Назначение поперечной арматуры в изгибаемых элементах

Назначение поперечной арматуры в изгибаемых элементах

Наиболее распространенные изгибаемые элементы железобетонных конструкций — плиты и балки. Плитами называют плоские элементы, толщина которых значительно меньше длины и ширины. Балками называют линейные элементы, длина которых значительно больше поперечных размеров А и B. Из плит и балок образуют многие железобетонные конструкции, чаще других — плоские перекрытия и покрытия, сборные и монолитные, а также сборно-монолитные.
Плиты и балки могут быть однопролетными и многопролетными.
Плиты в монолитных конструкциях делают толщиной 50—100 мм, в сборных — возможно тоньше.
Такие плиты деформируются подобно балочным конструкциям при различного рода нагрузках, если значение их не изменяется в направлении, перпендикуляриом пролету.
Армируют плиты сварными сетками. Сетки укладывают в плитах так, чтобы стержни их рабочей арматуры располагались вдоль пролета и воспринимали растягивающие усилия, возникающие в конструкции при изгибе под нагрузкой, в соответствии с эпюрами изгибающих моментов. Поэтому в пролетах плит сетки размещают понизу, а в многопролетных плитах — также и поверху, над промежуточными опорами.
Стержни рабочей арматуры принимают диаметром 3—10 мм, располагают их на расстоянии (с шагом) 100—200 мм один от другого.
Защитный слой бетона для рабочей арматуры принимают не менее 10 мм, в особо толстых плитах (толще 100 мм) не менее 15 мм.
Поперечные стержни сеток (распределительную арматуру) устанавливают для обеспечения проектного положения рабочих стержней, уменьшения усадочных и температурных деформаций конструкций, распределения местного воздействия сосредоточенных нагрузок на большую площадь. Поперечные стержни принимают меньшего диаметра общим сечением не менее 10 % сечения рабочей арматуры, поставленной в месте наибольшего изгибающего момента; размещают их с шагом 250—300 мм, но не реже чем через 350 мм.
Армирование плит отдельными стержнями с вязкой их в сетки вручную с помощью вязальной проволоки применяют в отдельных случаях (плиты сложной конфигурации в плане или с большим числом отверстий и т. д.), когда стандартные сварные сетки не могут быть использованы.
Железобетонные балки могут быть прямоугольного, таврового, двутаврового, трапециевидного сечения.
Высота балок А колеблется в широких пределах; она составляет 1/10 часть пролета в зависимости от нагрузки и типа конструкции. В целях унификации высота балок назначается кратной 50 мм, если она не более 600 мм, и кратной 100 мм при больших размерах, из них предпочтительнее размеры, кратные 100 мм до высоты 800 мм, затем высоты 1000, 1200 мм и далее кратные 300. Ширину прямоугольных поперечных сечений принимают в пределах (0,3—0,5) h, а именно 100, 120, 150, 200, 220, 250 мм и далее кратной 50 мм, из них предпочтительнее размеры 150, 200 мм и далее кратные 100.
Для снижения расхода бетона ширину балок назначают наименьшей. В поперечном сечении балки рабочую арматуру размещают в растянутой зоне сечения в один или два ряда с такими зазорами, которые допускали бы плотную укладку бетона без пустот и каверн. Расстояние в свету между стержнями продольной арматуры, ненапрягаемой или напрягаемой с натяжением на упоры, должно приниматься не менее большего диаметра стержней, а также для нижних горизонтальных (при бетонировании) стержней не менее 25 мм и для верхних стержней не менее 30 мм; если нижняя арматура расположена более чем в два ряда, то горизонтальное расстояние между стержнями в третьем (снизу) и выше расположенных рядах принимается не менее 50 мм.
В стесненных условиях стержни можно располагать попарно без зазоров. Расстояние в свету между стержнями периодического профиля принимают по номинальному диаметру.
Продольную рабочую арматуру в балках (как и в плитах) укладывают согласно эпюрам изгибающих моментов в растянутых зонах, где она должна воспринимать продольные растягивающие усилия, возникающие при изгибе конструкции под действием нагрузок.
Для экономии стали часть продольных арматурных стержней может не доводиться до опор и обрываться в пролете там, где они по расчету на восприятие изгибающего момента не требуются.
Площадь сечения продольной рабочей арматуры, в изгибаемых элементах должна определяться расчетом, но составлять не менее 0,05 % площади сечения элемента.
Для продольного армирования балок обычно применяют стержни периодического профиля (реже гладкие) диаметром 12—32 мм.
В балках шириной 150 мм и более предусматривают не менее двух продольных (доводимых до опоры) стержней, при ширине менее 150 мм допускается установка одного стержня (одного каркаса).
В железобетонных балках одновременно с изгибающими моментами действуют поперечные силы. Этим вызывается необходимость устройства поперечной арматуры. Количество ее определяют расчетом и по конструктивным требованиям.
Продольную и поперечную арматуру объединяют в сварные каркасы, а при отсутствии сварочных машин — в вязаные. Вязаные каркасы весьма трудоемки, их применяют лишь в случаях, когда по местным условиям изготовление сварных каркасов невозможно.
Плоские сварные каркасы объединяют в пространственные с помощью горизонтальных поперечных стержней, устанавливаемых через 1—1,5 м.
При армировании вязаными каркасами хомуты в балках прямоугольного сечения делают замкнутыми; в тавровых балках, в которых ребро сечения с обеих сторон связано с монолитной плитой, хомуты могут быть открытые сверху. В балках шириной более 35 см устанавливают многоветвевые хомуты. Диаметр хомутов вязаных каркасов принимают не менее 6 мм при высоте балок до 800 мм и не менее 8 мм при большей высоте.
Поперечные стержни (хомуты) в балках и ребрах высотой более 150 мм ставят, даже если они не требуются по расчету; при высоте менее 150 мм поперечную арматуру можно не применять.
В балках высотой более 700 мм у боковых граней ставят дополнительные продольные стержни на расстояниях (по высоте) не более чем через 400 мм; площадь каждого из этих стержней должна составлять не менее 0,1 % той части площади поперечного сечения балки, которую они непосредственно армируют (высотой, равной полусумме расстояний до ближайших стержней, и шириной, равной половине ширины элемента, но не более 200 мм). Эти стержни вместе с поперечной арматурой сдерживают раскрытие наклонных трещин на боковых гранях балок.
Для объединения всех арматурных элементов в единый каркас, устойчивый при бетонировании, и для анкеровки концов поперечной арматуры у верхних граней балок ставят монтажные продольные стержни диаметром 10—12 мм. В сборных балках монтажные стержни могут быть использованы как расчетные в условиях транспортирования и монтажа.
Вместо поперечных стержней или в дополнение к ним в балках можно применять наклонные стержни. Они работают эффективнее поперечных стержней, поскольку больше соответствуют направлению главных растягивающих напряжений балки. Однако поперечные стержни при изготовлении балок удобнее и потому предпочтительнее.
Наклонные стержни обычно размещают под углом 45° к продольным. В высоких балках (более 800 мм) угол наклона может быть увеличен до 60°; в низких балках, а также при сосредоточенных грузах угол наклона уменьшают до 30 °.
При армировании балок вязаными каркасами для экономии стали и улучшения конструкции каркаса целесообразно устройство отгибов части продольных рабочих стержней. Прямые участки отгибов из гладких стержней оканчиваются крюками.
В предварительно напряженных изгибаемых элементах арматуру располагают в соответствии с эпюрами изгибающих моментов и поперечных сил, возникающих от нагрузки. Армирование криволинейной напрягаемой арматурой более всего отвечает очертаниям траекторий главных растягивающих напряжений и потому наиболее рационально, но оно сложнее, чем армирование прямолинейной арматурой. В последнем случае кроме арматуры, воспринимающей усилия растянутой зоны под нагрузкой, часто ставят также арматуру у противоположной граня балки в количестве (0,15—0,25). Это полезно в элементах большой высоты, где усилие обжатия располагается вне ядра сечения и вызывает на противоположной стороне растяжеиие, которое может привести к образованию трещин; в этой зоне Наиболее рациональная форма поперечного сечення изгибаемых предварительно напряженных элементов — двутавровая, а при толстой стенке — тавровая. Сжатая полка сечения развивается по условию восприятия сжимающей равнодействующей внутренней пары сил изгибающего момента, возникающего в элементе под нагрузкой, а уширение растянутой зоны — по условию размещения в нем арматуры, а также по условию обеспечения прочности этой части сечения при обжатии элемента (для предварительно напряженных элементов).
Напрягаемую арматуру компонуют в растянутых зонах поперечных сечений. Если арматуру натягивают на бетон, то расстояние от поверхности элемента до поверхности канала принимают не менее 40 мм и не менее ширины канала; это расстояние до боковых граней элемента должно быть, кроме того, не менее половины высоты канала. Напрягаемая арматура, располагаемая в пазах или снаружи граней элемента, должна иметь толщину защитного слоя от наружной поверхности дополнительно наносимого бетона не менее 20 мм. Расстояние в свету между каналами для арматуры, натягиваемой на бетон, должно быть не менее диаметра канала и не менее 50 мм.
В предварительно напряженных балках особое значение имеет конструирование приопорных участков. Здесь происходит передача значительных усилий обжатия с арматуры на бетон через торцовые анкеры (при натяжении на бетон) или при арматуре без анкеров на концевых участках арматуры в зоне ее анкеровки. Здесь же при внеосевом воздействии напрягаемой арматуры на элемент возникают местные перенапряжения в торцовой части элемента, из-за чего могут образоваться трещины, раскрывающиеся по торцу и поверху на конце элемента. Поэтому надо усиливать концевые участки предварительно напряженных элементов.
Местное усиление участков предварительно напряженных элементов под анкерами, а также в местах опи-рания натяжных устройств рекомендуется производить напрягаемой арматурой с помощью закладных деталей или дополнительной поперечной арматуры, а также увеличением сечения элемента на этих участках. Толщину защитного слоя у концов предварительно напряженных элементов на длине зоны передачи усилий с арматуры на бетон нужно увеличить, принимая ее при стержневой арматуре класса A-IV (Ат-IVC) И ниже, а также при арматурных канатах не менее 2d, а при стержневой арматуре класса A-V (Ат-V) И выше не менее 3d (d — диаметр арматуры или каната); при этом толщина защитного слоя должна быть не менее 40 мм для стержневой арматуры (всех классов) и не менее 20 мм для арматурных канатов. Для концевых частей элементов толщину защитного слоя допускается сохранять такой же, как и на остальной длине, при наличии стальной опорной детали, надежно заанкеренной в бетоне предварительно напряженного элемента, и дополнительной поперечной или косвенной арматуры, охватывающей все продольные напрягаемые стержни.
Если напрягаемая арматура располагается у торцов элементов сосредоточенно у верхней и нижней граней, то необходимо у торца элемента предусматривать дополнительно напрягаемую или ненапрягаемую поперечную арматуру. Поперечную арматуру нужно напрягать до натяжения продольной арматуры, усилие натяжений в ней должно составлять не менее 15 % усилия натяжения продольной арматуры растянутой зоны у опорного сечения. Поперечные ненапрягаемые стержни должны быть надежно заанкерены по концам посредством приварки к закладным деталям. Ненапрягаемую поперечную арматуру нужно прини- мать такого сечения, которое способно воспринимать усилие, равное не менее 20 % усилия в продольной напрягаемой арматуре (нижней зоны опорного сечения), определяемого расчетом по прочности. Арматурные предварительно напрягаемые элементы, натягиваемые на бетон, необходимо снабжать анкерами. То же относится к арматурным элементам, натягиваемым на упоры, если сцепление их с бетоном недостаточно,— гладкой проволоке, многопрядным канатам. Эта анкеровка должна быть надежной на всех стадиях работы конструкции.
Особых анкерных устройств на концах напрягаемых арматурных элементов не требуется для натягиваемой на упоры высокопрочной арматурной проволоки периодического профиля, арматурных канатов однократной свивки, стержневой арматуры периодического профиля.
По концам предварительно напряженных элементов при арматуре без анкеров, а также при наличии анкерных устройств производят местное усиление бетона с помощью дополнительных сеток или хомутов, охватывающих все продольные стержни. Длину участка усиления принимают равной двум длинам анкерных устройств.
В предварительно напряженных элементах на их концевых участках при арматуре без анкеров по нормам не допускается образования трещин при совместном действии всех нагрузок (кроме особых).
На крайних свободных (незащемленных) опорах изгибаемых элементов (балок, плит) без предварительного напряжения для обеспечения анкеровки продольных стержней арматуры (доводимых до опоры) эти стержни необходимо заводить за внутреннюю грань опоры не менее чем на 5d, если в приопорном участке элемента не предполагается образования трещин.
В качестве несущей арматуры в изгибаемых элементах при определенных условиях используют прокатные профили (жесткая арматура) и сварные пространственные арматурные каркасы.
Элементы с жесткой арматурой могут быть двух типов: с расположением профиля по всей высоте балки или полностью в растянутой зоне. В балках обоих типов ставят дополнительную арматуру в виде сварных сеток или хомутов и продольных монтажных стержней диаметром 8—10 мм. Эта арматура уменьшает раскрытие трещин в бетоне и улучшает его сцепление с жесткой арматурой. В балках первого типа поперечную арматуру ставят без расчета диаметром 6—8 мм. В балках второго типа поперечную арматуру определяют расчетом; при этом, кроме хомутов и сеток, возможна постановка отгибов, приваренных к верхней полке профиля. Защитный слой бетона для жесткой арматуры должен быть не менее 50 мм.
Несущие сварные каркасы изготовляют в виде пространственных ферм из стержней круглого и периодического профиля, а также мелкого фасонного проката. Эти каркасы конструируют как сварные стальные фермы, рассчитывая нх на нагрузки, возможные в период строительства, до отвердения бетона. При полных нагрузках несущие каркасы становятся арматурой железобетонной конструкции; пояса ферм работают как продольная арматура, нисходящие раскосы — как отгибы, а стойки — как поперечные стержни.

113. Назовите виды изгибаемых элементов и перечислите требования, предъявляемые к ним.

К изгибаемым железобетонным элементам относятся плиты и балки. Они могут быть как самостоятельными, так и входить в состав сложных конструкций и сооружений.

Балка – линейный элемент, длина которого значительно больше геометрических размеров поперечного сечения. Железобетонные балки могут быть однопролетными, многопролетными, а по способу изготовления – сборными, монолитными и сборно–монолитными.

Наиболее распространенные формы поперечного сечения: прямоугольная, тавровая с полкой по верху и двутавровая; применяется также тавровая с полкой понизу, трапециевидная, полая и др.

В строительстве балки применяют для перекрытия пролетов зданий, рабочих площадок, при возведении мостов, в составе каркасов зданий как элементы кирпичных зданий.

Предварительно высота балки h назначается в пределах от 1/10 до 1/20 пролёта. В целях типизации элементов высоту балок принимают кратно 50 мм при высоте до 60 см и кратно 100 мм при большей высоте. Ширину прямоугольных балок назначают в пределах (0,3÷0,5)h, а именно 100, 120, 150, 180, 220, 250 и далее через 50 мм.

Плита – это плоский элемент, толщина которого значительно меньше длины и ширины. Плиты могут быть сплошными гладкими и ребристыми; по числу пролетов – однопролетными и многопролетными; по способу изготовления — сборными и сборно-монолитными.

Сборные железобетонные плиты, применяемые для междуэтажных перекрытий, покрытий, лестничных площадок и других конструкций, целесообразно изготавливать в виде крупноразмерных ребристых или пустотелых элементов.

Стержни рабочей арматуры плиты принимают диаметром 3. 10 мм, располагают их на расстоянии (с шагом) 100. 200 мм одна от другого. Защитный слой бетона для рабочей арматуры принимают не менее 10 мм, в особо толстых плитах (толщиной более 100 мм) — не менее 15 мм.

Рис. 1. Схемы перекрытий из железобетонных элементов

а- сборное; б — монолитное; 1 — плиты; 2 – балки

114. Каково назначение продольной и поперечной арматуры в изгибаемых элементах.

Поперечные стержни сеток (распределительную арматуру) устанавливают для обеспечения проектного положения рабочих стержней, уменьшения усадочных и температурных деформаций конструкции.

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

115. Где на практике встречаются изгибаемые элементы таврового сечения?

Формы поперечного сечения балок прямоугольная, тавровая с полкой по верху и двутавровая; применяется также тавровая с полкой понизу, трапециевидная, полая и др.

В строительстве балки применяют для перекрытия пролетов зданий, рабочих площадок, при возведении мостов, в составе каркасов зданий как элементы кирпичных зданий.

116. Укажите предпосылки для расчета прямоугольных изгибаемых элементов с одиночной арматурой.

Элементы прямоугольного сечения с одиночной арматурой. Для прямоугольных сечений с одиночной ненапрягаемой арматурой (см. рис. 6.) расчетные формулы прочности нормальных сечений получают путем подстановки в них геометрических характеристик прямоугольных сечений

СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции Часть 12

5.18. В линейных внецентренно сжатых элементах расстояния между осями стержней продольной арматуры должны приниматься в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба, не более 400 мм, а в направлении плоскости изгиба ¾ не более 500 мм.

5.20. В балках шириной свыше 150 мм число про­дольных рабочих стержней, заводимых за грань опо­ры, должно быть не менее двух. В ребрах сборных панелей, настилов, часторебристых перекрытий и т. п. шириной 150 мм и менее допускается доведе­ние до опоры одного продольного рабочего стержня.

В плитах расстояния между стержнями, заводи­мыми за грань опоры, не должны превышать 400 мм, причем площадь сечения этих стержней на 1 м ширины плиты должна составлять не менее 1/3 площади сечения стержней в пролете, опреде­ленной расчетом по наибольшему изгибающему моменту.

В предварительно напряженных многопустотных (с круглыми пустотами) плитах, изготовляемых из тяжелого бетоне, высотой 300 мм и менее расстоя­ние между напрягаемой арматурой, заводимой за грань опоры, допускается увеличивать до 600 мм, если для сечений, нормальных к продольной оси плиты, величина момента трещинообразования M_crc, определяемого по формуле (125), составляет не менее 80 % величины момента от внешней нагрузки, принимаемой с коэффициентом надеж­ности по нагрузке g _f = 1,0.

При армировании неразрезных плит сварными рулонными сетками допускается вблизи промежуточных опор все нижние стержни переводить в верхнюю зону.

Расстояния между осями рабочих стержней в средней чести пролета плиты и над опорой (вверху) должны быть не более 200 мм при толщине плиты до 150 мм и не более 1,5 h при толщине пли­ты свыше 150 мм, где h ¾ толщина плиты.

5.21. В изгибаемых элементах при высоте сече­ния свыше 700 мм у боковых граней должны ставится конструктивные продольные стержни с расстояниями между ними по высоте не более 400 мм и площадью сечения не менее 0,1 % пло­щади сечения бетона, имеющего размер, равный по высоте элемента расстоянию между этими стержнями, по ширине — половине ширины ребре элемента, но не более 200 мм.

ПОПЕРЕЧНОЕ АРМИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ

5.22. У всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная ар­матура, должна предусматриваться также попе­речная арматура, охватывающая крайние продоль­ные стержни. При этом расстояния между попереч­ными стержнями у каждой поверхности элемента должны быть не более 600 мм и не более удвоенной ширины грани элемента.

Во внецентренно сжатых элементах с центрально-расположенной напрягаемой продольной арматурой (например, в сваях) постановка поперечной арма­туры не требуется, если сопротивление действию поперечных сил обеспечивается одним бетоном.

Поперечную арматуру допускается не ставить у граней тонких ребер изгибаемых элементов (шири­ной 150 мм и менее), по ширине которых распола­гается лишь один продольный стержень или сварной каркас.

Во внецентренно сжатых линейных элементах, а также в сжатой зоне изгибаемых элементов при на­личии учитываемой в расчете сжатой продольной арматуры хомуты должны ставиться на расстоянии:

в конструкциях из тяжелого, мелкозернистого, легкого и поризованного бетонов:

при R_sc £ 400 МПа ¾ не более 500 мм и не более:

при вязаных каркасах — 15d, сварных — 20d;

при R_sc ³ 450 МПа ¾ не более 400 мм и не более:

при вязаных каркасах — 12d, сварных — 15d;

в конструкциях из ячеистого бетона при сварных каркасах — не более 500 мм и не более 40d (где d — наименьший диаметр сжатых продольных стержней, мм).

При этом конструкция поперечной арматуры должна обеспечивать закрепление сжатых стержней от их бокового выпучивания в любом направлении.

Расстояния между хомутами внецентренно сжа­тых элементов в местах стыкования рабочей армату­ры внахлестку без сверки должны составлять не более 10d.

Если насыщение элемента требуемой по расчету сжатой продольной арматурой S’ составляет свыше 1,5 %, а также если все сечение элемента сжато и общее насыщение арматурой S и S’ свыше 3 %, рас­стояние между хомутами должно быть не более 10d и не более 300 мм.

При проверке соблюдения требований настояще­го пункта продольные сжатые стержни, не учитываемые расчетом, не должны приниматься во внима­ние, если диаметр этих стержней не превышает 12 мм и половины толщины защитного слоя бетона.

5.23. Конструкция вязаных хомутов во внецентренно сжатых элементах должна быть такой, чтобы продольные стержни (по крайней мере через один) располагались в местах перегиба хомутов, а эти перегибы — на расстоянии не более 400 мм по ширине грани элемента. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у этой грани неболее четырех допускается охват всех продольных стерж­ней одним хомутом.

При армировании внецентренно сжатых элемен­тов плоскими сварными каркасами два крайних каркаса (расположенные у противоположных гра­ней) должны быть соединены друг с другом для об­разования пространственного каркаса. Для этого у граней элемента, нормальных к плоскости карка­сов, должны ставиться поперечные стержни, при­вариваемые контактной сваркой к угловым про­дольным стержням каркасов, или шпильки, связы­вающие эти стержни, на тех же расстояниях, что и поперечные стержни плоских каркасов.

Если крайние плоские каркасы имеют промежу­точные продольные стержни, то они не реже чем через один и не реже чем через 400 мм по ширине грани элемента должны связываться шпильками с продольными стержнями, расположенными у проти­воположной грани. Шпильки допускается не ставить при ширине данной грани элемента не более 500 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех.

5.24. Во внецентренно сжатых элементах с учи­тываемым в расчете косвенным армированием в виде сварных сеток (из арматуры классов А-I, A-II и А-III диаметром не более 14 мм и класса Вр-I) или в виде ненапрягаемой спиральной либо кольцевой арматуры должны быть приняты:

размеры ячеек сетки — не менее 45 мм. но не более 1/4 меньшей стороны сечения элемента и не более 100 мм;

диаметр навивки спиралей или диаметр колец — не менее 200 мм;

шаг сеток — не менее 60 мм, но не более 1/3 меньшей стороны сечения элемента и не более 150 мм;

шаг навивки спиралей или шаг колец — не менее 40 мм, но не более 1/5 диаметра сечения элемента и не более 100 мм.

Сетки и спирали (кольца) должны охватывать всю рабочую продольную арматуру.

При усилении концевых участков внецентренно сжатых элементов сварные сетки косвенного ар­мирования должны устанавливаться у торца в ко­личестве не менее четырех сеток на длине (считая от торца элемента) не менее 20d если продольная арматура выполняется из гладких стержней, и не менее 10d — из стержней периодического профиля.

5.25. Диаметр хомутов в вязаных каркасах вне­центренно сжатых линейных элементов должен при­ниматься не менее 0,25d и не менее 5 мм, где d — наибольший диаметр продольных стержней.

Диаметр хомутов в вязаных каркасах изгибае­мых элементов должен приниматься, мм, не менее:

при высоте сечения элемента, равной

или менее 800 мм . 5

то же, свыше 800 мм . 8

Соотношение диаметров поперечных и продоль­ных стержней в сварных каркасах и сварных сетных устанавливался из условия сварки по соответствующим нормативным документам.

5.26. В балочных конструкциях высотой свыше 150 мм, а также в многопустотных плитах (или аналогичных часторебристых конструкциях) высо­той свыше 300 мм должна устанавливаться поперечная арматура.

В сплошных плитах независимо от высоты, в многопустотных плитах, (или аналогичных часторебристых конструкциях) высотой минее 300 мм и в балочных конструкциях высотой менее 150 мм допускается поперечную арматуру не устанавли­вать. При этом должны быть обеспечены требования расчета согласно указаниям п. 3.32.

5.27. Поперечная арматура в балочных и плитных конструкциях, указанных в п. 5.26, устанавлива­ется:

на приопорных участках, равных при равно­мерно распределенной нагрузке 1/4 пролета, а при сосредоточенных нагрузках — расстоянию от опоры до ближайшего груза, но не менее 1/4 проле­та, с шагом:

при высоте сечения элемента h,

равной или менее 450 мм . не более h/2

и не более 150 мм

то же, свыше 450 мм . не более h/3

и не более 500 мм

на остальной части пролета при высоте сечения элемента h свыше 300 мм устанавливается попе­речная арматура с шагом не более 3/4 h и не бо­лее 500 мм.

5.28. Поперечная арматура, предусмотренная для восприятия поперечных сил, должна иметь на­дежную анкеровку по концам путем приварки или охвата продольной арматуры, обеспечивающую равнопрочность соединений и хомутов.

5.29. Поперечная арматура в плитах в зоне продавливания устанавливается с шагом не более 1/3 h и не более 200 мм, при этом ширина зоны постанов­ки поперечной арматуры должна быть не менее 1,5 h (где h — толщина плиты).

Анкеровка указанной арматуры должна удовлет­ворять требованиям п. 5.28.

5.30. Поперечное армирование коротких консо­лей колонн выполняете» горизонтальными или наклонными под углом 45 ° хомутами. Шаг хому­тов должен быть не более h/4 и не более 150 мм (где h — высота консоли).

5.31. В элементах, работающих на изгиб с круче­нием, вязаные хомуты должны быть замкнутыми с надежной анкеровкой по концам, а при сварных каркасах все поперечные стержни обоих направ­лений должны быть приварены к угловым продоль­ным стержням, образуя замкнутый контур. При этом должна быть обеспечена равнопрочность соеди­нений и хомутов.

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ АРМАТУРЫ

И ЗАКЛАДНЫХ ДЕТАЛЕЙ

5.32*. Арматура из горячекатаной стали гладкого и периодического профиля, термически упрочнен­ной стали классов Ат-IIIС и Ат-IVС и обыкновенной арматурной проволоки, а также закладные детали должны, как правило, изготовляться с применением для соединения стержней между собой и с плоски­ми элементами проката контактной сварки — точеч­ной и стыковой. Допускается применение дуговой сварки — автоматической и полуавтоматической, а также ручной согласно указаниям п. 5.36*.

Стыковые соединения упрочненной вытяжкой арматуры класса А-IIIв должны свариваться до ее упрочнения.

Сварные соединения стержневой горячекатаной арматуры классов А-IV (из стали марки 20ХГ2Ц), А-V и А-VII, термомеханически упрочненной армату­ры классов Ат-IIIС, Ат-IVС, Ат-IVК (из стали марок 10ГС2 и 08Г2С), Ат-V (из стали марки 20ГС) и Ат-VСК следует применять только типов, установ­ленных ГОСТ 14098-85.

5.33*. Типы сварных соединений и способы свар­ки арматуры и закладных деталей следует назначать с учетом условий эксплуатации конструкции, свари­ваемости стали, технико-экономических показате­лей соединений и технологических возможностей предприятия-изготовителя в соответствии с ГОСТ 14098-85.

Выполняемые контактно-точечной сваркой или дуговой сваркой прихватками крестообразные соединения, которые должны обеспечивать восприятие арматурой сеток и каркасов напряжений не менее ее расчетных сопротивлений (соединения „ с нормируе­мой прочностью»), необходимо указывать в рабо­чих чертежах арматурных изделий.

Сварные крестообразные соединения с ненорми­руемой прочностью применяются для обеспечения взаимного расположения стержней арматурных из­делий в процессе их транспортирования, бетониро­вания и изготовления конструкции.

5.34. В заводских условиях при изготовлении сварных арматурных сеток, каркасов и соединений по длине отдельных стержней следует применять преимущественно контактную точечную и стыковую сварку, а при изготовлении закладных деталей — автоматическую сварку под флюсом для тавровых и контактную рельефную сварку для нахлесточных соединений.

5.35. При монтаже арматурных изделий и сбор­ных железобетонных конструкций в первую очередь должны применяться полуавтоматические способы сварки, обеспечивающие возможность контроля качества соединений.

5.36*. При отсутствии необходимого сварочного оборудования допускается выполнить в заводских и монтажных условиях крестообразные, стыковые, нахлесточные и тавровые соединения арматуры и закладных деталей, применяй приведенные в ГОСТ 14098—85 и в нормативных документах на сварную арматуру и закладные детали способы ду­говой, в том числе и ручной, сварки. Не допускается применять дуговую сварку прихватками в крестообразных соединениях стержней рабочей арматуры класса А-III марки 35ГС.

Применяя ручную дуговую сварку при выполне­нии сварных соединений, рассчитываемых по проч­ности, в сетках и каркасах, следует устанавливать дополнительные конструктивные элементы в местах соедиyениz стержней продольной и поперечной ар­матуры (прокладки, косынки, крючки и т. д.).

СТЫКИ НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРЫ

ВНАХЛЕСТКУ (БЕЗ СВАРКИ)

5.37. Стыки ненапрягаемой рабочей арматуры внахлестку применяются при стыковании свар­ных и вязаных каркасов и сеток, при этом диаметр рабочей арматуры должен быть не более 36 мм.

Стыки стержней рабочей арматуры внахлестку не рекомендуется располагать в растянутой зоне изгибаемых и внецентренно растянутых элементов в местах полного использования арматуры. Такие стыки не допускаются в линейных элементах, сече­ние которых полностью растянуто (например, в за­тяжках арок), а также во всех случаях применения стержневой арматуры класса А-IV и выше.

5.38. Стыки растянутой или сжатой рабочей арма­туры, а также сварных сеток и каркасов в рабочем направлении должны иметь длину перепуска (нахлестки) l не менее величины l_an, определяемой по формуле (186) и табл. 37.

5.39. Стыки сварных сеток и каркасов, а также растянутых стержней вязаных каркасов и сеток внахлестку без сварки должны, как правило, распо­лагаться вразбежку. При этом площадь сечения ра­бочих стержней, стыкуемых в одном месте или на расстоянии менее длины перепуска l, должна со­ставлять не более 50 % общей площади сечения растянутой арматуры — при стержнях периодическо­го профиля и не более 25 % — при гладких стержнях.

Стыкование отдельных стержней, сварных сеток и каркасов без разбежки допускается при конструктивном армировании (без расчета), а также на тех участках, где арматура используется не более чем на 50 %.

5.40. Стыки сварных сеток в направлении рабо­чей арматуры из гладкой горячекатаной стали клас­са А-I должны выполняться таким образом, чтобы в каждой из стыкуемых в растянутой зоне сеток на длине нахлестки располагалось не менее двух по­перечных стержней, приваренных ко всем продоль­ным стержням сеток (черт. 24). Такие же типы сты­ков применяются и для стыкования внахлестку сварных каркасов с односторонним расположением рабочих стержней из всех видов арматуры.

Стыки сварных сеток в направлении рабочей ар­матуры классов А-II и А-III выполняются без попе­речных стержней в пределах стыка в одной или обеих стыкуемых сетках (черт. 25) .

5.41. Стыки сварных сеток в нерабочем направ­лении выполняются внахлестку с перепуском (считая между крайними рабочими стержнями сетки):

при диаметре распределительной (поперечной)

арматуры до 4 мм включ. . на 50 мм

(черт. 26, а, б)

то же, свыше 4 мм . на 100 мм

(черт. 26, а, б)

Черт. 24. Стыки сварных сеток внахлестку (без сварки) в направлении рабочей арматуры, выполненной из гладких стержней

а — при поперечных стержнях, расположенных в одной плоскости;

б, в — то же, в разных плоскостях

Черт. 25. Стыки сварных сеток внахлестку (без сварки) в направлении рабочей арматуры, выполненной из стержней периодического профиля

а — без поперечных стержней в пределах стыка в одной из стыкуемых сеток;

б — то же, в обеих стыкуемых сетках

При диаметре рабочей арматуры 16 мм и более сварные сетки в нерабочем направлении допуска­ется укладывать впритык друг к другу, перекрывая стык специальными стыковыми сетками, укладываемыми с перепуском в каждую сторону не менее 15d распределительной арматуры и не менее 100 мм (черт. 26, в).

Сварные сетки в нерабочем направлении до­пускается укладывать впритык без нахлестки и без дополнительных стыковых сеток в следующих слу­чаях:

при укладке сварных полосовых сеток в двух взаимно перпендикулярных направлениях;

при наличии в местах стыков дополнительного конструктивного армирования в направлении рас­пределительной арматуры.

Черт. 26. Стыки сварных сеток в направлении распределительной арматуры

а — стык внахлестку с расположением рабочих стержней в одной плоскости;

б — то же, с расположением рабочих стерж­ней в разных плоскостях;

в ¾ стык впритык с наложением дополнительной стыковой сетки

СТЫКИ ЭЛЕМЕНТОВ

СБОРНЫХ КОНСТРУКЦИИ

5.42. При стыковании железобетонных элементов сборных конструкций усилия от одного элемента к другому передаются через стыкуемую рабочую ар­матуру, стальные закладные детали, заполняемые бетоном швы, бетонные шпонки или (для сжатых элементов) непосредственно через бетонные поверх­ности стыкуемых элементов.

Стыкование предварительно напряженных эле­ментов, а также конструкций, к которым предъяв­ляются требования водонепроницаемости, должно осуществляться, как правило, бетоном на напрягаю­щем цементе.

5.43. Жесткие стыки сборных конструкций долж­ны, как правило, замоноличиваться путем заполне­ния швов между элементами бетоном. Если при изготовлении элементов обеспечивается плотная под­гонка поверхностей друг к другу

5.44. Стыки элементов, воспринимающие растягивающие усилия, должны выполняться:

а) сваркой стальных закладных деталей;

б) сваркой выпусков арматуры;

в) пропуском через каналы или пазы стыкуемых элементов стержней арматурных канатов или бол­тов с последующим натяжением их и заполнением швов и каналов цементным раствором или мелкозернистым бетоном;

г) склеиванием элементов конструкционными полимеррастворами с использованием соединитель­ных деталей из стержневой арматуры.

При проектировании стыков элементов сборных конструкций должны предусматриваться такие сое­динения закладных деталей, при которых не проис­ходило бы разгибания их частей, а также выколов бетона.

5.45. Закладные детали должны быть заанкерены в бетоне с помощью анкерных стержней или прива­рены к рабочей арматуре элементов.

Закладные детали с анкерами должны, как правило, состоять из отдельных пластин (уголков или фасонной стали) с приваренными к ним втавр или внахлестку анкерными стержнями преимущест­венно из арматуры классов А-II, А-III. Длина анкер­ных стержней закладных детален при действии на них растягивающих сил должна быть не менее вели­чины l_an, определяемой согласно указаниям п. 5.14.

Длина анкерных стержней может быть уменьше­на при условии приварки на концах стержней анкер­ных пластин или устройства высиженных горячим способом анкерных головок диаметром не менее 2d — для арматуры классов А-I и А-II и не менее 3d ¾ для арматуры класса А-III. В этих случаях дли­на анкерного стержня определяется расчетом на вы­калывание и смятие бетона и принимается не менее 10d (где d — диаметр анкера, мм).

Если анкера, испытывающие растяжение, распо­лагаются нормальна к оси элемента и вдоль них могут образоваться трещины от основных усилий, действующих на элемент, концы анкеров должны быть усилены приваренными пластинами или высаженными головками.

Штампованные закладные детали должны состо­ять на полосовых анкеров, имеющих усиления (на­пример в виде сферических выступов), и участков, выполняющих функцию пластин (аналогично свар­ным деталям). Штампованные закладные детали следует, как правило, проектировать из полосовой стали толщиной 4—8 мм таким образом, чтобы от­ходы при раскрое полосы были минимальными. Деталь необходимо рассчитывать по прочности по­лосовых анкеров и пластин. Прочность анкеровки детали провернется из расчета бетона на раскалыва­ние, выкалывание и смятие.

Толщина пластин закладных деталей определя­ется согласно указаниям п. 3.48 и в соответствии с требованиями сварки. В зависимости от техноло­гии сварки отношение толщины пластины к диаметру анкерного стержня принимается в соответст­вии с требованиями ГОСТ 14098-85.

5.46. На концевых частях стыкуемых внецентренно сжатых элементов (например, на концах сборных колонн) должна устанавливаться косвенная арма­тура согласно указаниям п. 5.24.

ОТДЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

5.47. Осадочные швы должны, как правило, пре­дусматриваться в случаях возведения здания (соо­ружения) на неоднородных грунтах основания (просадочных и др.), в местах резкого изменения на­грузок и т. п.

Если в указанных случаях осадочные швы не пре­дусматриваются, фундаменты должны обладать до­статочной прочностью и жесткостью, предотвращаю­щей повреждение вышележащих конструкций, или иметь специальную конструкцию, служащую для достижения этой же цели.

Осадочные швы, а также температурно-усадочные швы в сплошных бетонных и железобетонных кон­струкциях следует осуществлять сквозными, разре­зая конструкцию до подошвы фундамента. Температурно-усадочные швы в железобетонных каркасах осуществляются посредством применения двойных колонн с доведением шва до верха фундамента.

Расстояния между температурно-усадочными швами в бетонных фундаментах и стенках подвалов допускается принимать в соответствии с расстояния­ми между швами, принятыми для вышележащих конструкций.

5.48. В бетонных конструкциях должно преду­сматриваться конструктивное армирование:

а) в местах резкого изменения размеров сечения элементов;

б) в местах изменения высоты стен (на участке не менее 1 м);

в) в бетонных стенах под и над проемами каждо­го этажа;

г) в конструкциях, подвергающихся воздействию динамической нагрузки;

д) у менее напряженной грани внецентренно сжа­тых элементов, если наибольшее напряжение в се­чении, определяемое как для упругого тела, превы­шает 0,8 R_b, а наименьшее составляет менее 1 МПа или оказывается растягивающим, при этом коэффициент армирования m принимается не менее 0,025 %.

Требования нестоящего пункта не распространя­ются на элементы сборных конструкций, проверяе­мые в стадиях транспортирования и монтажа, в этом случае необходимое армирование определяется расчетом по прочности.

Если расчетом установлено, что прочность эле­мента исчерпывается одновременно с образованием трещин в бетоне растянутой зоны, то следует учиты­вать требования п. 1.19 для слабоармированных элементов (без учета работы растянутого бетона). Если, согласно расчету с учетом сопротивления растяну­той зоны бетона, арматура не требуется и опытом доказана возможность транспортирования и монтажа таких элементов без арматуры, конструктивная арматура не предусматривается.

5.49. Соответствие расположения арматуры ее проектному положению должно обеспечиваться спе­циальными мероприятиями (установкой пластмас­совых фиксаторов, шайб из мелкозернистого бетона и т. п.).

5.50. Отверстия значительных размеров в железо­бетонных плитах, панелях и т. п. должны окаймлять­ся дополнительной арматурой сечением не менее сечения рабочей арматуры (того же направления), которая требуется по расчету плиты как сплошной.

5.51. При проектировании элементов сборных пе­рекрытий следует предусматривать устройство швов между ними, заполняемых бетоном. Ширина швов назначается из условия обеспечения качест­венного их заполнения и должна составлять не менее 20 мм для элементов высотой сечения до 250 мм и не менее 30 мм — для элементов большей высоты.

5.52. В элементах сборных конструкций должны предусматриваться приспособления для захвата их при подъеме: инвентарные монтажные вывинчи­вающиеся петли, строповочные отверстия со сталь­ными трубками, стационарные монтажные петли из арматурных стержней и т. п. Петли для подъема должны выполняться из горячекатаной стали согласно требованиям п. 2.24*.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УКАЗАНИЯ

ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

5.53. В предварительно напряженных элементах необходимо, как правило, обеспечивать надежное сцепление арматуры с бетоном путем применения стали периодического профиля, заполнения кана­лов, пазов и выемок цементным раствором или мелкозернистым бетоном.

5.54. Схемы и способы возведения статически неопределимых предварительно напряженных кон­струкций рекомендуется выбирать так, чтобы при создании предварительного напряжения исключа­лась возможность возникновения в конструкции дополнительных усилий, ухудшающих их работу. Допускается устройство временных швов или шарниров, замоноличиваемых после натяжения арматуры.

5.55. В сборно-монолитных железобетонных кон­струкциях должно обеспечиваться сцепление пред­варительно напряженных элементов с бетоном, уложенным на месте использования конструкции, а также анкеровка их концевых участков. Совместная работа элементов в поперечном направлении, кроме того, должна обеспечиваться соответствую­щими мероприятиями (установкой поперечной арматуры или предварительным напряжением эле­ментов в поперечном направлении).

5.56. Часть продольной стержневой арматуры элемента допускается применять без предваритель­ного напряжения, если при этом удовлетворяются требования расчета по трещиностойкости и деформациям.

5.57. Местное усиление участков предварительно напряженных элементов под анкерами напрягаемой арматуры, а также в местах опирания натяжных устройств рекомендуется выполнять установкой закладных деталей или дополнительной поперечной арматуры, а также увеличением размеров сечения элемента на этих участках.

5.58. У торцов элемента необходимо предусмат­ривать дополнительную напрягаемую или ненапрягаемую поперечную арматуру, если напрягаемая продольная арматура располагается сосредоточенно у верхней и нижней граней.

Напрягаемая поперечная арматура должна напря­гаться ранее натяжения продольной арматуры уси­лием не менее 15 % усилия натяжения всей продоль­ной арматуры растянутой зоны опорного сечения.

Ненапрягаемая поперечная арматура должна быть надежно заанкерена по концам приваркой к заклад­ным деталям. Сечение этой арматуры в конструк­циях, не рассчитываемых на выносливость, должно быть в состоянии воспринимать не менее 20 %, а в конструкциях, рассчитываемых на выносливость, ¾ не менее 30 % усилия в продольной напрягаемой арматуре нижней зоны опорного сечения, определяе­мого расчетом по прочности.

5.59. При проволочной арматуре, расположенной в виде пучка, должны предусматриваться зазоры между отдельными проволоками или группами про­волок (установкой спиралей внутри пучка, короты­шей в анкерах и т. п.) размерами, достаточными для прохождения между проволоками пучка це­ментного раствора или мелкозернистого бетона при заполнении каналов.

5.60. Напрягаемая арматура (стержневая или канаты) в пустотных и ребристых элементах долж­на располагаться, как правило, по оси каждого реб­ра элемента. Исключение из этого правила оговоре­но в п. 5.20.

5.61. У концов предварительно напряженных эле­ментов должна быть установлена дополнительная поперечная или косвенная арматура (сварные сет­ки, охватывающие все продольные стержни арма­туры, хомуты и т. п. с шагом 5-10 см) на длине участка не менее 0,6 l_p, а в элементах из легкого бетона классов В7,5 — В12,5 — с шагом 5 см на длине участка не менее l_p (см. п. 2.29) и не менее 20 см для элементов с арматурой, не имеющей анкеров, а при наличии анкерных устройств — на участке, равном двум длинам этих устройств. Установка анкеров у концов арматуры обязательна для арма­туры, натягиваемой на бетон, а также для арматуры, натягиваемой на упоры, при недостаточном ее сцеп­лении с бетоном (гладкой проволоки, многопрядных канатов), при этом анкерные устройства долж­ны обеспечивать надежную заделку арматуры в бетоне на всех стадиях ее работы.

При применении в качестве напрягаемой рабочей арматуры высокопрочной арматурной проволоки периодического профиля, арматурных канатов од­нократной свивки, горячекатаной и термически уп­рочненной стержневой арматуры периодического профиля, натягиваемой на упоры, установка анкеров у концов напрягаемых стержней, как правило, не требуется.

6*. УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ И КОНСТРУИ­РОВАНИЮ

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

6.1. Настоящий раздел устанавливает требовании к проектированию ранее эксплуатировавшихся бе­тонных и железобетонных конструкций, сохраняе­мых (без усиления или с усилением) в составе зда­ний и сооружений после реконструкции или капи­тального ремонта.

Раздел устанавливает правила расчета существую­щих конструкций (поверочного расчета), а также расчета и конструирования усиливаемых конструк­ций.

6.2. Поверочные расчеты существующих конст­рукций необходимо производить при изменении действующих на них нагрузок, объемно-планировочных решений и условий эксплуатации, а также при обнаружении дефектов и повреждений в конструк­циях с целью установления, обеспечивается ли несу­щая способность и пригодность к нормальной экс­плуатации конструкций в изменившихся условиях их работы.

6.3. Конструкции, не отвечающие требованиям поверочного расчета, подлежат усилению.

При проектировании усиливаемых конструкций следует исходить из необходимости выполнения ра­бот без или с кратковременной остановкой произ­водства.

6.4. Поверочные расчеты существующих конст­рукций, а также расчет и конструирование усиливае­мых конструкций необходимо производить на осно­ве проектных материалов, данных по изготовлению и возведению этих конструкций и их натурных об­следований.

6.5. При отсутствии в конструкциях дефектов и повреждений, снижающих их несущую способность, а также при отсутствии недопустимых прогибов конструкций и раскрытия в них трещин поверочные расчеты допускается выполнять исходя из проект­ных данных о геометрических размерах сечений конструкций, классе (марке) бетона по прочности, классе арматурной стали, армировании и расчетной схеме конструкции.

6.6. В случаях, когда требования расчетов по про­ектным материалам не удовлетворяются либо при отсутствии проектных материалов, а также при на­личии дефектов и повреждений, снижающих несущую способность конструкции, недопустимых про­гибов конструкции или раскрытия в них трещин следует производить поверочные расчеты с учетом данных натурных обследований конструкций.

6.7. На основании натурных обследований долж­ны быть установлены: геометрические размеры се­чения, армирование конструкции, прочность бетона и вид арматуры, прогибы конструкции и ширина раскрытия трещин, дефекты и повреждения, нагруз­ки статическая схема конструкций.

6.8. Усиление конструкций следует предусматривать лишь в случаях, когда существующие конструкции не удовлетворяют поверочным расчетам по несущей способности или требованиям нормальной эксплуатации. Не следует усиливать существующие конструкции, если:

их фактические прогибы превышают предельно допустимые в соответствии с п. 1.20. но не препятст­вуют нормальной эксплуатации конструкции и не изменяют их расчетную схему;

имеются отступления от требований разд. 5, но конструкция эксплуатировалась длительное время, а ее обследование не выявило повреждений, вызван­ных этими отступлениями.

6.9. Расчет и конструирование усиливаемых кон­струкций следует выполнять с учетом данных натур­ных обследований, указанных в п. 6.7.

ПОВЕРОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ

6.10. Поверочные расчеты бетонных и железобе­тонных конструкций следует выполнять в соответ­ствии с требованиями разд. 1—4 и настоящего под­раздела.

6.11. Расчет по предельным состояниям второй группы не производится, если перемещения и шири­на раскрытия трещин в существующих конструк­циях меньше предельно допустимых, а усилия в се­чениях элементов от новых нагрузок не превышают значений усилий от фактически действовавших нагрузок.

6.12. При расчете должны быть проверены сече­ния конструкций, имеющие дефекты и поврежде­ния, а также сечения, в которых при натурных об­следованиях выявлены зоны бетона, прочность которых меньше средней на 20 % и более. Учет дефек­тов и повреждений производится путем уменьшения вводимой а расчет площади сечения бетона или ар­матуры. Необходимо также учитывать влияния де­фекта или повреждения на прочностные и деформативные характеристики бетона, на эксцентриситет продольной силы, на сцепление арматуры с бетоном и т. п. в соответствии с утвержденными в установ­ленном порядке документами.

6.13. Расчетные характеристики бетона опреде­ляются согласно разд. 2 в зависимости от условного класса бетона по прочности на сжатие существую­щих конструкций.

6.14. При выполнении поверочных расчетов по проектным материалам, в том случае, если в проек­те существующей конструкции нормируемой харак­теристикой бетона является его марка, значение условного класса бетона по прочности на сжатие сле­дует принимать равным:

80 %-ной кубиковой прочности бетона, соответст­вующей марке по прочности для тяжелого, мелко­зернистого и легкого бетонов;

70 %-ной — для ячеистого бетона.

Для промежуточных значений условного класса бетона по прочности на сжатие, отличающихся от значений параметрического ряда (см. п. 2.3), расчет­ные сопротивления бетона определяются линейной интерполяцией.

6.15. При выполнении поверочных расчетов по ре­зультатам натурных обследований значение услов­ного класса бетона по прочности на сжатие опреде­ляется в соответствии с п. 6.14, принимал вместо марки бетона фактическую прочность бетона в груп­пе конструкций, конструкции или отдельной ее зо­не, полученную по результатам испытаний неразрушающими методами или испытаний отобранных от конструкций образцов бетона.

6.16. В зависимости от состояния бетона, вида конструкций и условий их работы, а также исполь­зуемых методов определения прочности бетона при специальном обосновании могут быть использованы другие способы определения класса бетона. При использовании статистических методов коэффициент вариации прочности бетона определяется по ГОСТ 18105-86.

6.17. Расчетные характеристики арматуры опреде­ляются в зависимости от класса арматурной стали существующих железобетонных конструкций сог­ласно разд. 2 с учетом требований пп. 6.18 и 6.19.

6.18. При выполнении поверочных расчетов по проектным данным существующих конструкций, запроектированных по ранее действующим норма­тивным документам, нормативные сопротивления арматуры R_sn определяются согласно разд. 2. При этом нормативное сопротивление арматурной про­волоки класса В-I принимается равным 390 МПа (400 кг/см 2 ).

Расчетные сопротивления арматуры растяжению R_s следует определять по формуле

где g _s — коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным для расчета по пре­дельным состояниям первой группы:

для стержневой арматуры классов:

A-I, A-II и A-III . 1,15

А-IV, A-V и А-VI. 1,25

для проволочной арматуры классов:

В-I, В-II, Вр-II, К-7 и К-19 . 1,25

При расчете по предельным состояниям второй группы коэффициент надежности по арматуре g _s принимается равным 1,0.

Расчетные сопротивления растяжению поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) R_sw определяются умножением полученных расчетных соп­ротивлении арматуры R_s на соответствующие коэффициенты условий работы g _si, приведенные в разд. 2.

Расчетные сопротивления арматуры сжатию R_sc (кроме арматуры класса А-IIIв) следует принимать равными получинным расчетным сопротивлениям арматуры растяжению R_s, но не более значений, указанных в разд. 2. Для арматуры класса А-IIIв расчет­ные сопротивления арматуры сжатию R_sc следует принимать в соответствии с требованиями разд. 2.

Кроме того, в расчет необходимо вводить допол­нительные коэффициенты условий работы арматуры согласно п. 2.28.

Значения расчетных сопротивлении арматуры принимаются с округлением до трех значащих цифр.

6.19. При выполнении поверочных расчетов по данным испытаний образцов арматуры, отобранных от обследованных конструкций, нормативные соп­ротивления арматуры принимаются равными сред­ним значениям предела текучести (или условного предела текучести), полученным при испытании об­разцов арматуры и деленным на коэффициенты:

1,1 — для арматуры классов А-I, А-II, А-III,

1,2 ¾ для арматуры других классов.

Расчетные сопротивления арматуры необходимо принимать в соответствии с требованиями п. 6.18.

6.20. В зависимости от числа отобранных для ис­пытании образцов и состояния арматуры при специ­альном обосновании могут быть использованы дру­гие способы определения расчетных сопротивлений арматуры.

6.21. Расчетные сопротивления арматуры растя­жению R_s при отсутствии проектных данных и не­возможности отбора образцов допускается назна­чать в зависимости от профиля арматуры:

для гладкой арматуры R_s = 155 МПа (1600 кгс/см 2 );

для арматуры периодического профиля, имеющего выступы:

с одинаковым заходом на обеих сторонах профиля ( „ винт»)

R_s = 245 МПа (2500 кгс/см 2 );

с одной стороны правый заход, а с другой — левый ( „ елочка»)

R_s = 295 МПа (3000 кгс/см 2 ).

При этом значение расчетных сопротивлений сжа­той арматуры принимается равным R_s, а расчетных сопротивлении поперечной арматуры R_sw — равным 0,8 R_s.

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ

УСИЛИВАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ

6.22. Требования настоящего подраздела распро­страняются на проектирование и расчет железобе­тонных конструкций, усиливаемых стальным прока­том, бетоном и железобетоном.

Усиливаемые железобетонные конструкции сле­дует проектировать в соответствии с требованиями разд. 1—5, СНиП II-23-81* (при усилении стальным прокатом) и данного подраздела.

6.23. При проектировании усиливаемых железо­бетонных конструкций необходимо обеспечить включение в работу элементов усилении и совмест­ную их работу с усиливаемой конструкцией.

6.24. Расчет усиливаемых конструкций следует производить для двух стадий работы:

а) до включения в работу усиления — на нагруз­ки, включающие нагрузку от элементов усиления (только для предельных состояний первой группы);

б) после включения в работу элементов усиле­ния — на полные эксплуатационные нагрузки (по предельным состояниям первой и второй групп). Расчет по предельным состояниям второй группы может не производиться, если эксплуатационные нагрузки не увеличиваются, жесткость и трещиностойкость конструкций удовлетворяют требованиям эксплуатации, а усиление является следствием наличия дефектов и повреждений.

6.25. Для сильно поврежденных конструкций (при разрушении 50 % и более сечения бетона или 50 % и более площади сечения рабочей арматуры) элементы усиления следует рассчитывать на пол­ную действующую нагрузку, при этом усиливаемая конструкция в расчете не учитывается.

6.26. Площадь поперечного сечения арматуры усиливаемой конструкции следует определять с уче­том фактического уменьшения в результате корро­зии. Арматура из высокопрочной проволоки в рас­четах не учитывается при наличии язвенной или питтинговой (скрытой) коррозии, а также если коррозия вызвана хлоридами.

6.27. Нормативные и расчетные сопротивления стальных элементов усилений необходимо назначать в соответствии с указаниями СНиП II-23-81*.

Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры усиливаемых железобетонных кон­струкций и элементов усилений следует назначать в соответствии с указаниями разд. 2 и пп. 6.13—6.21.

6.28. При проектировании усиливаемых конст­рукций следует, как правило, предусматривать, что­бы нагрузка во время усиления не превышала 65 % расчетной величины. При сложности или невозможности достижения требуемой степени разгрузки до­пускается выполнять усиление под большей нагруз­кой. В этом случав расчетные характеристики бето­на и арматуры усиления умножаются на коэффициенты условий работы бетона g _br1 = 0,9; арматуры ¾ g _sr1 = 0,9.

В любом случае степень разгрузки конструкций следует выбирать из условии обеспечения безопас­ного ведения работ.

6.29. В случаях, если при усилении конструкция превращается в статически неопределимую, необ­ходим учет факторов, перечисленных в п. 1.15.

6.30. Величину предварительного напряжения s _sp и s ’_sp в напрягаемой арматуре S и S’ усилении следует назначать в соответствии с пп. 1.23 и 1.24.

При этом максимальная величина предваритель­ного напряжения арматуры не должна превышать: для стержневой арматуры 0,9R_s,ser; дня проволоч­ной ¾ 0,7R_s,ser.

Минимальную величину предварительного напря­жения арматуры следует принимать не менее 0,49R_s,ser.

6.31. При расчете элементов, усиленных предварительно напряженными стержнями, потери пред­варительного напряжения необходимо определять в соответствии с пп. 1.25 и 1.26.

При определении потерь от деформаций анкеров, расположенных у натяжных устройств, следует учи­тывать обжатие упорных устройств, которое при отсутствии экспериментальных данных принимается равным 4 мм.

6.32. Коэффициент точности натяжения необ­ходимо определять в соответствии с п. 1.27 введе­нием дополнительных коэффициентов g _sp, завися­щих от конструктивных особенностей усиления:

g _sp = 0,85 — для горизонтальных и шпренгельных затяжек;

g _sp = 0,75 — для хомутов и наклонных тяжей.

6.33. Изгибаемые и внецентренно сжатые элемен­ты, усиливаемые бетоном и железобетоном, рассчи­тываются как элементы сплошного сечения при условии соблюдения конструктивных и расчетных требований по обеспечению совместной работы старого и нового бетонов. При этом неисправляемые повреждения и дефекты усиливаемых элемен­тов (коррозия или обрывы арматуры, коррозия, расслоения и повреждения бетона и т. д.), снижающие их несущую способность, следует учитывать при расчете в такой же мере, как и при поверочных расчетах конструкций до усиления.

6.34. При наличии в конструкциях, усиливаемых батоном или железобетоном, бетона и арматуры разных классов, расположенные в сечении бетон и арматура каждого класса вводятся в расчет по прочности со своим расчетным сопротивлением.

6.35. Расчет железобетонных элементов, усили­ваемых бетоном, арматурой и железобетоном, следует производить по прочности для сечений, нормальных к продольной оси элемента, наклон­ных и пространственных (при действии крутящих моментов), а также на местное действие нагрузки (сжатие, продавливание, отрыв) в соответствии с требованиями разд. 3 и с учетом наличия в усили­ваемом элементе бетона и арматуры разных клас­сов.

6.36. Расчет железобетонных элементов, усилива­емых бетоном, арматурой или железобетоном. следует производить по образованию, раскрытию и закрытию трещин, по деформациям в соответст­вии с требованиями разд. 4 и дополнительными тре­бованиями, связанными с наличием в железобетон­ном элементе деформаций и напряжении до включения в работу усиления, а также с наличием в уси­ленном элементе бетона и арматуры разных клас­сов.

6.37. Расчет железобетонных элементов, усили­ваемых напрягаемой арматурой, не имеющей сцепления с бетоном, следует производить для предельных состояний первой и второй групп в соответствии с требованиями разд. 4 и 5 и дополнительными требованиями, связанными с отсутствием сцепления между арматурой и бетоном.

6.38. Минимальные размеры элементов усиления сечений бетоном и железобетоном необходимо при­нимать из расчета на действующие усилия с учетом технологических требований и не менее размеров, необходимых для выполнения требований разд. 5 в части расположения арматуры и толщины слоя бетона.

6.39. Класс бетона усиления по прочности на сжатие следует принимать, как правило, равным классу бетона усиливаемых конструкций и не менее В15 для наземных конструкций и В12,5 — для фундаментов.

6.40. В тех случаях, когда усиление предусматривается производить после разгрузки усиливаемой конструкции, загружение следует производить после достижения бетоном усиления проектной прочности.

6.41. При усилении монолитным бетоном и желе­зобетоном необходимо предусматривать осущест­вление мероприятий (очистку, насечку, устройство шпонок на поверхности усиливаемой конструкции и др.), обеспечивающих прочность контактной зоны и совместную работу усиления с усиливаемой конструкцией.

6.42. При устройстве местного усиления только на длине поврежденного участка усиление необхо­димо распространять и на неповрежденные части, как правило, на длину не менее 500 мм и не менее:

пятикратной толщины бетона усиления;

длины анкеровки продольной арматуры уси­ления;

двойной ширины большой грани усиливаемого элемента (для стержневых конструкций).

6.43. Усиление элементов с ненапрягаемой арма­турой под нагрузкой допускается производить при­варкой дополнительной арматуры к существующей. если при действующей во время усиления нагрузке в данном сечении обеспечена прочность усиливае­мого элемента без учета работы дополнительной арматуры.

Стыковые сварные соединения следует распола­гать вразбежку с расстоянием между ними вдоль стержней не менее 20d.

Хотите оперативно узнавать о новых публикациях нормативных документов на портале? Подпишитесь на рассылку новостей!

Классы арматуры. Арматурные изделия

Арматура — это гибкие и жесткие стальные стержни, размеща­емые в бетонной массе согласно расчетам или в соответствии с кон­структивными или производственными требованиями.

Классифицируют арматуру по назначению, технологии изготов­ления, профилю поверхности.

В зависимости от назначения арматура подразделяется на сле­дующие виды:

• рабочая, которая в изгибаемых или растянутых элементах воспринимает растягивающие усилия. При расположении ее в сжатой зоне железобетонного элемента, она воспринимает усилия на сжатие (как центральное, так и внецентренное). К рабочей арматуре относится и косая (отогнутые под углом стержни);
• распределительная, которая воспринимает местные и дополни­тельные усилия. Эти усилия не учитываются расчетом. Распре­делительная арматура обеспечивает совместную работу стерж­ней рабочей арматуры. Эта арматура назначается в основном в плитах;
• поперечная (хомуты), которая обеспечивает неизменное поло­жение рабочей арматуры и одновременно воспринимает часть поперечных сил. Такая арматура используется в балках, колон­нах, рамах, арках и др. конструкциях;
• монтажная, которая необходима для сборки арматурного кар­каса. Эта арматура обеспечивает заданное положение попереч­ных стержней или хомутов.

Помимо перечисленных видов иногда применяется специаль­ная противоусадочная арматура, которая воспринимает усадочные и температурные расширения.

По технологии изготовления арматура бывает горячекатаная (стержневая) и холоднотянутая (проволочная).

По профилю поверхности арматура подразделяется на глад­кую и периодического профиля (рис. ниже). На поверхности арма­туры периодического профиля имеются часто расположенные коль­цевые выступы. Эти выступы обеспечивают надежное сцепление арматуры с бетоном без устройства анкерных зацеплений на кон­цах стержней.

Виды арматуры периодического профиля

а — стержневая класса А300; б — то же, А400 и А600; в — высокопрочная проволока

Железобетонные конструкции армируют рабочей, конструктив­ной и монтажной арматурой (рис. ниже).

Рабочую арматуру устанавливают по расчету на действующие усилия для воспринятая растягивающих напряжений и усиления сжатых зон конструкции. В зависимости от воспринимаемых уси­лий ее подразделяют на продольную 3 и поперечную, включающую хомуты 4 (поперечные стержни) и отогнутые стержни 5 (рис. ниже). Конструктивную и монтажную арматуру устанавливают по конст­руктивным и технологическим соображениям. Конструктивная — воспринимает не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, изменения температуры, равномерно распределяет усилия между отдельными стержнями и т. д. Монтажная — обеспечивает проект­ное положение рабочей арматуры, объединяет ее в каркасы и т. п.

Арматура железобетонных элементов

1 — плоские каркасы; 2 — пространственный каркас; 3 — продольная арматура; 4 — хомуты; 5 — отогнутые стержни; 6 — монтажная арматура; 7 — монтажные петли; 8 — закладные детали

В сборных конструкциях для подъема и транспортирования эле­мента устанавливают монтажные (строповочные) петли 7, трубки и др. Для сопряжения и стыкования сборных конструкций применя­ют стальные закладные детали 8. Всю арматуру объединяют в ар­матурные изделия — сварные или вязаные сетки и каркасы.

В местах пересечения стержни арматуры свариваются или свя­зываются проволокой диаметром 0,8-1 мм.

В качестве гибкой арматуры применяются стальные стержни, главным образом круглого сечения, которые, по сравнению с пря­моугольными, дают лучшее сцепление с бетоном и не имеют ост­рых ребер, врезающихся в бетон и способствующих образованию трещин. Кроме того, круглые стержни более удобны в работе. Чаще всего употребляются стержни диаметром от 6 до 40 мм, реже при­меняются стержни диаметром до 5 мм и от 40 до 100 мм.

Круглую сталь диаметром более 40 мм (или сталь прямоуголь­ного сечения площадью более 10 см 2 ) разрешается применять толь­ко в сварных каркасах.

При применении арматуры диаметром более 60 мм для гидро­технических сооружений необходима анкеровка по длине стержней.

В конструкциях из легкого железобетона диаметр круглой ар­матуры, применяемой без специальной анкеровки, не должен пре­вышать 20 мм.

Стержни диаметром более 10 мм для удобства транспортиро­вания изготовляются длиной 10-12 м; стержни меньших диамет­ров, так называемая катанка, доставляются в кругах (бухтах), по­этому их делают длиной 40 м и более.

Иногда применяется арматура квадратного, полосового и дру­гих видов сечений площадью до 10 см 2 . Для полосового сечения отношение большей стороны сечения к меньшей должно быть, как правило, не более 2. Круглые стержни бывают гладкие и периоди­ческого профиля, на поверхности которых имеются выступы, рас­положенные через определенные промежутки.

Благодаря выступам стержни обладают большей связью с бето­ном, чем гладкие стержни, что особенно важно при применении сталей повышенных марок, и, кроме того, дают возможность отказаться от крюков на концах.

Жесткая арматура в виде прокатных двутавров, швеллеров, угол­ков до отвердения бетона работает как металлическая конструкция на нагрузку от собственной массы, массы подвешиваемой к ней опа­лубки и свежеуложенной бетонной смеси.

Механические свойства арматурных сталей. Арматурные стали по механическим свойствам подразделяют на мягкие, сопро­тивление которых характеризуется физическим пределом текучес­ти σ_y и твердые, для которых основным показателем прочности является временное сопротивление разрыву σ_u (рис. ниже).

Мягкая сталь пластична и обладает значительным удлинением после разрыва (до 25%, кривая 2). За нормативное сопротивление таких сталей принимают браковочный минимум предела текучести, который меньше, чем предел прочности. Повышение прочности ар­матурной стали и уменьшение удлинения при разрыве достигается механическим или термическим упрочнением, а также введением в ее состав углерода и различных легирующих добавок. Сущность упрочнения горячекатаной арматурной стали вытяжкой заключается в следующем.

Механическое упрочнение для разных видов стали (вытяжка в холодном состоянии) основано на явлении наклепа — повышении предела пропорциональности в результате загружения стали до на­пряжений σ_k, превышающих σ_y и последующей разгрузки. При повторной вытяжке напряжение σ_k становится новым искусствен­но поднятым пределом текучести (кривая 1). Другим видом меха­нического упрочнения стали является волочение (многократная протяжка проволоки через несколько последовательно уменьшаю­щихся отверстий), после которого зависимость σ-ε становится ли­нейной почти до разрыва, а предел прочности значительно увели­чивается (кривая 3) и принимается за нормативное сопротивление.

Диаграммы σ_s-ε_s

Термическое упрочнение стали заключается в закалке (нагрев до 800 °С и быстрое охлаждение в масле) и частичном отпуске (на­грев до 300-400 °С и постепенное охлаждение). Термически упроч­ненная сталь переходит в пластическую область работы постепен­но (кривая 4).

Для таких сталей устанавливают условный предел текучести σ_0,2 — напряжение, при котором остаточные деформации состав­ляют 0,2%.

В зависимости от способов упрочнения стали в большей или меньшей степени приближаются по своим свойствам к твердым сталям, разрывающимся хрупко (при удлинениях 3—4%). К твердым относятся также стали, в состав которых введены углерод и легиру­ющие добавки (марганец, хром, кремний и др.).

Для работы железобетонных конструкций под нагрузкой, меха­низации арматурных работ большое значение имеют такие свой­ства арматурных сталей, как пластичность, свариваемость, устало­стное разрушение, ползучесть, релаксация и др. Так, снижение пла­стических свойств стали может явиться причиной хрупкого разрыва арматуры в конструкциях под нагрузкой, излома напрягаемой арма­туры в анкерах и т. п. Пластические свойства арматурных сталей характеризуются относительным удлинением образцов при испы­тании их на разрыв. Длина образцов должна быть равна пяти диа­метрам стержня. Нельзя сваривать арматурные стали, упрочненные термической обработкой, кроме специальных «свариваемых», или вытяжкой, так как при сварке утрачивается эффект упрочнения. Поэтому их применяют только в вязаных каркасах.

Классификация арматуры и её применение в конструкци­ях. При проектировании железобетонных зданий и сооружений в соответствии с требованиями, предъявляемыми к бетонным и же­лезобетонным конструкциям, должны быть установлены вид арма­туры, ее нормируемые и контролируемые показатели качества.

Для железобетонных конструкций следует применять следующие виды арматуры, установленные соответствующими стандартами:

• горячекатаную гладкую и периодического профиля диаметром 3-80 мм;
• термомеханически упрочненную периодического профиля ди­аметром 6-40 мм;
• механически упрочненную в холодном состоянии (холоднодеформированная) периодического профиля или гладкая, диамет­ром 3—12 мм;
• арматурные канаты диаметром 6-15 мм;
• неметаллическую композитную арматуру.

Кроме того, в большепролетных конструкциях могут быть при­менены стальные канаты (спиральные, двойной свивки, закрытые).

Для дисперсного армирования бетона следует применять фиб­ру или частые сетки.

Для сталежелезобетонных конструкций (конструкций, состоящих из стальных и железобетонных элементов) применяют листовую и профильную сталь по соответствующим нормам и стандартам.

Вид арматуры следует принимать в зависимости от назначения конструкции, конструктивного решения, характера нагрузок и воз­действий окружающей среды.

Основным нормируемым и контролируемым показателем каче­ства стальной арматуры является класс арматуры по прочности на растяжение, обозначаемый:

А — для горячекатаной и термомеханически упрочненной ар­матуры;

В — для холоднодеформированной арматуры;

К — для арматурных канатов.

Класс арматуры соответствует гарантированному значению пре­дела текучести (физического или условного) в МПа, устанавливае­мому в соответствии с требованиями стандартов и технических усло­вий, и принимается в пределах от А240 до А1500, от В500 до В2000 и от К1400 до К2500.

Классы арматуры следует назначать в соответствии с их парамет­рическими рядами, установленными нормативными документами.

Кроме требований по прочности на растяжение к арматуре предъявляют требования по дополнительным показателям, опреде­ляемым по соответствующим стандартам: свариваемость, вынос­ливость, пластичность, стойкость против коррозионного растрес­кивания, релаксационная стойкость, хладостойкость, стойкость при высоких температурах, относительное удлинение при разрыве и др.

К неметаллической арматуре (в том числе фибре) предъявляют также требования по щелочестойкости и адгезии к бетону.

Необходимые показатели принимают при проектировании же­лезобетонных конструкций в соответствии с требованиями расче­тов и изготовления, а также в соответствии с условиями эксплуа­тации конструкций с учетом различных воздействий окружающей среды.

Арматурные изделия. Для армирования железобетонных конст­рукций используют различные арматурные изделия. В целях индуст­риализации и механизации арматурных работ ненапрягаемую армату­ру преимущественно применяют в виде сварных сеток и каркасов.

Сварные сетки изготавливают из сталей классов В500, А240, А300, А400.

При конструировании сварных сеток и каркасов необходимо учитывать технологические возможности контактной точечной свар­ки (недопущение пережога тонких стержней, беспрепятственное размещение электродов и т. п.).

Требования к соотношению диаметров свариваемых стержней приведены в таблице ниже.

Соотношения между диаметрами стержней при контактной точечной сварке

Диаметры продоль­ных стержней, мм