27 процент армирования железобетона определяется как

27 процент армирования железобетона определяется как

Мои вопросы:
1) Верно ли я приняла минимальный процент армирования как 0,1?

Согласно пункта 10.3.6 из СП 63.13330.2018, в изгибаемых элементах (подошва фундамента) минимальный процент армирования равен 0,1%; во внецентренно-сжатых элементах прямоугольного сечения (подколонник фундамента) при lo/h < 5 минимальный процент армирования также равен 0,1%. У меня подколонник размером 920 мм x 1500 мм, высота подколонника 1800 мм (до верха подошвы фундамента). h = 1500 мм, lo = 2 * 1800 мм (как консоль), lo/h = 2,4. Вроде, верно. Но, также в пункте 10.3.6 сказано "в элементах с продольной арматурой, расположенной равномерно по контуру сечения, а также в центрально-растянутых элементах минимальную площадь сечения всей продольной арматуры следует принимать вдвое больше указанных выше значений и относить её к полной площади сечения бетона" - может, мне нужно было в подколоннике принять 0,2%? Чертежи на фундаменты уже разработаны, а я проверяю эти чертежи расчётом. Ниже скрин сечения подколонника данного фундамента, арматура расположена с шагом 200 мм по контуру подколонника.

2) В отчёте с требуемым минимальным процентом армирования «0 — не контролировать» арматура в подколоннике d12, в подошве d10 — тут понятно, всё принято по конструктивным требованиям.

В отчёте с требуемым минимальным процентом армирования «0,1%» в подошве d16, в подколоннике d16 и d20, в отчёте написано «подобрано по минимальному проценту армирования».

Скажите, пожалуйста, как получились значения d16 и d20? Согласно файла справки к Гипро, для подколонника процент армирования принимается по площади стержней, расположенных по одной рабочей грани для каждого направления. Если даже взять всю площадь подколонника (150 см * 92 см = 13 800 см2) и от неё найти 0,1% (13,8 см2), то 13,8 см2 / 10 стержней = 1,38 см2 — это d14. 13,8 см2 / 12 стержней = 1,15 см2 — это тоже d14.

Процент армирования железобетонных конструкций – минимальный и максимальный

В очередном выпуске непрошенных советов я хочу поговорить о проценте армирования в железобетонных конструкциях.

Обычно, чтобы не попасть впросак, начинающие проектировщики стараются свериться с данными по допустимому проценту армирования железобетона. С минимальным процентом все просто: есть таблица 47 (38) в Пособии по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона плюс важные примечания под этой таблицей – этих данных достаточно, чтобы недоармирования не произошло.

Но что же делать с переармированием? Ведь нигде не пишется, какой максимум арматуры может быть в бетоне. Разобраться с этим вопросом поможет здравый смысл и требования по конструированию, с них мы и начнем.

Чтобы конструкция была надежной не только на бумаге, нужно расположить арматуру так, чтобы бетонирование было качественным. Для этого нужно всегда соблюдать требования по минимальному расстоянию между стержнями арматуры (см. п.п. 5.38 – 5.41 того же пособия). Только тогда бетон надежно заполнит пространство между стержнями, сцепление с арматурой будет надежным, а конструкция – прочной. Также нужно обращать особое внимание на расположение стержней в местах нахлестки, т.к. арматуры там в два раза больше, и ее нужно расположить так, чтобы выполнялось требование по минимальному расстоянию в свету между стержнями (50 мм – для монолитных колонн, например). Не лишним также будет обращать внимание на реальный диаметр стержней периодической арматуры (с учетом выступов и ребер), особенно в стесненных условиях. Выполняя эти конструктивные требования, вы сделаете первый шаг к тому, чтобы не переармировать конструкцию.

Второй шаг – это учет расположения арматуры в расчете. На первый взгляд, можно разогнаться и уложить арматуру в несколько рядов – сечение по расчету проходит, почему бы не попробовать? Этот соблазн особенно для тех, кто считает в программах и не чувствует зависимости результатов расчета от расположения арматуры в сечении. Да, в балках руководство по конструированию допускает расположение арматуры в несколько рядов (см. рисунок 84), в колоннах – не рекомендуется.

Из рисунка мы видим, что процент армирования в балке можно значительно увеличить. Но при этом, как всегда, всплывает одно «но»: рабочая высота сечения h₀, которая имеет большое значение при определении итогового армирования для каждого последующего ряда арматуры значительно уменьшается. И это оказывает прямое влияние на искомую площадь арматуры, т.к. она пропорциональна рабочей высоте сечения: As=(ξbh₀R_b)/R_s+As’ (формула 25 Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций к СНиП 2.03.01-84).

Поэтому всегда советую обращать внимание при расчете балок на то, в сколько рядов в итоге будет уложена арматура. Если в начале предполагался один ряд и h₀ была соответствующей, а в итоге арматуры получилось столько, что в один ряд она не поместится, то нужно обязательно пересчитать армирование с уточнением рабочей высоты сечения – очень часто это дает увеличение площади арматуры.

Еще из рисунка видны четкие требования к расстоянию в свету между стержнями арматуры. Это обусловлено тем, что заполнитель в бетоне – щебень разных фракций, и густо расположенная арматура не должна помешать качественному бетонированию. Всегда нужно обращать внимание на это требование, чтобы не попасть впросак.

В итоге, по балкам мы имеем как минимум два ограничивающих процент армирования требования: расстояние между стержнями и рабочая высота сечения арматуры (т.е. ограничения в самом расчете). И если соблюдать эти требования, переармировать конструкцию будет не возможно.

В Руководстве по конструированию, на которое я уже не раз ссылалась, Вы найдете конструктивные требования к расположению арматуры в любых типах железобетонных конструкций. Если их тщательно соблюдать, Ваши конструкции всегда будут заармированы, как следует, и о проценте армирования беспокоиться будет не нужно.

Удачного Вам освоения нашей непростой профессии!

С уважением, Ирина.

Комментарии
+5 #1 Оксана 04.02.2015 14:02

Ирина, не могу не поблагодарить Вас за Ваш труд, за систематизацию, которая очень помогает правильно и объективно мыслить!

Армирование бетонных покрытий

Различают следующие виды цементобетонных дорожных и аэродромных покрытий.

Бетонные, не имеющим армирования.

Армобетонные из цементобетона, армированного сеткой, расположенной на расстоянии от поверхности равном от 1/3 до 1/2 толщины плиты. Процент армирования определяется температурными напряжениями и находится в пределах 0,1 до 0,15. При толщине плиты до 0,3 м их армируют сетками из стержневой арматуры диаметром от 10 до 14 мм, при толщине плит свыше 0,3 м – диаметром от 14 до 18 мм. Шаг стержней продольной арматуры в сетках принимают по расчету в зависимости от процента армирования. Поперечное армирование конструктивное, расстояние между поперечными стержнями принимают равным 0,4 м.

Устройство пространственного двойного каркаса при возведении цементобетонного покрытия ИВПП

Железобетонные, в которых необходимую площадь арматуры определяют расчетом на эксплуатационную нагрузку. Рабочую арматуру располагают в одном или двух уровнях по сечению плиты. Процент армирования должен быть от 0,25 до 0,4. Для армирования железобетонных покрытий с ненапрягаемой арматурой применяют сварные каркасы из арматуры диаметром от 12 до 18 мм или сварные сетки из арматуры диаметром от 5 до 18 мм. Расстояния между стержнями назначают в зависимости от требуемой площади арматуры и принятого диаметра стержней в пределах от 0,1 до 0,3 м. Расчетными предельными состояниями жестких покрытий являются — предельное состояние по прочности (для армобетонных покрытий);

Армирование бетонной плиты сеткой ячейкой 200*200мм из арматуры ∅ 12 мм

В деформационных швах однослойных покрытий необходимо предусматривать устройство стыковых соединений, обеспечивающих передачу нагрузки с одной плиты на другую, и возможность взаимного горизонтального смещения плит в направлении, перпендикулярном шву. Вместо устройства стыковых соединений допускается предусматривать усиление краевых участков плит армированием или утолщением, либо применять подшовные плиты. Двухслойные покрытия с совмещенными швами следует проектировать с устройством стыковых соединений в продольных и поперечных швах. Допускается устраивать стыковые соединения только в верхнем слое, но параметры их принимать как для однослойной плиты, имеющей жесткость, равную суммарной жесткости слоев.\

Краевое армирование аэродромной плиты на ИВПП

Конструкцию швов сжатия и продольного шва принимают в соответствии с проектом. Длина штырей должна составлять не менее 45 см для швов сжатия и не менее 70 см для продольного шва. Длину установочных шпилек принимают равной толщине плите, но не менее 200 мм. При необходимости в швах сжатия предусматривают штыревое соединение, пазу швов заполняются герметизирующим материалом. Штыри в продольных и поперечных швах располагаются строго перпендикулярно и параллельно оси покрытия. Расстояние между арматурными стержнями в швах сжатия и продольном шве определяется расчетом, но оно не должно превышать 45 и 150 см соответственно. Размеры штырей определяют расчётом.

Армирования шва сжатия при устройстве бетонного покрытия дороги

Для устройства бетонных покрытий с армированными поперечными швами сжатия и продольным швом бетоноукладчик оснащается навесными модульными устройствами, позволяющими укладывать арматурные стержни в свежеуложенный бетон во время движения машины. Бетоноукладчик дополнительно оснащается манипулятором с гидроприводом для погрузки связок арматурных стержней.
Загрузка стержнями каретки цепного распределителя стержней в швах сжатия и накопителя стержней для армирования продольного шва производится вручную. Не допускается производить укладку однослойных бетонных покрытий с вибропогружением арматурных стержней в поперечные швы сжатия -бетоноукладчиками, осциллирующий брус которых не оснащен трамбующим брусом, располагаемым
перед осциллирующим брусом».

Также армирование может производится вручную. Армирование продольного шва осуществляется с помощью пефрораторов после набора прочности уложенной захватки бетона. При помощи шаблона размечаются будущие места сверления на торцевой грани покрытии. После чего в полученные очищенные отверстия вставляются подготовленные штыри. Также этот процесс можно усовершенствовать применив специальное оборудование Minnich для бурения отверстий в продольном шве. Армирование поперечных швов производится вручную с применением поддерживающих устройств в виде каркас-корзинок под штыревые соединения, предусматривая их расстановку на расстоянии, обеспечивающем задел работ по укладке покрытия.

Сверление отверстий в продольном шве

Как определить минимальный процент армирования конструкции?

Нормы дают нам ограничение в армировании любых конструкций в виде минимального процента армирования – даже если по расчету у нас вышла очень маленькая площадь арматуры, мы должны сравнить ее с минимальным процентом армирования и установить арматуру, площадь которой не меньше того самого минимального процента армирования.

Где мы берем процент армирования? В «Руководстве по конструированию железобетонных конструкций», например, есть таблица 16, в которой приведены данные для всех типов элементов.

Но вот есть у нас на руках цифра 0,05%, а как же найти искомое минимальное армирование?

Во-первых, нужно понимать, что ищем мы обычно не площадь всей арматуры, попадающей в сечение, а именно площадь продольной рабочей арматуры. Иногда эта площадь расположена у одной грани плиты (в таблице она обозначена как А – площадь у растянутой грани, и А’ – площадь у сжатой грани), а иногда это вся площадь элемента. Каждый случай нужно рассматривать отдельно.

На примерах, думаю, будет нагляднее.

Пример 1. Дана монолитная плита перекрытия толщиной 200 мм (рабочая высота сечения плиты h₀ до искомой арматуры 175 мм). Определить минимальное количество арматуры у нижней грани плиты.

1) Найдем площадь сечения бетона 1 погонного метра плиты:

1∙0,175 = 0,175 м² = 1750 см²

2) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для плиты (изгибаемого элемента):

3) Составим известную со школы пропорцию:

4) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,05∙1750/100 = 0,88 см²

5) По сортаменту арматуры находим, что данная площадь соответствует 5 стержням диаметром 5 мм. То есть меньше этого мы устанавливать не имеем права.

Обратите внимание! Мы определяем площадь арматуры у одной грани плиты (а не площадь арматуры всего сечения плиты), именно она соответствует минимальному проценту армирования.

Пример 2. Дана плита перекрытия шириной 1,2 м, толщиной 220 мм (рабочая высота сечения плиты h₀ до искомой арматуры 200 мм), с круглыми пустотами диаметром 0,15м в количестве 5 шт. Определить минимальное количество арматуры в верхней зоне плиты.

Заглянув в примечание к таблице, мы увидим, что в случае с двутавровым сечением (а при расчете пустотных плит мы имеем дело с приведенным двутавровым сечением), мы должны определять площадь плиты так, как описано в п. 1:

1) Найдем ширину ребра приведенного двутаврового сечения плиты:

1,2 – 0,15∙5 = 0,45 м

2) Найдем площадь сечения плиты, требуемую условиями расчета:

0,45∙0,2 = 0,09 м² = 900 см²

3) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для плиты (изгибаемого элемента):

4) Составим пропорцию:

5) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,05∙900/100 = 0,45 см²

6) По сортаменту арматуры находим, что данная площадь соответствует 7 стержням диаметром 3 мм. То есть меньше этого мы устанавливать не имеем права.

И снова обратите внимание! Мы определяем площадь арматуры у одной грани плиты (а не площадь арматуры всего сечения плиты), именно она соответствует минимальному проценту армирования.

Пример 3. Дан железобетонный фундамент под оборудование сечением 1500х1500 мм, армированная равномерно по всему периметру. Расчетная высота фундамента равна 4 м. Определить минимальный процент армирования.

1) Найдем площадь сечения фундамента:

1,5∙1,5 = 2,25 м² = 22500 см²

2) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для фундамента, предварительно определив l₀/h = 4/1.5 = 4,4 < 5 (для прямоугольного сечения):

3) Из пункта 2 примечаний к таблице 16 (см. рисунок выше) определим, что мы должны удвоить процент армирования, чтобы найти минимальную площадь арматуры всего сечения фундамента (а не у одной его грани!), т.е. минимальный процент армирования у нас будет равен:

4) Составим пропорцию:

4) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,1∙22500/100 = 22,5 см²

5) Принимаем шаг арматуры фундамента 200 мм, значит по периметру мы должны установить 28 стержней, а площадь одного стержня должна быть не меньше 22,5/28 = 0,8 см²

6) По сортаменту арматуры находим, что мы должны принять диаметр арматуры 12 мм. То есть меньше этого мы устанавливать не имеем права.

И снова обратите внимание! В данном примере мы определяем площадь арматуры не у одной грани фундамента, а сразу для всего фундамента, т.к. он заармирован равномерно по всему периметру.

Пример 4. Дана железобетонная колонна сечением 500х1600 (рабочая высота сечения колонны в коротком направлении h₀= 460 мм). Расчетная высота колонны равна 8 м. Определить минимальный процент армирования у длинных граней колонны.

1) Найдем площадь сечения колонны:

0,46∙1,6 = 0,736 м² = 7360 см²

2) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для колонны (внецентренно-сжатого элемента с l₀/h = 8/0.5 = 16):

3) Составим известную со школы пропорцию:

4) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,2∙7360/100 = 14,72 см²

5) Из руководства по проектированию находим, что максимальное расстояние между продольной арматурой в колонне не должно превышать 400 мм. Значит, у каждой грани мы можем установить по 4 стержня (между угловой арматурой колонны, которая является рабочей, и ее площадь определялась расчетом), площадь каждого из стержней равна 14,72/4 = 3,68 см²

6) По сортаменту находим, что у каждой грани нам нужно установить 4 стержня диаметром 22 мм. Если считаем, что диаметр великоват, увеличиваем количество стержней, уменьшая тем самым диаметр каждого.

Обратите внимание! Мы определяем площадь арматуры у каждой из двух граней колонны, именно она соответствует минимальному проценту армирования в данном случае.

Пример 5. Дана стена и толщиной 200 мм (рабочая высота сечения плиты h₀ до искомой арматуры 175 мм), рабочая высота стены l₀ = 5 м. Определить минимальное количество арматуры у обеих граней стены.

1) Найдем площадь сечения бетона 1 погонного метра стены:

1∙0,175 = 0,175 м² = 1750 см²

2) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для стены, предварительно определив l₀/h = 5/0.2 = 25 > 24:

3) Составим пропорцию:

4) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,25∙1750/100 = 4,38 см²

5) По сортаменту арматуры находим, что данная площадь соответствует 5 стержням диаметром 12 мм, которые нужно установить у каждой грани на каждом погонном метре стены.

Заметьте, если бы стена была толще, минимальный процент армирования резко бы упал. Например, при толщине стены 210 мм потребовалось бы уже 5 стержней диаметром 10 мм, а не 12.

Комментарии
-1 #1 Дмитрий 14.08.2018 12:38

День добрый. Подскажите пожалуйста:

в примере 3 — l₀/h = 4/0.9 = 4,4, 0.9 — откуда это значение

в примере 4 — l₀/h = 10/0.5 = 20, 10 — откуда это значение

в примере 5 — l₀/h = 5/0.9 = 5,5, 0,9 — откуда это значение

-2 #2 Иринa 24.08.2018 15:43

Дмитрий, это я напудрила, пока корректировала исходные данные, чтобы получить наиболее наглядный результат. Подправлю.

0 #3 Перизат 05.07.2019 09:41

Здравствуйте Ирина. Не могу найти в Руководстве табл. 16, можете ссылку оставить для скачивание ,хотелось бы в формате ПДФ. Спасибо)