Армирование балки монолитной: расчеты, схемы, требования к поперечному усилению, нормы и правила

Рассказываю об армировании балки прямоугольного сечения Михаил Кондаков, блог Малоэтажная Страна

Строительство жилого частного дома по нестандартному проекту, а в таких ситуациях стандарт отсутствует всегда, приходится подтягивать ГОСТ и СниП под свои конкретные потребности. В данном случае речь идет о ЖБИ, которые нужно делать непосредственно на стройплощадке для фундамента, стен, перекрытий и перемычек разного типа. Поэтому хочу рассказать, как на бытовом уровне произвести армирование железобетонной балки того или иного сечения.

sprint.editor/00b/920_1000_1/dgoahczvjrtxhk91e6mmha9oaj5hjanh.webp»>»>sprint.editor/00b/920_1000_1/dgoahczvjrtxhk91e6mmha9oaj5hjanh.webp»> «>sprint.editor/00b/920_1000_1/dgoahczvjrtxhk91e6mmha9oaj5hjanh.jpg»> sprint.editor/00b/920_1000_1/dgoahczvjrtxhk91e6mmha9oaj5hjanh.webp» loading=»lazy» alt=»Армирование балки прямоугольного сечения» title=»Армирование балки прямоугольного сечения»> Источник banizhar. ru

Сечение ЖБ балок

Самостоятельное изготовление железобетонных балок должно соответствовать требованиям СНиП 2.03.01-84* по их сечению (соотношение высоты и ширины). В таблице, расположенной ниже, плюсами отмечены допустимые соотношения размерных параметров.

Соотношение параметров сечения ЖБ балок в мм
300	400	500	600	700	800	1000	1200
150	+	+	—	—	—	—	—	—
200	—	+	+	+	+	—	—	—
300	—	—	—	+	+	+	—	—
400	—	—	—	—	—	+	+	+

Особенности расчета

Грамотный расчет монолитной панели для перекрытия и ее армирования несет в себе много положительных качеств.

• Горизонтальная конструкция из монолитной панели будет иметь высокую предельную нагрузку.
• Верный расчет предоставит оптимизированный вариант подбора арматуры, высоты панели, марки и объема бетона. Все это в общей сложности дает возможность сэкономить время и денежные средства.
• Высокопрофессиональный расчет позволяет в роли опоры монолитной конструкции эксплуатировать не только стенки, но равным образом и колонны, находящиеся внутри объекта.
• Калькуляция выдаст все требуемые объемы работ и их стоимостное выражение.
• Можно высчитать панель перекрытия, которая не соответствует стандарту конфигурации.
• Срок эксплуатации конструкции, сооруженной в полном соотношении с расчетами армирования, по существу безграничный.

Соотношение класса бетона с диаметром арматуры

Для продольного армирования железобетонных балок можно использовать гладкую арматуру или рифленую типа AII и AIII

Бетон		Максимальный диаметр продольной арматуры, мм
Класс, B	Марка, M
12,5	150	16
15-25	200-350	25
30 и выше	400 и выше	32

Примечание: в таблице указан максимально возможный диаметр арматуры. Для минимума допускается Ø 10-12 мм.

sprint.editor/4a6/920_1000_1/qrk0zgl17zoj1k3q6s0lzizp53ufzyoo.webp»>»>sprint.editor/4a6/920_1000_1/qrk0zgl17zoj1k3q6s0lzizp53ufzyoo.webp»> «>sprint.editor/4a6/920_1000_1/qrk0zgl17zoj1k3q6s0lzizp53ufzyoo.png»> sprint.editor/4a6/920_1000_1/qrk0zgl17zoj1k3q6s0lzizp53ufzyoo.webp» loading=»lazy» alt=»Вязаный каркас для армирования перемычек» title=»Вязаный каркас для армирования перемычек»> Источник youtube.com

Что нужно знать об армировании перекрытий

Для осуществления армирования бетона применяют арматурный стальной прут. Его толщина варьируется от 8 до 14 мм при толщине плиты до 150 мм. при покупке готовых плит перекрытий необходимо учитывать то обстоятельство, что они выпускаются на заводах сплошными, ребристыми и пустотелыми. Особой популярностью пользуется последний вариант. Это обусловлено тем, что благодаря пустотам внутри бетонного монолита, такие плиты обладают относительно небольшим весом, прекрасными показателями теплоизоляции, плохой звукопроницаемостью, а также неплохо выдерживают деформацию.

Производят плиты перекрытия из тяжелого марок бетона. Их стандартные размеры характеризуются тремя величинами: длина – 4, 5 или 6 м, толщина – 140, 180 либо 220 мм, допустимая нагрузка – 150, 190 или 230 кг/м2.

При этом стоит понимать, что покупные плиты при укладке всегда образуют стыки, которые могут быть и ступенчатыми, что отрицательно влияет на ровность поверхности, образуемой ими. Если же произвести армирование монолитной плиты перекрытия своими руками, то мы получим однородную и ровную поверхность без стыков.

Схема армирования монолитной бетонной плиты перекрытия

Армирование

Продольное и поперечное армирование ЖБ балки, толщина которой составляет от 400 мм и более, для вязанного армакаркаса рекомендуется использовать арматуру диаметром не менее 12 мм, но если меньше 400 мм, то можно использовать прут Ø 10 мм.

При вязке или сварке каркаса можно применять два и более параметров сечения арматуры, но самые толстые прутья должны быть снизу и сверху. Расстояние между кругляком в одном ряду в любом случае должно оказаться больше диаметра, но при этом не меньше 25 мм для нижнего и 30 мм для верхнего ряда арматурного каркаса.

Возникают ситуации, когда не хватает цельных кусков арматуры для сборки каркаса, но в то же время есть деловые обрезки меньшей длины. В таком случае примерно половину каркаса можно собрать из стыкованных прутьев (сваренных или связанных между собой). Только не используйте слишком короткие куски — желательно, чтобы окончательный размер составлялся не более чем из двух-трех заготовок. Стыкованную арматуру лучше не использовать в нижнем ряду, а только посредине и, как исключение, в верхнем слое. Весь каркас должен быть симметричным, то есть, расположение стержней в любом ряду должно соответствовать друг другу.

Количество стержней в одном ряду (maximum)
ширина↓	Ø →	12	14	16	18	20	22	25	28
150	Верх	3	3	3	2	2	2	2	2
150	Низ	3	3	3	3	3	2	2	2
200	Верх	4	4	4	4	4	3	3	3
200	Низ	5	4	4	4	4	3	3	3
300	Верх	—	—	6	6	5	5	5	4
300	Низ	—	—	7	6	6	5	5	5
400	Верх	—	—	—	—	7	7	6	6
400	Низ	—	—	—	—	8	8	7	6

Как армировать?

Нагрузка на безбалочные монолитные панели идет вертикально вниз и распространяется пропорционально по всей площади. Выходит, что верхняя сторона армирующего каркаса берет на себя сдавливающие нагрузки, а нижний – растягивающие. Прутки укладывают в опалубочную конструкцию и связывают друг с другом посредством мягкой вязальной проволоки. Для нижележащего остова практикуют толстые металлические стержни. Верхний слой составляют прутья с меньшим сечением.

По завершении вязки армирующих сеток следует верно разнести их по высоте.

При высоте конструкции монолитного перекрытия от 180 до 200 миллиметров длина перекрываемого пролета способна простираться до 6 метров. В подобных панелях дистанция между нижней и верхней армирующими сетками выдерживают интервал 100–125 мм. Для этого практикуют фиксаторы, которые делают из остатков арматуры диаметром 10 миллиметров. Длинные стержни выгибают в форме буквы «Л» и размещают с интервалом в один метр. В местах, где требуется упрочнение панели перекрытия, дистанцию уменьшают до 40 см. Как правило, это середина зоны сопряжения с опорами и области наибольшей нагрузки.

Под нижележащим армирующим каркасом панели должен сохраниться пласт бетона приблизительно в 25–30 миллиметров либо немного больше. Аналогичным слоем заливается верхняя армирующая сетка. Для выдерживания этого размера под места перекрещивания нижних прутков арматуры ставятся пластмассовые подставки с интервалом примерно один метр. Такие приспособления реализуются в магазинах стройматериалов. Их можно заместить брусками из древесины, приколоченными либо прикрученными к опалубке посредством саморезов. Если не зафиксировать их расположение подобным типом, то они способны всплыть при наполнении формы раствором бетона.

Каковы возможности армирования

Применение конструкций из армированного бетона позволяет не только утеплить здание, но и ускорить в значительной степени процесс его возведения. Относительно небольшая масса плит с арматурой уменьшает нагрузку на фундамент. Сама же конструкция получается достаточно прочной и может выдержать не только длительное и значительное напряжение, но и серьезное воздействие огня. При пожаре армированные бетонные плиты перекрытий удерживают здание в течение часа, в то время, как деревянные рушатся уже через 25 минут.

Использование монолитных плит перекрытия с арматурой дает возможность возводить здания и сооружения с любой степенью сложности. С их помощью достаточно легко можно поправлять геометрические особенности помещения, а также создавать нестандартные перекрытия, как по размерам, так и по форме. Так как опорами для таких плит являются не только стены здания, но еще и различные арки с колоннами, возможности планировки возрастают в разы.

Как самостоятельно произвести армирование бетонной плиты перекрытия

Стальная арматура класса А3 производится методом горячего проката. Она бывает от 8 до 14 мм в диаметре с гладкой или ребристой поверхностью. Она лучше всего подойдет для самостоятельного создания монолитного армированного перекрытия. Первую сетку монтируют в нижней части предполагаемой плиты, а вторую соответственно в верхней. Опалубка должна быть выставлена таким образом, чтобы обе сетки находились внутри монолита плиты. Расстояние от верхней сетки до поверхности должно быть не менее 2 см. В сетку арматуру нужно связывать вязальной проволокой, образуя ячейки со сторонами 200 или 150 мм. Сегодня существуют специальные машинки для вязки арматуры, но можно это делать и обычным ручным крючком.

Двухслойная укладка арматуры

Использование сварочного аппарата целесообразно только тогда, когда вы хорошо умеете с ним управляться, так как неумелые действия могут привести к истончению прутьев в местах сварки, что обязательно приведет к разрушению. По всей длине сетки разрывов быть не должно, поэтому при недостаточности длины прутьев, их следует наращивать внахлест не менее 50 см. При этом все стыки нужно размещать в шахматном порядке. По всем краям сетки связываются в П-образные фигуры. Изгибать пруты нужно только при острой необходимости без нагревания. Перекаливание металла нарушает его внутреннюю структуру, что может привести к перелому прута. В тех местах, где предполагаются дополнительные нагрузки, армируют в особом режиме с дополнительными прутьями. При армировании следует и учитывать те места, где будут проходить инженерные коммуникации. По возможности в них лучше сразу оставить отверстия, вставив отрезок трубы. Особо требует усиления вся площадь опоры на стены и колонны. В последнем случае усиления должны быть объемными.

Заливка бетонной смеси

После того, как вся сетка из арматуры будет связана, можно приступить к ее заливке. Для этого лучше всего использовать бетононасос. Если же объем работ не очень велик, то вполне можно справиться и без него. В таком случае вам понадобятся хотя бы два помощника, которые будут замешивать бетон в бетономешалке и поднимать его вам для заливки. В процессе заполнения опалубки бетонным раствором нужно периодически производить уплотнение смеси. Лучше всего для этого подойдет специальный строительный вибратор, но при неимении такового можно просто время от времени ритмично постукивать молотком по опалубке или открытым частям арматурной сетки.

В процессе затвердевания происходит значительная усадка бетона, что при ускоренном процессе высыхания может привести к возникновению микротрещин. В связи с этим на протяжении нескольких дней залитую плиту нужно поливать водой, тем более в жару. Однако нужно знать, что воду стоит разбрызгивать из шланга с дождевальной насадкой или лейкой, так как прямая струя может повредить поверхность еще не схватившегося бетона. Иногда для избежание появления трещин под самый нижний слой кладут специальную полимерную сетку, а всю остальную конструкцию сооружают уже поверх нее. В других случаях полимерную сетку применяют в качестве основного армирующего элемента. Это делают там, где невозможно соорудить арматуру из прутьев и даже проволоки.

Заливка бетона из бетононасоса

Полное застывание бетона произойдет не раньше, чем через 3 – 4 недели. До этого времени не стоит производить какие-либо работы на объекте и разбирать опалубку. По истечении этого срока опалубка демонтируется и получается бетонная плита перекрытия, которая является черновым потолком для помещений под ней. Таким способом можно создавать даже криволинейные перекрытия любой конфигурации.

При строительстве собственного дома или коттеджа вполне возможно создать самостоятельно бетонные плиты перекрытия с арматурой внутри. Эта конструкция намного надежнее и долговечнее деревянной, но сооружать ее стоит только на прочных бетонных или кирпичных стенах. Использование в качестве стенового материала легкобетонных блоков или древесины исключает такую возможность, так как такие стены могут не выдержать вес железобетонного перекрытия.

СП63. Расчет минимального и максимального армирования балок прямоугольного сечения

Продольное армирование

Согласно СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» п.8.3.6: «В железобетонных линейных конструкциях и плитах наибольшие расстояния между осями стержней продольной арматуры, обеспечивающие эффективное вовлечение в работу бетона, равномерное распределение напряжений и деформаций, а также ограничение ширины раскрытия трещин между стержнями арматуры, должны быть не более:

— в железобетонных балках и плитах:

200 мм — при высоте поперечного сечения, h ≤ 150 мм;

1,5h и 400 мм — при высоте поперечного сечения h > 150 мм;»

Понимать этот пункт следует так. Например рассчитывается однопролетная плита перекрытия высотой до 150 мм и по расчету для армирования 1 м ширины такой плиты требуется 3.43 см2 арматуры. Согласно таблицы 170.2 для армирования можно использовать 1 стержень диаметром 22 мм, 2 стержня диаметром 16 мм, 3 стержня диаметром 14 мм, 4 стержня диаметром 12 мм, 5 стержней диаметром 10 мм, 7 стержней диаметром 8 мм и т.д. Так вот, для армирования такой плиты следует принимать не менее 5 стержней диаметром 10 мм. Именно это и обеспечит более равномерное распределение напряжений и деформаций и более эффективное вовлечение в работу бетона. Потому как расчетная схема и реальная работа конструкции — две большие разницы и когда мы рассматриваем материал 1 м ширины железобетонной плиты, как обладающий одинаковыми свойствами по всей ширине, мы делаем очень большое допущение. А чем более равномерно по рассматриваемой ширине будет распределена арматура, тем ближе будет расчетная схема к реальной работе конструкции.

А в Пособии к СП 52-101. 2003 данный пункт дополнен следующей рекомендацией (п. 5.13):

«При армировании неразрезных плит сварными рулонными сетками допускается вблизи промежуточных опор все нижние стержни переводить в верхнюю зону.

Неразрезные плиты толщиной не более 80 мм допускается армировать одинарными плоскими сетками без отгибов.»

В данном случае речь идет о плитах перекрытия, которые могут рассматриваться как многопролетные балки (пример расчета такого перекрытия см. в статье «Расчет монолитного ребристого перекрытия»). Соответственно в таких плитах возникает момент не только в пролете, но и на промежуточных опорах. И если подобрать арматуру таким образом, что она будет воспринимать моменты, действующие на промежуточных опорах, то армирование можно выполнять одной сеткой для верхней и для нижней зоны сечения, выполняя переход из верхней зоны в нижнюю или наоборот в местах, где расчетный момент, действующий на поперечное сечение плиты, равен нулю. Выглядит это примерно так:

Рисунок 401. 1. Варианты армирования монолитной неразрезной плиты б) сварными рулонными сетками с переходом в верхнюю зону сечения на промежуточных опорах, в) сварными одинарными плоскими сетками г) отдельными стержнями (одиночной арматурой).

Ну а теперь пора переходить к не менее важному п. 8.3.7 (5.14 в Пособии): «В балках и ребрах шириной более 150 мм число продольных рабочих растянутых стержней в поперечном сечении должно быть не менее двух. При ширине элемента 150 мм и менее допускается устанавливать в поперечном сечении один продольный стержень.»

Данная рекомендация основана все на том же требовании обеспечить эффективное вовлечение в работу бетона, а также максимально возможное перераспределение напряжений и деформаций. Дело в том, что в балках и ребрах монолитного ребристого перекрытия шириной > 150 мм может поместиться 2 стержня арматуры с учетом требуемой толщины защитного слоя бетона и соблюдении минимального расстояния между стержнями при ожидаемом максимальном размере крупного наполнителя бетонной смеси и этим нужно пользоваться.

Согласно п. 8.3.8 (5.15): «В балках до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры с площадью сечения не менее 1/2 площади сечения стержней в пролете и не менее двух стержней.

В плитах до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры на 1 м ширины плиты с площадью сечения не менее 1/3 площади сечения стержней на 1 м ширины плиты в пролете и не менее двух стержней.»

Данный пункт повествует нам о крайних опорах многопролетных неразрезных плит и балок или просто об опорах однопролетных балок и плит. А также о том что даже если изгибающий момент в точках начала опоры однопролетных балок и плит, а также на крайних опорах многопролетных плит и балок равен нулю, то все равно для надлежащей анкеровки арматуру следует предусматривать до опоры и даже дальше. Насколько дальше, на то есть отдельный пункт (5.35). Тем не менее этот пункт не запрещает заводить за грань опоры всю расчетную арматуру, если это арматура периодического профиля.

А в СНиП 2.03.01-84 подобный пункт ((5.20)) дополнен следующей рекомендацией: «В плитах расстояния между стержнями, заводимыми за грань опоры, не должны превышать 400 мм, причем площадь сечения этих стержней на 1 м ширины плиты должна составлять не менее 1/3 площади сечения стержней в пролете, определенной расчетом по наибольшему изгибающему моменту.»

Из чего следует, что даже если расстояние между стержнями продольной арматуры будет принято согласно указанных выше рекомендаций, а именно не более 200 мм, то все равно за грань опоры придется заводить половину всех продольных стержней. И только если расстояние между стержнями продольной арматуры будет приниматься около 130 мм, то можно заводить за грань опоры третью часть стержней.

И тут возникает очень важный вопрос: а на сколько можно не доводить до грани опоры продольные стержни арматуры в однопролетных балках и плитах и на крайних опорах многопролетных балок и плит? К сожалению ни один из вышеперечисленных нормативных документов прямого ответа на этот вопрос не дает, а приводятся только формулы, да таблицы, в которых мы и попробуем сейчас разобраться.

Например, все для той же однопролетной плиты, рассматриваемой как балка на шарнирных опорах длиной l = 3 м, требуемое сечение составляет 3.43 см2. Однако арматура с таким сечением необходима только посредине плиты, где изгибающий момент максимальный. На опорах, согласно принятой расчетной схеме момент равен нулю и арматура вроде как вообще не требуется, однако с целью анкеровки часть арматуры все же заводится за грань опоры. И хотя нет прямой зависимости между значением изгибающего момента и требуемой площадью арматуры мы все же предположим такую зависимость, получив в итоге небольшой запас по прочности.

Итак, если планируется не доводить до опор половину продольных стержней, то эту половину следует доводить до точки, в которой согласно эпюре моментов значение изгибающего момента будет в 2 раза меньше, т.е. М = ql2/16 плюс расстояние, необходимое для анкеровки арматуры в растянутом бетоне.

Согласно уравнению моментов:

Мx = qlx/2 — qx2/2 = ql2/16

тогда

x = 0. 146l или примерно 438 мм (методы решения квадратных уравнений здесь не приводятся)

Для арматуры периодического профиля минимально допустимая длина анкеровки в растянутом бетоне составляет согласно Таблице 328.1 не менее 20d = 200 мм, не менее 250 мм, а также не менее (0.7·3600/117 + 11)10 = 325 мм (пояснения к формуле там же, где и таблица). Таким образом обрываемую арматуру можно не доводить до граней опор на 438 — 325 = 113 мм.

Как видим, экономия при обрывании арматуры в пролете не то чтобы сумасшедшая и потому при выполнении 1-2 плит лучше довести все продольные стержни до опор. Так оно надежней будет. Да и перераспределение усилий в плите при этом будет более равномерным.

Ну и еще одно требование, относящееся к балкам, достаточно редко встречающимся в малоэтажном строительстве, но тем не менее (п. 5.16): «В изгибаемых элементах при высоте сечения более 700 мм у боковых граней должны ставиться конструктивные продольные стержни с расстояниями между ними по высоте не более 400 мм и площадью сечения не менее 0,1% площади сечения бетона, имеющего размер, равный по высоте элемента расстоянию между этими стержнями, по ширине — половине ширины ребра элемента, но не более 200 мм. »

На первый взгляд такое требование выглядит нелогичным — зачем устанавливать арматуру приблизительно посредине высоты сечения, т.е. там, где растягивающие или сжимающие напряжения минимальны или их вовсе нет? Тем не менее нельзя забывать о том, что стержни поперечной арматуры могут работать на сжатие, а значит чем меньше их расчетная длина, тем больше устойчивость. Соответственно установка дополнительных продольных стержней, особенно при сварном каркасе, уменьшает расчетную длину стержней поперечного армирования как минимум вдвое.

Примечание: выражение в данном пункте «имеющего размер, равный по высоте элемента расстоянию между этими стержнями, по ширине — половине ширины ребра элемента, но не более 200 мм» для меня тайна великая есмь. Причем в СНиПе этот пункт формулируется практически также. Предполагаю, что это как-то связано с балками таврового сечения, но утверждать не буду.

Кстати, пора поговорить о поперечном армировании.

Требования к минимальному расстоянию между стержнями арматуры

Требования к минимальному расстоянию между стержнями арматуры приведены в разделе 10. 3 СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. (раздел 10.3 СП 63.13330.2018)
Для чего необходим обеспечить минимальное расстояние между стержнями в железобетонной конструкции:

• обеспечение совместной работы арматуры с бетоном;
• качественное изготовление конструкций (укладка и уплотнение бетонной смеси)

Согласно п. 10.3.5 (СП 63.13330.2012, СП 63.13330.2018), минимальное расстояние между стержнями арматуры должно составлять:

1. Не менее наибольшего диаметра стержня!

2. При горизонтальном или наклонном положении стержней в один или два ряда при бетонировании:

• для нижней арматуры не менее 25 мм;
• для верхней арматуры не менее 30 мм;

3. При горизонтальном или наклонном положении стержней более чем в два ряда при бетонировании:

• для нижней арматуры не менее 50 мм (кроме стержней двух нижних рядов).

4. При вертикальном положении стержней при бетонировании.

• не менее 50 мм;

5. При стесненных условиях допускается располагать стержни группами — пучками (без зазора между ними).

При этом расстояния в свету между пучками должны быть также не менее приведенного диаметра стержня, эквивалентного по площади сечения пучка арматуры, принимаемого равным по формуле:

d si -диаметр одного стержня в пучке,

n- число стержней в пучке.

Что это такое?

Фундаментные балки – это железобетонная конструкция, служащая основанием постройки. Они выполняют двойную функцию:

• являются несущим элементов в немонолитных внутренних и наружных стенах;
• отделяют материал стен от грунта, выполняя функцию гидроизоляционной защиты.

Потенциальный покупатель оценит морозостойкость и теплоустойчивость конструкций, так как они делают их прочным материалом, служащим долгие годы. Способность фундаментных балок выдерживать большое давление стен позволяет применять их при строительстве подвалов и фундаментов домов.

Что это

Монолитная фундаментная балка считается конструкцией из железобетона, является основанием объекта и выполняет две главных функции:

• является элементом с несущими способностями для немонолитных
• стен и внутренних перегородок;
• отделяет стройматериалы, из которых возведены стены, от грунтовой поверхности, исполняет роль гидроизоляционного слоя.

Застройщик сам может оценить показатели морозостойкости и теплопроводности, так как балки представляют собой прочный материал, способный эксплуатироваться длительный период.

Кроме того, балки выдерживают нагрузочные воздействия стен, поэтому нашли себе широкое применение в обустройстве подвальных помещений и фундаментных оснований.

Области применения

Фундаментная балка – это несущий элемент, выдерживающий большие нагрузки. Применение таких элементов помогает защищать стеновые материалы с пористой структурой от контактирования с поверхностью почвы, препятствуя проникновению в них воды.

Фундаментная балка используется для монтажа под наружные стенки и межкомнатные перегородки, возведенные из панелей либо штучных стройматериалов. С применением такого элемента увеличивается скорость строительства объекта, улучшается показатель жесткости всей конструкции.

Строительство основания по железобетонным опорам данного типа облегчает монтажные работы при укладке подземных коммуникационных линий.

Советы

Так как сборная технология разрабатывалась для массового строительства, то ее использование при строительстве частных жилых домов имеет два нюанса:

• применение моделей планок, изготовленных по нормативам ГОСТа, желательно изначально учитывать в проекте нетипичных объектов индивидуального строительства;
• большие размеры и вес конструкций удорожают процесс возведения здания за счет привлечения грузоподъёмной техники.

Поэтому при составлении расчетов строительства просчитывайте эти нюансы. При затруднениях с привлечением специальной техники и рабочей силы воспользуйтесь возведением ростверка в монолитном варианте.

• При выборе модели балок учитывайте несущую способность элементов, то есть максимальную нагрузку конструктивного решения стен. Несущая способность балки определяется автором проекта возводимого здания. Этот показатель можно уточнить на заводе изготовителе или по специальным таблицам для конкретной серии.
• Обращайте внимание на то, что балки, выполняющие несущие функции, не должны иметь трещин, множества раковин, наплывов и сколов.

Разберемся теперь с сортаментом балок по определенным параметрам

По маркировке

Чтобы по вашему заказу завод правильно изготовил железобетонные балки, необходимо не только указать размеры и сечение элементов, но и их точное обозначение, которое выглядит таким образом:

ХБФ ХХ

Первая позиция цифровая от единицы до шестерки. Ей обозначается вариант сечения балки. Число из двух знаков, идущее после буквенной группы, определяет округленное значение длины балки, выраженной в дециметрах. После тире проставляется класс стального сплава. Завершает маркировку показатель влагонепроницаемости бетона и устойчивость его к воздействиям химических сред.

Во время заказа типовых балок нет необходимости определять марку стали, просто правильно определитесь с длиной и типоразмером изделий.

По использованию

Изделия, устанавливаемые в разных местах, делятся на несколько типов:

• пристенные – используются в качестве опор несущих стен;
• связные – устанавливаются между колоннами;

• рядовые – их располагают между связными и пристенными балками;
• санитарно-технические либо ребристые модели, толщина которых составляет двадцать два сантиметра – применяются в определенных случаях.

По армированию

ГОСТом определены следующие варианты армирования фундаментных балок:

• предварительное напряженное армирование для фундаментных балок длиной 6 м;
• для изделий, не превышающих шестиметровую длину, армирование выполняется решением изготовителя.

Как правило, на заводах отливаются балки с предварительно напряженным стальным каркасом класса A III. Определив размеры изделий и их сечение, необходимо точно указать маркировку. Это особенно важно для изделий, использующихся в цокольной части.

Читайте также:  Технология укладки тротуарной плитки своими руками на сухую смесь, на бетонное основание, на песок с цементом, на раствор, на отсев, под автомобиль

Назначение

Классическое применение железобетонных балок (или рандбалок) осуществляется при строительстве промышленных, сельскохозяйственных объектов и зданий общественного пользования. Они служат опорой наружных и внутренних стен зданий. При современных технологиях на стадии разработки проекта здания возможно применение фундаментных балок при строительстве жилых помещений. Использование рандбалок является альтернативой монолитной конструкции фундамента, представляет собой сборную технологию при укладке основания постройки.

Балки предназначаются для:

• самонесущих стен блочного и панельного типа;
• самонесущих стен из кирпича;
• стен с навесными панелями;
• сплошных стен;
• стен с дверными и оконными проемами.

По месту назначения в строительстве ФБ делятся на четыре группы:

• пристенные, их монтируют возле наружных стен;
• связные, устанавливаются между колоннами, формирующими планировку здания;
• рядовые балки используют для скрепления пристенных и связных балок;
• санитарно-технические ребристые изделия, предназначенные для санитарно-технических нужд.

Приготовление компонентов

Углеродные материалы продаются смотанными и упакованными в специальный защитный полиэтилен. Не допускается попадание пыли, которой после шлифования бетона будет достаточно, иначе углеродное волокно не будет приклеиваться с помощью строительного клея на основе смолы, т.е. получится производственный брак. Поэтому, заготовительную зону следует застелить плотным полиэтиленом и уже по нему отматывать требуемую длину углеродного материала. Обрезка углеродных лент и сеток может осуществляться обычным ножом, или ножницами по металлу, а углеродных ламелей – угол–шлифовальной машинкой с отрезным кругом по металлу.

Адгезивы, могут быть, как правило, двухкомпонентные – т.е. необходимо объединить два материала в определенных количествах. Необходимо точно прислушиваться к инструкции производителя и при смешивании элементов использовать специальные весы, или мерную колбу. Объединение элементов заключается в постепенном добавлении одного компонента в другой при непрерывном перемешивании дрелью на низких оборотах. Ошибки дозирования, или неправильное добавление одного элемента в другой, могут привести к кипению клея. В последнее время, примерно несколько лет, большинство специалистов присылают адгезив в комплектах – т.е. в двух емкостях с уже дозированными объемами компонентов. Таким образом, появилась возможность просто смешать содержимое одной емкости в другую (для этого емкость присылается только на половину наполненной (полупустым)) и получить готовый адгезивный состав.

Строительный адгезивы (для углеродного волокна) поставляются в мешках и затворяются водой согласно инструкции, как любой ремонтный материал. Помните , что связующее имеет ограниченный срок жизни – порядка 35–45 минут и он резко сокращается при повышении температуры выше 22С, поэтому объем приготовляемого адгезива не должен превышать физических возможностей его выработки.

Плюсы и минусы использования

Применение фундаментных сборных железобетонных балок при возведении сооружения дает существенные преимущества:

• балки воспринимают на себя всю нагрузку от объекта;
• если отмостка дает просадку, то балочные конструкции, заложенные в основании, препятствуют потерям тепловой энергии;
• когда в проектном решении предусмотрена установка навесных стеновых панелей, на фундаментные железобетонные балки несущие усилия действовать не будут, но за счет их установки существенно продлится эксплуатационный период нижних участков панелей;
• монтаж балок сокращает трудозатраты, необходимые для строительства основания;
• балки отличаются прочностью, устойчивостью к температурным перепадам и воздействию влаги, противостоят образованию коррозии;
• их применение оправдано для строительства промышленных зданий и других сооружений в сейсмически активных регионах.

Недостатков для таких конструкций не выявлено, если не считать тот факт, что для монтажа балок требуется специальная строительная техника.

Современный отчет: различные методы армирования монолитных железобетонных соединений балки-колонны

Абутаха Р.С., Чутарат Н. (2003) Циклическая реакция внешних железобетонных соединений балки-колонны, усиленных стержнями с буртиком — экспериментальное исследование. Структура J 100(2):259–264

Google ученый

ACI: 352:2002 (2010) Рекомендации по проектированию соединений балок с колоннами в монолитных железобетонных конструкциях. Совместный комитет ACI-ASCE 352, Документ технического комитета 352R-02, стр. 37

Комитет ACI (2014 г.) Строительные нормы и правила для конструкционного бетона (ACI 318-14) и комментарии. Американский институт бетона, стр. 520

«>

Аша П., Сундарараджан Р. (2012) Сейсмические характеристики внешних соединений балки-колонны с квадратным спиральным удержанием. Азиатский J Civ Eng 13 (4): 571–583

Google ученый

Au FTK, Huang K, Pam HJ (2005) Опечатка Диагонально-армированные соединения балки-колонны, усиленные при циклической нагрузке. Proc Inst Civ Eng Struct Build 158 (2): 155

Артикул Google ученый

Байси З., Гебман М. (2002) Уменьшение поперечной арматуры в сейсмостойком соединении балки-колонны за счет применения стальной фибры. Структура ACI J 99(6):772–780

Google ученый

Берес А., Пессики С.П., Уайт Р.Н., Гергели П. (1996) Последствия экспериментов по сейсмическому поведению гравитационной нагрузки, спроектированные для соединения ж/б балки с колонной. Земные спектры 12 (2): 185–198

Артикул Google ученый

«>

Биндху К.Р., Джая К.П. (2010) Прочность и поведение соединений наружных балочных колонн с диагональными поперечными стержнями. Азиатский J Civ Eng 11 (3): 397–410

Google ученый

Биндху К.Р., Шрикумар К.Дж. (2011) Сейсмостойкость стыка внешней балочной колонны с диагональными хомутами. Int J Civ Struct Eng 2(1):160–175

Google ученый

Calvi GM, MagenesG PS (2002) Релевантность повреждения и обрушения соединения балки-колонны при оценке железобетонной рамы. J Earthq Eng 6(1):75–100

Статья Google ученый

Чалиорис К.Э., Фаввата М.Дж., Караяннис К.Г. (2008) Железобетонные соединения балки-колонны с перекрещивающимися наклонными стержнями при циклических деформациях. Earthq Eng Struct Dyn 37(6):881–897

Статья Google ученый

«>

Чалиорис К.Э., Караяннис К.Г. (2013) Экспериментальное исследование железобетонных балок с прямоугольной спиральной арматурой на кручение. Англ. Структура 56: 286–297. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2013.05.003

Статья Google ученый

Chen CC, Suswanto B, Lin YJ (2009) Поведение и прочность соединений стальных железобетонных балок с колоннами при одностороннем воздействии сил. J Constr Steel Res 65 (8–9): 1569–1581. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2008.03.010

Артикул Google ученый

Чидамбарам К.С., Тиругнанам Г.С. (2012) Сравнительное исследование поведения армированных соединений балки-колонны с учетом детализации анкеровки. Journal of Civil Engineering Research 2(4):12–17

Статья Google ученый

Cui Y, Nakashima M (2012) Применение шпилек с головкой в ​​стальной фиброармированной цементной композитной плите соединения стальной балки с колонной. Eqrthq Eng Eng Vib 11(1):11–21

Артикул Google ученый

Ганесан Н., Индира П.В., Абрахам Р. (2007) Армированные стальным волокном высокопрочные бетонные соединения балки-колонны, подвергающиеся циклическим нагрузкам. ISET J Earthq Technol 44(3–4):445–456

Google ученый

Гитанжали С., Венкатасубрамани Р. (2014) Поведение соединений колонн наружных балок из ВФБ при циклических нагрузках. Int J Sci Eng Technol Res 3: 1568–1571

Google ученый

Gencoglu M (2007) Влияние хомутов и размеры областей, используемых SFRC в наружных соединениях балки и колонны. Struct Eng Mech 27(2):223–241

Артикул Google ученый

Ha G, Cho C (2008) Усиление стыков армированной высокопрочной бетонной балки и колонны с использованием усовершенствованных деталей армирования. Mag Concrete Res 9831 (7): 487–497

Артикул Google ученый

IS:13920 (2016) Пластичное проектирование и детализация железобетонных конструкций, подверженных сейсмическим воздействиям: свод правил. Бюро индийских стандартов, Нью-Дели (июль), стр. 1–121

IS 456 (2000 г.) Обычный и железобетон. Бюро индийских стандартов, Нью-Дели, стр. 1–114

Айенгар КТСР, Десайи П., Редди К.Н. (1970) Деформационно-напряженные характеристики бетона, заключенного в стальные вяжущие. Mag Concrete Res 22 (72): 173–184. https://doi.org/10.1680/macr.1970.22.72.173

Артикул Google ученый

Кадарнингсих Р., Сатьярно И., Тривийоно А. (2014) Предложения по армированию стыков балочных колонн в железобетонном несущем каркасе: обзор литературы. Procedia Eng 95: 158–171. https://doi. org/10.1016/j.proeng.2014.12.175

Статья Google ученый

Калилутин А.К., Котандараман С. (2014) Экспериментальное исследование поведения стыка железобетонных балок и колонн. Int J Civ Struct Eng 4 (3): 248–261

Google ученый

Kang THK, Ha SS, Choi DU (2008) Сейсмическая оценка взаимодействий между балкой и колонной с использованием оголовков. В: Материалы 14WCEE, стр. 8–15

Караяннис С., Сиркелис Г., Мавроэйдис П. (2005) Повышение сейсмостойкости внешних соединений балки-колонны с использованием прямоугольной спиральной поперечной арматуры. WIT Trans Built Environ 81:147–156

Google ученый

Караяннис С., Сиркелис Г. (2005) Реакция колонн и соединений со спиральной арматурой на сдвиг. Методы вычислений Exp Meas 41:455–463

Google ученый

«>

Коцовоу Г., Музакис Х. (2011) Сейсмическое поведение наружных стыков ж/б. Mag Concr Res 63(4):247–264

Статья Google ученый

Kuang JS (2006) Влияние анкеровки стержня балки на балку: поведение соединения колонны, стр. 115–24

Кумар А., РобертРави С. (2014) Экспериментальное исследование соединений балки-колонны для изменения направления нагрузки. Int J Eng Sci 54: 56–65

Google ученый

Liu C (2006) Сейсмические характеристики узлов соединения балки-колонны, армированных стальной фиброй. Кандидатская диссертация, стр. 195

Lu X, Urukap TH, Li S, Lin F (2012) Сейсмическое поведение внутренних соединений железобетонных балок и колонн с дополнительными стержнями при циклической нагрузке. Earthq Struct 3(1):37–57

Артикул Google ученый

«>

Ойнам Р.М. (2013) Экспериментальное исследование соединения балки-колонны с волокнами при циклическом нагружении. IOSR J Eng 3:13–23

Статья Google ученый

Мади М., Хасабалла М., Эль-Рагаби А., Эль-Салакави Э. (2011) Влияние армирования на поведение соединений балки-колонны из стеклопластика и железобетона. В: Достижения в композитах FRP в гражданском строительстве. Springer, Берлин, Гейдельберг, стр. 330–333. https://doi.org/10.1007/978-3-642-17487-2_71

Moehle J (2015) Сейсмический расчет железобетонных зданий. Mc Gew Hill Education, стр. 873

Google ученый

Mojarrad Bahreh V, El-Badry M (2013) Усиление стыков балки и колонны шпильками со стальными головками для обеспечения сейсмостойкости. В: Международный симпозиум по землетрясениям, стр. 8

«>

Murty CVR (2005) Советы IITK-BMTPC по землетрясениям: обучение сейсмостойкому проектированию и строительству, стр. 4

Murty CVR, Rai DC, Bajpai KK, Jain SK (2003)Эффективность арматурных деталей в наружных железобетонных соединениях балки-колонны для обеспечения сейсмостойкости. Конструкция J 100(2):149–156

Google ученый

Мурти К.В., Госвани Р., Виджаянараянан А., Мехта В.В. (2012) Некоторые концепции поведения зданий при землетрясениях. Гуджарат: Управление штата Гуджарат по борьбе со стихийными бедствиями (GSDMA), стр. 268

Пампанин С., Кальви Г.М., Моратти М. (2002) Сейсмические характеристики соединений железобетонных балок и колонн, рассчитанных только на силу тяжести. В: 12-я европейская конференция по сейсмостойкому проектированию, том 726, стр. 1–10

Парк Р., Полей Т. (1973) Поведение железобетонных соединений внешних балок и колонн при циклических нагрузках. В: Материалы пятой всемирной конференции по сейсмостойкому проектированию, Рим, стр. 10

Парк Р., Полей Т. (1975) Проектирование бетонных конструкций. Уайли, Нью-Йорк, стр. 769

Google ученый

Park S, Mosalam P (2012) Экспериментальные и аналитические исследования железобетонных зданий с сейсмически уязвимыми соединениями балки и колонны. Pacific Earthquake Engineering Research Center, стр. 224, стр.

Патель П.А., Десаи А.К., Десаи Дж.А. (2013) Оценка железобетонных и фибробетонных блоков внешней балки и колонны при циклической нагрузке для уменьшения поперечного армирования области соединения. Mag Concr Res 65 (7): 405–414

Артикул Google ученый

Раджагопал С., Прабавати С. (2013) Исследование сейсмического поведения внешней балки: соединение колонн с использованием Т-образного механического анкерного крепления с заколкой для волос. J King Saud Univ Eng Sci 27 (2): 142–152. https://doi.org/10.1016/j.jksues.2013.09.002

Статья Google ученый

Raju KR, Cinitha A, Iyer NR (2012) Оценка сейсмических характеристик существующих железобетонных зданий, спроектированных в соответствии с прошлыми нормами и правилами. Индийская академия наук 37 (2): 281–29.7

Google ученый

Рао А.Г., Канака Дурга С. (2013) Влияние элементов жесткости на механику и прочность на сдвиг внешних соединений балки-колонны в рамах, сопротивляющихся моменту. В: Прикладная механика и материалы, том 343, стр. 15–19

Ричарт Р., Брандцаэг ФЭА, Браун Р.Л. (1929) Разрушение простого и спирально армированного бетона при сжатии. Бюллетень 190. Инженерная экспериментальная станция Университета Иллинойса, Иллинойс. стр. 74

Roberto TL (1988) Требования к креплению в салоне R. C. соединения балки-колонны. В: Материалы девятой всемирной конференции по сейсмостойкости, Токио-Киото, Япония

Ронг С., Чжан Дж., Ли И (2013) Сейсмические характеристики соединений колонн специальной формы с Х-образной арматурой. Транс Тяньцзиньский университет 19 (2): 110–117. https://doi.org/10.1007/s12209-013-1863-5

Статья Google ученый

Саатчиоглу М., Разви С.Р. (1992) Прочность и пластичность монолитного бетона. J Struct Eng 118(6):1590–1607

Артикул Google ученый

Саид А.М. (2009) Характеристика повреждений соединений балки-колонны, армированных стеклопластиком, при обратной циклической нагрузке. Smart Struct Syst 5(4):443–455

Артикул Google ученый

Саид А.М., Нехди М.Л. (2004) Поведение соединений балочных колонн, отлитых с использованием самоуплотняющегося бетона при обратной циклической нагрузке. В: 13-я всемирная конференция по сейсмостойкому проектированию, Ванкувер, Канада, стр. 10

Саид А.М., Нехди М.Л. (2004) Использование FRP для железобетонных рам в сейсмических зонах: часть ii. производительность соединений балки-колонны, армированной стекловолокном без стали. Appl Compos Mater 11: 227–245

Статья Google ученый

Сараванан Дж., Кумаран Г. (2011) Прочность на сдвиг соединений железобетонных балок и колонн из стеклопластика. Open Eng 1(1):89–102

Статья Google ученый

Шарбатдар М.К., Саатчиоглу М., Бенмокран Б. (2011) Сейсмические изгибные характеристики бетонных соединений, армированных стержнями и сетками из углепластика. Составная структура 93 (10): 2439–2449. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2011.04.009

Статья Google ученый

«>

Шейх С.А., Токлюку М.Т. (1993) Железобетонные колонны, ограниченные круговыми спиралями и обручами. Структура ACI J 90:542–542

Google ученый

Субраманиан Н., Пракаш Рао С. (2003) Сейсмический расчет соединений в железобетонных конструкциях: обзор. Индийский бетон J 77(2):883–892

Google ученый

Тегос и др. (1988) Сейсмостойкость соединения диагонально армированных балок

Тераи М., Минами К. (2008) Разработка сейсмических характеристик железобетонных элементов с сейсмостойким стальным стержнем. В: Всемирная конференция по сейсмостойкому проектированию, стр. 2–7 9.0004

Цонос А.Г., Тегос И.А., Пенелис Г.Г. (1993) Сейсмостойкость наружных соединений балки-колонны типа 2, усиленных наклонными стержнями. Структура J 89(1):3–12

Google ученый

«>

Уоллес Дж.В., МакКоннелл С.В., Гупта П., Кот П.А. (1998) Использование оголовков в соединениях балок и колонн, подвергающихся сейсмическим нагрузкам. Структура J 95(5):590–606

Google ученый

Wang Q, Shi Q, Tao Yi (2016) Экспериментальные и численные исследования сейсмического поведения сталежелезобетонных сжато-изгибаемых элементов из стали нового типа. Adv Struct Eng 19(2):255–269

Статья Google ученый

Уайт Дж.К., Фаттах А., Хаддад М.С. (1988) Перемещение пластиковых шарнирных зон для повышения сейсмостойкости железобетонных зданий. Структура ACI J 85:123–133

Google ученый

Гали А., Юаким С.А. (2005) Шпильки с головкой в ​​бетоне: современный уровень техники. Структура ACI J 102(5):657

Google ученый

Сравнительное исследование поведения узлов железобетонных балок-колонн применительно к монолитному и немонолитному соединению

Открытый доступ

Проблема		Веб-конференция MATEC. Том 195, 2018 4-я -я -я Международная конференция по реабилитации и техническому обслуживанию в гражданском строительстве (ICRMCE 2018)
Номер статьи		02021
Количество страниц)		10
Раздел		Строительная инженерия
DOI		https://doi.org/10.1051/matecconf/201819502021
Опубликовано онлайн		22 августа 2018 г.

MATEC Web of Conferences 195 , 02021 (2018)

Сравнительное исследование поведения железобетонных соединений балки-колонны применительно к монолитному и немонолитному соединению

Ninik Catur Endah Yuliati ^{1 , 2 *} , Деви Шри Мурни ² , Вишнумурти ² и Вибово Ари ²

¹ Факультет гражданского строительства, Университет Мердека Маланг, Маланг, Индонезия
² Факультет гражданского строительства, Университет Бравиджая, Маланг, Индонезия

^* Автор, ответственный за переписку: ninik. [email protected]

Abstract

Метод реализации железобетонных конструкций развивается очень быстро. Эта разработка направлена ​​на ускорение времени и снижение затрат. Одним из наиболее широко используемых методов является сборный метод, но менее популярный метод сборного железобетона используется для простых многоэтажных зданий. Поэтому в этом исследовании был представлен полусборный метод, который легко реализовать в простом этажном здании. Части колонн и балок отливались с разным временем отливки. Поэтому соединение становится немонолитным. В этом исследовании было представлено сравнение между прогибом и несущей способностью статической нагрузки, которые могут быть получены при соединении железобетонной балки-колонны, которая является монолитно связанной и немонолитной. Было изготовлено 3 комплекта образцов для представления монолитных и немонолитных образцов. Немонолитные образцы были изготовлены по 2 моделям, т.е. без надреза и с надрезом. Соединения балки-колонны были испытаны экспериментально и по сравнению с монолитной связью балки-колонны.