Глава III. Изгибаемые элементы

§ Ш.1. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Наиболее распространенные изгибаемые элементы

железобетонных конструкций—плиты и балки. Плитами

называют плоские элементы, толщина которых fti

значительно меньше длины 1Х и ширины Ь\. Балками называют

линейные элементы, длина которых / значительно больше

поперечных размеров А и Ь. Из плит и балок образуют

многие железобетонные конструкции, чаще других —

плоские перекрытия и покрытия, сборные и монолитные

(рис. III.1), 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.

Однопролетная плита, опертая по двум

противоположным сторонам, показана на рис. III.2, а, монолитная

многопролетная плита, опертая на ряд параллельных

опор, на рис. Ш.2, б. Такие плиты деформируются

подобно балочным конструкциям при различного рода

нагрузках, если значение их не изменяется в направлении,

перпендикулярном пролету.

Армируют плиты сварными сетками (см. § 1.2).

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 (см. рис. III.2). Поэтому в пролетах плит

сетки размещают понизу, а в многопролетных плитах —

также и поверху, над промежуточными опорами.

9—943 129

Рис. 111.1. Схемы перекрытий из железобетонных элементов

а — сборное; 6 — монолитное; 1 — плиты; 2 — балки

Рис. III.2. Армирование плит н эпюры моментов при равномерно

распределенной нагрузке

а — однопролетная плнта; б — многопролетная плита; 1 — стержни

рабочей арматуры; 2 — стержни распределительной арматуры

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 конфигу-

130

а)

-2

'1

Рис. II 1.3. Формы поперечного сечения балок и схемы армирования

а—прямоугольная; 6 — тавровая; в — двутавровая; г —

трапециевидная; / — продольные стержни; 2 — поперечная арматура

фыЬ<250мм

Рис. II 1.4. Размещение арматуры в поперечном сечении балок

О(—защитный слой рабочей арматуры; ат — то же, поперечной

арматуры; d — больший диаметр рабочих стержней; а\ — расстояние в

свету между нижними (при бетонировании) продольными

стержнями; а, — то же, между верхними (прн бетонировании) стержнями;

а2 — расстояние в свету между рядами продольных стержней

рации 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 (рис.

Ш.З).

Высота балок А колеблется в широких пределах; она

составляет '/ю—'/го 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.

131

Ширину прямоугольных поперечных сечений Ь

принимают в пределах @,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. Требуемые

размеры этих зазоров и защитных слоев показаны на

рис. III.4. 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 Л,

в изгибаемых элементах должна определяться расчетом,

но составлять не менее ц=0,05 % площади сечения

элемента с размерами b и h0.

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 изгибаю-

132

щими 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 (см. § 1.2), 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.

f)

\?/ / *

«)

М

К-1

Рис. II 1.5. Схемы армирования балок

а — однопролетная балка со сварными каркасами; б — то же, с

вязаной арматурой; 1 — продольные рабочие стержни (стержни

второго ряда не доведены до опор); 2 — поперечные стержни каркасов;

3 — продольные монтажные стержни; 4 — поперечные соединительные

стержни; 5 — рабочие стержни с отгибами; 6 — хомуты вязаных

каркасов

Армирование однопролетных балок прямоугольного

сечения сварными каркасами показано на рис. III.5, а.

При армировании вязаными каркасами (рис. III.5, б)

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.

По расчетно-конструктивным условиям расстояние в

продольном направлении между поперечными

стержнями (или хомутами) в элементах без отгибов должно

133

быть: в балках высотой до 400 мм—ле более h/2, но не

более 150 мм; в балках высотой выше 400 мм — не более

/i/З, но не более 500 мм. Это требование относится к при-

опорным участкам балок длиной 'Д пролета элемента

при равномерно распределенной нагрузке, а при

сосредоточенных нагрузках, кроме того, и на протяжении от

опоры до ближайшего груза, но не менее lU пролета. В

остальной части элемента расстояние между поперечными

стержнями (хомутами) может быть больше, но не более

чем 3Д и не более 500 мм.

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 анке-

ровки 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 °.

131

При армировании балок вязаными каркасами для

экономии стали и улучшения конструкции каркаса

целесообразно устройство отгибов части продольных рабочих

стержней (см. рис. III.5,б). Закругления отгибов

выполняют по дуге с радиусом не менее 10d Отгибы

оканчиваются прямыми участками длиной не менее 0,81ап (см.