12.3 Конструктивні вимоги до армування елементів, що згинаються

Характерними згинальними елементами є плити (за ДБН: елементи, у котрих мінімальний розмір сторони не менш ніж у 5 разів перевищує загальну товщину) та балки (елементи, у котрих проліт не менш ніж у 3 рази перевищує загальну висоту перерізу). Плити і балки можуть бути елементами, що працюють самостійно, або входити у склад перекриттів (покриттів). Залізобетонні плити в монолітних конструкціях виготовляють товщиною 50 – 100 мм, збірних – 25 – 40 мм, армують переважно зварними плоскими або рулонними сітками. Арматурні сітки вкладають, розміщуючи їх робочі стрижні вздовж прольоту плити для сприйняття розтягуючих зусиль, які виникають при згині під навантаженням, згідно з епюрою моментів. В однопролітних плитах сітки розміщують тільки знизу, в багатопролітних − знизу в пролітних перерізах і зверху над проміжними опорами. При цьому відстань між робочими стрижнями як правило приймається в межах від 100 до 200 мм при товщині плити до 150 мм (максимально можливий крок стрижнів згідно норм не повинен перевищувати для основної арматури 3h ≤ 400 мм, для додаткової – 3h ≤ 450 мм).

При армуванні нерозрізних плит зварними рулонними сітками можна поблизу проміжних опор нижні сітки повністю відгинати у верхню зону. Для економії арматури частину стрижнів можна обривати, не доводячи до опори. Площа перерізу стрижнів, які доводять до опори, має становити не менше ніж 1/4 площі робочих стрижнів, яка розраховується за найбільшим згинальним моментом, а відстань між ними не повинна перевищувати 400 мм. У нормах рекомендується, щоб при використанні зварних сіток за грань опори заходив хоч би один поперечний стрижень, приварений до всіх робочих стрижнів, які доводять до опори. Робочі стрижні анкерують шляхом запускання за грань опори на відстань, як правило, не менше ніж: 10Ø (для прямих стрижнів); діаметр сердечника (для крюків і загинів при діаметрі стрижня, починаючи з 16 мм); подвійний діаметр сердечника (для всіх інших випадків).

а

б

Рисунок 53 – Конструкції покриття із залізобетонних елементів: а − збірних; б − монолітних; 1 − плита; 2 – балка

У монолітних конструкціях перерізи над опорами (навіть за припущення шарнірного обпирання) повинні розраховуватися на згинальний момент, який виникає від часткового защемлення та дорівнює як найменше 0,15 від максимального згинального моменту у прольоті. На проміжних опорах нерозрізних елементів загальна площа розтягнутої арматури у перерізі з поличкою повинна поширюватися на робочу ширину полички , частина арматури може зосереджуватися на ширині стінки. На даний час армування плит окремими стрижнями застосовують лише в певних випадках − для елементів складної конфігурації в плані або з великою кількістю отворів, де стандартні зварні сітки використовувати недоцільно.

Залізобетонні балки можуть бути прямокутними, таврового, двотаврового (рис. 54), трапецієподібного поперечного перерізу. Висота балок h складає 1/10 – 1/20 прольоту залежно від навантаження та типу конструкції. З метою уніфікації висоту балок призначають кратною 50 мм, якщо вона не перевищує 600 мм, і кратною 100 мм − при більшій висоті. Ширина прямокутних поперечних перерізів b приймається (0,25 – 0,5) h.

Рисунок 54 – Форми поперечного перерізу балок і схеми їх армування: 1 − поздовжні стрижні; 2 − поперечні стрижні

Поздовжню робочу арматуру в балках, як і плитах, для сприйняття зусиль розтягу розташовують у розтягнутих зонах відповідно до епюр згинальних моментів. Як правило, у якості поздовжніх стрижнів застосовують арматуру діаметром 12 – 32 мм. У балках шириною 150 мм і більше встановлюють не менше двох поздовжніх стрижнів. При ширині менше ніж 150 мм допускається встановлення одного арматурного каркаса. Відстань між окремими стрижнями повинна бути не менше ніж його максимальний діаметр, ( – 1 мм, – максимальний розмір заповнювача, – 5 мм) або 20 мм. При розміщенні стрижнів у різних горизонтальних рядах, вони повинні розташовуватися один над одним.

Площа поздовжньої розтягнутої арматури для балок повинна прийматися не менше ніж , але не менше ніж ( – середня ширина розтягнутої зони елемента). Площа поперечного перерізу розтягнутої та стиснутої арматури не повинна перевищувати .

У разі відсутності стиснутих робочих стрижнів установлюють монтажні поздовжні стрижні діаметром 10 – 12 мм. У балках висотою більше ніж 700 мм біля бічних граней ставлять додаткові поздовжні стрижні на відстані (за висотою) не більше ніж через 400 мм, сумарна її площа повинна бути не менше ніж 0,1 % площі поперечного перерізу балки. Ці стрижні разом із поперечною арматурою стримують розкриття тріщин на бокових гранях балки.

Збірні багатопролітні балки складаються з окремих однопролітних елементів, армованих зварними каркасами. Робочу арматуру в каркасах розташовують відповідно до епюри згинальних моментів у нерозрізаних балках. У стиках над проміжними опорами випуски верхніх робочих стрижнів зварюють на монтажі ванним зварюванням, а нижні стрижні приварюють електрозварюванням до опорних закладних деталей, які передбачені в збірних елементах. У монолітних багатопролітних балках таврового перерізу, що армуються в прольотах зварними каркасами, над проміжними опорами вкладають зварні сітки або каркаси. Їх робочі стрижні орієнтують вздовж прольоту, вони необхідні для сприйняття зусиль розтягу, що виникають у цих місцях від опорних згинальних моментів.

Рисунок 55 – Армування плит: а − однопролітної; б − багатопролітної; в − на опорі; стрижні 1 − робочої; 2 − розподільної арматури