Пояснительная записка
Данное методическое пособие составлено для студентов 3 и 4 курсов очного, 4 и 6 курсов заочного отделений специальности 270103 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений».
Пособие содержит правила конструирования арматурных изделий и некоторых конструктивных элементов.
Конструирование является основой при расчете любого конструктивного элемента. В данном пособии показаны основы конструирования железобетонных изделий. Описаны возможные варианты конструирования арматурных изделий: каркасов и сеток, а также конструирование колонн из сборного железобетона. Раздел конструирования плит, перемычек и фундаментов показывает правила пользования серийными альбомами и возможными вариантами армирования этих элементов без использования серий.
1. Арматурные изделия
Арматурными изделиями называют каркасы и сетки. Каркасы и сетки представляют собой изделия, выполненные из стальной арматуры, соединение которой производят свариванием или вязанием.
Арматурные стержни соединяют контактной точечной сваркой, соединением встык, внахлестку или накладкой дополнительных стержней. Контактной точечной сваркой соединяют стержни для образования сеток и каркасов из арматуры классов А240 (A-I), А300 (A-II), А400 (A-III) и проволоки класса В500 (Вр-I). Контактная стыковая сварка применяется для соединения по длине заготовок арматурных стержней диаметром не менее 10мм. При монтаже конструкций соединения встык арматуры диаметром 20мм и более выполняют воной сваркой с применением инвентарных приспособлений.
Соединение стержней фланговыми швами внахлестку или впритык с приваркой дополнительных стержней применяют для арматуры диаметром не менее 10мм; длина шва должна быть не менее 4d при двусторонней сварке и 8d при односторонней сварке. Соединение втавр предусматривают при устройстве закладных металлических деталей; при этом арматурные стержни принимают диаметром d >8мм, а пластины толщиной t>7,5 d .
Сварные соединения термически упрочненных арматурных стержней, высокопрочной проволоки и арматурных канатов не допускаются.
Стыки сварных сеток выполняют, как правило, внахлестку.
Вязаные сетки и каркасы образуются перевязкой стержней в местах их пересечения мягкой вязальной проволокой (диаметром 0,8 – 1мм). Для снижения трудоемкости перевязывают обычно только часть стержней придающих арматурному изделию жесткость при работе. Вязание позволяет изготовлять сетки и каркасы из стержней любой формы – прямых, ломаных, криволинейных, при пересечении под различными углами и при любом расположении стержней в пространстве.
Каркасы бывают плоскими и пространственными, сетки – плоскими и рулонными.
Рулонные сетки стандартизированы по диаметрам и размерам ячеек, что позволяет организовать их производство на заводах метизной промышленности. В рулонных сетках стержни одного направления обычно являются рабочими, а стержни другого направления – монтажными. Стержни, сгибаемые при сворачивании сетки в рулон, принимают из арматурной проволоки диаметром 3-5мм и из горячекатаной стали класса А400 диаметром 6-10мм.
При проектировании железобетонных конструкций кроме сеток, предусмотренных сортаментом, широко применяют плоские индивидуальные сетки из стержней диаметром до 40мм.
При проектировании сетки основой для расчета является принцип работы конструктивного элемента, для которого создается сетка. В зависимости от работы элемента рабочие стержни в сетке можно расположить в обоих направлениях. Такое расположение возможно, если изгиб элемента предполагается в обоих направлениях, например, контурные плиты перекрытия.
Плоские каркасы состоят из продольных и поперечных стержней.
Продольные стержни могут быть расположены в один ряд и в два ряда, а по соотношению с другими стержнями возможно одностороннее и двустороннее расположение. На одном плоском каркасе можно расположить от одного до трех рабочих стержней. Рекомендуется применять каркасы с односторонним расположением продольных стержней, так как при этом улучшаются условия сварки. Возможно использование сдвоенных каркасов, или их называют пространственными. Они собираются из плоских каркасов соединенных поперечными стержнями по верху и по низу. В случаях, когда размеры сечения велики, плоские каркасы объединяют, отдельными стержнями по верху и по низу, получая пространственный каркас.
Для изделий шириной до 150мм рекомендуется располагать один плоский каркас; для изделий шириной от 150 до 300мм рекомендуется располагать два каркаса. Тогда минимальное количество рабочих стержней два, а максимальное четыре; при ширине изделия более 300мм рекомендуется располагать в изделии три каркаса, тогда минимальное количество рабочих стержней три, а максимальное - шесть. Предлагаем схемы возможного расположения стержней:
соеденит. стержни
хомут
As
до 150
150-300
рабочие стержни
Рабочая арматура в каркасе устанавливается в нижней растянутой части. Кроме рабочей арматуры в каркасе устанавливают монтажную продольную и поперечную арматуру, поперечную арматуру называют «хомутами». Такое же название носят соединительные стержни в пространственном каркасе, они и диаметр имеют такой же, как и у поперечных «хомутов».
Каркас это сочетание поперечных и продольных стержней. Поперечные стержни устанавливаются по всей длине каркаса с разным размером шага. Размер шага зависит от места размещения поперечных стержней. Они могут, располагаются на приопорных участках во избежание разрушения балки во время работы и в средней части балки, но уже с другим шагом, большим. В простой балке при высоте больше 300мм располагают именно такой, полный каркас. Когда высота балки меньше 300мм, и она имеет сложное строение (панель перекрытия), каркас выполняется не по всей длине балки, его называют укороченным, он имеет только приопорные участки и в каркасе отсутствует средняя часть.
Диаметр и количество рабочей арматуры устанавливают по расчету. Подбор производят по правилам конструирования. На количество и диаметр арматуры оказывают влияние геометрические параметры сечения, для которого производился расчет арматуры и конструирование каркаса.
Диаметр поперечного монтажного стержня – «хомута», назначается по правилам свариваемости стержней. Согласно этим правилам составлена таблица соотношения диаметров стыкуемых стержней или таблица свариваемости:
Рабочая арматура, D1, мм |
3-10 |
12-14 |
16-18 |
20-25 |
28 |
32-36 |
40 |
Наименьший допускаемый диаметр поперечной арматуры, d1, мм |
3 |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
Наименьшие расстояния между осями стержней одного направления, мм |
50 |
75 |
100 |
100 |
150 |
200 |
200 |
Наименьшее расстояние между осями продольных стержней каркасов при двухрядном расположении, мм |
30 |
40 |
40 |
50 |
60 |
80 |
80 |
* Расстояния от конца стержней до оси стержней другого направления рекомендуется принимать не менее диаметра большого стержня и не менее 10мм.
Применение в сварных каркасах поперечных стержней периодического профиля не рекомендуется.