаметре продольных стержней 25 мм и диаметре хомута 8 мм добавка на один крюк составляет 75 мм.
В итоге, мы получаем вот такой хомут, как показано на рисунке ниже
Обратите внимание, это важно: размеры хомутов всегда даются по внутреннему размеру, т.к. именно этот внутренний размер диктует размер защитного слоя для рабочей арматуры.
Также следует обратить внимание на следующий момент. Согласно п. 5.10 «Руководства по проектированию железобетонных конструкций» очень важно обращать внимание на следующие моменты:
- 10. При проектировании железобетонных конструкций, в особенности с большим насыщением арматуры, следует учитывать следующие характеристики арматурных стержней:
фактические размеры поперечных сечений стержней периодического профиля с учетом допускаемых отклонений от них;
радиусы загиба стержней и соответствующие фактические габариты гнутых элементов;
допускаемые отклонения от проектных размеров при размещении стержней сварных сеток, каркасов, закладных деталей и т.п.
Фактические размеры сечения стержней мы учли. Сейчас поговорим о радиусах загиба. Всегда, когда гнутся стержни, нужно указывать их радиус загиба и делать это согласно с таблицей 33 «Руководства по проектированию» (в руководстве по конструированию данных для отдельных стержней нет).
В чем суть этого требования? Дело в том, что при загибе стержня с закруглением наиболее щадящим образом передается усилие, нет разрушение сцепления арматуры с бетоном, в общем, арматура работает корректно. Вторая причина в том, что очень часто строители делают отгибы путем нагрева стержня, такие отгибы, во-первых, безо всяких скруглений, а во-вторых, при нагреве есть риск пережечь арматуру и снизить ее прочностные характеристики в этом месте. По правилам нужно гнуть арматуру специальными гибочными устройствами, тогда и все диаметры загиба соблюдаются, и прочность стержней остается прежней.
Итак, для нашего хомута класс стали А240С (мы можем приравнять его к А-I) минимально допустимый диаметр загиба будет равен 2,5d = 2.5*8 = 20 мм. Но лучше учесть, что в углах хомут охватывает стержни, реальный диаметр которых равен 28 мм, и увеличить диаметр загиба хомутов до 28 мм – так вязать арматуру будет гораздо удобнее. И еще следует учесть, что диаметр загиба обычно не указывают, а указывают радиус, поэтому сразу пересчитаем: R = 28/2 = 14 мм. Эти данные мы должны будем указать на чертеже.
Шаг 4. Конструируем рабочую арматуру колонны.
В чем заключается этот шаг?
Сначала мы определяем длину стержней – ведь нам нужно сделать выпуски в следующий этаж. Итак, прежде всего нам нужно определить длину нахлестки для арматуры. Этот расчет я вынесла в отдельную статью, причем в Украине и в России расчеты разные, нужно выбрать свой.
Итак, определяем величину нахлестки здесь. У нас получилось 1350 мм по украинскому и 1120 мм по российскому варианту. Предлагаю, чтобы не усложнять пример, остановиться для дальнейшего конструирования на худшем варианте 1350 мм.
Далее нам нужно прорисовать стержень арматуры.
Высота колонны – 3 м, высота балки – 0,4 м. Реальный диаметр стержней 28 мм. Чтобы стержень колонны следующего этажа стал в проектное положение, нам необходимо изогнуть стержень колонны в пределах балки, чтобы он сместился относительно своей оси не менее, чем на 28 мм (округлим в большую сторону до 30 мм, хотя это не обязательно). На рисунке ниже видно, что синий стержень отгибается в теле балки и «выныривает» из нее уже со сбивкой, чтобы дать разместиться розовому стержню колонны следующего этажа.
Но это еще не все особенности конструирования стержней колонны. Мы не должны забывать о радиусах загиба арматуры (мы о них говорили выше). Заглядываем в таблицу 33 «Руководства по проектированию…» (она тоже выложена выше) и видим, что для стержня d25 мм минимальный диаметр загиба равен 8d = 8∙25 = 200 мм, значит радиус загиба будет равен R = 100 мм.
Теперь мы можем прорисовать наш стержень (длину стержней можно утрировать для наглядности).
На этом все этапы конструирования пройдены. Переходим к выполнению чертежа колонны.
Комментарии
0 #1 Евгений 24.07.2018 12:43
При армировании стержнями d20 также не устраивает, т.к. площадь сечения продольной арматуры в месте нахлестки будет больше 5%
Минимальный диаметр продольной арматуры ж.б. колонны при сейсмике
Наш ГИП утверждает, что при сейсмике от 7 баллов и выше в железобетонных колоннах продольная арматура должна быть не менее 20d. Этот диаметр принимается без расчёта.
Однако, в нормативной лит-ре я таких данных не нашёл. В большинстве случаев по расчёту достаточно меньших диаметров арматуры (12d-16d). Так стоит ли верить нашему ГИПу и принимать без расчёта больший диаметр, чем требуется?
Кто сталкивался с такой проблемкой, подскажите.
Просмотров: 24922
| Mirotvoretz |
| Посмотреть профиль |
| Посетить домашнюю страницу Mirotvoretz |
| Найти ещё сообщения от Mirotvoretz |
Регистрация: 24.02.2005
Сообщений: 396
Встречал такое в рекомендациях для проектирования в Краснодарском крае. Но к сожалению их у меня нет
Регистрация: 25.02.2009
Сообщений: 111
Да, мы проектируем для Краснодарского края. Но в территориальных нормах ТСН 20-302-2002 Краснодарского края я не нашёл чёткого указания по арматуре в ж.б. колоннах.
| Mirotvoretz |
| Посмотреть профиль |
| Посетить домашнюю страницу Mirotvoretz |
| Найти ещё сообщения от Mirotvoretz |
Регистрация: 07.02.2007
Сообщений: 872
Сообщение от Mirotvoretz
Наш ГИП утверждает, что при сейсмике от 7 баллов и выше в железобетонных колоннах продольная арматура должна быть не менее 20d.
Арматуру принимать по расчету.
Offtop: В нашем регионе 7, 8, 9 баллов площадки.
__________________
Нет ничего невозможного . Бывает мало времени .
Регистрация: 16.10.2007
Сообщений: 544
В нормах такого не встречал.
ИМХО. Не стоит набивать себе шишки лишний раз. ГИП сказал так, примите к сведению, тем более он несет на своих плечах ответственность. Не хотитете перерасхода — уменьшите количество стержней с сохранением необходимой площади арматуры, или несколько уменьшите сечение всей колонны. И будут все довольны.
Регистрация: 16.12.2005
Сообщений: 2,182
Сообщение от Mirotvoretz
Наш ГИП утверждает, что при сейсмике от 7 баллов и выше в железобетонных колоннах продольная арматура должна быть не менее 20d
ИМХО не совсем верно, с одной стороны больше не меньше, а с другой стороны есть норма, что если стык арматуры осуществляется внахлестку, то при сейсмике диаметр арматуры должен быть не более 20 мм. (СП 31-114-2004). ГИП говорит не менее, норма говорит не более. Вот вам ГИП и определил диаметр. Теперь ваша задача определить количество стержней, и тут уже расчет.
Сообщение от Mirotvoretz
Да, мы проектируем для Краснодарского края. Но в территориальных нормах ТСН 20-302-2002 Краснодарского края я не нашёл чёткого указания по арматуре в ж.б. колоннах.
ну так это нормы по нагрузкам и воздействиям, там и не должно быть. Надо смотреть СНКК 22-301-2000
Последний раз редактировалось MasterZim, 07.07.2009 в 00:43 .
Регистрация: 10.02.2007
Сообщений: 1,077
Нет такого требования! Хотя у нас в Украине есть неий ДБН который регламентирует диаметр арматуры в стойках каркасно-каменных зданий в зависимости от этажности. Но для каркасного здания такого требования нет.
Регистрация: 07.02.2007
Сообщений: 872
| Наш ГИП утверждает, что при сейсмике от 7 баллов и выше в железобетонных колоннах продольная арматура должна быть не менее 20d. Этот диаметр принимается без расчёта. |
СП 31-114-2004 ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ
7.2.3 В изгибаемых и внецентренно сжатых стержневых элементах, кроме колонн , стыкование рабочей арматуры внахлестку допускается только для стержней диаметром менее 20 мм. При этом длина перепуска арматуры принимается на 30 % больше значений, определенных по требованиям СНиП 52-01.
__________________
Нет ничего невозможного . Бывает мало времени .
Последний раз редактировалось -=Xaoc=-, 07.07.2009 в 03:36 .
Регистрация: 25.02.2009
Сообщений: 111
Да, посмотрел СНКК 22-301-2000 — что касаемо диаметра арматуры, то там только этот пункт упоминает именно о диаметре:
2.2.20. Стыкование арматурных каркасов по высоте зданий допускается предусматривать для стержней диаметром до 20 мм внахлестку без сварки.
Получается, принимаем то, что выходит по расчёту?
| Mirotvoretz |
| Посмотреть профиль |
| Посетить домашнюю страницу Mirotvoretz |
| Найти ещё сообщения от Mirotvoretz |
Регистрация: 07.02.2007
Сообщений: 872
Сообщение от Mirotvoretz
Получается, принимаем то, что выходит по расчёту?
Только так! Без расчета можно по серии (ведь там уже все расчитано ).
__________________
Нет ничего невозможного . Бывает мало времени .
Регистрация: 24.02.2005
Сообщений: 396
Вот нашел у себя в бумажном варианте. Побыстрому сфотографировал
| IMG_1317.rar (1.79 Мб, 1206 просмотров) |
Регистрация: 08.11.2007
Сообщений: 112
Вот что у нас, для котеджей проходит.
| NCM F.03.02 — 2005.rar (865.2 Кб, 846 просмотров) |
Регистрация: 25.02.2009
Сообщений: 111
Сообщение от Piton
Вот нашел у себя в бумажном варианте. Побыстрому сфотографировал
Вот спасибо! Именно на этот сборник норм и ссылался ГИП. Только я о нём забыл совсем. (Всё больше как-то с КМ работаю).
| Mirotvoretz |
| Посмотреть профиль |
| Посетить домашнюю страницу Mirotvoretz |
| Найти ещё сообщения от Mirotvoretz |
Регистрация: 16.12.2005
Сообщений: 2,182
Сообщение от Piton
Вот нашел у себя в бумажном варианте. Побыстрому сфотографировал
а полностью сфоткать материал и выложить можешь? хотя бы в таком качестве
Регистрация: 25.02.2009
Сообщений: 111
MasterZim, если надо, могу отсканить и выложить. Только ближе к выходным.
| Mirotvoretz |
| Посмотреть профиль |
| Посетить домашнюю страницу Mirotvoretz |
| Найти ещё сообщения от Mirotvoretz |
Регистрация: 16.12.2005
Сообщений: 2,182
Сообщение от Mirotvoretz
MasterZim, если надо, могу отсканить и выложить. Только ближе к выходным.
надо, спасибо.
Регистрация: 07.02.2007
Сообщений: 872
Сообщение от Piton
Вот нашел у себя в бумажном варианте. Побыстрому сфотографировал
А кто сказал что на это можно ссылаться?
__________________
Нет ничего невозможного . Бывает мало времени .
Регистрация: 25.02.2009
Сообщений: 111
-=Xaoc=-, разве нельзя принимать к сведению рекомендации краевой государственной вневедомственной экспертизы? Конечно, это не жёсткие требования, но всё-же.
| Mirotvoretz |
| Посмотреть профиль |
| Посетить домашнюю страницу Mirotvoretz |
| Найти ещё сообщения от Mirotvoretz |
Регистрация: 07.02.2007
Сообщений: 872
Сообщение от Mirotvoretz
-=Xaoc=-, разве нельзя принимать к сведению рекомендации краевой государственной вневедомственной экспертизы? Конечно, это не жёсткие требования, но всё-же.
Вы правильно сказали, что это рекомендации и не более.
| Вот нашел у себя в бумажном варианте. Побыстрому сфотографировал |
Offtop: Для тех кто в танке В главе «1. Общие данные» 1 пункт описывает, что «. отсутствует нормативный документ . « — а это то что есть http://dwg.ru/dnl/2785, СП 52-103-2007 ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ МОНОЛИТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ. п.4.1 Рекомендации настоящего Свода правил распространяются на проектирование различных конструктивных систем зданий, в которых все основные несущие конструкции (колонны, стены, перекрытия, покрытия, фундаменты) выполняются из монолитного железобетона с жесткими и податливыми сопряжениями между ними.
__________________
Нет ничего невозможного . Бывает мало времени .
Последний раз редактировалось -=Xaoc=-, 08.07.2009 в 16:50 .
Армирование колонн — схемы, технология и нюансы
Разное
Автор ГидФундамент На чтение 8 мин
Армирование колонн
Выполняется армирование колонн пространственными каркасами. Вяжут и сваривают каркасы из арматуры рабочей и конструкционной. Используются схемы армирования с продольными стержнями, поперечными хомутами, сетками, усиливающими спиралями и стяжками.
Выбор арматуры по характеристикам
Стальные пространственные каркасы работают внутри железобетонных колонн на растяжение, изгиб, кручение и сдвиг. Поэтому основная характеристика арматуры предел текучести. Для лучшего сцепления с бетоном наружная поверхность имеет неровную поверхность – рифление.
По этим двум показателям арматуре присваивается «класс»:
- АI – соответствует зарубежному А240;
- АII – аналог А300;
- АIII – то же самое, что и А400;
- АIV – аналог А600;
- АV – соответствует А800;
- Специальный – А500С.
Цифра указывает предел текучести в МПа. Вся арматура рифленая, кроме гладкой АI (А240). В документации используется двойная запись, российская снаружи, по западным стандартам в скобках.
До 90-х годов прошлого века применялось только кольцевое рифление. Позже появились варианты серповидного двух и четырехстороннего, резьбового рифления.
Прутки и рулонный прокат могут соединяться между собой по длине обжимными и резьбовыми муфтами. Арматура с серповидным и кольцевым рифлением стоит дешевле в производстве. Но, требует применения более дорогой техники на стройплощадке для гидравлического обжима муфт.
Арматура с резьбовым рифлением фактически является длинными шпильками. Ее соединять по длине на порядок легче. Нужен лишь газовый ключ. Но производство обходится дороже.
Армирующий каркас собирается из продольных стержней и поперечных П-образных хомутов. Либо проволочными стяжками, либо точечной сваркой. Устанавливается в опалубку, остается в бетоне весь срок эксплуатации. В круглых колоннах поперечные хомуты имеют вид кольца, соответственно.
Такая технология называется ненапрягаемым армированием. Расход стального проката просто гигантский. Рабочими в схеме являются продольные прутки. Поэтому их диаметр больше, от 12 мм до 40 мм. Поперечные хомуты могут относиться и к рабочему и к конструктивному типу армирования. Они необходимы для обеспечения проектной геометрии каркаса. И предотвращают раскрытие трещин в бетоне. Гораздо меньший процент арматуры расходуется в технологии преднапряженного бетонирования. Вместо прутков здесь используются тросы. Их натягивают с проектным усилием внутри опалубки.
Что позволяет создать внутри монолитной конструкции внутренние усилия. Которые компенсируют внешние нагрузки во время эксплуатации.
К сожалению, методика преднапряженных конструкций из железобетона не пригодна для строительства по месту. Чаще применяется в готовых плитах перекрытия, которые проще укладывать на место. Самый экономичный вариант для отливки ЖБ колонн по месту – это использовать стержневую арматуру с серповидным рифлением класса А500С и А500СП. Из типовых марок сталей Ст3 спокойного, полуспокойного раскисления, 18ГС и 20ГСФ.
Кроме продольных стержней и поперечных хомутов в каркасы могут добавляться сетки. Например, с их помощью легче устанавливать пояса армирования пилонов – узких длинных колонн. Внутрь колонны 500х500 мм может закладываться спираль из арматуры или диагональные перемычки.
Защитный слой
Защитным слоем принято называть корку бетона поверх арматурного стержня, хомута. Назначение защитного слоя не ограничивается предотвращением коррозии стальной арматуры. Еще от повышает огнестойкость конструкции, обеспечивает устройство стыковки и анкеровки, совместной работы цементного камня и стали.
Толщина защитного слоя регламентируется СП 28.13330:
| Условия эксплуатации конструкций зданий | Толщина защитного слоя бетона, мм, не менее |
| В закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности | 20 |
| В закрытых помещениях при повышенной влажности (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий) | 25 |
| На открытом воздухе (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий) | 30 |
| В грунте (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий), в монолитных фундаментах при наличии бетонной подготовки | 40 |
| В монолитных фундаментах при отсутствии бетонной подготовки (только для нижней рабочей арматуры) | 70 |
В сборных конструкциях армирование круглых колонн выполняется с защитным слоем рабочей арматуры на 5 мм меньше табличных значений. Для конструкционной арматуры табличные размеры уменьшают на 10 мм. С другой стороны, запрещено армирование колонны 400х400 мм с размером защитного слоя меньше 10 мм либо диаметра стержня, конструкционной или рабочей.
При толщине защитного слоя стойки больше 50 мм в него дополнительно укладывается согнутая в цилиндр сетка с площадью сечения от 0,05 мм. Это конструкционное армирование.
Расстояния в свету
Выполняется армирование колонны 300х300 мм и других типоразмеров, в том числе, с учетом расстояния между прутками в свету:
- не менее трех диаметров прутка;
- больше среднего размера фракции наполнителя бетона;
- до 400 мм для рабочей продольной арматуры.
При несоблюдении последнего максимального размера в каркас между рабочими прутками добавляется конструкционная арматура или сетка.
Продольное армирование колонн
В СП 28.13330 указан минимальный диаметр арматуры в колонне от 12 мм. Рекомендовано использовать стержни одинакового диаметра. Однако допускается применение двух типоразмеров. В этом случае толстая арматура смещается в углы, тонкая располагается на гранях.
В идеале берутся стержни или разматывается бухта необходимой длины. Стыки допускаются в нахлест, с обвязкой проволочными хомутами или сварным соединением. Их нужно стараться располагать в местах изменения сечения стоек.
Поперечное армирование колонн
В нижней таблице приведена зависимость диаметров арматуры продольной и поперечной:
| Каркас | Диаметр арматуры поперечной в зависимости от диаметра арматуры продольной, мм | |||||||||
| 40 | 36 | 32 | 28 | 25 | 22 | 20 | 18 | 16 | 12 | |
| Вязаный | 10 | 10 | 8 | 8 | 8 | 6 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Сварной | 10 | 10 | 8 | 8 | 8 | 6 | 5 | 5 | 4 | 3 |
Зачем нужна поперечная арматура в колонне из железобетона, можно понять из характеристик конструкционных материалов:
- бетон воспринимает колоссальные нагрузки на сжатие;
- сталь работает на растяжение, кручение, изгиб, сдвиг;
- в железобетоне свойства материалов объединяются.
Допустимый минимальный шаг поперечной арматуры в колонне составляет 12 и 15 диаметров прута для вязаных, сварных каркасов, соответственно. Максимальный шаг 400 мм и 500 мм при показателе расчетного сопротивления сжатию 450 – 500 кгс/см² и менее 400 кгс/см², соответственно.
Для колонн 300х300 мм и 400х400 мм допускается один цельный хомут П-образного или Т-образного профиля. Для больших сечений опор применяются два П-образных хомута, уложенных навстречу друг другу (П) или поперек друг друга (Т).
Проволочные и стержневые сетки косвенного армирования в колонне необходимы для придания каркасам проектной формы, усиления защитного бетонного слоя, прочих вспомогательных задач.
Анкеровка
В регламенте СП 63.13330 допускается армирование колонны 500х500 мм с анкеровкой следующих типов:
- при помощи анкерных устройств – головка высаженная, гайка, шайба, пластина регулировочная и так далее;
- с монтажом изделий типа сварных сеток и П-образных стержней;
- с приваренными поперечными стержнями;
- при помощи загнутого конца в форме петли, лапки или крюка;
- прямым стержнем.
Длина выпуска анкеров зависит от напряжения в этой зоне, качества бетона, схемы армирования, класса рифленого стержня и его поперечного сечения.
Анкеры применяются для замоноличивания консоли опоры с балками и плитами перекрытий. При этом в плиту может вмуровываться подошва, средняя часть, оголовок стойки. Длина анкеровки минимальная либо 200 мм, либо 15 диаметров прутка.
Соединения
Для ненапрягаемой арматуры допустимы следующие варианты соединения:
- муфты – резьбовые или под опрессовку;
- сварка – только внахлест;
- вязка – проволочными хомутами, с загибом или с прямыми концами.
Без сварки по ГОСТ допускается армирование колонн 400х400 мм с наращиванием стержней не более 40 мм в диаметре. В поперечном сечении места стыка процент армирования не должен превышать 50% или 25% для рифленого, гладкого прутка, соответственно.
Минимальное расстояние соединений в свету на чертеже составляет 30 мм или 2 диаметра стержня. Перепуск в нахлесте должен быть больше 250 мм или 20d.
Гнутые стержни
В 75% случаев армирование монолитной колонны выполняется с выпуском концов прутков в плиты и балки для обеспечения монолитной конструкции силового пространственного каркаса здания.
По умолчанию чертеж изгиба, отгиба должен обеспечивать безопасность бетона внутри загнутого участка. Другими словами, цементный камень не должен крошиться и трескаться внутри петли, крюка.
Поэтому гнутся прутки при помощи оправки, диаметр которой зависит от аналогичного параметра стержня. Дополнительно следует учесть шаг прямой и косвенной арматуры в колоне, плите, балки. Чтобы торчащий хвост можно было связать с соседним каркасом ж/б изделия.
Выпуски
Кроме анкеровки выпуски арматуры из колонны используются еще и в местах перехода поперечного ее сечения. В этом случае форма выпущенных стержней прямая. Но концы еще и отогнуты внутри с уклоном 1/8 – 1/6, как на нижней схеме.
При этом шаг поперечной арматуры в колонне может меняться или оставаться прежним. В зависимости от сборных нагрузок этажа.
Схемы армирования колонн
Кроме тела колонна в большинстве случаев имеет дополнительные элементы:
- подколонник – стакан, жестко связанный с фундаментом, в который устанавливается стойка;
- капитель – уширение оголовка опоры;
- консоль – боковой выступ под укладку плит, балок.
И если сама схема армирования колонны достаточно простая – вертикальные прутки, обвязанные рядами горизонтальных хомутов. То, для капителей и консолей разработаны специальные схемы армирования.
Например, типовое армирование консоли колонны производится по следующим схемам:
Для капителей поперечная арматура в колонне располагается следующим образом в месте уширения оголовка:
И это гораздо сложнее, чем арматурные выпуски из кирпичной колонны в балку из железобетона. Но и значительно прочнее, долговечнее.
Процент армирования колонн
Так как определяется процент армирования колонны простым арифметическим действием:
То, с его вычислением никаких проблем не возникает. Это показатель количества металла в поперечном разрезе бетона. Рекомендуется максимальный процент армирования колонн 5%. Оптимальным значением является 0,3 – 4%.
Минимальный процент армирования колонн нормативными документами в РФ не ограничен. Но, при содержании в поперечном сечении бетона меньше 0,25% стали колонна из разряда железобетонных автоматически переходит в категорию бетонных конструкций.
Таким образом, в клонах используются сварные, вязанные каркасы. Состоящие из продольной рабочей, поперечной косвенной и конструкционной вспомогательной арматуры. Концы которой могут отгибаться для связки с каркасами балок, плит перекрытия.
Установка арматуры в монолитной колонне
Здесь приведены конструктивные требования армирование колонны согласно действующим строительным нормам. А так же пример расстановки арматуры самого распространённого случая сопряжения жб колонны с плитой
Поперечное сечение
Минимальный размер поперечного сечения (квадратных, круглых и прямоугольных) принимается не менее 30 см.
Бетон
Класс бетона не менее В20
| Защитный слой бетона арматуры, мм | |
|---|---|
| В закрытых помещениях при нормальной влажности | 20 |
| В закрытых помещениях при повышенной влажности | 25 |
| На открытом воздухе | 30 |
Рабочая арматура
Рабочую арматуру рекомендуется устанавливать в углах сечения, а так же у граней, где воспринимается большее растягивающие усилие. Минимальный диаметр рекомендуется применять не менее 16 мм. Оптимальный класс рабочей арматуры А500, которая обеспечивает эффектную совместную роботу и обеспечивает экономический эффект. Площадь арматуры применяется согласно расчётам, но не рекомендуется назначать более 5% поперечного сечения (10% в местах нахлёста). Все стрежни рекомендуется применять одинакового диаметра, допускается использовать двух разных сечений.
Стыки рабочей арматуры внахлёст устраиваются на уровне верха перекрытий (фундамента). При высоте этажа менее 3,6м, а так же при Ø арматуры более 28 — стыки рекомендуется устраивать через этаж. Перегиб арматуры для образования нахлёста должен быть менее 1:6. При числе рабочей арматуры более 4 шт. — стык устраивается в двух уровнях.
Расстояние между осями стержней продольной арматуры стоек должно приниматься не более 400мм. Те при необходимости нужно устраивать конструктивную арматуру не менее Ø12. Расстояние в свету между рабочими стержнями должно быть более Ø арматуры и не менее 50мм
Поперечная арматура
Для сдерживания поперечных деформаций бетона, а так же выпучивания сжатых стержней — применяется поперечное армирование (А240) в виде хомутов и отдельных стержней. При использования основной арматуры классов А500С А500СП допускается сварка хомутов, при этом диаметр более 8мм. Хомуты устанавливаются так что бы рабочий стержней был в месте перегиба
При ширине стойки не более 400мм и числе стержней у граней не более 4 — возможно применение одного хомута. При сечении монолитной колонны более 450мм — арматура стягивается дополнительными хомутами
| Диаметр поперечной арматуры при диаметре рабочего основного стержня: | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 12 | 16 | 18 | 20 | 22 | 25 | 28 | 32 | 36 | 40 |
| 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 8 | 8 | 8 | 10 | 10 |
| Рекомендуемые расстояния, мм между стержнями поперечной арматуры при диаметре продольных стержней: | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 12 | 16 | 18 | 20 | 22 | 25 | 28 | 32 | 36 | 40 |
| 150 | 250 | 250 | 300 | 350 | 350 | 400 | 400 | 400 | 400 |
| Расстояние между поперечной арматурой в местах нахлёста рабочих стержней | |||||||||
| 100 | 150 | 150 | 200 | 200 | 250 | 250 | 300 | 350 | 350 |