Соединение арматуры на углах: Правильное армирование углов ленточного фундамента

Опубликовано в Разное
/
20 Фев 1974

Содержание

Правильное армирование углов ленточного фундамента

Содержание статьи

Углы и примыкания ленточного фундамента являются местами концентрации разнонаправленных напряжений. Неправильная стыковка продольной рабочей арматуры на участках примыканий и по углам может привести к появлению поперечных трещин, расслоений и отколов в этих проблемных зонах. Правильное армирование ленточного фундамента обеспечивает сопротивляемость железобетонной конструкции силам сжатия и растяжения на всех его участках.

Рис.1. Нагрузки на угол фундамента.

Правила армирования углов

Общие правила применения арматуры при строительстве ленточных фундаментов изложены в СП 50-101-2004. В пункте 8.9 этого документа указано, что фундаменты стен должны объединяться в систему перекрёстных лент и иметь между собой жёсткую связку. О способах жёсткого соединения арматуры говорится в СП 52-101-2003. В пункте 8.3.26 перечислены все допустимые способы таких соединений:

1. Стыковка арматуры без сварки, внахлёст. Допускаются следующие способы анкеровки в районе нахлёстки: с прямыми концами рифлёной арматуры, с приваркой поперечных стержней, с загибами на концах в форме крюков, или петель.

2. Сварка арматуры.
3. Применение механических устройств, или резьбовых муфт.

Жёсткость соединения арматуры на углах, или примыканиях может быть обеспечена только этими способами. Соединения при помощи вязки перекрестий при армировании углов ленточного фундамента не допускаются. В этом случае происходит угловой разрыв арматурного каркаса и потеря его целостности. Для усиления угловых арматурных стыков можно применять П- и Г-образные элементы, изготовленные из арматурных прутьев, применяемых для устройства продольной (рабочей) арматуры. Вертикальные и поперечные хомуты в области угловых и примыкающих анкеровок устанавливаются в 2 раза чаще, чем в остальных частях ленточного фундамента. Оптимальное расстояние между хомутами в зонах примыканий и углов определяется как половина от ¾ высоты ленты. Не рекомендуется делать это расстояние более 25 см. Для равномерного распределения нагрузок на углах ленты, а также в области примыканий, делается жёсткая связка внутренней и внешней продольной арматуры.

Схемы армирования углов

Для формирования единой жёсткой пространственной рамы ленточного фундамента применяют следующие схемы угловых и примыкающих соединений продольной арматуры:

1. Жёсткое угловое соединение арматуры внахлёст и «лапкой».
2. Армирование угловой зоны при помощи хомута Г-образной формы.
3. Схема армирования угла при помощи П-образного хомута.
4. Армирование зоны примыкания при помощи соединения внахлёст.
5. Схема армирования примыкающей зоны при помощи хомута Г-образной формы.
6. Армирование области примыкания при помощи хомута П-образной формы.
7. Армирование тупых углов при помощи жёсткого соединения внахлёст.

Любая из вышеперечисленных схем предусматривает жёсткое соединение внутренней и внешней продольной арматуры.

Схема внахлёст (лапки)

1. Жесткость углового соединения внешней горизонтальной арматуры обеспечивается внахлёст при помощи сгиба одного из свободных концов (1-2).

2. Привязка внутренней горизонтальной арматуры (7) к внешней горизонтальной арматуре (2) осуществляется внахлёст.
3. Привязка внутренней горизонтальной арматуры (3) к внешней связке (1-2) производится при помощи соединения «лапка».
4. Шаг угловой поперечной арматуры (5) и вертикальной арматуры (4) рассчитывается по формуле 3/8 высоты ленточного фундамента.
5. Длина «лапки» составляет 35-50 диаметров продольной арматуры.

Рис. 2. Схема армирования угла внахлёст.

Хомут Г-образной формы

1. Жесткость соединения внешней продольной арматуры (1) в угловой зоне обеспечивает Г-образный хомут (6).
2. Внутренняя продольная арматура (2) жестко скрепляется с внешней продольной арматурой (1) внахлёст.
3. Шаг поперечной арматуры (L) составляет не более ¾ высоты ленты фундамента.

4. Внутреннюю и внешнюю продольную арматуру соединяет дополнительная поперечная арматура (5).
5. Длина соединения внахлёст составляет 50 диаметров горизонтальной арматуры.

Рис. 3. Схема армирования угла г-образным хомутом.

Хомут П-образной формы

1. При использовании П-образных хомутов (5) угловое соединение внешней и внутренней горизонтальной арматуры ленточного фундамента (1) получает жёсткую сцепку наподобие замка.
2. В анкеровке П-образных хомутов участвует вертикальная (2), поперечная (3) и дополнительная поперечная (4) арматура.

Рис. 4. Схема армирования углов п-образным хомутом.

Тупой угол

1. Для надёжного соединения арматурного каркаса при повороте ленточного фундамента под тупым углом (1) используется схема жёсткого соединения внахлёст свободных концов внутренней горизонтальной арматуры (4) с внешней горизонтальной арматурой (5).

2. Вертикальную (2) и горизонтальную (3) арматуру в зоне соединения внахлёст следует устанавливать в 2 раза чаще, чем на ровных участках ленты.
3. Длина соединения внахлёст должна быть не меньше 50 диаметров продольной арматуры.

Рис. 8. Схема армирование тупого угла.

Армирование примыканий

Соединение внахлёст

1. Соединение горизонтальной арматуры (2) примыкающего элемента ленточного фундамента внахлёст осуществляется только к внешней горизонтальной арматуре (1).
2. Шаг поперечной (4), дополнительной поперечной (5) и вертикальной арматуры в зоне примыкания должен быть не менее 3/8 от высоты ленты фундамента.

3. Размеры соединения внахлёст составляют 50 диаметров рабочей арматуры.

Рис.5. Схема армирования примыкания внахлёст.

Хомут Г-образной формы

1. При использовании Г-образного хомута (6) для армирования зоны примыкания горизонтальная арматура примыкающей части и внешняя горизонтальная арматура (1) соединяются с уголком внахлёст.
2. Длина соединения внахлёст (2) составляет 50 диаметров рабочей арматуры.
3. Шаг вертикальной (3) и поперечной арматуры (4) в зоне примыкания уменьшается в два раза при помощи дополнительной поперечной арматуры (5).

Рис. 6. Схема армирования примыкания хомутом г-образной формы.

Хомут П-образной формы

1. Хомут П-образной формы (6) обеспечивает дополнительную жёсткую привязку внахлёст горизонтальной арматуры примыкающего элемента ленточного фундамента (3) к внешней горизонтальной арматуре (1).

2. Длина соединения внахлёст (2) может составлять 35-50 диаметров горизонтальной арматуры.
3. Минимально допустимая длина П-образного хомута должна равняться двойной ширине ленточного фундамента.

Рис. 7. Схема армирования примыкания ленточного фундамента хомутом г-образной формы.

Рекомендуем: Пример расчета диаметра арматуры для ленточного фундамента.

Типичные ошибки

Все способы угловых и примыкающих соединений арматуры направлены на сохранение целостности арматурного каркаса, независимо от его конфигурации. Прочность ленточного фундамента зависит от правильной анкеровки концевых элементов продольной арматуры. К неправильному армированию углов ленточного фундамента приводят следующие схемы:

1. Армирование угловых зон ленточного фундамента арматурными перекрестиями с вязкой стержней продольной арматуры под прямыми углами.
2. Установка в угловых и примыкающих зонах гнутой продольной арматуры без анкеровки.

Эти ошибки являются самыми распространёнными и могут привести к разрушению фундамента в местах угловых соединений и примыканий.

Угловые и примыкающие соединения, выполненные методом вязки перекрестий стержней продольной арматуры

Типичной ошибкой армирования углов и примыканий являются соединения продольной арматуры методом вязки перекрестий. Такое арматурное соединение без надлежащей анкеровки стержней может привести к разрушению бетонного монолита из-за разнонаправленных нагрузок, возникающих по углам ленточного фундамента.

Рис. 9. Частая ошибка при армировании углов

Применение гнутой продольной арматуры для армирования угловых соединений и примыканий

1. Угловые соединения без связки внутренней и внешней продольной арматуры (1) не обеспечивают жесткой стержневой фиксации.

2. Разрушение фундамента может происходить не только из-за образования поперечных трещин, но и из-за отслаивания внутренних углов.

Рис. 10. Ещё один пример неправильного армирования углов

Обязательно прочитайте: Можно ли армировать ленточный фундамент стеклопластиковой арматурой, если собираетесь ее использовать.

Чтобы не допустить появление на углах и примыканиях ленточного фундамента образование трещин, отколов и расслоений, необходимо правильно связать концевые стержни продольной арматуры и выполнить их надёжную анкеровку. Правильное армирование углов ленточного фундамента – залог надёжности и долговечности здания.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Хорошая реклама

Читайте также

Страница не найдена — ГидФундамент

Содержание статьи1 Определение и назначение2  3 Нормативы4 Параметры4.1 Ширина4.2 Глубина4.3 Угол наклона5 Типы и структура6 Самые распространённые виды отмосток6.1 Бетонная6.2 […]

Содержание статьи1 Функции армопояса из кирпича2 Виды поясов3 Пояс из кирпича под перекрытие4 Кирпичный пояс под мауэрлат5 Гидроизоляция и утепление6 […]

Содержание статьи1 Для кровли1.1 Основные функции1.2 Способы возведения1.3 Геометрические параметры1.4 Правила  армирования2 Для перекрытий3 Общие принципы устройства армопояса3.1 Утепление3.2 Бетонирование3.3 […]

Содержание статьи1 Как избежать работ по выравниванию поверхности2 Инструменты для контроля горизонта3 Основной способ4 Практические советы и рекомендации5 Другие способы […]

Содержание статьи1 Виды  армопояса2 Материалы опалубки для армопояса3 Виды опалубки для армопояса4 Крепление опалубки В технологический процесс устройства монолитного армированного […]

Содержание статьи1 Кирпичные фронтоны2 Требования к материалу3 Завершение кладки3.1 Ровный обрез3.2 Кладка кирпича уступом4 Гидроизоляция под мауэрлат5 Способы крепления мауэрлата5.1 […]

Содержание статьи1 Последствия неправильного выбора арматуры2 Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте3 Критерии надёжности4 Виды5 Классификация5.1 Классы5.2 Дополняющие литеры5.3 […]

Содержание статьи1 Виды монолитных лестниц2 Типы и назначение арматуры3 Практические рекомендации4 Особенности расчёта армирования лестницы4.1 Задачи армирования4.2 Угол подъёма4.3 Место […]

Содержание статьи1 Задачи армирования2 Основная функция защитного слоя3 Факторы формирования толщины4 Нормативы и допуски защитного слоя бетона5 Ошибки6 Восстановление защитного […]

Содержание статьи1 Особенности устройства кирпичной фундаментной ленты2 Свойства грунтов3 Выбор конструкции4 Достоинства5 Выбор кирпича для фундамента5.1 Размеры5.2 Маркировка6 Ленточный фундамент7 […]

Страница не найдена — ГидФундамент

Содержание статьи1 Определение и назначение2  3 Нормативы4 Параметры4.1 Ширина4.2 Глубина4.3 Угол наклона5 Типы и структура6 Самые распространённые виды отмосток6.1 Бетонная6.2 […]

Содержание статьи1 Функции армопояса из кирпича2 Виды поясов3 Пояс из кирпича под перекрытие4 Кирпичный пояс под мауэрлат5 Гидроизоляция и утепление6 […]

Содержание статьи1 Для кровли1.1 Основные функции1.2 Способы возведения1.3 Геометрические параметры1.4 Правила  армирования2 Для перекрытий3 Общие принципы устройства армопояса3.1 Утепление3.2 Бетонирование3.3 […]

Содержание статьи1 Как избежать работ по выравниванию поверхности2 Инструменты для контроля горизонта3 Основной способ4 Практические советы и рекомендации5 Другие способы […]

Содержание статьи1 Виды  армопояса2 Материалы опалубки для армопояса3 Виды опалубки для армопояса4 Крепление опалубки В технологический процесс устройства монолитного армированного […]

Содержание статьи1 Кирпичные фронтоны2 Требования к материалу3 Завершение кладки3.1 Ровный обрез3.2 Кладка кирпича уступом4 Гидроизоляция под мауэрлат5 Способы крепления мауэрлата5.1 […]

Содержание статьи1 Последствия неправильного выбора арматуры2 Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте3 Критерии надёжности4 Виды5 Классификация5.1 Классы5.2 Дополняющие литеры5.3 […]

Содержание статьи1 Виды монолитных лестниц2 Типы и назначение арматуры3 Практические рекомендации4 Особенности расчёта армирования лестницы4.1 Задачи армирования4.2 Угол подъёма4.3 Место […]

Содержание статьи1 Задачи армирования2 Основная функция защитного слоя3 Факторы формирования толщины4 Нормативы и допуски защитного слоя бетона5 Ошибки6 Восстановление защитного […]

Содержание статьи1 Особенности устройства кирпичной фундаментной ленты2 Свойства грунтов3 Выбор конструкции4 Достоинства5 Выбор кирпича для фундамента5.1 Размеры5.2 Маркировка6 Ленточный фундамент7 […]

Армирование углов ленточного фундамента

Дата: 15 января 2019

Просмотров: 5252

Коментариев: 0

Основой любой жилой производственной постройки является фундамент. Продолжительный срок эксплуатации здания обеспечивает широко применяемая основа ленточного типа, которая обязательно усиливается стальными прутками. Армирование углов ленточного фундамента, воспринимающих значительную часть действующей нагрузки – серьезная технологическая операция.

При эксплуатации строения на фундамент постоянно воздействуют комплексные усилия – масса здания, движение почвы, реакция грунтов в результате морозного пучения. Различные зоны, в том числе и угловые стыки, железобетонной основы воспринимают сжимающие и растягивающие нагрузки.

Максимальная концентрация напряжений возникает в углах железобетонной конструкции, неправильное армирование которых может привести к нарушению целостности нулевого уровня и самого объекта строительства. Процесс армирования фундамента и его углов регламентирован строительными нормами и правилами, соблюдение которых гарантирует надежность и устойчивость строения.

Рассмотрим детально угловое армирование, правила выбора арматуры, а также остановимся на особенностях выполнения мероприятий.

Если пруты арматуры в углах вязать и устанавливать правильно, строение простоит довольно долго, и в нем не появятся никакие повреждения

Подготовительный этап

Профессионально выполненное проектирование ленточной основы и квалифицированно проведенные расчеты влияют на срок эксплуатации, прочность строения. При выполнении проектных работ учитываются следующие факторы:

  • Масса строения, связанная с применяемыми материалами и конструкцией здания.
  • Воспринимаемые усилия.
  • Разновидность грунта, на котором осуществляется строительство.
  • Особенности климата местности.
  • Сопротивление грунта, связанное с наличием водоносных слоев и замерзанием почвы.

По результатам расчетных мероприятий определяется глубина закладки основания. Согласно глубине погружения в почву, существует два типа фундамента:

  • неглубокий фундамент, применяемый для твердых грунтов, не подверженных пучению;
  • глубоко погруженный в грунт, используемый на почвах, которые отличаются повышенной пучинистостью.

Варианты отличаются уровнем финансовых расходов, трудоемкостью выполнения работ, объемом применяемых материалов, особенностями конструкции арматурного каркаса. Схема арматурного контура учитывает размеры прутков и обязательно предусматривает угловое армирование.

Очень важно, чтобы укладка и вязка арматуры была произведена правильно

Инструменты и приспособления

Для производства мероприятий по усилению фундамента ленточного типа, в том числе его угловых частей, подготовьте следующие инструменты:

  • болгарку, используемую для резки элементов пространственного каркаса, или специальные арматурные кусачки;
  • рулетку строительную, длина ленты которой соответствует размерам строения и позволяет осуществлять замеры;
  • предварительно отожженную проволоку, применяемую для вязания арматуры и элементов каркаса;
  • ручное или полуавтоматическое приспособление для фиксации арматуры;
  • подкладки из древесины или пластмассы, обеспечивающие фиксированное расстояние от элементов стальной пространственной конструкции до грунта;
  • плоскогубцы или кусачки для работы с вязальной проволокой;
  • молоток, который потребуется при выполнении работ по формированию арматурного каркаса.

Выбор арматуры

Правильный выбор арматуры для усиления основания углов ленточного типа положительно влияет на прочность всей конструкции. Принимая решение по применению стальных прутков, обратите внимание на маркировку проката.

Выбор толщины армирующих прутьев во многом зависит от распределения нагрузок

Можно применять арматуру, отличительными особенностями которой является:

  • Возможность соединения в единую конструкцию с помощью сварки, о чем свидетельствует индекс С в маркировке.
  • Устойчивость к воздействию коррозионных процессов, возникающих в бетонном массиве, что подтверждается обозначением К в аббревиатуре.
  • Сохранение прочностных характеристик при фиксации элементов с помощью вязальной проволоки. Такие прутки, соответствующие классам A-2, A-3, изготавливаются из стали 35ГС, соединяются только проволокой. Дуговая сварка для крепления недопустима.

Для усиления применяются металлические прутья диаметром 10-12 мм. Выбор марки и сортамента осуществляется согласно предварительно выполненным расчетам.

Целесообразность усиления основания

Правильно выполненный фундамент здания, представляющий бетонный монолит, обладает высокими прочностными характеристиками. Без стальной арматуры он не будет иметь требуемой эксплуатационной прочности. Бетон обладает повышенной устойчивостью к действию сжимающих нагрузок, однако может растрескаться при растяжении.

Это в полной мере компенсируется арматурным каркасом, устанавливаемым до заливки ленточного фундамента на нижнем и верхнем уровне ленточного контура. В углах фундамента концентрируются значительные усилия. Именно поэтому правильное армирование углов основания ленточного типа является гарантией длительного ресурса эксплуатации строения и его прочности.

В угловые части дополнительно нужно установить вертикальные металлические стержни

Установленная в угловых частях фундамента арматура значительно увеличивает прочностные характеристики конструкции, компенсирует изгибающие и разрывные нагрузки. Вертикально расположенные стальные стержни поддерживают арматурные пояса, расположенные в верхней и нижней части каркаса.

Особенности

Осуществляя армирование ленточного фундамента, придерживайтесь предварительно разработанной схемы расположения элементов пространственного каркаса и соблюдайте размеры, необходимый шаг:

  • расстояние между вертикально расположенными прутками, диаметром до 2 см, обеспечьте в интервале 50-80 см;
  • применяйте рабочие стальные стержни, диаметр которых составляет 1-2см;
  • используйте поперечные и дополнительные элементы диаметром 4-10 мм, усиливающие центральную зону каркаса;
  • используйте неметаллические подкладки, что позволит обеспечить фиксированное расстояние в 5 см от горизонтально расположенных прутков нижнего яруса до грунта.

Армирование угла и примыкания ленточного фундамента

При сборке пространственной конструкции соблюдайте следующую очередность операций:

  • Зафиксируйте вертикально арматуру диаметром до 20 миллиметров, обеспечив интервал между прутками порядка 60 сантиметров.
  • Закрепите с помощью вязальной проволоки горизонтально расположенные силовые стержни вверху контура и в нижней его части.
  • Усильте дополнительными прутьями зоны, расположенные посередине пролетов.

Сгибание арматуры правильно производить под прямым углом

При выполнении работ по сборке арматурного каркаса особого внимания требует армирование углов фундамента. В угловых частях конструкции устанавливайте изогнутые стержни, избегайте нежелательных стыков арматурных прутков.

Армирование тупого угла фундамента

Серьезной особенностью выполнения работ по усилению угловых зон нулевого уровня является применение дополнительной фиксации, произведенной с помощью стальных прутков. Расположенные в углах основания прутки объединяют участки, воспринимающие перпендикулярно направленные усилия. Обеспечение жесткости пространственной системы в углах нулевого уровня производится путем установки дополнительных вертикальных стержней, расстояние между которыми в два раза меньше, чем по периметру контура.

Правильное армирование углов ленточного фундамента

Усиление углов

В углах ленточного основания концентрируется напряжение, действующее в различных направлениях, сжимающее и растягивающее конструкцию. При правильно выполненном усилении напряжение воспринимают стальные прутья арматурного каркаса. Неправильное армирование вызывает нарушение целостности ленточного основания.

Фиксация элементов стальной конструкция должна обеспечивать полную передачу усилий между прутьями арматуры. Если армирование углов ленточного фундамента будет выполнено без разрывов, а соединение элементов будет жестким, то монолитное основание ленточного типа будет обладать необходимой прочностью за счет цельной пространственной рамы.

Простое соединение двух армирующих прутьев в углах недопустимо ни при каких обстоятельствах

Не допускается фиксация перпендикулярно расположенной арматуры, концы которой просто связаны с применением проволоки для вязания. Это вызывает появление трещин в угловых частях основания, расслаивание, откол частей фундамента.

Рассмотрим, как правильно армировать углы, какие главные ошибки допускают застройщики, не знакомые со спецификой армирования.

Производя работы, обратите внимание на следующие моменты:

  • в каждой из угловых частей основания горизонтально расположенные стержни должны монтироваться в загнутом виде;
  • не допускается соединение встык арматуры, что вызывает разрыв силовой цепи;
  • угловые участки следует армировать стержнями, диаметр которых превышает один сантиметр.

Выполнив армирование, обязательно сопоставьте соответствие конструкции собранного каркаса с предварительной разработанной схемой. Недостаточно жесткое крепление стержней, нарушение рекомендаций приводит к разрыву стальных прутков в точках фиксации и последующему растрескиванию основания.

Основная ошибка, которую допускают застройщики, производящие армирование углов ленточного фундамента – фиксация перпендикулярно расположенных концов прутьев. Это нарушает целостность жесткой пространственной конструкции, приводит к растрескиванию бетона, нарушению устойчивости строения.

Выбор толщины армирующих прутьев во многом зависит от распределения нагрузок

Армирование оснований производят в различных вариантах:

  • С применением при усилении стальной сетки, размещенной в верхнем и нижнем ярусе, закрепленной к поперечно расположенным арматурным пруткам. Усиление угловых стыков производится загнутыми стержнями увеличенного до 2 см диаметра. Фиксация сетки к вертикальным стержням осуществляется с интервалом 0,5 м.
  • Используя отдельные стальные стержни. Это позволяет обеспечить жесткую связь основания с капитальными стенами здания, надежно зафиксировать стальные стержни. Метод предусматривает соединение внахлест стержней, концы которых имеют необходимое перекрытие.

При изгибе стальных прутьев более 150 градусов применяются цельные прутки, имеющие незначительный изгиб. При меньших углах наружные прутья, имеющие прямолинейную конфигурацию, остаются целыми. Угловые элементы каждого яруса изгибаются соответствующим образом и пересекаются в зонах крепления. Усиление прямого угла основания осуществляется с использованием отдельных стержней Г-образной конфигурации.

Фиксация арматуры

Неправильное армирование вызывает серьезные последствия, связанные с появлением трещин. Обидно, если проблема возникла из-за некачественно выполненного соединения элементов. Принимая решение о методе фиксации арматуры, застройщики задаются вопросом, какой способ лучше использовать:

  • крепление с помощью вязальной проволоки;
  • фиксацию с использованием электрической сварки.

Угловое армирование, а также усиление продольных частей каркаса, будут иметь необходимую прочность, если использовать вязальную проволоку. В эффективности данного варианта крепления убедились многие застройщики.

Применение электрической сварки не обеспечивает требуемую жесткость арматурного каркаса, который в точках стыков разрывается под воздействием нагрузок и реакции почвы. Электрическая сварка нарушает структуру прутков в зонах нагрева. Повреждение каркаса вызывает образование на нулевом уровне нежелательных трещин.Заключение

Ознакомившись с материалом статьи, изучив, как правильно армировать углы, можно избежать серьезных ошибок. Владея информацией, несложно самостоятельно выполнить работы по усилению ленточного фундамента с помощью надежно зафиксированных элементов пространственного арматурного каркаса.

Результат профессионально выполненной работы – прочная конструкция основания, позволяющая осуществить возведение здания и эксплуатировать его на протяжении длительного времени.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках — 12 лет, из них 8 лет — за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Правильное армирование углов ленточного фундамента

Строительство ленточного фундамента — довольно сложный процесс, правильное выполнение которого гарантирует длительный срок эксплуатации всего здания. Существует ряд технологических моментов, которые необходимо соблюдать. Среди них выделяют процесс армирования. О том как правильно армировать углы фундамента, на которые приходится большая часть нагрузки, рассмотрим далее.

Оглавление:

  1. Преимущества и недостатки ленточного фундамента
  2. Основные виды ленточного фундамента и технология его изготовления
  3. Правильное армирование углов ленточного фундамента: выполнение расчетов

Преимущества и недостатки ленточного фундамента

Среди преимуществ ленточного фундамента отмечают прежде всего длительность его эксплуатации. Благодаря тому, что фундамента находится под основными стенами дома, нагрузка от здания, распределяется равномерно. Поэтому, технологически правильно обустроенный ленточный фундамент способен эксплуатироваться более ста лет.

Кроме того, при необходимости существует возможность его реставрации или замены. Ленточный фундамент является универсальным строением как для легкого каркасного или деревянного дома, так и для здания, выполненного из камня или кирпича.

При наличии специализированной техники, такой как экскаватор для рытья котлована и бетономешалка, с помощью которой готовится бетонный раствор, все работы проходят достаточно быстро.

Обеспечение качественной гидроизоляции позволяет защитить основание дома от влаги. Кроме того, именно наличие ленточного фундамента в доме, позволяет установить под ним подвальное помещение или цокольный этаж. При желании, все работы по изготовлению фундамента можно провести самостоятельно, без привлечения специалистов.

Однако, у ленточного фундамента имеются также и недостатки. Это прежде всего, скорость ожидания его высыхания. Также, если сопоставить сроки выполнения всех работы по строительству ленточного и винтового фундамента, то они значительно различаются. Для того, чтобы изготовить ленточный фундамент потребуется значительное количество времени и больше физических усилий.

В большинстве случаев, работы по строительству фундамента требуют наличие специализированной техники и минимум трех человек.

Основные виды ленточного фундамента и технология его изготовления

В зависимости от схемы изготовления, ленточный фундамент бывает:

  • монолитным, выполненным из бетонного раствора с предварительным армированием;
  • сборным — изготовленным из отдельных блоков, которые соединяются между собой с помощью цементного раствора.

Первый вариант актуален во время строительства домов, так как он считается более надежным и не приводит к неравномерной усадке здания. Если почва имеет высокую усадку, то лучше всего изготавливать монолитный тип фундамента.

Чтобы соорудить небольшие здания, в виде парилок или бань, достаточно сборного ленточного фундамента. Технология его строительства состоит в соединении между собой отдельных блоков из железобетона. Существует возможность неравномерной усадки такого фундамента, так как конструкция не является монолитной.

Различают несколько этапов возведения ленточного фундамента, предлагаем с ними ознакомиться:

1. Проектирование и проведение расчетов.

Самый важный этап — от качества выполнения которого напрямую зависит срок эксплуатации фундамента. Для правильного расчета глубины фундамента следует учесть такие факторы как:

  • нагрузка на фундамент от здания и его веса;
  • тип почвы и климатические особенности региона;
  • сопротивление почвы.

В зависимости от глубины закладки фундамента он бывает глубокого заложения и мелкозаглубленным. Первый вариант актуален в том случае, если почва характеризуется высокой пучинистостью. Мелкозаглубленный вариант применяется для твердой непучинистой почвы. Уровень расходов на возведение мелкозаглубленного и глубоко заложенного фундамента значительно отличается между собой. Так как глубина заложения и количество материалов, используемых в процессе заливки, значительно возрастает во втором случае.

2. Выполнение разметки участка под фундамент.

Далее следует выравнивание участка, удаление с него сорняков, мусора и возможно, верхнего слоя почвы. После этого, производятся работы по его разметке с помощью осей. В зависимости от разметки, выкапывается траншея. Для этого, используется специализированная техника или все работы проводятся вручную.

3. Работы по устройству песчаной подушки.

Данный этап также довольно важен при строительстве фундамента. Так как песчаная подушка способна защитить фундамент от влаги. Кроме того, она обеспечивает передачу нагрузки от основания на землю, то есть она является неким амортизатором.

Однако, песчаный слой не всегда нужен при строительстве фундамента. Если почвы отличается наличием большого количества глинистых элементов, то в таком случае, в песке будет концентрироваться влага, которая со временем попадет в фундамент. В данной ситуации лучше обойтись без подушки или предварительно обустроить в почве дренажную систему для отвода воды.

Самый популярный вариант изготовления песчаной подушки — укладка 15-20 см слоя песка, затем, при необходимости укладывается гравий или щебенка и заливается тонким слоем бетона. По истечению десяти дней, работы продолжаются.В таком случае, бетонное основание позволяет выровнять поверхность, перед проведением последующих работ.

4. Укладка арматуры.

Очень сложный этап, который требует от его исполнителя особого опыта. Арматура должна быть уложена правильно, чтобы не совершить перерасход строительных материалов. Учтите, что главными рядами в арматуре является верхнее и нижнее ее основание.

Армирование углов фундамента фото:

Материал должен иметь антикоррозийное покрытие, защищающее его от разрушения влагой. Под небольшое и легкое здание, достаточно соорудить каркас, связанный между собой с помощью проволоки. Под массивное сооружение, для изготовления арматурного каркаса, лучше воспользоваться сварочным аппаратом. Кроме того, существует возможность вязания арматуры с помощью специального крючка.

5. Монтаж опалубки.

Для изготовления опалубки используют дерево, металл, пластик, фанеру и другие подходящие материалы. Опалубка должна быть выставлена строго по уровню. После установки основных стен, следует процесс их укрепления с помощью дополнительных досок.

6. Заливка фундамента бетонным раствором.

Завершающий этап работы над фундаментом. Бетонный раствор должен обладать высоким качеством. При возможности, лучше воспользоваться заводским раствором или приготовить его самостоятельно с помощью бетономешалки. В процессе заливки, обязательно используют вибратор по бетону, который позволит улучшить качество бетона, избавив его от излишков воздуха.

Правильное армирование углов ленточного фундамента: выполнение расчетов

После проектирование фундамента и дома, начинается возведение ленточного фундамента. Теодолит поможет правильно распределить оси под выполнение заливки. При ее отсутствии, достаточно колышек и шнура. Далее следует выкопать траншею, под ленточный фундамент и установить песчаное основание. Учтите, что слой песка должен идеально ровно располагаться на поверхности. Кроме того, качество его утрамбовки должно быть таким, чтобы пройдясь по песку, на нем не осталось следов от ботинок.

После этого, производится укладке гравия или щебня на основание из песка, при этом, толщина слоя составляет также около 20 см. Затем, фундамента заливается бетонным растворов, время высыхания которого составляет минимум неделю.

Использование комбинированной песчано бетонной подушки, позволяет значительно сократить расходы материалов и время на обустройство ленточного фундамента.

Основная часть нагрузки ляжет на участки продольного типа, поэтому здесь актуально применение толстой ребристой арматуры диаметр которой сопоставляется в соотношении с прочностью почвы. Арматура должна иметь ребристую поверхность, именно она, обеспечит должное сцепление арматуры с бетоном. Арматурный каркас углубляется минимум на 5 см между опалубкой, нижней и верхней частями фундамента.

Для расчета количества арматуры следует определить ее диаметр. Оптимальное значение диаметра арматуры составляет 1,2 см. В таком случае, устанавливается два вертикальных прута двумя рядами, интервал их кладки 50 см. Кроме того, на каждый угол потребуется еще по одному пруту.

Для выполнения армирования углов фундамента, потребуется наличие:

  • ручного станка, с помощью которого сгибается арматура;
  • арматурных кусачек;
  • болгарки;
  • строительной рулетки;
  • вязальной проволоки;
  • станка для вязания;
  • пластмассовых подкладок;
  • кусачек;
  • молотка;
  • пассатижей.

После изготовления опалубки выполняется армирование основания фундамента. Укладка арматуры осуществляется в двух направлениях. Чаще всего, в работе используется арматура диаметром 12-14 мм. Прутья соединяются друг с другом с помощью специальной проволоки. Если между арматурой и верхней частью траншеи остается расстояние более чем 70 мм, то дополнительно производится укладка сетки.

Армирование необходимо для того, чтобы укрепить бетон. Так как он подвергается воздействия перепада температур и большой нагрузки. Чтобы бетон, не растрескался, его укрепляют арматурными прутьями.

В процессе выполнения армирования углов фундамента чаще всего арматуру укладывают в форме квадрата или прямоугольника. Минимальное количество стальных стержней, расположенных в вертикальном направлении, составляет две штуки. Если здание отличается большим количеством этажей и внушительным весом, то это значение увеличивается.

Интервал между прутьями не должен быть более 80-ти см. Количество арматуры, уложенной в горизонтальном направлении индивидуально и подсчитывается исходя из нагрузки от здания и глубины фундамента. Арматура должна быть погружена в бетонный раствор, минимум на 70 см. Интервал укладки горизонтальных прутьев составляет 300 мм.

Для армирования каждого пояса, требуется от двух до четырех прутьев. Существует еще дополнительная арматура, толщина стержней которой составляет от 0,3 до 1 см. Для выполнения армирования, следует таким действиям:

  • установите прутья в землю, диаметром до 1 см, интервал укладки 50-80 см;
  • повяжите на вертикальные участки два пояса, сверху и снизу;
  • дополнительная арматура усилит центральную часть каркаса.

Армирование углов фундамента схема:

  • в каждом угле производится монтаж загнутых прутьев, при этом, стыки между арматурой должны отсутствовать;
  • после монтажа арматуры, производится обеспечение вентиляции;
  • из-за того, что на угловые участки больше всего воздействует сжатие, арматура должна иметь диаметр более 1 см.

Учтите, что некачественное армирование углов фундамента, приведет к разрыву арматуры под напряжением от веса дома. Поэтому, арматурный каркас должен иметь вид единой жесткой пространственной рамы.

Главная ошибка армирования углов ленточного фундамента — соединение арматуры простыми перекрестными концами. В итоге, получается покрытие в низкой прочностью, а бетон, со временем растрескивается.

Различают несколько вариантов армирования фундамента. Первый из них предполагает использование дополнительной сетки при армировании. В таком случае, устанавливается поперечная арматура и арматура, усиливающая угловой стык. Данный вариант, позволяет армировать фундамент, ячейками по 20 см. Установка сетки производится в верхней и нижней части фундамента, каждые пол метра они соединяются с помощью вертикальных стержней.

Второй вариант армирования предполагает применение отдельных стержней арматуры. С его помощью обеспечивается:

  • жесткая связь фундамента со стенами дома, их перекрестное соединение;
  • анкеровка стержней арматуры.

Данный метод предполагает соединения арматуры с перепуском или нахлестом. При этом, различают соединение у которого имеется прямое окончание стержней или петлеобразный загиб.

Если угол арматуры составляет более 150 градусов, то арматура остается цельной и всего лишь немного изгибается. В противном случае, цельными остаются только наружные стержни, а внутренняя арматура изгибается и пересекается между собой. Прямой угол фундамента чаще всего армируется с помощью г-образных элементов.

Угловые участки фундамента, да и весь арматурный каркас, лучше всего связывать между собой с помощью проволоки. Так как использование сварки, отличается низкой прочностью. Прежде всего, было доказано, что арматура, под воздействием нагрузки и почвы, движется, данный движения, способны вызывать разрыв соединенных сваркой элементов. В таком случае, каркас арматуры начинает повреждаться, что приводит к появлению трещин в фундаменте. Даже качественное сваривание арматурного каркаса не способно защитить фундамент от пучения почвы, которая приводит к небольшим подвижкам арматуры.

Армирование углов фундамента выполняется с помощью анкеровки, фиксации арматуры изогнутыми элементами, При этом, в угловой части фундамента между собой связываются таким образом, чтобы соединить между собой разные по напряжению зоны. Таким образом, производится связывание только верхних углов, а внутренние углы пересекаются в свободном направлении. Установка поперечной арматуры в углах фундаментах производится в два раза чаще, нежели по периметру.

Армирование углов фундамента видео:

Армирование углов и примыканий | Архитектурный журнал ADCity

Книга Яковлева Р.Н. «Универсальный фундамент. Технология ТИСЭ» так описывает армирование: 

 — «Длину арматуры назначают такой, чтобы в углах она не доходила до поперечных стенок опалубки на 4 — 10см. В углах и в Т-образных соединениях ленты ростверка прутки арматуры пересекаются без какого-либо соединения между собой. Если длина прутков арматуры недостаточна, чтобы перекрыть всю длину стены, то необходимо осуществить перехлёст арматуры на длину в 60 диаметров прутков.» Такое исполнение «армирования» чревато отколом слоев фундамента по ширине и образованиями трещин у углов. Данное «соединение» арматуры (по сути является разрывом, а не соединением арматуры) не обеспечивает непрерывности контура армирвания фундамента. Армируя таким образом углы фундаментной ленты вы получаете отдельные балки, формально соединенные между собой, а не монолитную железобетонную раму. Передачу усилий от стержня к стержню обеспечивает лишь соединение арматуры нахлестом, либо загибом арматуры.

     Угол железобетонной конструкции – место концентрации напряжений. Разные слои железобетонной конструкции могут испытывать разнонаправленные напряжения сжатия и растяжения. При неправильном армировании, эти напряжения не будут восприниматься стальными стержнями арматуры.  Если арматура в углу будет разрывной, то монолитный фундамент будет представлять собой не единую пространственную раму, а набор отдельных балок. В этом случае в углах фундамента возможно образование трещин, отколов и расслоений бетона.

     Общий смысл правильного армирвания угла – это дополнительная анкеровка (закрепление) арматуры с помощью отогнутых элементов и арматурная связь зон различных напряжений в углу фундамента (связь внутреннего и наружного слоев бетонной ленты). При таком армировании связываются только внешние стержни арматуры и вертикальная арматура выставляется только у внешних прутов. Внутренние стержни арматуры в углу свободно пересекаются.  В зоне угловой анкеровки арматуры поперечная арматура ставится в два раза чаще, чем рекомендуется для ленты фундамента (0,4 от высоты сечения ленты фундамента, но не более 25 см).

Армирование углов ленточного фундамента — схемы и правила вязки

Фундамент – это одна из наиважнейших частей любого строения, поэтому ему надо уделить особое внимание уже на этапе проектирования здания. Чаще всего в качестве основания для возведения загородной постройки выбирают ленточный фундамент, который представляет собой конструкцию из металлического каркаса, залитого бетоном. Армирование углов ленточного фундамента необходимо производить с особой тщательностью, так как именно они испытывают наибольшие вертикальные, продольные и поперечные нагрузки, как со стороны самого здания, так и со стороны грунта.

Зачем нужно армировать ленточный фундамент

Сам бетон является довольно прочным и долговечным строительным материалом, хорошо выдерживающим вертикальное давление. Однако без надлежащего армирования фундамент не выдержит нагрузок на разрыв, сжатие в горизонтальном направлении и изгиб (все это приведет к образованию трещин). Поэтому основой любого ленточного фундамента является армирующий каркас. Зная о том, как правильно армировать ленточный фундамент, а особенно углы и места примыканий, можно собственноручно построить основу любого здания, будь то небольшая дачная беседка или трехэтажный дом. Правильно рассчитанная и изготовленная монолитная железобетонная конструкция фундамента станет гарантом долговечности и прочности любого здания.

Материалы для армирования

Наибольшие нагрузки испытывают продольные части армирующего каркаса ленточного фундамента, поэтому для их изготовления используются профильные прутки арматуры диаметром от 12 до 20 мм в зависимости от нагрузки (количества этажей будущего здания и материала, который будет использоваться для возведения стен). Для вертикальных и поперечных частей конструкции можно использовать гладкую арматуру диаметром от 8 до 12 мм (зависит от веса стен и высоты «ленты»). Для обвязки арматуры используется специальная мягкая вязальная проволока диаметром 0,8-1,2 мм.

Необходимые инструменты и приспособления:

  • Специальный резак для арматуры (либо болгарка с дисками для резки металла).
  • Приспособление (может быть изготовлено из обрезков металлических уголков, швеллера и труб подходящего диаметра) для угловых загибов арматуры и изготовления вертикальных прямоугольных хомутов; Г-образных и П-образных армирующих элементов. При желании данное приспособление в заводском исполнении можно приобрести в строительном магазине.
  • Крючок, с помощью которого вяжут арматуру проволокой, или специальный вязальный аккумуляторный пистолет (можно взять на прокат – это значительно сэкономит время).
  • Специальные «стульчики» или «лягушки» для поднятия армирующего пояса на 50 мм от нижнего края гидроизоляционного слоя (можно использовать куски кирпичей подходящих размеров).
  • «Звездочки» для обеспечения зазора в 50 мм между опалубкой и армирующим каркасом.
  • Шаблоны с отверстиями для продольных частей арматуры, которые служат для удобства обвязки частей будущего каркаса (легко изготовить из досок или толстой фанеры).

Как правильно сделать армирование

Чтобы армирование было сделано по всем правилам, необходимо выполнять следующие требования:

  • Расстояние между продольными поясами арматуры не должно превышать 50 см. Количество поясов зависит от высоты фундамента.
  • Вертикальные и поперечные прутки арматуры (то есть поперечные пояса) устанавливаются с шагом 30 см согласно рекомендациям СНиП-а, но на практике часто делают шаг 50 см. Иногда поперечный пояс выполняют в виде прямоугольного хомута.
  • От каждого угла в обе стороны надо установить по 3-4 поперечных пояса с шагом 0,5 от основного.
  • От места примыкания в каждую сторону также необходимо сделать по 3-4 поперечных пояса с шагом 0,5 от основного.
  • Выбор диаметра основной продольной арматуры зависит от нагрузки на фундамент, то есть чем больше нагрузка, тем толще арматура.
  • Для вязки каркаса применяется только специальная проволока.
  • Для того чтобы после заливки раствора вокруг металлического каркаса с каждой стороны образовался защитный слой из бетона толщиной 50 мм, необходимо установить специальные приспособления: снизу каркаса «стульчики» или «лягушки», а с боков – «звездочки».
  • Армировать углы каркаса необходимо, только применяя специальные усиливающие конструкцию схемы, а не простым вязанием внахлест перпендикулярных прутьев арматуры.
  • Прямые участки каркаса желательно выполнять цельными кусками арматуры (стандартная заводская длина 11,7 м).
  • При стыковке продольных арматурных элементов необходимо строго соблюдать размеры нахлеста одного прутка на другой (для бетона марки М200 – 50 диаметров арматуры, для М250 – 40 диаметров, для М300 – 35 диаметров).
  • Недопустима стыковка продольных прутков арматуры в одном и том же месте по вертикали (разнос должен составлять не менее 60 см или 1,5 длины нахлеста).

Варианты армирования прямых углов и мест примыканий

Угловые элементы ленточного фундамента испытывают наибольшие нагрузки после возведения здания. Поэтому от того, насколько качественно выполнено армирование этих участков фундамента будет зависеть надежность и долговечность всего сооружения. Простая вязка продольных элементов арматуры под прямым углом недопустима, так как такой способ не обеспечивает дополнительной прочности. Есть три основных метода армирования угловых частей и мест примыканий для ленточных фундаментов:

Первый способ

Основная внешняя продольная арматура загибается под 90 градусов. Внутренние продольные прутки также загибаются под 90 градусов и крепятся проволокой к внешним продольным пруткам. Величина загнутой части внутренних прутков должна равняться 50 диаметрам продольной арматуры. Такие же операции необходимо провести на всех горизонтальных уровнях армирующего каркаса.

Шаг вертикальных (поперечных) арматур в угловых элементах и местах примыканий должен составлять 0,5 основного шага. Это же требование к шагу относится и ко всем остальным методам армирования угловых частей и мест примыканий.

Второй способ

Этот метод анкеровки в угловых соединениях и местах примыканий для изготовления металлического каркаса считается наиболее простым и часто используется. Если длины продольных прутьев не хватает, чтобы их загнуть, применяют Г-образные крепящие элементы. Длина каждого плеча такого элементов должна составлять не менее 50 диаметров основной арматуры. Внешние продольные прутки связываются одним Г-образным элементом между собой. Каждый внутренний продольный элемент соединяется с внешним прутком арматуры с помощью Г-образного элемента. Для армирования одного углового соединения потребуется три Г-образных хомута на каждый продольный уровень каркаса. Для места примыкания необходимо по два таких элемента на каждый уровень.

Третий способ

Чтобы сделать металлический армирующий каркас более прочным устанавливаем в углах и местах примыканий П-образные элементы. Ширина таких элементов соответствует ширине армирующего каркаса, а длина – не менее 50 диаметров продольного арматурного прутка. Эти элементы вяжутся к основным продольным прутьям открытой частью буквы «П» по направлению от угла. Для армирования одного угла требуется два таких элемента (на каждом горизонтальном уровне), для места примыкания по одному элементу на каждый уровень.

Армирование тупых углов

При сложной геометрии ленточного фундамента, некоторые углы могут быть гораздо больше 90 градусов. Тупой угол также необходимо армировать по специальным схемам, увеличивающим прочность каркаса. Существуют два основных способа правильного армирования тупых углов фундамента.

Первый способ

Оптимальным решением для армирования тупого угла является загиб внешней продольной арматуры под необходимым углом. Внутренние продольные хлысты также загибаются под тем же углом, и вяжутся к внешней продольной составляющей каркаса. Длина каждой загнутой части внутреннего продольного прутка составляет не менее 50 диаметров основной арматуры.

Второй способ

Для укрепления тупых угловых частей каркаса используются дополнительные элементы, загнутые под необходимым углом. Длина плеча такого изогнутого элемента должна равняться не менее 50 диаметров продольной арматуры. Перехлест при вязке варьируется в пределах от 35 до 50 диаметров арматуры в зависимости от марки цемента, применяемой для бетонного раствора.

Ошибки армирования углов ленточного фундамента

Наибольшее количество ошибок, которые допускаются при изготовлении арматурного каркаса для ленточного фундамента, происходит именно при армировании угловых элементов и мест примыканий. Самая распространенная ошибка – вязание перекрещивающихся прутков в угловых частях фундамента, которая ведет к значительному ослаблению конструкции. На профессиональном языке это называется «разрыв арматуры».

Еще одной распространенной ошибкой является простой загиб внешних и внутренних продольных прутков арматуры без применения дополнительных усиливающих элементов. Это же относится и к армированию тупых угловых частей каркаса.

Важно! Если вязка производится перпендикулярно насечкам рифленой арматуры, то это приводит к ее проскальзыванию в момент заливки бетона и нарушает геометрию каркаса. Если вязка производится параллельно насечкам (то есть проволока укладывается в углубления на арматурных прутьях), то это обеспечивает более плотное и надежное соединение.

В заключении

При соблюдении всех норм и правил армирования, лента фундамента выдерживает значительные нагрузки и пригодна для строительства даже трехэтажного кирпичного дома.

МЕХАНИКА, ВАЖНОСТЬ, ОЦЕНКА И ПРИМЕНЕНИЕ

Ссылки:

(1) Тимошенко С. и Войновский-Крейгер С. (1983), «Теория пластин и оболочек»,

2-й. Издание, Макгроу-Хилл.

(2) Гулд П. (1999), «Анализ пластин и оболочек», Прентис-Холл.

(3) Трахейр Н., Адель А., Ансуриан П., Ирвин Х. и Роттер Дж. (1983), «Конструктивное проектирование стальных бункеров для сыпучих материалов

», Сиднейский Австралийский институт стали

Строительство.

(4) Маркус Х. (1925), «Die Vereinfachte Berechnug Biegsamer Platten», 2-е. Издание,

Berline.

(5) Маркус Х. (1932), «Die Theorie Elastischer Gewebe», 2-е. Издание, Берлайн.

(6) Йохансен К.В. (1972), «Формулы предела текучести для плит», Ассоциация цемента и бетона

, Лондон.

(7) Фергюсон П.М. (1973), «Основы железобетона», 3-е издание, John

Wiley and Sons.

(8) Науэй Э.(1996), «Железобетон, фундаментальный подход», 3-е. издание

Prentice Hall.

(9) Mansfield E.H. (1957), «Исследования по анализу разрушения жестких пластин с квадратной диаграммой текучести

», Труды Королевского общества, Vol. 241, август,

стр. 311-338

(10) Мой С. (1996), «Методы пластики для стальных и бетонных конструкций», 2-е.

Издание, MacMillan.

(11) Ван К. и Сэлмон К. (1992), «Проектирование железобетона», 5-е изд.Издание,

Харпер Коллинз

(12) Вазирани В. и Ратвани М. (19780, «Бетонные конструкции», 8-е издание, издательство Khanna

, Индия.

(13) МакГрегор Дж. (1997), « Железобетон: механика и дизайн », 3-е.

издание Prentice Hall.

(14) Конг Ф. и Эванс Р. (1983),« Армированный и предварительно напряженный бетон », 2-е издание

, VNR.

( 15) Рейнольдс К. и Стидман Дж. (1996), «Справочник конструктора по железобетону

», 10-е.Издание, E & FN Spon.

(16) Джонс Л. и Вуд Р. (1967), «Анализ линии текучести плит», Томас и

Хадсон и Виндус, Лондон.

(17) Мурашев В., Сигалов Е., Байков В. (1976), «Проектирование железобетонных конструкций

, 3-е. редакция, Мир Издательство.

(18) О’Брайен Э. и Диксон А., (1995), «Армированный и предварительно напряженный бетон — Полный процесс

», Longman

(19) ACI 318-89, «Требования строительных норм для железобетона. и

Комментарий », ACI, Детройт.

(20) BS 8110: Часть 1: 1997, «Использование бетона в конструкциях: Часть 1. Свод правил для проектирования и строительства

», BSI, Великобритания.

(21) JBC 5/93 (1993), «Кодекс для простого и железобетона», Министерство общественных дел

Работы и жилищное строительство, Иордания.

(22) ECP (1998), «Египетские правила проектирования и строительства железобетонных конструкций

», 4-е. Издание Министерства жилищного строительства Египта.

(23) Хилал М.(1978), «Основы железобетона и предварительно напряженного бетона —

Том 1», 2-е. Издание, Египет.

Как укрепить бетонную плиту на земле для контроля трещин

Большинство плит на земле не армированы или номинально армированы для контроля ширины трещин. При размещении в верхней или верхней части толщины плиты стальная арматура ограничивает ширину случайных трещин, которые могут возникнуть из-за усадки бетона и температурных ограничений, осадки основания, приложенных нагрузок или других проблем.

Этот тип армирования обычно называют усадочным и температурным армированием.

Усадочная и температурная арматура отличается от структурной арматуры. Структурная арматура обычно размещается в нижней части толщины плиты для увеличения несущей способности плиты. Большинство строительных плит на земле имеют как верхний, так и нижний слои армирования для контроля ширины трещин и увеличения несущей способности. Из-за проблем с конструктивностью и затрат, связанных с двумя слоями армирования, конструкционные плиты на земле не так распространены, как неструктурные плиты.

Несмотря на то, что существует несколько вариантов армирования неструктурных плит на грунте, в этой статье основное внимание уделяется стальным арматурным стержням и арматуре из сварной проволоки для контроля ширины трещин.

Неограниченный рост ширины трещины приводит к выкрашиванию кромок вдоль несоединенных трещин при воздействии колесного транспорта, особенно жестких колесных погрузчиков.

Основы

Стальная арматура и арматура из сварной проволоки не предотвращают растрескивание. Армирование в основном бездействует, пока бетон не потрескается.После растрескивания он становится активным и регулирует ширину трещины, ограничивая ее рост.

Если плиты размещены на высококачественных основаниях с однородной опорой и состоят из бетона с низкой усадкой и правильно установленными стыками с шагом 15 футов или меньше, в армировании, как правило, нет необходимости. Скорее всего, случайных или несвязных трещин будет немного. Если случайные трещины все же возникают, они должны оставаться достаточно плотными из-за ограниченного расстояния между стыками и низкой усадки бетона, что ограничивает будущую пригодность к эксплуатации или техническому обслуживанию.

Когда плиты размещаются на проблемных основаниях с риском неоднородной опоры или состоят из бетона средней или высокой усадки или расстояние между стыками превышает 15 футов, тогда необходимо армирование, чтобы ограничить ширину трещин в случае их возникновения. По мере того, как ширина трещины увеличивается и приближается к 35 мил (0,035 дюйма), эффективность передачи нагрузки через блокировку заполнителя уменьшается, и могут происходить дифференциальные вертикальные перемещения по трещинам или «раскачивание» плиты. Когда это происходит, края трещин становятся обнаженными, и, вероятно, произойдет скалывание кромок, особенно если плита подвергается воздействию колесного транспорта и особенно жестких колесных погрузчиков.Как только начинается скалывание, ширина трещин на поверхности становится шире, и износ плиты по трещинам значительно увеличивается.

Если усадочные швы неприемлемы и не устанавливаются, требуется усиление усадки и температурного усиления. Такой подход к проектированию иногда называют непрерывно армированными плитами или плитами без стыков, и он допускает многочисленные, близко расположенные (от 3 до 6 футов) мелкие трещины по всей плите.

Неограниченный рост ширины трещины приводит к выкрашиванию кромок вдоль несоединенных трещин при воздействии колесного транспорта, особенно жестких колесных погрузчиков.

Опции контроля трещин

В общем, существует два варианта контроля трещин в плитах на земле: 1) контроль местоположения трещин путем установки усадочных швов (не контролирует ширину трещин) или 2) контроль ширины трещин путем установки арматуры (не контролирует трещину. расположение).

В варианте 1 мы указываем плите, где происходит трещина, и ширина усадочных швов или трещин в швах в значительной степени контролируется расстоянием между швами и усадкой бетона.По мере увеличения расстояний между швами и усадки бетона ширина швов увеличивается. Подобно трещинам, если ширина шва приближается к 35 мил, эффективность блокировки заполнителя для передачи нагрузок и предотвращения дифференциальных вертикальных перемещений по швам может быть значительно снижена. По этой причине многие проектировщики используют устройства для передачи нагрузки, включая стальные дюбели, пластины или непрерывную арматуру через усадочные соединения, чтобы обеспечить положительную передачу нагрузки и ограничить дифференциальные вертикальные перемещения в соединениях.

В варианте 2 мы допускаем случайное растрескивание плит, но контролируем ширину трещин с помощью стальных арматурных стержней или арматуры из сварной проволоки. Обычно с этой опцией не устанавливаются усадочные швы. Вместо этого растрескивание происходит беспорядочно, образуя многочисленные, плотно прилегающие друг к другу трещины. Из-за внешнего вида этот вариант борьбы с трещинами всегда следует обсуждать с владельцем.

Нарезка арматуры на стыках

Соблюдайте осторожность при использовании обоих вариантов контроля трещин в одной плите.Если через усадочные стыки проходит слишком много арматуры, стыки становятся слишком жесткими и могут не треснуть и раскрыться, как задумано. Когда усадочные соединения не активируются (т. Е. Трескаются и открываются) из-за армирования, обычно происходит расслоение или случайное растрескивание. Если используются оба варианта, необходимо ограничить количество арматуры, проходящей через стыки, чтобы обеспечить правильную активацию.

Некоторые проектировщики предписывают обрезать всю арматуру в усадочных соединениях, в то время как другие могут предписывать обрезать все остальные стержни или проволоки.Если перерезать каждый второй стержень или проволоку, оставшаяся арматура поможет обеспечить передачу нагрузки и минимизировать дифференциальные движения панели, но не ограничит срабатывание соединений. Если в спецификациях и строительных чертежах не указано, что делать с температурной и усадочной арматурой в стыках, подрядчикам следует подать запрос о предоставлении информации. Часто подрядчиков необоснованно обвиняют в несоответствующем растрескивании, связанном с этой проблемой проектирования.

Метод «тяни и тяни» для перемещения арматуры из сварной проволоки в указанное место является неэффективным методом, которого подрядчикам следует избегать.

Расположение арматуры

Стальную арматуру и арматуру из сварной проволоки следует располагать в верхней трети толщины плиты, поскольку усадочные и температурные трещины возникают на поверхности плиты. Трещины шире на поверхности и сужаются по глубине. Таким образом, арматура для предотвращения трещин никогда не должна располагаться ниже середины плиты. Арматуру также следует размещать достаточно низко, чтобы пропил не повредил арматуру. Для армирования сварной проволокой Институт армирования проволоки рекомендует размещать сталь на 2 дюйма ниже поверхности или в пределах верхней трети толщины плиты, в зависимости от того, что находится ближе к поверхности.Проектировщики обычно определяют положение армирования, указывая бетонное покрытие (от 1 1/2 до 2 дюймов) для арматуры.

Не рекомендуется размещать один слой арматуры в центре или на средней глубине плиты (за исключением плит толщиной 4 дюйма). Это универсальное место, где проектировщик надеется увеличить несущую способность плиты в дополнение к обеспечению контроля ширины трещин. Однако размещение арматуры в середине плиты не может эффективно решить ни одну из задач.

Стальная арматура и арматура из сварной проволоки должны поддерживаться и в достаточной степени связаны вместе, чтобы минимизировать перемещения во время укладки бетона и отделочных работ. В противном случае арматура может неправильно расположиться в плите. Поддерживайте арматуру стульями или опорами из сборных железобетонных стержней. У стульев должны быть песочные или опорные плиты, а у брусьев должно быть как минимум 4-дюймовое квадратное основание, чтобы они не проваливались в основание. Используйте такие расстояния между опорами, которые гарантируют, что арматура не провисает между опорами и не сдавливается пешеходами или свежим бетоном.Гибкое армирование, включая арматуру из сварной проволоки, требует меньшего расстояния между опорами. Помимо указания типа и количества арматуры, проектировщики должны указать тип и расстояние между опорами, чтобы обеспечить правильное расположение арматуры.

Сварную проволочную арматуру нельзя класть на землю и тянуть на место после укладки бетона. Техника «зацепи-тяни» всегда приводит к неправильному расположению арматуры. Как рабочие могут равномерно «зацепить и потянуть» арматуру из сварной проволоки в указанном месте, стоя на арматуре?

Арматура, частично заглубленная в основание, не обеспечивает контроль ширины трещины.Без поддержки стульев или сборных бетонных блоков арматура обычно заканчивается внизу плиты или закапывается в основание.

Допуски размещения

Допуск вертикального размещения арматуры в плитах на земле составляет ± 3/4 дюйма от указанного места. Для плиты толщиной 12 дюймов или меньше допуск бетонного покрытия составляет — 3/8 дюйма, измеренный перпендикулярно бетонной поверхности, и уменьшение покрытия не может превышать одну треть указанного покрытия.Во многих случаях допуск покрытия перекрывает допуск вертикального размещения. Правильное размещение и поддержка арматуры поможет обеспечить соблюдение этих допусков по вертикальному размещению.

Эта статья была первоначально опубликована 25 февраля 2013 года.

Артикул:

ACI 117-06. «Спецификация допусков для бетонных конструкций и материалов»

ACI 302.1R-04. «Руководство по устройству бетонных перекрытий и перекрытий»

ACI 360R-06.«Сооружение плит-на-земле»

Положение ASCC № 2. «Расположение катаной сварной проволочной сетки в бетоне»

WRI Tech Facts. «Опоры необходимы для долговременной работы арматуры сварной проволокой в ​​плите на одном уровне» (TF 702-R-08)

WRI Tech Facts. «Как определить, заказать и использовать сварную проволочную арматуру» (TF 202-R-03)

Железобетон — обзор

1.6.5.1 Характеристики текстильно-армированного бетона

TRC [21] состоит из мелкозернистого вяжущего связующее и устойчивый к щелочам стеклоткань.Значение предварительного напряжения текстиля для его лучшего использования демонстрируется путем проведения испытания на растяжение. Основываясь на преимуществах, которые дает предварительное напряжение ткани, в справочниках. [21,26–29] иллюстрируют пригодность предложенного метода для достижения улучшенных характеристик RC-балок при их усилении с помощью TRC.

Мелкозернистое цементное связующее, состоящее из ПК (578 кг / м 3 ), FA (206 кг / м 3 ), SF (41 кг / м 3 ), кварцевого песка (589 кг / м). м 3 ), кварцевый порошок (QP) (354 кг / м 3 ), вода (330 кг / м 3 ) и СП на основе поликарбоксилата.Расходы, измеренные с помощью аппарата minislump, имеют начальное значение более 150% и 80% через 1 час. Прочность смеси на сжатие куба составляет 44,5 МПа (± 4,2%).

Стеклоткань, которая используется в качестве армирования, представляет собой щелочно-стойкую арматуру сетчатого типа с размером ячеек 25 × 25 мм. Определение характеристик одноосного растяжения проводилось на текстильных образцах длиной 500 мм и шириной 60 мм. Замечено, что максимальная несущая способность текстиля на единицу ширины составляет около 45 кН / м, и при первоначальном отклике текстильного материала наблюдалось провисание (см. Отклик только текстильного материала на рис.1.10). Более подробную информацию о характеристиках текстиля можно увидеть в другом месте [21]. Исследования показали, что определенное усилие натяжения необходимо для выпрямления пряжи во время литья TRC для достижения лучшего действия композита.

Рисунок 1.10. Типичное напряжение-деформация для текстиля.

В исследованиях [21,26–30], предварительное напряжение / механическое растяжение было обеспечено текстильным изделиям во время литья TRC. Соответственно, чтобы определить вклад текстиля в TRC, были отлиты и испытаны прямоугольные образцы размером 500 (длина) × 60 (ширина) × 8 мм (толщина) с механически растянутым текстилем.Подробности о методологии и испытаниях на механическое растяжение сообщает Гопинатх [21]. Сравнение результатов с результатами TRC с непрессованным текстилем проиллюстрировано на рис. 1.10, где образцы TRC имели три и четыре слоя текстиля, помещенные в форму без приложения какой-либо механической силы во время литья образца, а в других случаях — механической силы. наносился на текстильные слои с помощью специально разработанного аппарата во время литья. Основываясь на зависимости нагрузки от смещения, номинальное напряжение для текстиля было получено в соответствии с процедурами, указанными в ACI 549 [31], путем деления нагрузки на площадь поперечного сечения текстильного армирования, равную 33.58 мм 2 / м. Напряжение в зависимости от деформации трех- и четырехслойного армированного предварительно напряженного и непрессованного текстиля в TRC показано на рис. 1.10. Кроме того, деформация была получена путем деления смещения LVDT на измерительную длину 350 мм.

Ответы также были наложены на различные модели поведения ткани в TRC, полученные в одноосном тесте (см. Рис. 1.10). Когда TRC отливают без придания текстильному материалу какого-либо механического растяжения (без напряжения), можно заметить, что наклон многократного растрескивания и стабилизированного состояния параллелен наклону ткани, как показано на рис.1.10. Однако необходимо получить пиковую деформацию, поскольку текстильные материалы в TRC не удлиняются до тех пор, пока не будет достигнута деформация разрушения в текстиле. Когда текстильные изделия подвергаются предварительному напряжению / механическому растяжению, наклон поведения текстиля в состоянии множественного растрескивания параллелен наклону ткани. Однако, как только TRC переходит в стабилизированное состояние, наклоны голого текстиля и ткани в TRC не параллельны. Замечено, что есть особое пятно (0,8%), где напряжение в голом текстиле совпало с напряжением, испытываемым тканью в TRC.Это указывает на то, что до этого момента используется весь потенциал текстиля, а за пределами которого преимущественно используется только способность текстиля к удлинению. При деформации более 0,8% жесткость текстиля в TRC ниже, чем у голого текстиля, что указывает на дефицит жесткости, вызванный преждевременным разрушением определенной части нитей и преждевременным разрывом нитей сердцевины. Это было дополнительно подтверждено с помощью рентгеновского КТ-анализа, который объясняется в следующем разделе.

Из проведенных исследований [21,26–29] сообщается, что прочность на разрыв чистого текстиля выше по сравнению с прочностью текстиля в TRC как в предварительно напряженных, так и в непрессованных случаях. Это связано с тем, что текстильная пряжа, а также ее расположение в значительной степени неоднородны, и поэтому они создают частично прерывистое распределение напряжений в пряжи в сочетании с TRC. Это иллюстрирует низкую пластичность одиночных нитей. Было обнаружено, что TRC с предварительно напряженным текстилем испытывает большее напряжение (около 60%) по сравнению с TRC с непрессованным текстилем.Это указывает на то, что предварительное напряжение может улучшить характеристики композита и привести к лучшему использованию текстиля в TRC. Предел прочности голого текстиля составляет около 1400 МПа. Текстильные изделия при предварительном напряжении демонстрируют предельное напряжение около 900 МПа, тогда как в случае не подвергавшегося предварительному напряжению TRC максимальное испытанное напряжение составляет всего 400 МПа, что указывает на недоиспользование текстиля. Чтобы использовать преимущества, предлагаемые предварительно напряженным TRC, эту концепцию можно расширить для усиления изгиба ж / б балок с помощью TRC.

Автоматическая арматура для углов стен — программное обеспечение BIM и приложения Autodesk Revit T4R (Инструменты для Revit)

Стены можно соединять разными способами, в зависимости от страны и типа стены, будь то сборная или монолитная. Моделирование соединительных стержней для стен в Revit занимает довольно много времени, поэтому мы пошли дальше и автоматизировали его на основе примеров, присланных некоторыми нашими клиентами из сейсмических регионов.

Это новое обновление для нашего инструмента армирования стен позволяет вам определять как арматурный стержень должен быть размещен в угловых соединениях стены, что устраняет задачу моделирования этих соединений вручную.Еще один редуктор BIM-стресса прямо здесь. Используйте его на монолитных или сборных бетонных стенах. Вот краткий обзор того, что теперь можно делать автоматически для углов стены.

Существует несколько вариантов определения размещения угловых арматурных стержней в конфигурациях. Вам просто нужно выбрать формы стержней, которые следует смоделировать, а затем создать армирование для выбранных стен.

В этом обновлении конфигурации могут применяться к перпендикулярным углам стены. В будущем мы рассмотрим другие типы соединений стен и формы угловых планок в зависимости от поступающих запросов клиентов.Так что свяжитесь с нами, если у вас есть запрос!

Вот короткое видео, показывающее автоматическое размещение арматурного стержня угла стены.


Текущие пользователи нашего решения BIM для сборного железобетона для Revit, обязательно загрузите это последнее обновление для функции армирования стен через док-станцию ​​TOOLS4BIM.

Хотите попробовать наш инструмент для армирования стен для Revit? Это часть нашего решения BIM для сборного железобетона, поэтому мы приглашаем вас воспользоваться бесплатной 14-дневной пробной версией. Начните с загрузки нашей док-станции TOOLS4BIM.Мы предлагаем бесплатные живые демонстрации наших инструментов Revit в течение пробного периода, поэтому обязательно воспользуйтесь этим.


Подберите подходящий журнал ASCE для вашего исследования. ASCE издает 35 журналов по многим дисциплинам гражданского строительства. Статьи, опубликованные в журналах ASCE, имеют влияние, о чем свидетельствуют важные показатели цитирования. Полный список наших журналов включен в таблицу ниже вместе с ключевыми темами и факторами воздействия журнала.


Технический журнал 902 A: Гражданское строительство
D., F.ASCE

теперь индексируются Web of Science | Индекс цитирования новых источников (ESCI).Журналы, проверенные и отобранные редакционной группой ESCI, позволяют открывать новые области исследований в новых областях.

НАЗВАНИЕ ЖУРНАЛА ASCE РЕДАКТОР КОЭФФИЦИЕНТ ВОЗДЕЙСТВИЯ КОЭФФИЦИЕНТ ВОЗДЕЙСТВИЯ
(5-ЛЕТНИЙ)
CITE SCORE КАТЕГОРИЯ Системы ASCE Rty Билал М.Айюб, доктор философских наук, физ.
Марко Барла Ph.D. 3,819 3,969 6,3 Геомеханика горнодобывающая и геологическая инженерия, подземные сооружения, геофизика, геотермальная энергия, лунная и планетарная инженерия, механика льда
Journal of Aerospace Engineering
Wies
1,904 1,554 3,5 Аэродинамика, вычислительная гидродинамика, испытания в аэродинамической трубе, аэрокосмические конструкции
Journal of Architectural Engineering Ali M. Memari, Ph.D. ., PE, F.ASCE Индексировано в ESCI Индексировано в ESCI 2,3 Архитектура акустика, устойчивое строительство, управление строительством, электротехника и системы, качество окружающей среды в помещениях
Журнал мостостроения Анил Агравал, П.E., Ph.D., M.ASCE 3,066 3,167 5,3 Структурное проектирование, строительство, управление и безопасность мостов
Журнал гражданского инженерного образования Шейн Браун, доктор философии .D., PE, F.ASCE 1,190 1,662 3,7 Инженерное образование соединение гражданского инженерного образования с профессиональной практикой
Journal of Cold Regions Engineering Jon E.Зуфельт, Ph.D., PE, D.WRE, F.ASCE 1,528 1,296 2,1 Холодные регионы ледовая инженерия, строительство на вечной мерзлоте, строительство в холодную погоду, проектирование в холодных регионах
Journal of Composites for Construction Fabio Matta, Ph.D., M.ASCE 3,925 4,443 6,9 Строительство композитные материалы, армированные волокном, непрерывные синтетические волокна и композитные материалы в автономных формах
Журнал вычислительной техники в гражданском строительстве R.Раймонд Исса, доктор философии, JD, PE, F.ASCE, API 4,640 3,992 7,6 Вычисления искусственный интеллект, параллельная обработка, распределенные вычисления, графика и изображения, информационные технологии
Journal of Construction Engineering and Management Jesus M. de la Garza, Ph.D., Dist.M.ASCE 3,951 4,513 6,4 Строительство транспортировка строительных материалов, оборудование, планирование производства, стоимость и контроль качества, производительность труда, управление строительством
Journal of Energy Engineering Chung-Li Tseng, Ph.D., M.ASCE 2,040 1,550 3,1 Энергия производство электроэнергии, ядерная энергия, энергетическое планирование, энергетическая политика и экономика
Journal of Engineering Mechanics Franz-Josef Ulm, Ph.D., PE, F.EMI, M.ASCE 2,620 2,872 4,8 Прикладная механика вычислительная механика, автоматизированное проектирование, динамика конструкций, гидромеханика, вероятностные методы
Журнал экологической инженерии Дионисиос Д.Дионисиу, доктор философии, магистр наук ASCE 1,860 1,870 2,5 Окружающая среда Влияние сбора и очистки сточных вод, загрязняющих веществ, неточечных источников загрязнения, опасных отходов, загрязнения воздуха и объектов твердых отходов
Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering Rodrigo Salgado, Ph.D., PE, D.GE, F.ASCE 4.012 4.554 5.9 Geotechnical фундаменты, подпорные конструкции, динамика почвы, поведение почва и горные породы, устойчивость склонов, сейсмостойкое строительство
Журнал опасных, токсичных и радиоактивных отходов Рао Ю.Surampalli, Ph.D, PE, D.WRE, DEE, F.AAAS, Dist.M.ASCE Индексирован в ESCI Индексирован в ESCI 2,5 Опасные исследования, планирование и надзор за опасными, токсичными и радиоактивными отходами
Journal of Highway and Transportation Research and Development, английское издание Chen Guojing Индексировано в ESCI Индексировано в ESCI Дорога транспорта мосты, туннели и транспортная экономика, экономика транспорта
Гидротехнический журнал Фабиан Бомбарделли, Ph.D. 2,817 3,068 4,1 Вода течет в закрытых каналах к потокам со свободной поверхностью, гидродинамика окружающей среды
Journal of Hydrologic Engineering RS Govindaraju, Ph.D., PE, D .WRE, F.EWRI, Dist.M.ASCE 2,064 2,053 3,5 Вода аналитические, численные и экспериментальные методы исследования и моделирования гидрологических процессов
Journal of Infrastructure Systems Sue McNeil, Ph.Д., П.Е (Нью-Джерси), р-н. M.ASCE 2,411 3,014 4,8 Инфраструктура управление, поддержка, улучшение и преобразование систем гражданской инфраструктуры
Journal of Irrigation and Drain Engineering David Arthur Chin, Ph.D., PE , D.WRE, F.ASCE 1,879 1,985 3,1 Вода ирригация, дренаж, инженерная гидрология, управление водоразделом, грунтовые воды
Журнал по правовым вопросам и разрешению споров в инженерно-строительной сфере Амарджит Сингх, Ph.D., P.Eng, C.Eng. F.ASCE Индексировано в ESCI Индексировано в ESCI 1,7 Юридические вопросы юридические вопросы и судебные разбирательства, относящиеся ко всем областям проектирования и строительства (например, договорное право, ответственность, арбитраж, компенсация работникам )
Journal of Management in Engineering Young Hoon Kwak, Ph.D., M.ASCE 6,853 6,212 7,9 Менеджмент Управление контрактами и проектами, партнерство, профессиональное развитие, финансовый менеджмент , этика, стратегическое планирование, глобализация, командная работа
Журнал материалов в гражданском строительстве Антонио Нанни, Ph.D., PE, F.ASCE 3,266 3,501 4,7 Строительство разработка, обработка, оценка, применение и производительность строительных материалов
Журнал производительности построенных объектов Норберт Делатт, PE, Ph.D., F.ACI, F.ASCE 2,372 2,255 4,0 Структурные отказы, методы исследования отказов, специальные методы исследования отказов, реконструкции и ремонта, вопросы этики
Журнал по проектированию и практике трубопроводных систем Ахмад Хабибиан, Ph.D., PE, F.ASCE 1,952 1,838 2,8 Коммунальное предприятие Планирование, проектирование, строительство, обновление, безопасность, эксплуатация и техническое обслуживание трубопроводных систем
Журнал структурной инженерии John W. ван де Линдт, доктор философии, F.ASCE, F.SEI 3,312 3,820 5,2 Структурный структурное моделирование и проектирование, обслуживание, восстановление и мониторинг существующих конструкций
Журнал геодезии Инженерное дело Майкл Дж.Олсен, доктор философии, M.ASCE 2,184 2,203 3,8 Утилита строительные и контрольные изыскания, фотограмметрическое картографирование, инженерная схема, спутниковое позиционирование, цифровое картографирование
Журнал транспортного машиностроения, часть A: Systems Крис Т. Хендриксон, доктор философии, почетный магистр ASCE 1,774 1,825 2,1 Транспорт управление дорогами, мостами и транзитом, технология управления дорожным движением, столкновения автомобилей, шоссе и железнодорожное машиностроение
Журнал транспортного машиностроения, Часть B: Тротуары Карим Чатти, Ph.D., F.ASCE 1,761 1,800 2,0 Транспорт дизайн, материалы, моделирование, техническое обслуживание и эксплуатационные характеристики, взаимодействие тротуаров и транспортных средств
Журнал городского планирования и развития Gang- Лен Чанг, доктор философии, магистр наук ASCE 2,000 2,119 2,8 Городское планирование экологическая оценка, землепользование, управление инфраструктурой, планирование транспорта, координация общественных работ и коммунальных услуг
Journal of Water Планирование и управление ресурсами Дэвид У.Уоткинс-младший, доктор философии, физ. Прибрежная и океанская инженерия Джеймс Кайхату, доктор философии, AMASCE 2,208 2,266 3,2 Порты, водные пути взаимодействие океанических, прибрежных и речных вод с прилегающей застроенной и природной средой; разработка и эксплуатация морских объектов; использование ресурсов океана
Обзор природных опасностей Насим Уддин, Ph.D., P.E., D.WRE, F.ASCE
Louise K. Comfort, Ph.D.
3,169 3,033 4,2 Стихийные бедствия междисциплинарные и партнерские подходы к снижению потерь и устойчивости к долгосрочным бедствиям в инженерных, социальных, поведенческих и физических науках
Практика и периодические исследования по структурному проектированию Строительство Солиман Худейра, Ph.D., PE, SE Индексирован в ESCI Индексирован в ESCI 1.6 Структурные решения проблем проектирования конструкций и задач строительства
Журнал устойчивого водоснабжения в искусственной среде Аллен П. Дэвис, доктор философии, PE, D.WRE, F.ASCE Индексировано в ESCI Индексировано в ESCI 3,1 Вода Устойчивое управление ливневыми водами, управление водосбором, городские потоки, перелив канализации

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.АВТОР}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Сейсмические характеристики сборных железобетонных колонн с улучшенными U-образными муфтовыми соединениями арматуры | Международный журнал бетонных конструкций и материалов

Режимы разрушения

Все испытанные образцы показали картину разрушения, которая была похожа на небольшое разрушение при эксцентрическом сжатии железобетонной колонны.Сжимаемые стальные стержни обычно уступали перед стержнями на растяжение, а краевой бетон на стороне сжатия достиг прочности на сжатие раньше, чем сжимающие стержни. Стадия повреждения и распределение трещин в конце испытания приведены на рис. 6. Горизонтальные трещины в бетоне в корне колонны возникли до появления деградации жесткости образца. После того, как образец сдался, эти горизонтальные трещины быстро распространились и стали наклонными.По мере увеличения амплитуды бокового смещения трещины на верхней и нижней границах области после заливки постепенно проникают в участки после заливки. Во время больших циклов бокового смещения бетонная область на стороне растяжения показала широкие трещины, а корень колонны на стороне сжатия был раздроблен с региональным растрескиванием бетона. В течение нескольких последних циклов перед разрушением некоторые продольные стержни изгибались и выпирали, и затем образцы больше не могли оказывать сопротивление поперечной нагрузке.

Рис. 6

Распределение трещин на образцах для испытаний a BASE; b ZP1; c ZP2; d ZP3; e ZP4; f ZP5; г ZP6.

Различные детали соединения также оказывают определенное влияние на распределение трещин. В колонне CIP трещины в бетоне сначала возникают у корня колонны, а затем равномерно распространяются по нижней половине колонны с косыми пересекающимися трещинами.Это распределение трещин свидетельствует о хорошей целостности колонны и равномерной жесткости вдоль колонны. Для колонны с предыдущим соединением URF (ZP1) трещины и разрушение бетона также начинались от корней колонны. По мере увеличения боковой нагрузки появлялось больше трещин, но трещины были в основном горизонтальными, и большая часть трещин была сосредоточена на верхней границе между ПК-частью и послеолитой частью. Этот режим растрескивания указывал на то, что граничная поверхность была слабым местом.Таким образом, сквозные трещины были образованы на пограничных участках раньше, и бетон в углу колонны разрушился раньше. Более того, позже образовались значительные диагональные трещины, которые начинались от раздробленного угла и затем распространялись до уровня граничной поверхности. Когда диагональные трещины соединяли горизонтальные сквозные трещины, колонна демонстрировала очевидное снижение поперечной прочности, а затем быстро разрушалась. Аналогичные режимы растрескивания и разрушения также наблюдались при испытании образца ZP3.Однако образцы ZP4 и ZP5 имели разные режимы растрескивания. Наблюдалось меньшее количество диагональных трещин, но была горизонтальная трещина на верхнем граничном уровне, и горизонтальная трещина проходила по всему сечению. В углах колонн также наблюдалось сильное разрушение бетона. Тем не менее, на участке после отливки имелись ограниченные трещины, особенно в образце ZP4. Разрушение бетона было менее заметным в образцах ZP2 и ZP6, которые имели залитые цементным раствором соединения муфты и полностью сварные соединения URF, соответственно.В образце ZP2 трещины в основном распространились в зоне после литья. Трещины в ZP6 в основном горизонтальные и равномерно распределены по колонне. С точки зрения режима растрескивания и разрушения образец ZP6 имел наилучшую целостность.

Гистерезисная кривая

На рисунке 7 показаны полученные гистерезисные кривые поперечного смещения в зависимости от поперечной нагрузки. Замкнутая площадь петель гистерезиса указывает на рассеянную энергию в образцах; тогда при проектировании конструкций для сейсморазведки часто ожидается пухлая гистерезисная петля с большей закрытой площадью.В некоторых предыдущих экспериментальных исследованиях железобетонных или сборных железобетонных конструкций бетонные соединения часто имели защемленные и узкие петли гистерезиса из-за разрушения бетонных материалов и раннего отслаивания на поверхности арматуры (Ghaye et al.2017; José и др., 2018). В этом исследовании гистерезисные кривые испытанной бетонной колонны CIP и сборных образцов все показали сравнительно пухлую форму, что указывает на умеренную способность рассеивания энергии.Явление небольшого защемления было обнаружено для всех испытанных образцов, которое может в основном быть результатом растрескивания бетона и отслаивания арматурных стержней. По мере развития дробления бетона и продольного выпучивания арматуры поперечная жесткость образцов постепенно уменьшалась, а остаточная деформация после разгрузки в течение каждого цикла постепенно увеличивалась.

Рис. 7

Гистерезисные кривые нагрузка – смещение образцов: a исполнение предыдущего соединения URF; b исполнение модифицированного соединения URF; c влияние различных способов сварки; d исполнение корпуса 15 сварных швов.

На рис. 7а представлено сравнение колонки, соединенной с помощью предыдущего метода URF, с колонкой CIP и колонкой, соединенной с помощью сращивания с гильзой. На рис. 7b – d сравниваются модифицированные соединения URF. Результаты показали, что соединение втулки может иметь прочное соединение между сращиваемыми продольными арматурами, что приводит к высокой поперечной прочности и жесткости собранной колонны. Тем не менее, столбец ПК с предыдущим соединением URF (ZP1) имел меньшую способность выдерживать поперечную прочность, чем столбец CIP (BASE).Эта слабая соединительная способность в основном объяснялась слабым зажимным механизмом между сращиваемыми продольными арматурами. Внутренние силы между двумя частями ПК передавались только через соединение бетона и механический зажим между U-образными наконечниками внахлест. Когда U-образные манжеты с перекрытием были усилены сварными швами полного диапазона (ZP6), боковая несущая способность колонны из поликарбоната явно увеличилась, даже превзойдя максимальную грузоподъемность колонны с соединением муфты (ZP2).После того, как бетон раздроблен и арматура изгибалась, поперечное сопротивление быстро ухудшалось, а затем падение прочности было таким же, как у образца ZP2.

На рис. 7c сравниваются характеристики модифицированных соединений URF с различными стратегиями сварки. Два образца со сварными швами длиной 10d (ZP3 и ZP4) имели одинаковое поперечное сопротивление, но образец со ступенчатым сварным швом (ZP4) показал лучшую деформирующую способность, что привело к хорошей пластичности и рассеиванию энергии, но относительно слабой начальной жесткости.Образец ZP3 (10d идентичный сварной шов) показал быстрое ухудшение прочности после достижения максимальной прочности. Корпус ZP5, сваренный 15 швом, имел более высокую поперечную прочность и лучшую способность сохранять прочность, чем ZP3. Кроме того, колонна с соединением URF, приваренным 15 швом, продемонстрировала такие же характеристики боковой опоры, что и колонна с полностью сварным соединением URF или колонна с экструдированным соединением втулки (рис. 6d).

Каркасная кривая нагрузки-смещения

На Рисунке 8 сравнивается каркасная кривая испытанных образцов.Все колонки PC показали более высокое поперечное сопротивление и относительно более высокую начальную жесткость, чем колонка CIP. Прочность бетона в зоне после заливки была выше, чем у колонны CIP. Конструкция соединенных U-образных манжет образовывала область двойного армирования. Затем, относительно более прочный характер в области после литья привел к увеличению прочности образцов ПК. Поскольку предыдущее соединение URF не имело пластичного соединения между сращиваемыми U-образными наконечниками, образец показал слабую пластичность, что привело к быстрому ухудшению прочности после дробления и растрескивания бетона.И скорость снижения прочности предыдущего образца соединения URF была аналогична таковой у образца CIP. Модифицированные соединения URF ZP3 и ZP4 с короткими сварными швами (10d в шахматном порядке или идентичные) показали только ограниченное увеличение предельной прочности, но аналогично показали быструю скорость снижения прочности по сравнению с образцом CIP BASE. Однако, когда длина сварки была увеличена до 15d или полной длины, поперечная несущая способность колонны значительно улучшилась. Образец ZP6 имел максимальную боковую прочность, но ухудшение прочности также было быстрым, показывая нестабильную способность сохранять прочность.Таким образом, с точки зрения уровня прочности, прочности и деформируемости тождественно-сварной корпус ZP5 15д обладал оптимальными характеристиками.

Рис. 8

Каркасная кривая нагрузки-смещения образцов.

Критические значения прочности и пластичности

На протяжении всего процесса нагружения до разрушения было несколько критических состояний соединений: состояние зарождения трещины, состояние податливости, конечное состояние и состояние отказа.Боковое сопротивление и деформация в этих критических состояниях были получены, как показано в таблице 3. Растрескивающие нагрузки колонн PC были все немного ниже, чем у колонки CIP. Причина этой разницы заключалась в относительно слабом сцеплении на границе раздела между сборным железобетонным и послеформованным бетоном, а ранние трещины в основном начинались от нижней границы между основанием ПК и областью после заливки. Из-за использования более высокопрочного бетона в регионе после заливки все колонны ПК отображали более высокие нагрузки текучести, пиковые нагрузки и разрушающие нагрузки, чем колонка CIP.Среди всех колонн ПК образцы ZP5 и ZP6 продемонстрировали максимальную текучесть и пиковые нагрузки, что указывает на то, что сварка на длину 15d и сварка на всю длину могут обеспечить достаточное соединение и способность передавать нагрузку между сращенными U-образными наконечниками.

Таблица 3 Прочность и степень деформации при критических условиях.

Пластичность относится к деформирующей способности конструкции или компонента без значительного снижения прочности, которая обычно описывается коэффициентом пластичности μ = Δu / Δy.Здесь Δu и Δy относятся к предельному смещению и текучести колонны соответственно. Коэффициент пластичности каждой испытанной колонки также приведен в таблице 3. Коэффициенты пластичности колонн ПК с модифицированными соединениями URF были все больше, чем 3,92. Средний коэффициент для столбца CIP составил 3,77. В то время как образец с предыдущим соединением URF показал средний коэффициент пластичности всего 3,69, что было даже меньше, чем у образца CIP BASE. Этот недостаток также выявил слабый механизм соединения в предыдущем соединении URF, когда U-образные манжеты просто накладывались друг на друга и соединялись посредством бетонного соединения.Зажимной механизм будет быстро разрушаться из-за разрыва бетона и растрескивания, а перекрывающиеся U-образные манжеты будут иметь относительное проскальзывание или смещение, что приведет к раннему образованию пластичного шарнира и слабой деформирующей способности. Однако, когда U-образные манжеты внахлест свариваются вместе, U-образные манжеты образуют своего рода небольшой каркасный механизм в зоне после литья. Внутренняя сила может передаваться через сварные арматуры. U-образные манжеты можно надежно зажать до разрушения сварного шва.Результаты по коэффициенту пластичности доказали, что модифицированные соединения URF со сварными U-образными манжетами могут эффективно улучшить совместный рабочий механизм в сборочном соединении. При этом образцы ZP4 и ZP5 проявили оптимальную деформирующую способность.

Способность передавать внутреннее усилие в арматурных стальных стержнях

Характеристики боковой прочности и пластичности показали, что сварные U-образные манжеты могут улучшить способность передавать внутреннее усилие между сращиваемыми арматурами.Затем, чтобы дополнительно подтвердить совместный рабочий механизм между сращенными арматурами, были получены и сопоставлены данные тензодатчиков. Во время испытания были записаны условия деформации в угловых арматурах, чтобы оценить характеристики передачи внутренней силы сращиваемых соединений. Как и на рис. 4b, датчики деформации были расположены в корнях колонны, датчики A были установлены на угловых стальных стержнях, которые выходили из колонны ПК, а датчики B были установлены на стальных стержнях, которые выходили из основания.Следовательно, разница деформаций между датчиками A и B может отражать степень передачи внутреннего напряжения через область соединения. Здесь средние деформации A1 с A2 и B1 с B2 были рассчитаны как представители деформации в точках A и B (деформации представляют собой значения растяжения при положительном направлении нагружения).

Поперечная нагрузка в зависимости от измеренных соотношений деформации в положениях A и B приведена на рис. 9. Во время начальной стадии нагружения все стальные стержни имели линейно увеличенную деформацию, и развитие деформации в колоннах PC было одинаковым. к штаммам в той же позиции в столбце CIP.Когда тестируемые столбцы дали результаты, уровни деформации в столбцах ПК показывали более медленный рост, и все уровни деформации были ниже, чем уровни в тех же позициях армирования в столбце CIP. И этот более низкий уровень деформации в колонне PC может в основном происходить из-за увеличенной площади армирования в области сращивания. Увеличенная арматура в области сращивания также увеличила механическое сцепление с литым бетоном, что привело к большей передаче нагрузки через бетонную часть, а затем к снижению передачи внутренней силы на арматуру.Более того, уровни деформации в точках A и B начали проявлять различия после податливости колонки, и деформации в двух положениях также развивались с разной скоростью по мере увеличения боковой нагрузки. Эта разница в деформации была большой у ZP1, ZP3 и ZP4. Среди колонок с модифицированными соединениями URF различия между деформациями A и B были небольшими в ZP5 и ZP6, а также в колонке ZP2, соединенной муфтой.

Рис. 9

Кривые нагрузки-деформации арматурных стержней в положениях A и B образцов: a ZP1; b ZP2; c ZP3; d ZP5; e ZP4; f ZP6.

Различия деформации A и B можно использовать для расчета скорости потери деформации в области сращивания, которая рассчитывалась как отношение разности A – B к уровню деформации в точке A. Полученные результаты приведены в Таблице 4, и сравнение показало, что предыдущая колонка с URF-соединением (ZP1) имела относительно плохую способность передавать внутреннее усилие, поскольку все потери от деформации на разных стадиях были довольно высокими. Усиление образцов ZP2, ZP5 и ZP6 показало меньшую потерю напряжения, которая составляла примерно 10%, когда они достигли состояния текучести, и примерно 13% в конечном состоянии.Таким образом, результаты в Таблице 4 показывают, что сварочные мероприятия могут эффективно улучшить поведение при коворкинге в области сращивания. Кроме того, была минимальная длина сварки, чтобы обеспечить достаточное соединение между сращиваемыми стержнями, но для определения минимальной длины по-прежнему требуются дополнительные экспериментальные данные.

Таблица 4 Условия потери деформации испытанных образцов ПК.

Анализ деградации жесткости

Согласно спецификации на сейсмические испытания зданий (JGJ / T101-2015, 2015), жесткость образца может быть выражена секущей жесткостью на каждой петле гистерезиса по следующей формуле:

$ $ K _ {\ text {i}} = \ left ({\ left | {+ F _ {\ text {i}}} \ right | + | — F _ {\ text {i}} |} \ right) / \ left ({\ left | {+ X _ {\ text {i}}} \ right | + | — X _ {\ text {i}} |} \ right) $$

(1)

, где F i и X i представляют пиковое сопротивление и приложенное смещение в цикле i .Условия деградации жесткости показаны на рис. 10. Жесткость быстро ухудшается от периода растрескивания бетона до текучести колонны. В течение этого периода жесткость образца BASE снижалась быстрее всего. Все образцы ПК, за исключением ZP4, демонстрировали более высокую жесткость и более медленную деградацию жесткости, чем колонка CIP. После податливости боковая деформация колонны в основном происходила из-за увеличения существующих трещин в бетоне, но с ограниченным образованием новых трещин.Развитие пластичности и упрочнение арматуры может частично компенсировать снижение прочности из-за разрушения бетона. Затем деградация жесткости показала небольшое снижение текучести до периода предельной нагрузки. Образцы ZP2, ZP5 и ZP6 показали относительно более высокие уровни жесткости и более медленную скорость деградации жесткости, что доказывает хорошие характеристики соединения муфтового соединения, сварных соединений 15d и полностью сварных соединений URF.

Фиг.10

Кривая снижения жесткости образцов.

Анализ способности к рассеянию энергии

Способность к рассеянию энергии испытуемых образцов можно оценить с помощью эквивалентного коэффициента вязкого демпфирования h e , который выражается следующим образом:

$$ h _ {\ text {e}} = S _ {\ text {ABCD}} / 2 \ pi S _ {{(\ Delta {\ text {OBE +}} \ Delta {\ text {ODF}})}} $$

(2)

, где S ABCD — это площадь, ограниченная кривой ABCD, а S (∆OBE + ∆ODF) — это сумма площадей треугольников OBE и ODF, как показано на рис.11. Согласно соответствующим исследованиям (José et al. 2018), бетонные соединения, которые удовлетворяют минимальным требованиям относительного коэффициента рассеяния энергии (индекс, определенный в ACI 374.1-05), имеют эквивалентный коэффициент вязкого демпфирования h e от 0,03 до 0,07, обычно ниже или приблизительно 0,1.

Фиг.11

Эквивалентные коэффициенты вязкого демпфирования испытанных образцов приведены в таблице 5. По мере увеличения приложенной поперечной нагрузки, эквивалентный коэффициент вязкого демпфирования h e постепенно увеличивался, что свидетельствует о повышении способности потреблять пластическую энергию.В целом, эквивалентный коэффициент вязкого демпфирования испытанных колонок PC с модифицированным соединением URF был аналогичен таковому у колонки CIP, что указывает на то, что колонки PC могут обеспечивать такие же характеристики рассеивания энергии, как и традиционные колонки CIP. Максимальный эквивалентный коэффициент вязкого демпфирования h e испытанных образцов все превзошел 0,1, а образцы ZP5 и ZP6 также показали относительно более высокий коэффициент демпфирования h e , чем у образца CIP BASE, что указывает на лучшую энергию рассеивающая способность.Затем, исходя из данных испытаний и приведенного выше обсуждения, колонкам из ПК с модифицированным соединением URF потребовалась сварка на сращенных наконечниках длиной не менее 15d.

Оставить комментарий