Конструирование арматурных изделий

 

Плиты армируются сетками, состоящие из стержней, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Если рабочая арматура нужна только в одном направлении, то арматура второго направления играет роль распределительной и монтажной. Она необходима для распределения сосредоточенных нагрузок в направлении, перпендикулярном рабочей арматуре, для сдерживания температурных и усадочных деформаций бетона, а также для связи рабочих стержней и создания сетки, удобной для переноса и укладывания в конструкцию.

Плиты, опертые только по двум противоположным краям, имеют рабочую арматуру в одном направлении – вдоль пролета.

В балочных плитах рабочая арматура должна быть расположена ближе к растянутой грани плиты, чем монтажная при условии соблюдения минимально допустимой толщины защитного слоя. Размещать рабочую арматуру ближе к растянутой грани важно для увеличения плеча внутренней пары, что ведет к уменьшению усилия воспринимаемо арматурой, а следовательно к экономии стали. В свободно опертых плитах арматурные сетки размещают только у нижней растянутой грани. При свободном опирании расчетный пролет плиты принимают равным – пролету в свету плюс половина толщины плиты. Диаметр рабочей арматуры плит принимают 5 -12 мм., монтажной (распределительной) – 4-8 мм. Общую площадь сечения рабочей арматуры определяют расчетом, а монтажной арматуры – по конструктивным соображениям; она должна составлять не менее 10% расчетной площади сечения рабочей арматуры в сечении с наибольшим изгибающим моментом. Расстояние между стержнями в целях полного вовлечения в совместную работу арматуры и бетона, а также во избежание продавливания бетона в ячейках сетки принимают:

а) между осями рабочих стержней в средней части пролета и над опорами (вверху) – не более 200 мм. при толщине плиты h_п ≤ 150 мм. и не более 1,5h_п при h_п > 150 мм.; на всех остальных участках не боде 350 мм.;

б) между осями стержней распределительной арматуры – также не более 350 мм.

Для армирования плит целесообразны стандартные сварные сетки – рулонные и плоские, рабочая арматура которых изготовляется из обыкновенной арматурной проволоки диаметром 3-5 мм. или из горячекатаной стали периодического профиля класса А-III, диаметром 6-10 мм. В целях экономии стали арматурные сетки плит можно конструировать так, чтобы часть рабочих стержней не доходила до опоры, а обрывалась в пролете в соответствии с эпюрой изгибающих моментов. Площадь сечения стержней, доводимых до опоры, должна составлять не менее 1/3 площади сечения стержней в пролете, соответствующей наибольшему положительному изгибающему моменту.

Учитывая, что бетон растянутой зоны в стадии разрушения не участвует в восприятии усилий, площадь сечения бетона растянутой зоны может быть уменьшена до размеров, минимально необходимых лишь для размещения в ней растянутой арматуры. Уменьшение площади бетона приводит к снижению расхода материалов и собственного веса конструкции.

 

2.6 Расчет железобетонной колонны

 

Таблица 2.2 Сбор нагрузок на 1м² от кровли

№ п/п	Нагрузки	Подсчет	Нормативная нагрузка,кН/м2		Расчетная нагрузка,кН/м2
Постоянные нагрузки
1	Гравий, втопленный в битумную мастику
2	4 слоя рубероида на битумную мастику
3	Стяжка цементная
4	Утеплитель
5	Пароизоляция
6	Крупнопустотная плита покрытия
7	На покрытие
8	Снеговая нагрузка В том числе длительные
9	Временные нагрузки
10	В том числе кратковременные
11	На перекрытие длительные

 

Условно принимаем длину колонны равной высоте первого этажа при жесткой заделке колонны в стакане фундамента и шарнирной заделке в уровне пола второго этажа, т.е. . При таких условиях заделки расчетная длина колонны

 

.

 

Рисунок 2.2 Длина колонны

 

Условно принимаем колонну центрально нагруженной и изгибающий момент в ней отсутствует. Используя таблицу 2.2, подсчитываем суммарную нагрузку на колонну.

- постоянная от покрытия

- временная от покрытия

- в том числе длительная

- постоянная от перекрытия

- временная от перекрытия

- в том числе длительная

Длительная от покрытия будет постоянная + длительная = 239,4 кН;

Кратковременная от покрытия = 50,4 кН;

Длительная от перекрытия = 302,8 кН;

Кратковременная от перекрытия = 0,58 кН

Собственный вес колонны:

 

. (2.10)

 

Расчетная продольная сжимающая сила в колонне составит:

 

 (2.11)

.

 

В том числе длительная нагрузка:

 

 (2.12)

.

 

Подсчитаем соотношение:

 

;  (2.13)

 

По табл. 3.9.прил. 3 ,

Требуемую площадь арматуры определяем по формуле:

 (2.14)

 

где: , т.к.

- коэффициент, учитывающий продольный изгиб, определяется по формуле:

 

 (2.15)

 

- коэффициент условий работы бетона

Принимаем коэффициент армирования . Тогда

 

 

Подсчитываем требуемую площадь арматуры при

 

 (2.16)

 

Принимаем для армирования 4 32мм А-4.

Определяем фактическую несущую способность по формуле:

 

(2.17)

 

несущая способность сечения достаточна.

Поперечные стержни принимаем через , что меньше значения по условию . Поперечные стержни выполняются из стали класса Вр-1 и ставятся без расчета. Защитный слой бетона принимаем не менее 15мм. Консоли колонн армируются сварными каркасами из арматуры класса А-1 и усиливаются вертикальными и горизонтальными стальными пластинками из арматуры класса А-1.