Армирование лестницы
Если мы посмотрим на Руководство по проектированию железобетонных конструкций в разделе «Лестница», мы будем разочарованы. В остальной литературе - тоже. В книге Тихонова мало графического материала (раздел 7). Текстовые рекомендации по армированию монолитной лестницы найти сложно.
Но отсутствие целевых советов не означает, что мы не можем использовать наши любимые руководства и делать все. Разберем конкретно в этой статье, какие пункты методических указаний необходимо соблюдать при разработке чертежей монолитных железобетонных лестниц.
Сначала разберем обычную монолитную лестницу. Хотя он цельный, он состоит из платформ и парадов. Платформы представляют собой не что иное, как небольшие железобетонные плиты, поэтому за инструкциями по их армированию мы перейдем в раздел ПЛИТЫ. Что с парадом? Печка не печка.. как сказать? Посмотрим, какая часть марша на самом деле является работающей железобетонной конструкцией.
Рекомендуем вам взглянуть на картинку выше. Рабочая часть лестницы выделена синим цветом. Ступеньки (красные) - это просто лишняя нагрузка на марше. Ведь при таком разделении марш кажется проще спроектировать? Это обычная железобетонная плита ломаной формы, со ступенчатыми пятнами. Вот как к этому следует относиться, выбирая соответствующие требованиям дизайна.
Соединение марша и платформы безошибочно жесткое. Это означает, что арматурный стержень должен быть либо непрерывным, либо обернутым больше, чем на величину анкеровки (иногда два измерения, об этом позже) в месте опоры (условно, именно здесь происходит разрыв конструкции). Лестницу армируем сеткой – сварной или вязаной. Где установить арматуру, покажет расчет (об этом будет отдельная статья).
В случае с балочными лестницами многое не меняется. Просто добавьте армирование балок к армированию общей «плиты» (т.е площадок и маршей.
Учитывать конструктивные требования к армированию участков лестничных плит – парадных и площадочных.
Бетонное покрытие
При укладке арматуры в бетон учитывайте, что бетон, как и любой камень, очень хорошо противостоит сжатию. Прочность бетона на растяжение в пятнадцать раз превышает прочность на сжатие. Если поставить конец бетонной балки на 2 опоры и нагрузить ее, то она прогнется под нагрузкой. В нижней части балки материал испытывает растяжение, а в верхней части материал сжимается.
Технология армирования
По мере увеличения нагрузки сначала появляются трещины на ее нижней поверхности, а затем балка разрушается. Это происходит потому, что нижняя часть не может воспринимать растягивающее напряжение, а верхняя легко воспринимает сжимающее напряжение. Поэтому к нанесению армирующего защитного слоя относятся серьезно. В противном случае это может нанести ущерб вашему будущему строительству.
Во избежание обрушения балки в растянутую часть бетонной конструкции следует закладывать арматуру. При затвердевании бетон прочно прикрепляется к арматуре, и арматура подвергается большим растягивающим усилиям, чем сам бетон. Аксессуары делятся на раздаточные, рабочие и монтажные. Они производят аксессуары из разных видов и марок стали. В проекте определяется применение того или иного вида арматуры в железобетонных конструкциях.
При укладке арматуры в бетон соблюдайте расчетные размеры бетонного покрытия вокруг опор для защиты их от коррозии. Толщина бетонного покрытия зависит от типа конструкции и диаметра арматуры, а также условий, для которых требуется железобетон. Например, в плитах и стенах толщиной более ста миллиметров величина защитного слоя арматуры должна быть не менее пятнадцати миллиметров, в балках и колоннах от двадцати до тридцати миллиметров, а в фундаментах из бетона без подготовки нижняя арматура имеет бетонный защитный слой толщиной 70 мм.
Для усиления фундамента обычно применяют сетки, а для колонн – отдельные стержни, соединяемые между собой при помощи хомутов на месте или готовых рам. Под армирующую нижнюю сетку фундамента укладывают бетонную подкладку для обеспечения защитного слоя. Арматура балок собирается из деталей каркаса, сварных шпангоутов или отдельных стержней. Если масса каркаса велика, его подают в опалубку краном. Балочные каркасы из отдельных стержней привязываются к кронштейнам над опалубкой.
Защитный слой бетона для арматуры СНиП 52-01-2003 бетонное покрытие
7.3.1 Бетонное покрытие должно обеспечивать:
- • совместная работа стали и бетона;
- • анкеровка арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматуры;
- • сохранность аксессуаров от воздействия окружающей среды (в том числе при наличии агрессивных воздействий);
Огнестойкость и пожаробезопасность конструкции
7.3.2 Толщина бетонного покрытия должна быть в соответствии с требованиями 7.3.1 с учетом роли арматуры в конструкции (работе или сооружении), типа конструкции (колонны, плиты, балки, фундамент элементы, стены и т д.), диаметр и тип арматуры.
толщина железобетонного защитного слоя должна быть не менее диаметра стального стержня и не менее 10 мм.
Минимальное расстояние между стержнями
7.3.3 Расстояние между арматурными стержнями должно быть не менее, чем для обеспечения:
- • совместная работа стали и бетона;
- • возможность анкеровки и соединения арматурных стержней;
- • возможность высококачественных бетонных конструкций.
7.3.4 Минимальное расстояние между арматурными стержнями в зазоре должно определяться в зависимости от диаметра арматурного стержня, размера крупного бетонного заполнителя, положения арматурного стержня в элементе относительно направления заливки бетона и метод. Укладка и уплотнение бетона.
расстояние между стальными стержнями должно быть не менее диаметра стальных стержней и не менее 25 мм.
В стесненных условиях арматуру допускается располагать пучками (без зазоров между арматурными стержнями). При этом расстояние в свету между балками следует принимать не менее приведенного диаметра условных стержней, площадь которых равна площади поперечного сечения арматурных балок.
Продольная арматура
7.3.5 Относительное содержание расчетной продольной арматуры в железобетонном элементе (отношение площади поперечного сечения арматуры к расчетной площади поперечного сечения элемента) следует принимать не менее чем это значение.В это время элемент можно рассматривать и рассчитывать как железобетон.
Минимальное относительное содержание рабочей продольной арматуры в железобетонном элементе зависит от характера работы арматуры (сжатие, растяжение), характера работы элемента (изгиб, внецентренное сжатие, внецентренное растяжение) и упругости элементов внецентренного сжатия, но не менее 0,1%. Для крупных гидротехнических сооружений нижнее значение относительного содержания арматуры определяют по специальным нормативным документам.
7.3.6 Расстояние между стержнями продольных рабочих стальных стержней должно учитывать тип железобетонных элементов (колонны, балки, плиты, стены), ширину и высоту сечений элементов и не должно быть более обеспечить эффективное участие бетона в работе, а также равномерное распределение напряжений и деформаций элементов по ширине сечения, а также ограничение ширины раскрытия трещин между стержнями. При этом расстояние между стержнями продольных рабочих стержней не должно превышать удвоенной высоты сечения элемента и не должно превышать 400 мм, а в элементе линейного внецентренного сжатия в направлении плоскости изгиба - не более чем 500 мм. Для крупных гидротехнических сооружений максимальное значение расстояния между стержнями определяется по специальным нормативным документам.
Поперечная арматура
7.3.7 В железобетонных элементах, по расчетам, боковые усилия не могут восприниматься одним бетоном, шаги установки поперечной арматуры не должны превышать значения, обеспечивающего включение поперечной арматуры в пласт и развитие наклонные трещины. При этом шаг поперечной арматуры не должен превышать половины рабочей высоты сечения элемента и не должен превышать 300 мм.
7.3.8 В железобетонном элементе, содержащем продольную арматуру при расчетном сжатии, шаг установки поперечной арматуры должен быть не более значения, обеспечивающего фиксацию продольной сжатой арматуры без потери устойчивости. При этом шаг поперечной арматуры не должен превышать пятнадцатикратного диаметра сжатой продольной арматуры и не должен превышать 500 мм, а поперечная арматура должна быть рассчитана так, чтобы продольная арматура не выгибалась ни при каких обстоятельствах направление.
Анкеровка и арматурные соединения
7.3.9 В железобетонных конструкциях должны быть предусмотрены анкеровки арматуры, обеспечивающие восприятие расчетных усилий в арматуре рассматриваемого сечения. Длина анкеровки определяется следующими условиями: сила, действующая в арматуре, должна ощущаться сцеплением бетона с арматурой, действующей по длине анкеровки, а сопротивление анкеровки зависит от диаметра и поперечное сечение арматуры, предел прочности бетона, толщина бетона защитного слоя, тип анкерного устройства (изгиб стержней, сварка поперечных стержней), поперечная арматура в зоне анкеровки, характер напряжения арматуры (сжатие или растяжение) и напряженное состояние бетона по длине анкеровки.
7.3.10 Анкеровку поперечной арматуры следует выполнять загибом продольной арматуры или сваркой с продольной арматурой. При этом диаметр продольных стержней должен быть не менее половины диаметра поперечных стержней.
7.3.11 Длина соединения внахлестку (без сварки) должна быть такой, чтобы расчетное усилие передавалось от одного соединительного стержня к другому. Длина внахлест определяется базовой длиной анкера, кроме того, учитывается относительное количество стержней, соединенных в одном месте, поперечное армирование в области соединения внахлестку, расстояние между шатунами и расстояние между стыковыми соединениями.
Толщина защитного слоя бетона для арматуры
Если защитный слой бетона сделать слишком тонким, металл быстро начнет портиться, а вместе с ним разрушится и вся конструкция. Слишком толстый защитный слой может стоить дорого, поэтому важно знать, какая толщина вам нужна. Это может зависеть от:
-
• роль арматуры – продольная или поперечная, рабочая или строительная;
-
• нагрузки на арматуру - напряженная, ненапряженная;
-
• виды железобетонных конструкций - балки, плиты, опоры, фундаменты и др;
-
• высота или толщина сечения элемента;
-
• условия эксплуатации - в помещении, на улице, при контакте с землей, в условиях повышенной влажности и т.д.
Минимальный защитный слой бетона для промышленных зданий
-
• плиты и ребра, стены, стеновые панели - 20 мм;
-
• балки, фермы, колонны – 25 мм;
-
• фундамент, фундаментная балка – 30 мм;
-
• подземные сооружения - не менее 20 мм.
-
• для защиты торцов арматуры рекомендуется слой бетона толщиной 10 мм для изделий длиной до 9 м, 15 мм, 12 м и 12 м.
Для рам и хомутов с поперечинами я считал высоты сечения: менее 250мм - крышка 10мм, свыше 250мм - крышка 15мм.
Предыдущие стандарты толщины покрытия были предложены для конструкций в нормальных погодных условиях. Но есть и другие варианты:
-
• при наличии бетонной подготовки фундамента - не менее 40 мм;
-
• сплошной контакт бетона с грунтом – 76 мм;
-
• арматура d18-d40 – 52 мм, d10-d18 – 25 мм соприкасается с землей и подвергается воздействию неблагоприятных погодных явлений;
-
• наружная - от 30 мм;
-
• в помещениях с повышенной влажностью – от 25 мм.
-
• для проверки толщины бетонного покрытия используется магнитный метод, на основе которого создаются специальные калибры.
Расстояние между стержнями по СП 63.13330 (СНиП 52-01-2003
Требования к расстоянию между арматурными стержнями
В разделе 10.3 СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции» приведены требования к минимальным расстояниям между арматурными стержнями. Основные положения. Обновленная версия СНиП 52-01-2003. (СП 63.13330.2018 п. 10.3)
Зачем гарантировать минимальное расстояние между стержнями в железобетонных конструкциях:
-
• обеспечить совместную работу арматуры и бетона;
-
• качественное изготовление конструкций (укладка и уплотнение бетонных смесей)
Согласно п. 10.3.5 (СП 63.13330.2012, СП 63.13330.2018) минимальное расстояние между стержнями должно быть:
-
• для армирования днища не менее 25 мм;
-
• для верхней арматуры не менее 30 мм;
-
• для нижних стержней не менее 50 мм (кроме стержней в двух нижних рядах).
4. Вертикальное положение столба при заливке бетоном.
-
• не менее 50 мм;
5. В стесненных условиях стержни допускается располагать группами - связками (без зазоров между ними).
При этом оптическое расстояние между лучами также должно быть не менее приведенного диаметра стержня, эквивалентного площади поперечного сечения стального стержня, которая принимается равной по формуле:
d si - диаметр стержня в связке,
n – количество стержней в связке.
Требования к максимальному расстоянию между арматурными стержнями
В разделе 10.3 СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции» приведены требования к максимальному расстоянию между арматурами. Основные положения. Обновленная версия СНиП 52-01-2003.
Для продольной арматуры
Согласно пунктам 10.3.8 - 10.3.10 СП 63.13330.2012 (СП 63.13330.2018) максимальное расстояние между осями продольной арматуры составляет:
1. В железобетонных балках и плитах:
-
• не более 200 мм - высота поперечного сечения h≤150 мм;
-
• не более 400 мм или 1,5 ч. - высота поперечного сечения h > 150 мм;
2. В железобетонных колоннах:
-
• не более 400 мм - в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба;
-
• не более 500 мм - в сторону криволинейной плоскости.
3. В железобетонных стенах:
-
• между вертикальными стержнями не более 400 и не более 2т (t - толщина стенки;
-
• не более 400 – между турниками.
Важная заметка!
1. в балках и ребрах шириной более 150 мм количество продольных рабочих тяг поперечного сечения должно быть не менее двух.
2. в балках и ребрах с шириной элементов 150 мм и менее допускается один продольный стержень в поперечном сечении.
3. В балках к раскосам должны быть доведены стержни межпролетных и не менее двух стержней продольных рабочих стержней площадью поперечного сечения не менее 1/2 площади поперечного сечения.
4. в плитах стержни продольной рабочей арматуры должны подводиться к опорам через каждый 1 м ширины плиты площадью поперечного сечения не менее 1/3 ширины плиты в пролете на 1 м площади поперечного сечения стержня.
Для поперечной арматуры
Согласно п. 10.3.11-10.3.20-СП 63.13330.2012 (СП 63.13330.2018) максимальное расстояние между осями продольной арматуры составляет:
Поперечная арматура устанавливается по всем поверхностям железобетонного элемента вплотную к продольной арматуре.
Он устанавливается для восприятия усилия и ограничения развития трещин, удержания продольных стержней в расчетном положении и обеспечения их защиты от бокового выпячивания в любом направлении.
Диаметр поперечных арматур (хомутов) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов (стоек, стоек и т.п.) должен быть не менее 0,25 и не менее 6 мм наибольшего диаметра продольной арматуры.
диаметр поперечной арматуры в плетеном каркасе изгибаемых элементов (балки, стержни и т п.) должен быть не менее 6 мм.
В сварном каркасе диаметром поперечной арматуры должен быть диаметр, определяемый условиями сварки, не менее максимального диаметра продольной арматуры.
Максимальное расстояние поперечной арматуры:
-
• не более 0,5h0 и не более 300 мм - в железобетонных элементах по расчетам боковые усилия могут ощущаться только бетоном.
-
• не более 0,75 h0 и не более 500 мм - в балках и рамах высотой 150 мм и более, а в условно-ребристых плитах высотой 300 мм и более - в поперечном направлении элемента По расчету , сила может быть вызвана только конкретным Восприятием.
-
• по расчету воспринимается только бетоном.
-
• не более 15d и не более 500 мм - в линейных элементах, сжатых внецентренно, и в криволинейных элементах, где имеется сжимающая продольная арматура, необходимая по расчету для предотвращения выпучивания продольной арматуры (d - диаметр сжатой продольной арматуры).
Важная заметка!
-
• если площадь поперечного сечения сжатой продольной арматуры, установленной на одной грани узла, больше 1,5 %, шаг установки поперечной арматуры не должен превышать 10d и не должен превышать 300 мм.
-
• зажимы (поперечные стержни) в линейных элементах внецентренного сжатия должны быть рассчитаны так, чтобы продольные стержни (через хотя бы один) располагались на отводах и эти отводы - шириной по забою не более 400 мм. При ширине поверхности не более 400 мм и количестве продольных стержней на поверхности не более четырех допускается обхватывание всех продольных стержней зажимом.
-
• в несущем элементе поперечная арматура (пояс) должна образовывать замкнутый контур.
-
• поперечная арматура плиты перекрытия в зоне пробивки должна устанавливаться в направлении, перпендикулярном краю расчетного контура, а шаг шага должен быть не более 1/3h0 и не более 300 мм. Расстояние между ближайшими к контуру грузового пространства брусьями должно быть не менее 1/3h0 и не более 1/2h0. При этом ширина участка поперечной арматуры (от контура грузового помещения) должна быть не менее 1/3h0. Размер шага поперечной арматуры допускается увеличивать на 1/2h0. При этом следует учитывать наиболее неблагоприятное положение перфорированной пирамиды, а в расчете учитывать только арматурные стержни, проходящие через перфорированную пирамиду.
-
• расстояние между поперечной арматурой и параллельным направлением расчетной контурной линии не должно превышать 1/4 длины соответствующей стороны расчетной контурной линии.
-
• поперечная арматура для восприятия поперечных усилий и крутящих моментов должна иметь надежные крепления на концах сваркой или охватом продольной арматуры для обеспечения равнопрочности стыков и поперечной арматуры.
-
• на концах предварительно напряженных элементов должна быть установлена дополнительная поперечная или косвенная арматура
легенда:
h0 - рабочая высота секции, м, формула расчета
h0=га, где
h0 – высота сечения в м.
Минимальное армирование по СП 63.13330 (СНиП 52-01-2003)
В разделе 10.3.6 СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции» приведены требования к минимальному проценту армирования. Основные положения. Обновленная версия СНиП 52-01-2003. (СП 63.13330.2018 п.10.3.6)
Процент армирования на продольное растяжение (при необходимости на сжатие по расчету) арматуры в сечении железобетонного элемента определяют по следующей формуле:
мкс = 100 As/(b h0)%
b - ширина сечения, м;
Как площадь сечения арматуры в м2;
h0 - рабочая высота секции, м, формула расчета
h0=га, где
h0 – высота сечения, м;
а - расстояние от равнодействующей силы в арматуре до ближайшего края сечения (ряда арматуры от центра тяжести стержня до края сечения), м.
мкс следует принимать не менее:
0,1 % - в элементах изгиба, внецентренного растяжения и внецентренного сжатия, податливости l0/i ≤ 17 (для прямоугольных сечений l0/h ≤ 5);
0,25 % - в элементах внецентренного сжатия с гибкостью l0/i ≥ 87 (для прямоугольного сечения l0/h ≥ 25);
Для упругих значений промежуточных элементов значение определяется интерполяцией.
Примечания!
В элементах, у которых продольные стержни расположены на равном расстоянии друг от друга по профилю поперечного сечения, и в центральных растянутых элементах минимальная площадь поперечного сечения всего продольного стержня должна быть в два раза больше вышеуказанного значения и относится к полному сечению -площадь сечения бетона.