Армирование колонн

Общие требования к арматуре

Для колонн может использоваться горячекатаные, термомеханически упрочненные и холоднодеформированные металлические прутья разного профиля. Диаметр в среднем варьируется от 12 до 40 мм. Если планируется задействовать холоднодеформированные стержни периодического профиля, то применяться может и небольшой диаметр на 3-12 мм. В показателях прочности на растяжение допускаются классы А и В, отвечающие гарантированным пределам по текучести с коэффициентом не меньше 0,95.

В особых случаях при армировании монолитных колонн могут предъявляться специальные требования в отношении пластичности, свариваемости, коррозийной стойкости и прочности на усталость. Как правило, это связано со спецификой применяемой бетонной смеси и цемента. Ключевое значение почти в каждом случае армирования имеет характер сцепки с бетоном. Недостаток адгезии может компенсироваться конструкцией профиля с пазами и гребнями. Те же горячекатаные и холоднодеформированные прутья могут иметь кольцевые и серповидные выступы разной величины. И напротив, многие марки бетонов с хрупкой структурой допускают использование только гладких стержней – например, класса А240. Теперь стоит перейти к более подробному рассмотрению параметров арматуры, используемой в укреплении колонн.

Монолитный фундамент под колонны

Монолитные основания, выливаемые одним монолитным сооружением, имеют грани ступеней под углом 90 градусов. Такие фундаменты в основном оборудуются непосредственно на строительной площадке сооружения. Для заливки на дне котлована на заранее оборудованном и подготовленном месте проводится разметка осей будущих колонн. Под каждое основание сооружается опалубка либо собирается съемная конструкция опалубки, использование которой значительно упрощает работу, поскольку не требуют дополнительных затрат на проверку правильности установки.

Для опалубки, согласно, технологических карт, проводится установка положения, как по вертикали, так и по горизонтали. Последним этапом проверки перед заливкой бетоном монолитного основания является проверка на соответствие правильности размещения по монтажным осям. После установки опалубки нижних ярусов, проводится проверка и установка подколонника (стакана).

При заливке основания под сложную форму железобетонной колонны используется усиление каркаса металлической сеткой или сварным арматурным каркасом. Для установки на легких грунтах, сложных почвах, там, где требуется повышенная прочность под фундаментом возможно устройство дополнительной площадки или устройство свайного фундамента, обеспечивающего большую прочность.

Соединение металлоконструкций сваркой

Большая часть монтажных соединений выполняется при помощи сварки, меньшая – болтами, еще реже используются заклепки. Это оказывает виляние на стоимость монтажа металлоконструкций – сварные соединения наиболее дешевые. Соединение заклепками наиболее трудоемкое, однако, в некоторых случаях необходимо использовать только его. Примером может быть здание кузнечнопрессового цеха, для создания несущей металлоконструкции которого нельзя применять болты или сварку – от постоянной вибрации, создаваемой кузнечным оборудованием, эти соединения неизбежно разрушатся.

Сварку используют, когда требуется жесткое соединение конструкций, с плотным прилеганием элементом и водо- и газонепроницаемым швом. Только таким способом соединяют листовые конструкции в кожухах доменных и термических печей, резервуарах, пылеуловителях и газгольдерах. Среди опорных конструкций сварное соединение используют для стыков колонн с подкрановыми балками и стропильными фермами. Элементы стальных конструкций можно сваривать с элементами железобетонных. В таких случаях профили привариваются к закладным деталям.

Для получения качественного шва свариваемые детали плотно прижимаются друг к другу. В основном для этого используются грубые монтажные болты. В некоторых случаях для создания соединения используются дополнительные металлические стыковочные накладки.

Колонны, высота которых превышает 18 м, для транспортировки разделяются на отправочные элементы, размеры которых зависят от средств, используемых для транспортировки. Для монтажа части колонн собираются в единое целое. Стыки колонн при возведении одноэтажных зданий промышленного назначения обычно выполняются в части над краном, выше подкрановых балок. Торцы основной и надкрановой частей колонн, обработанные фрезерованием, стыкуются и свариваются по контуру стыка. Чтобы повысить жесткость соединения, используют стыковые листовые накладки.

Для монтажа подкрановых балок их опирают на соответствующие плиты колонн и соединяют сначала болтами, а затем заваривают. Дополнительные крепление балки производится к надкрановой части колонны при помощи тормозных конструкций. Они также первоначально присоединяются болтами и привариваются протяженным швом. Соединение ферм с колоннами выполняется аналогично.

Когда выполняется монтаж зданий из металлоконструкций, то большую важность имеет качество выполняемых сварных швов. Они проверяются внешним осмотром, которым можно определить отклонения от геометрических размеров, порезы, непровар или крупные поры

Поверхность шва должна быть гладкая или в мелких чешуйках, а наплавленный материал – одинаковую плотность. Допустимые размеры отклонений и дефектов указаны в нормативных документах.

Пример расчета внецентренно сжатой железобетонной колонны

Если дом будет иметь меньшие размеры, например:

Рисунок 284.2. План 1 этажа с колонной не посредине дома

То суммарная нагрузка на колонну будет меньше, однако приложена такая нагрузка будет с эксцентриситетом. Для начала определим нагрузки, действующие на колонну:

Нагрузка от пустотных плит перекрытия 1 и 2 этажа составит 350х(6 + 3) = 3150 кг/м. Возможный эксцентриситет для плит первого этажа и для временной нагрузки на плиты первого этажа (350х6 — 350х3)13.333/3150 = 4.444 см, во всех остальных случаях влияние жесткости на передачу нагрузки можно не учитывать и потому значение эксцентриситета принимать равным 350(6-3)10/3150 = 3.333 см

Временная нагрузка на перекрытие 1 этажа составит 400х(6 + 3)/2 = 1800 кг/м, нагрузку от утепления перекрытия 2 этажа примем равной 200х(6 + 3)/2 = 900 кг/м.

Нагрузка от веса стены из полнотелого кирпича второго этажа толщиной 38 см плюс штукатурка с двух сторон общей толщиной 3 см, высотой 3 м останется неизменной и составит 1800х0.41х3 = 2214 кг/м. Эксцентриситет примем равным нулю.

Временная нагрузка от снега (для Москвы) составит 180х(6 + 3)/2 = 810 кг/м.

Нагрузка от собственного веса балки перекрытия сечением 30х40 см составит 2500х0.3х0.4 = 300 кг/м.

Нагрузка от собственного веса 2/3 колонны составит 2500х0.3х0.3х2.6х2/3 = 390 кг

Нагрузка от конструкции кровли составит приблизительно 50х(6 + 3)/2 = 225 кг/м.

Таким образом общая равномерно распределенная нагрузка на балку перекрытия составит

q = 3150 + 1800 + 900 + 2214 + 810 + 300 + 225 = 9399 кг/м

Приведенное значение эксцентриситета составит

ео = ((3150/2 + 1800)х4.444 + (3150/2 + 900)х3.3333 + 2214х0 + 810х3.3333 + 300х0 + 225х3.333)/9399 = 2.84 см

Округлим это значение с учетом возможного случайного эксцентриситета, вызываемого перечисленными выше в п.4 факторами до ео = 5 см.

Для надежности умножим полученное значение нагрузки на коэффициент запаса по надежности γ = 1.2, тогда расчетная нагрузка составит 9399х1.2 = 11278.8 кг/м, округлим это значение до целого для упрощения расчетов. Таким образом расчетная равномерно распределенная нагрузка составит 11300 кг/м, а нагрузка на колонну N = 56500 кг

Для начала проверим, выдержит ли такую нагрузку бетонная колонна, т.е. наша колонна без учета армирования. При ео/h = 5/30 = 0.167, при λ = 8.667 значение аn составит приблизительно 0.6, тогда

0.6х66.17х30х30 = 35731.8 < N = 56500 + 390 = 56900 кг

В данном случае для обеспечения устойчивости необходимо или увеличить класс бетона или проверить сечение с учетом имеющейся арматуры, причем формулу (284.1.2) использовать не желательно из-за слишком большого значения эксцентриситета. Тем не менее посмотрим, что получится при использовании формулы (284.1.2)

0.6(66.17(900 — 8.04) + 3600х4.52) = 0.6(59003.1 + 28944) = 52768.3 кг < N = 56900 кг

это означает, что принятого сечения арматуры для обеспечения прочности с учетом прогиба не хватает и нужно принять арматуру большего сечения.

Fs,tot = (N — anRbF)/anRsc = (56900 — 0.6×59003.1)/(0.6×3600) = 9.95 см2

По таблице для продольного армирования принимаем 4 стержня диаметром 18 мм с общей площадью 10.17 см2.

Впрочем, как я уже говорил, при больших эксцентриситетах железобетонных элементов пользоваться формулой (284.1.2) не желательно — слишком сильно влияет значение аn, определяемое, как для бетонных элементов, на конечный результат и если есть желание уменьшить сечение арматуры, то можно воспользоваться следующими методами расчета:

3.1.

При a’ ≤ 0.15ho необходимое количество арматуры можно определить с помощью формулы:

Fs = F’s = asRbbho/Rs (284.3.1)

где значение as определяется по графику 2 в зависимости от

an = N/(Rbbho) (284.3.2)

am = M/(Rbbh2o) (284.3.3)

График 2. Определение значения as в зависимости от значений аn и аm (согласно СП 52-101-2003)

так как в данном случае

an = 56900/(66.17х30х26) = 1.102

am = 56900×5/(66.17х30х262) = 0.212

то по графику 2 значение as ≈ 0.2, тогда требуемое сечение арматуры

Fs = 0.2х66.17х30х26/3600 = 0.2×14.337 = 2.86 см2. При предварительном расчете мы приняли симметричное армирование для условно сжатой и условно растянутой зон двумя стержнями d = 18 мм, площадь сечения двух стержней составляет 5.085 см2.

Теперь, согласно уточненному расчету мы можем принять арматуру меньшего сечения, например 2 стержня диаметром 14 мм с площадью сечения 3.08 см2.

Однако в нашем случае a’ = 4 см, а это больше 0.15ho = 0.15×26 = 3.9 см, поэтому проверим требуемое сечение арматуры по полному протоколу.

Требования к арматуре

К поверхности элементов усиления предъявляется комплекс специальных требований.

При армировании ребра плоскими сварными каркасами стержни сваривают между

Обезжирьте прутки.
Очистите стержни от грязи, краски и неметаллических покрытий.
Освободите поверхность от отслаивающегося налета ржавчины, используя металлическую щетку.

Бытует мнение о целесообразности увлажнения арматурных стержней водой за неделю до укладки и бетонирования. В результате она покроется ржавчиной, и к ней сильней будет прилипать раствор бетона. Специалисты подтверждают, что присутствующая на поверхности прутков ржавчина, не имеющая отслоений, увеличивает коэффициент сцепления арматуры с раствором. Прутки с ржавой поверхностью эффективнее склеиваются бетонным составом, но, при этом, ржавых отслоений не допускается.

Ограничения защитного армирующего слоя

Максимальный слой продольного армирования составляет 50 мм. В эту толщину входит и основа стержня, и его конструкционные элементы с покрытием. Возможность применения прутьев с диаметром в 40 мм при сохранении технологических 10 мм обуславливается тем, что сам армирующий слой может требовать дополнительного усиления. В частности, армирование колонн с сечением 600х800 мм предусматривает включение сварной сетки, хомутов и стяжек. Крупноформатные стержни дополнительно скрепляются между собой усиливающими связками. Причем дополнительные элементы укрепления самой арматуры не следует путать с накладками при сварке, которые выполняют ответственную конструкционную задачу соединения двух или нескольких стержней.

Главное ограничение касается толщины защитного слоя, что обусловлено пропорциональным повышением рисков растрескивания колонны в местах прохождения стержней. Напряжение, испытываемое бетонной структурой с инородными включениями, будет чрезмерно высоким и при динамических нагрузках приведет к разрушению. Данный фактор отчасти компенсируется вышеупомянутыми сетками и хомутами, но лучше всего изначально соблюсти нормы формирования армирующего слоя.

Руководство по конструированиию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного натяжения) – часть 5 — Консоли колонн

Содержание материала

Руководство по конструированиию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного натяжения) – часть 5
Размеры поперечных сечений сборных и монолитных колонн
Длины продольных стержней арматуры колонны
Конструкция поперечной арматуры
Диаметры стержней поперечной арматуры
Схема армирования колонны поперечной арматурой в виде спирали
Конструирование сопряжения промежуточной распорки с ветвью двухветвевой колонны
Конструирование сопряжения верхней распорки с ветвью крановой двухветвевой колонны среднего ряда
Консоли колонн
Схема армирования коротких консолей
Анкеровка продольной рабочей арматуры коротких консолей
Особенности конструирования колон сборных железобетонных каркасов
Деталь сопряжения сборной колонны с бетоном замоноличивания стакана фундамента
Балки
Характеристики балок
Расположение продольной арматуры в поперечном сечении балки
Схемы армирования сечений балок
Армирование второстепенных монолитных балок сварными сетками
Стержни нижней вязаной арматуры монолитных балок
рмирование опор монолитных главных балок сварными сетками
Размещение конструктивных продольных стержней у боковых граней в поперечном сечении балки
Соединения продольных и поперечных стержней в сварных сетках балок
Конструирование отогнутых стержней
Монолитные рамы
Армирование крайних верхних узлов монолитных рам
Армирование сопряжения промежуточного ригеля со стойкой
Плиты
Толщина монолитных плит
Площадь сечения рабочей арматуры плит
Балочные монолитные плиты
Непрерывное армирование монолитных неразрезных плит сварными рулонными сетками
Схема армирования пролета плиты, опертой по контуру, цельными сварными сетками
Схема армирования плиты, опертой по контуру, сварными рулонными сетками
Непрерывное армирование монолитных плит отдельными стержнями
Раздельное армирование крайних опор монолитных плит отдельными стержнями в нерабочем направлении
Отверстия в плитах
Перекрытия
Сопряжения сборных элементов с дополнительно уложенным бетоном
Сопряжение балок и плит
Схема армирования безбалочных перекрытий
Отдельные указания по конструированию элементов подвальных помещений
Подпорные стены
Схема армирования монолитной гладкой подпорной стены
Монолитные подпорные стены с ребрами
Тоннели
Самонесущий пространственный каркас (армоблок)
Особенности конструирования железобетонных конструкций
Поперечное армирование узлов железобетонных рам
Все страницы

Страница 9 из 48

Консоли колонн

3.78. Консоли в колоннах устраивают с целью создания необходимой площадки для опирания различных примыкающих к колонне на разных уровнях конструкций (ферм, подкрановых балок, ригелей, прогонов и пр.).

Консоли могут быть односторонние и двусторонние. Последние следует устраивать в одной плоскости, особенно в сборных колоннах. В случае если консоли на колонне необходимо расположить в перпендикулярных плоскостях или если консоль нужна для опирания элементов, передающих небольшую местную нагрузку (от рабочих площадок, лестниц и т.п.), то такие консоли рекомендуется конструировать в виде стальных столиков, предусматривая в колонне соответствующие закладные детали для их крепления.

При вылете 100 — 150 мм консоль может не иметь вута и конструироваться прямоугольной (рис. 77, а). При вылете более 150 мм консоль должна иметь вут с углом наклона a, принимаемым, как привило, величиной 45° (рис. 77, б).

Ширина консоли должна быть равной ширине колонны. Исключение могут составлять консоли, устраиваемые в широких подколонниках для опирания фундаментных балок. Высота консоли и ее арматура назначаются по расчету. Консоли армируются поперечной и продольной арматурой.

Рис. 77. Короткие консоли колонны

а — прямоугольная консоль; б — консоль с вутом

3.79. Поперечная арматура коротких консолей при сварных и вязаных каркасах колонн конструируется следующим образом (рис. 78):

при h £ 2,5а — в виде наклонных хомутов по всей высоте консоли (рис. 78, а);

при h > 2,5а — в виде отогнутых стержней и горизонтальных хомутов по всей высоте консоли (рис. 78, б);

при h > 3,5а и Q £ R_pbh — в виде горизонтальных хомутов без отогнутых стержней, которые в этом случае допускается не предусматривать; здесь h принимается в опорном сечении консолей.

Во всех случаях шаг хомутов должен быть не более h/4 и не более 150 мм; диаметр отогнутых стержней должен быть не более 1/₁₅ длины отгиба l_отг и не более 25 мм. При этом суммарная площадь сечения наклонных хомутов (см. рис. 78, а) и отогнутых стержней (см. рис. 78, б), пересекающих верхнюю половину линии длиной l, соединяющей точки приложения силы Q и сопряжения нижней грани консоли с гранью колонны, должна быть не менее 0,002bh.

Технология армирования колонн

Способы армирования различаются по техникам вязки, подходам к устройству опалубки и конфигурациям размещения стержней. Что касается вязки, то ее можно выполнять с помощью проволоки или сварным способом. В первом случае рекомендуется использовать вязальный строительный пистолет для арматуры, а во втором – инверторный сварочный аппарат для точного соединения. На этом этапе формируется каркас. Конфигурация армирования под колонны может быть разной в зависимости от характеристик конструкции. Оптимально использовать комбинированный вариант с применением продольного и поперечного армирования, при котором будет реализована и смежная вязка двух каркасов. Опалубочная конструкция устраивается с помощью формовочных заготовок, в которые погружают подготовленный металлический скелет и в дальнейшем заливают его бетоном. Различия в методах создания опалубки сводятся к типу используемого материала – древесины, пенополистирола или комбинированных волокнистых материалов. В этом выборе главное условие заключается в возможностях сочетания арматуры и опалубки по массе и техническим нагрузкам в целом.

Армирование конструкций

Отвердевший бетон выдерживает высокие нагрузки на сжатие — до 1000 кг/см 2 , но неустойчив на излом, разрыв и растяжение. При этом его производство — относительно недорогое.

Арматурный стержень воспринимает значительные нагрузки на растяжение, но неустойчив к сжатию и изгибу. К тому же стоимость производства высока, учитывая, что в неё входят расходы на добычу металла .

Поскольку любая несущая конструкция подвергается комбинированным нагрузкам, необходим материал, удовлетворяющий нескольким требованиям. Комбинация арматурных стержней и бетона даёт комбинацию их свойств. В результате получается железобетон, устойчивый к сжатию, изгибу и излому.

Поскольку все ж/б изделия условно подразделяются на заводские и местного производства, арматура работает в них по-разному. Большинство заводских изделий производится с использованием предварительно напряжённой арматуры. Перед укладкой бетона в форму стержни предварительно растягивают (напрягают) специальным устройством. После отвердения напряжение в стержнях остаётся — арматура как бы «поджимает» весь элемент вдоль них, что значительно улучшает механические свойства детали. Например, балка или плита с предварительно напряжённой арматурой выдерживает большие нагрузки (+ 40-60%) на изгиб, чем обычные.

В высотных зданиях арматурный каркас служит основой всей конструкции. Стержни переходят из одного элемента в другой, что делает их взаимосвязанными между собой и придаёт требуемую жёсткость каркасу здания. Этот эффект даёт возможность возводить небоскрёбы на относительно малой площади.

Пример расчета армирования фундамента

Попробуем рассчитать, сколько потребуется материалов для обустройства армирования конкретного ленточного фундамента с чертежами. Допустим, мы строим из строительных блоков (шириной 0,4 м) небольшой загородный дом с габаритными (внешними) размерами 5×8 м. Характер почвы на нашем участке позволяет сделать высоту полосы 0,9 м, ее ширину 0,4 м, что соответствует ширине строительного материала стен. В арматурном каркасе для ленточного фундамента будем использовать продольные рабочие прутья диаметром 12 мм и □-образные поперечные хомуты, изготовленные из прутков диаметром 8 мм.

Армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента:

На фото видно, что расстояние между рабочими продольными прутьями (0,4 м) и шаг □-образных поперечных хомутов (0,5 м) выбраны в соответствии с требованиями нормативных документов.

Проверяем относительное содержание продольных рабочих прутков в нашей железобетонной конструкции. Для этого воспользуемся следующими терминами и обозначениями:

h – высота фундамента (900 мм);
w – ширина фундамента (400 мм);
Sₒ – площадь поперечного сечения фундамента;
Sₐ – суммарная площадь поперечных сечений продольных прутьев (6 штук);
r – радиус продольного прутка (6 мм), который равен d/2, где d – диаметр прутка (в нашем случае d=12 мм);
D – относительное содержание рабочих прутков в «теле» фундамента.

Sₒ = h∙w = 900∙400 = 360000 мм²

Sₐ = 6∙π∙r² = 6∙3,14∙6² = 678,24 мм²

D = (Sₐ∙100)/ Sₒ = (678,24∙100)/360000 = 0,1884 ≈ 0,19 % (что в 1,9 раза превышает минимально допустимое значение, то есть схема армирования ленточного фундамента выбрана нами правильно).

Расчет количества продольных прутьев

Для того чтобы определить сколько стандартных продольных прутьев (6 м) нам необходимо, воспользуемся следующими величинами:

L – длина фундамента (8000 мм);
W – ширина фундамента (5000 мм);
P – периметр;
N – количество продольных элементов (в нашем случае 6 штук);
X – общая протяженность продольных прутьев.

P = (L+ W)∙2 = (8000 + 5000)∙2 = 26000 мм = 26 м

X = P∙N = 26∙6 = 156 м

К полученной величине необходимо добавить 20 % (материал для изготовления Г-образных или П-образных элементов для правильного армирования углов и обеспечения достаточного нахлеста при стыковке элементов).

Xдоп = X∙0,2 = 156∙0,2 = 31,2 м

Окончательная общая длина продольного арматурного прутка:

Xок = X + Xдоп = 156 + 31,2 = 187,2 м

Стандартная длина арматурного прутка составляет 6 м. Осталось посчитать, сколько таких прутков необходимо: Xок/6 = 187,2/6 = 31,2 ≈ 32 штуки.

Изготовление поперечных элементов и расчет количества материала

Укладка арматуры в ленточный фундамент невозможна без установки поперечных (вертикальных) элементов. Обычно, для этих целей используют □-образные хомуты. Варианты хомутов:

Как видно из представленного фото все три варианта отличаются технологией изготовления, но расход прутка во всех случаях приблизительно одинаковый. Длина прутка (Ø=8 мм), необходимого для изготовления одного хомута: (800+300)∙2+250 = 2450 мм.

Отмеряем приблизительно 120 мм и с помощью приспособления для гибки выгибаем эту часть будущего хомута в виде крючка.
На расстоянии 800 мм от крюка загибаем пруток под углом 90˚.
Отмеряем 300 мм и делаем еще один загиб на 90˚.
От этого угла откладываем 800 мм и гнем прут на 90˚.
От полученного угла отмеряем 300 мм и загибаем второй крючок.

Отмеряем от конца заготовки 250 мм и с помощью приспособления выгибаем эту часть на 90˚.
Откладываем от полученного 800 мм и загибаем пруток под углом 90˚.
Отмеряем 300 мм и делаем еще один загиб на 90˚.
От этого угла откладываем 800 мм и гнем прут на 90˚.

Внимание! Место нахлеста прутков скрепляем точечной сваркой или 2÷3 скрутками из проволоки

Отрезаем от прутка две заготовки длиной по 860 мм каждая и две по 360 мм.
Складываем из них прямоугольник (выступ с каждой стороны составляет 30 мм).
Скрепляем углы хомута сваркой или проволочной скруткой.

Теперь рассчитаем, сколько хомутов необходимо для армирования нашего фундамента:

Q = P/T (P – периметр ленты фундамента, T – шаг расположения поперечных хомутов)

Q = 26/0,5 = 52 штуки

Плюс нам потребуются дополнительные хомуты для усиления каркаса в углах (по 2 штуки с каждой стороны всех четырех углов, то есть дополнительно 16 хомутов). На ленточный фундамент необходимо изготовить 68 □-образных поперечных хомутов.

Длина заготовки для одного элемента составляет 2450 мм, то есть из одного стандартного прутка мы сможем изготовить только 2 хомута. Требуемое число прутков (Ø=8 мм) – 34 штуки.

Армирование колонн.

Для колонн и стоек, работающих на центральное сжатие, принимается как правило квадратное сечение, иногда прямоугольное, круглое или кольцевое. Если эксцентриситет большой (как правило при внецентренном сжатии) поперечное сечение колонн принимается прямоугольным. При этом большие стороны прямоугольника располагаются параллельно оси, относительно которой имеется эксцентриситет. Также сечения могут быть тавровыми или двутавровыми. В целях стандартизации прямоугольные и квадратные сечения колонн принимаются кратными 50 мм. Для монолитных колонн рекомендуется поперечное сечение не менее 250 мм. Бетон для колонн используют не ниже класса В15 (С12/15), а для очень нагруженных не ниже В25 (C20/25). Колонны армируются продольными стержнями арматуры диаметром ≥ 12 мм из стали класса А400C или А500C и поперечными стержнями или хомутами из стали класса А240C Размеры поперечных сечений следует принимать такими, чтобы гибкость l0/r относительно любой из осей поперечного сечения не превышала 120. Толщину защитного слоя бетона следует принимать ≥ диаметра стержней продольной арматуры и не менее 20 мм. Если в качестве продольной арматуры используется полосовая, угловая или фасонная сталь (в колоннах с жестким каркасом), толщина защитного слоя принимается ≥50 мм; Расстояние в свету между вертикальными стержнями арматуры, расположенными при бетонировании вертикально, должно быть ≥ 50 мм. Расстояние между стержнями продольной арматуры, расположенными при бетонировании горизонтально или под наклоном принимается ≥ 25 м. для арматуры нижней части сечения и ≥ 30 мм для арматуры верхней части сечения. Кроме того, это расстояние во всех случаях принимается ≥ наибольшего диаметра арматуры; Поперечные стержни или хомуты устанавливаются без расчета, но с соблюдением следующих требований: — при ширине поперечного сечения колонны ≤ 400 мм и количестве продольных стержней ≤ 4 проектируются плоские сварные каркасы без дополнительных стержней или одиночные хомуты; — при ширине поперечного сечения > 400 мм или количестве продольных стержней > 4 устанавливаются дополнительные стержни на одной из сторон или ставятся двойные хомуты; — вместо двойных хомутов допускается ставить соединительные шпильки ; — перегибы хомутов предусматривают на расстояниях ≤ 400 мм по ширине поперечного сечения элемента. Конструкция вязаных хомутов колонн должна быть такова, чтобы продольные стержни (по крайней мере через один) располагались в местах перегиба хомутов, а эти перегибы — на расстоянии не более 400 мм по ширине сечения колонны. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех допускается охват всех продольных стержней одним хомутом. Расстояние между стержнями поперечной арматуры принимается ≤ 15 d для вязаных каркасов и ≤ 20 d для сварных каркасов, чтобы предотвратить боковое выпучивание продольных стержней арматуры. При этом во всех случаях это расстояние принимается ≤ 500 мм, где d — это наименьший из диаметров продольных сжатых стержней. В колоннах с коэффициентом армирования продольной арматурой > 3% поперечные стержни или хомуты ставятся на расстояниях ≤ 10d и ≤ 300 мм. Диаметр поперечной арматуры в сварных каркасах принимается: — 5-6 мм — при d = 14-20 мм продольных стержней; — 8 мм — при d = 22-25 мм; — 10 мм — при d = 28-32 мм; — 12 мм — при d = 36-40 мм; В вязаных каркасах диаметр хомутов принимается ≥ 5 мм и ≥ 0,25d, в данном случае d — наибольший диаметр стержней продольной арматуры. Как правило при изготовлении вязаных каркасов используются хомуты из проволоки класса А240С диаметром 6-8 мм. Если проектом предусматриваются закладные металлические детали, то они не должны выступать за плоскость граней элементов. Закладные детали должны привариваться к рабочей арматуре или быть надежно заанкеренными в бетон посредством специальных анкерных крюков или стержней.

Расчет армирования фундаментной плиты

Стандарт арматурного реза идет 6 и 11,7 метров. К примеру, можем произвести расчет арматуры для плиты фундамента размером 6*6 метров. Возьмем плиту толщиной 15 сантиметров для легкого дачного одноэтажного дома из пустотелого шлакоблока. Так как плита составляет 15 сантиметров, соответственно арматурная сетка будет в один ряд, состоящей из продольной и поперечной арматуры. Ни одна из сторон плиты не меньше 3 метров, соответственно толщина арматуры для плитного фундамента в данном случае будет диаметром 12 мм. Шаг арматуры будет составлять 20 см, потому что плита 15 сантиметров, возьмем с запасом, хотя можно было бы и увеличить шаг. Дом небольшой, поэтому несущих стен в доме будет всего 4, внутренние перегородки будут легкие и не требуют дополнительного усиления фундамента под ними.

Итак, считаем. Длина и ширина плиты равна 600 сантиметров. Чтобы рассчитать, сколько нужно прутов арматуры для продольного армирования, необходимо длину плиты 600 сантиметров разделить на шаг арматуры 20 сантиметров.

Получается, 30 прутов + 1 последний прут + 2 прутка для усиления под несущими стенами, там шаг будет 10 сантиметров, итого получается 33 прута.

Поперечное армирование фундаментной плиты рассчитывается аналогично продольному армированию, так как величины совпадают. Получается, для армирования данной плиты нам понадобится 66 прутов арматуры.

Необходимые расчеты перед началом укладки опоры

Проектирование фундаментов под колонны производит специалист. Перед тем как приступить к расчету, ему необходимо владеть определенной информацией:

Глубину, на которой находятся грунтовые воды. Нужно учитывать, что этот параметр колеблется в зависимости от сезона;
Расчет по нагрузкам ветра и снега. Этот показатель на различных ландшафтах разнится;
Температурный режим в регионе зимой

Важно знать, как глубоко промерзает земля. Это очень влияет на устойчивость будущего здания

Такие данные можно найти в специальных справочниках;
Особенности почвы, на которой будет выполняться постройка. Отдельные фундаменты под колонны имеют свои нюансы;
Нужно знать приблизительный вес здания, которое будет построено. Оно производит определенное давление на почву. При этом учитывается и то, что будет находиться внутри самого здания;
Массу самого основания, которое должно закладываться. При этом учитывается вес используемых материалов;
Если опалубка круглых колонн, то нужно учитывать особенности ее применения.

Похожие публикации:

Фундамент на болоте: выбор основания
Выбор фундамента под сарай и этапы работ
Выбор бетонного фундамента для дома и порядок действий
Выбор фундамента для бытовки, установка и особенности эксплуатации

Особенности устройства монолитных колонн

Перед производством работ подготавливают площадку, необходимые материалы, инструменты, конструкции. Площадка очищается от мусора, размечивается.

Затем переходят непосредственно к строительству:

собирают опалубку;
монтируют арматурный каркас;
заливают бетонную смесь;
осуществляют процедуры ухода за бетоном;
выдерживают время для набора прочности смеси;
распалубливают конструкции.

Монолитные железобетонные колонны рассчитывают на стадии проектирования. Сечение и форма колонны, диаметр арматуры, марка используемого бетона будут зависеть от количества планируемой нагрузки, включая собственный вес элемента.

При производстве работ рекомендуется строго следовать проекту.

Подготовка инструментов и материалов

Потребность в материалах и инструментах выясняется на стадии подготовки к работам. Из инструментов понадобятся:

металлический угольник, уровень для проверки вертикальности и горизонтали поверхностей;
стальной прут, поможет выпустить воздух;
шуруповёрт для крепления опалубки;
вибратор уплотняет смесь;
сборная опалубка из щитов, подпорок.

Бетонная смесь поставляется к месту стройки в готовом виде или смешивается непосредственно перед укладкой с помощью бетономешалки. Для приготовления берут одну часть цемента, добавляют две части песка, перемешивают с двумя частями щебня и двумя частями гравия. Замешивая сухую смесь с водой, добиваются пластичного бетона однородной консистенции.

Кроме бетонной смеси необходимы следующие материалы:

гвозди, саморезы для крепления опалубки;
арматурные стержни расчётного сечения и длины;
стальная проволока;

Установка опалубки

Опалубка устанавливается в проектное положение. Щиты выравниваются по вертикали и укрепляются с помощью подкосов, деревянных распорок. Подкосы якорятся с помощью опорных блоков в двух направлениях, чтобы исключить сдвиг.

При бетонировании высокой колонны процесс установки опалубки несколько отличается от обычного. Три стороны формы монтируются, а четвёртая грань закрывается по мере наполнения опалубки бетоном.

Армирование

Связывая между собой пруты, получают жёсткий объёмный каркас для укрепления бетона. Количество продольных стержней в каркасе 4-6 шт. Для квадратного сечения достаточно четырёх прутов по углам элемента, для прямоугольной формы длинную сторону дополнительно усиливают. Поперечное связывание арматуры применяют при устройстве колонн длиной до 2 метров.

Каркас, превышающий длину 2 м, обвязывается короткими стержнями поперёк, с шагом 20-50 см, принятым при расчёте соответственно планируемой нагрузке.

Капители укрепляют арматурной сеткой.

Толщину прута сетки принимают от 15 мм, размер ячейки 10 х 10 см.

Армирование подколонника происходит укладкой сетки в каждую ступеньку, размеры и количество сеток берется из проекта.

Бетонирование

После монтажа опалубки и арматурного каркаса приступают к бетонированию, которое производят послойно, слоями толщиной 0,3-0,5 м, не допуская схватывания предыдущего слоя. До верха опалубки не доливают 50-70 мм раствора.

Для усадки бетона в колоннах выше 5 метров устраивают технологические перерывы от 40 мин до 2 часов.

При механизированной подаче готовой бетонной смеси скорость подачи снижают для избежания расслоения. Из смеси выпускают воздух стальными прутами, бетон уплотняют ручными вибраторами. В местах, недоступных для вибратора, бетон уплотняют вручную, тщательным штыкованием.

По завершению работ производят сезонный уход за бетоном.

Демонтаж опалубки

Срок набора бетоном 100% рабочей прочности составляет 28 календарных дней. Показатель может варьироваться от окружающих условий – температуры, влажности, комплекса работ по уходу. Средний период выстаивания монолитных колонн перед распалубливанием составляет 7-10 дней в летний период. Этот срок позволяет сформироваться углам и боковым граням.

Снятие опалубки начинают с подкосов, постепенно снимая крепления, боковые щиты.

Нюансы армирования колонн