какое количество арматурных стержней доводимых до опоры должно быть в балках шириной более 150 мм

Конструктивные требования по армированию балок и плит перекрытия

Конструктивные требования по армированию балок и плит перекрытия достаточно подробно изложены в действующих нормативных документах. Вот только разобраться в этих требованиях порой не просто, особенно человеку, занимающемуся расчетом железобетонной конструкции первый и возможно последний раз в жизни.

В данной статье я попробую прокомментировать существующие нормативные положения, не более того. Основное внимание будет уделено изготовлению монолитных ж/б конструкций в условиях строительной площадки, как наиболее распространенного случая для малоэтажного строительства. Итак:

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:

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.

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 = ql 2 /16 плюс расстояние, необходимое для анкеровки арматуры в растянутом бетоне.

Согласно уравнению моментов:

x = 0.146l или примерно 438 мм (методы решения квадратных уравнений здесь не приводятся)

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.

Кстати, пора поговорить о поперечном армировании.

Поперечное армирование

п.8.3.9: «Поперечную арматуру следует устанавливать исходя из расчета на восприятие усилий, а также с целью ограничения развития трещин, удержания продольных стержней в проектном положении и закрепления их от бокового выпучивания в любом направлении.

Поперечную арматуру устанавливают у всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура.«

Суть этого требования в том, что поперечная арматура никогда не помешает. И даже если по расчету не требуется, тем не менее будет способствовать более равномерному распределению напряжений в сечениях ж/б элемента.

Согласно п. 8.3.10 «. Диаметр поперечной арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов принимают не менее 6 мм.

В сварных каркасах диаметр поперечной арматуры принимают не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры.»

Требования данного пункта, на мой взгляд очевидны и дополнительных комментариев не требуют. В том смысле, что арматуру диаметром 5 мм трудно приварить к арматуре диаметром 30 мм.

Согласно п. 8.3.11: «В железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более 0,5 h₀ и не более 300 мм.

В сплошных плитах, а также в часторебристых плитах высотой менее 300 мм и в балках (ребрах) высотой менее 150 мм на участке элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, поперечную арматуру можно не устанавливать.

В балках и ребрах высотой 150 мм и более, а также в часторебристых плитах высотой 300 мм и более, на участках элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более 0,75 h₀ и не более 500 мм.»

Тут тоже все более менее понятно и как бы уточнение п. 8.3.9.

А кроме того из этого пункта следует вывод, что даже если в сжатой зоне балки высотой более 150 мм по расчету продольная арматура не требуется, то по конструктивным требованиям ее следует установить. Иначе к чему вверху крепить поперечную арматуру, чтобы обеспечить удержание стержней в проектном положении при бетонировании и в процессе набора прочности бетона (имеются в виду сварные плоские каркасы)? При этом диаметр конструктивной продольной арматуры можно принимать в 1.5-2 раза меньше, чем расчетной продольной арматуры.

А в Пособии за этим следует следующий пункт (5.22): «Отогнутые стержни арматуры должны предусматриваться в изгибаемых элементах при армировании их вязаными каркасами. Отгибы стержней должны осуществляться по дуге радиусом не менее 10d. В изгибаемых элементах на концах отогнутых стержней должны устраиваться прямые участки длиной не менее 0,8l_an, принимаемой согласно указаниям п.5.32, но не менее 20d в растянутой и 10d — в сжатой зоне.

Прямые участки отогнутых гладких стержней должны заканчиваться крюками.

Расстояние от грани свободной опоры до верхнего конца первого отгиба (считая от опоры) должно быть не более 50 мм.

Как выглядит такой отгиб, можно посмотреть все на том же рис. 401.1 г). А еще смысл этого пункта в том, что если вы делаете вязаный каркас, то обрыв арматуры, не доводимой до грани опоры, рассчитывать вовсе не обязательно. Достаточно выполнить требования данного пункта. И кроме того из этого пункта следует, что вязанные каркасы для балок с 2 стержнями в нижней растянутой зоне нежелательны, надежнее делать для балок сварные каркасы.

Согласно п. 8.3.14: «В элементах, на которые действуют крутящие моменты, поперечная арматура (хомуты) должна образовывать замкнутый контур.»

Как правило крутящие моменты могут возникать в перемычках наружных стен и прочих балках, к которым нагрузка приложена не по центру тяжести сечения. А потому для таких элементов лучше использовать поперечную арматуру согласно указанному пункту, даже если расчет на действие крутящих моментов не проводился.

8.3.15 Поперечную арматуру в плитах в зоне продавливания в направлении, перпендикулярном сторонам расчетного контура, устанавливают с шагом не более 1/3 h₀ и не более 300 мм. Стержни, ближайшие к контуру грузовой площади, располагают не ближе h₀/3 и не далее h₀/2 от этого контура. При этом ширина зоны постановки поперечной арматуры (от контура грузовой площади) должна быть не менее 1/5 h₀.

Расстояния между стержнями поперечной арматуры в направлении, параллельном сторонам расчетного контура, принимают не более 1/4 длины соответствующей стороны расчетного контура.

8.3.16 Расчетную поперечную арматуру в виде сеток косвенного армирования при местном сжатии (смятии) располагают в пределах расчетной площади A_b,max (6.2.43). При расположении грузовой площади у края элемента сетки косвенного армирования располагают по площади с размерами в каждом направлении не менее суммы двух взаимно перпендикулярных сторон грузовой площади (рисунок 6.11).

По глубине сетки располагают:

8.3.17 Поперечная арматура, предусмотренная для восприятия поперечных сил и крутящих моментов, а также учитываемая при расчете на продавливание, должна иметь надежную анкеровку по концам путем приварки или охвата продольной арматуры, обеспечивающую равнопрочность соединений и поперечной арматуры.

Данные пункты пока оставляю без комментариев.

Возможно со временем я для большего удобства пользования разобью данные требования по категориям типа: «требования при армировании плит и балок сварными каркасами из арматуры периодического профиля», «требования при армировании плит и балок вязаными каркасами». А может и будут отдельные категории для балок и для плит, но пока некогда.

Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье «Записаться на прием к доктору»

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье «Записаться на прием к доктору» (ссылка в шапке сайта).

Источник

Расстояние между арматурой по СП 63.13330 (СНиП 52-01-2003)

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:

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:

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

4. При вертикальном положении стержней при бетонировании.

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:

n- число стержней в пучке.

Требования к максимальному расстоянию между стержнями арматуры

Требования к максимальному 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.

Для продольной арматуры

В соответствии с п.10.3.8 — 10.3.10 СП 63.13330.2012 (СП 63.13330.2018), максимальное расстояние между осями стержней продольной арматуры составляет:

1. в железобетонных балках и плитах:

2. в железобетонных колоннах:

3. В железобетонных стенах:

Важные примечания!

Для поперечной арматуры

В соответствии с п.10.3.11-10.3.20- СП 63.13330.2012 (СП 63.13330.2018), максимальное расстояние между осями стержней продольной арматуры составляет:

Поперечную арматуру устанавливают у всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура.

Ее устанавливают с целью восприятие усилий, а также ограничения развития трещин, удержания продольных стержней в проектном положении и закрепления их от бокового выпучивания в любом направлении.

Диаметр поперечной арматуры (хомутов) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов (колонны, стойки и т.д.) принимают не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм.

Диаметр поперечной арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов (балках, ригелях и т.д) принимают не менее 6 мм.

В сварных каркасах диаметр поперечной арматуры принимают не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры.
Максимальное расстояние для поперечной арматуры:

Важные примечания!

h₀ — рабочая высота сечения в м, вычисляется по формуле

h — высота сечения в м.

a’ — расстояние от центра тяжести растянутой арматуры, до ближайшего края сечения

Рабочая высота сечения — это расстояние от сжатой грани элемента до центра тяжести растянутой продольной арматуры (п.3.22 СП63).

Источник

Общие сведения о конструировании балок

Балками (ребрами, прогонами) называют линейные конструк­ции, размеры поперечного сечения b и h которых существенно мень­ше длины l.

Продольные размеры железобетонных балок совпадают с раз­мерами унифицированных элементов. Балки могут быть одно-, двух- и многопролетными. Поперечные сечения железобетонных балок по форме самые различные: прямоугольные, тавровые, двутавро­вые, трапециевидные, полые и др.

Поперечные сечения балок рекомендуется принимать тонкостен­ными с развитой сжатой зоной (тавровое, коробчатое), так как та­кие сечения являются наиболее экономичными но расходу матери­алов; целесообразно предусматривать полезную высоту сечения, возможную наибольшую, и толщину ее стенок, наименьшую. Это заранее предусмотренное решение позволяет повысить несущую способность, жесткость и трещиностойкость элементов.

В целях унификации размеров поперечных сечений балок при­нимают высоту сечения кратной 50 мм при h ≤ 600 мм и 100 мм при h > 600 мм; ширину балок принимают 100, 120, 150, 180, 250 и далее, кратной 50 мм.

Продольную рабочую арматуру следует располагать у грани, работающей на растяжения. Защитный слой бетона должен иметь как можно меньшую допускаемую величину. При высоте балок до 600 мм, при расположении продольной арматуры в один ряд, тол­щина этого слоя составляет 30-50 мм, а при большей высоте и расположении рабочей арматуры в два ряда она составляет 50-70 мм.

Так как на любой железобетонный элемент обязательно дей­ствуют силы и нагрузки, направленные перпендикулярно продоль­ной оси элемента, то правилами проектирования должны обязатель­но устанавливаться хомуты (поперечная арматура) в сечении эле­мента. Эта арматура приваривается к продольной рабочей арматуре. При этом образуются монтажные каркасы. Каркасы преимуществен­но применяются сварные, но нередко и вязаные.

Число плоских сварных каркасов в сечении балки назначается в зависимости от ее ширины. При ширине сечения до 100-150 мм устанавливают один каркас. При большей ширине сечения разме­щают в нем два и более каркасов.

Расстояние между продольными стержнями в растянутой зоне принимают не менее диаметра арматуры или не менее 25 мм, а в сжатой зоне не менее 30 мм. При расположении продольной арма­туры по высоте сечения более чем в два ряда, расстояние по гори­зонтали между продольными стержнями верхних (над вторым ря­дом) рядов должно быть не менее 50 мм.

Расстояние между поперечными стержнями (шаг) при высоте сечения h ≤ 450 мм должно быть S ≤ 0,5h и не более 150 мм, а при большей высоте сечения не более 1/3h и не более 500 мм. Эти тре­бования относятся к приопорным участкам балок, длина которых составляет 1/4 часть от общей длины пролета. На остальной части пролета при высоте балок более 300 мм шаг между хомутами мо­жет быть увеличен до 3/4h, но не более 500 мм.

Диаметр продольной рабочей и монтажной арматуры балок принимают не менее 12 мм. Для продольной арматуры, устанавли­ваемой по конструктивным соображениям, а также для продольных монтажных стержней сварных каркасов сборных балок, допускает­ся применять стержни и меньших диаметров.

Продольную рабочую арматуру назначают из стержней одина­кового диаметра и в крайнем случае из стержней двух разных диа­метров. При этом стержни большего диаметра размещают в первом ряду, в углах сечения и при вязаных каркасах — в местах перегиба хомутов. Рабочую продольную арматуру размещают по возможно­сти равномерно по ширине поперечного сечения балки: обычно в один и редко в два ряда. Особо следует избегать шахматного разме­щения стержней верхнего ряда относительно нижнего, в связи с тем, что при этом труднее достигнуть тщательного заполнения бетон­ной смесью промежутков между стержнями.

Типы хомутов в вязаных каркасах

а — открытый двухветвевой хомут; б — то же, хомут закрытый; в — открытые четырёхветвевые хомуты; 1 — двухветвевые хомуты одного типа; 2 — то же, разного типа; а_b ≥ 20 мм при d до 20 мм, а_b ≥ 25 мм при d = 25 мм и более, а_b ≥ 30 мм при d = 32 мм и более

Для экономии стали при числе продольных стержней растяну­той зоны 4 и более часть стержней обрывают (в сварных каркасах) или отгибают (в вязаных каркасах) согласно очертанию эпюры из­гибающих моментов. Два стержня обязательно доводятся до опор.

Отгибы в вязаных каркасах устраивают под углом 45°, но при высоте балок более 800 мм угол наклона отгибов может быть уве­личен до 60°, а в низких балках он может быть доведен до 30°.

Пример армирования вязаными каркасами приведен на рисунок выше.

Для размещения напрягаемой арматуры следует предусматри­вать уширение растянутой зоны ребра балки, которое одновремен­но служит для обеспечения прочности этой части сечения при об­жатии элемента. В предварительно напряженной балке кроме на­прягаемой арматуры укладывают и ненапрягаемую (по расчету или конструктивно), располагая ее ближе к наружным поверхностям элемента, чтобы хомуты охватывали все продольные стержни.

Задача 1. Определить количество стержней рабочей арматуры растянутой зоны железобетонного элемента прямоугольного сечения по следующим данным: b = 35 см, h = 80 см, бетон класса В30, рабо­чая продольная арматура класса А300, расчетный изгибающий мо­мент М = 320 кНм, коэффициенты условий работы бетона γ_b2 = 0,9, арматуры γ_s = 1,07, коэффициент надежности по назначению для гид­ротехнического сооружения I класса γ_n = 1,2.

Решение. Имеем первый тип задач с одиночным армированием. Находим расчетные сопротивления бетона и арматуры R_b =17 МПа, R_s = 270 МПа.

Вычисляем рабочую (полезную) высоту сечения, приняв защит­ный слой бетона а = 5 см,

Определяем величину коэффициента α_m

По таблице «коэффициенты для расчета железобетонных изгибаемых элементов прямоугольного сечения», находим значение относительной высоты сжатой зоны сечения ξ = 0,138

Источник

Армирование Ж.Б балок (ригелей) высотой более 400 мм с учетом требований СП 63.13330.2018

Согласно СП 63.13330.2018 п.10.3.8 «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:

Получается балки (ригели) высотой более 400 мм следует армировать дополнительным армированием по высоте.

Если руководствоваться методическим пособием к СП 63.13330.2012 «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ СВАРНЫХ СЕТОК И КАРКАСОВ ЗАВОДСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ» стр. 105. 107 рис. 4.12 «У боковых граней балок при высоте их поперечного сечения более 700 мм ставят дополнительные продольные конструктивные стержни с расстоянием между ними по высоте не более 400 мм»

Как правильнее армировать ж.б балки высотой 400 мм?

именно этой арматуре посвящена эта часть СП, если плита высотой до 150мм, то шаг рабочей арматуры у нижней (или у верхней) грани плиты не более 200мм, если высота сечения плиты более 150мм, то шаг рабочей арматуры не более 400мм и не более 1,5h.

Обратился в службу поддержки техэксперта и получил следующий ответ:
Пункты п.10.3.8 и п. 10.4.13 говорят о разных типах армирования.
П.10.3.8 говорит о рабочем армировании в верхней и нижней частях элемента, как правило, это однорядное армирование воспринимающее растягивающие усилия в верхней или нижней частях элемента. Если такого армирования не хватает или получаются очень большие диаметры арматуры, то для удобства рабочую арматуру располагают в несколько рядов с расстоянием между ними достаточным для удобоукладываемости бетонной смеси.
Диаметры армирования определяют расчетом.
В п. 10.4.13 речь идет о конструктивном армировании, которое располагается в боковой части элемента и не участвует в работе элемента, а призвано уменьшить образование усадочных трещин или препятствует усадочным деформациям элемента.
Таким образом следует, что указанные пункты не противоречат друг другу.

Для армирования железобетонной балки высотой 400 мм пункт 10.4.13 не применим, так как высота элемента меньше 700мм и конструктивное армирование по боковым сторонам не требуется. Рабочее армирование принимается по расчету в нижней (верхней при необходимости) зонах с максимальным шагом стержней 1,5h или 400мм и минимальным шагом стрежней соответствующим удобоукладываемости бетонной смеси.

С уважением,
Эксперт Службы поддержки пользователей
Леонтьев М.Ю.

Источник