[issiknon]

Добрый день!
Поперечное армирование монолитной плиты часто вызывает сложности на стройке. Попробовали несколько упростить. Что скажете по ниже приведенным соображениям?

Согласно [1] (СП), поперечная арматура выполняется следующих видов:
1. вязаные пространственные каркасы с хомутами, работающими, как стержни поперечного армирования
2. отдельные гнутые стержни
3. сварные каркасы
4. отдельные стержни с приваркой торцевых пластин
5. группа стержней с приваркой торцевых пластин и/или полосы
дополнительно можно встретить решение с развальцовкой концов поперечных стержней с отдельным запатентованным расчетом.




Вязаные пространственные каркасы вызывают сложности в процессе монтажа и часто заменяются строителями на более низкие и располагаются между сетками армирования. Что вряд ли можно рассматривать, как допустимое явление. Отдельные гнутые стержни вызывают вопросы по установке – требуется укладывать совместно с нижним поясом армирования и временно раскреплять до укладки верхнего пояса армирования. Сварные каркасы и стрежни с приваренной в торец пластиной требуют сварных работ в большом количестве. По развальцованным стержням данных нет, рассмотреть достоинства и недостатки не представилось возможным.

Рассматрим следующий ход. Выполнить плоский вязаный каркас из двух-трех поперечных стержней д6 из гладкой арматуры и одного нижнего (анкерующего) стержня д10-д12 из рифленой арматуры. Конструктивное решение представлено ниже. Сразу следует уточнить, что у детали ДПА-1 расчетные стержни тут – только крайние. Центральный стержень установлен «про запас».




Деталь не требует сварки. Крепление гладкой арматуры к рифленой осуществляется вязкой. Сварка, скорее даже вредит узлу, т.к. в таком случае проводится точечная непрогнозируемая прихватка.
Данная деталь (ДПА-1) выполняется на пункте заготовки арматуры. Верхняя и нижняя сетки армирования укладываются независимо от поперечной арматуры. Детали поперечного армирования укладываются после завершения работ по вязке верхнего пояса армирования. В данной ситуации (на чертеже) верхний пояс, имея фоновую арматуру шагом 200мм, и дополнительные стержни, укладываемые над опорой в промежутки фонового армирования, создает удобную сетку 100х100. После завершения вязки верхнего пояса монтажник навешивает каркасы ДПА-1, накидывая крюками на верхний пояс. Необходимо, однако, фиксировать рифленый стержень д10 к сетке нижнего армирования вязальной проволокой во избежание смещения проектного положения детали в процессе бетонирования.
К вопросу расчета элемента. Подбор шпилек выполняется согласно действующим нормам. Конструктивно удобны поперечные стержни д6, шагом в направлении, перпендикулярном сторонам расчетного контура (см [1]) 50мм. Применение для более нагруженных узлов поперечных стержней д8 не рассматривалось
Расчет надежности анкеровки поперечного стержня требует:
1. Расчет достаточности размеров стержня д10, приходящегося на каждую поперечную шпильку, из условия смятия бетона.
2. Расчет жесткости стержня д10
3. Расчет прочности стержня д10 на изгиб
4. Расчет выкалывания поперечной шпильки, заанкереной с помощью стержня д10. Расчет на выкалывания верхнего конца шпильки не рассматривается, т.к. является допустимым в действующих нормах.

По пункту 1.
Усилие, передающееся со стержня д6 и требуемое к удержанию на выкалывание N=1700*0.283=481кг – площадь стержня, умноженная на расчетное сопротивление гладкой арматуры при расчете на поперечную силу
На каждый стержень д6 приходится минимум 2см длины стержня д10. Предельное усилие на продавливание бетона класса В25 в этом случае 1,0*2,0*148*2=592кг.
Достаточно

По пункту 2.
Согласно [1] анкерная привариваемая пластина достаточна в жесткости, если соблюдаются условия: ее толщина 0.5 диаметров > 0,3см и ширина > 3 диаметров анкеруемого стержня (1,8см). Поскольку стержень д10 расходится в 2 стороны от анкеруемого стержня, а пластина приваренная в тавр расходится в 4 стороны, стоит предположить, что жесткость стержня должна быть больше, нежели жесткость пластины с толщиной 0,3см и шириной 3,6см. Момент инерции такой пластины (как показатель жесткости) равен 0,0081см4. Момент инерции стержня д10 = 0,048см4 что значительно превышает требуемые характеристики. Итого жесткость стержня д10 достаточна.

По пункту 3.
Стержень д10, рассматриваемый в равновесии, воспринимает отпор бетона и передает его на стержень поперечного армирования. По длине стержня распределено усилие в 481кг. Рассматривая стержень, как жесткий, получим погонную нагрузку вдоль стержня д10 в размере 241кг/см или 24,1Т/м. Рассматривая изгиб стержня д10 относительно точки передачи усилия на загиб стержня д6, получим момент, как для консольной балки q*l*l/2=1.21*10^(-3)Т*м. Что дает напряжение в крайних волокнах изгибаемого стержня порядка 1300 кг/см2. Прочность обеспечена.

По пункту 4.
Учитывая, что рабочими являются только крайние поперечные стержни детали. Рассмотрим 3 поверхности скалывания.



Как наиболее опасную, рассмотрим поверхность скола 2 с анкеровкой для стержня «а», как имеющего наименьшую глубину анкеровки в данной ситуации. В таком случае можно предположить 2 поверхности выкалывания:




В верхней поверхности строго вертикальная плоскость выкалывания рассчитана, как работающая на срез, подобно шпонке (т.к. идет параллельно усилию выкалывания) и имеет сопротивление в 2 раза большее, чем расчетное усилие на отрыв. Сопротивление, оказываемое выкалыванию, у данных поверхностей рассчитано, как суммарная площадь поверхностей, умноженная на сопротивление бетона на отрыв (с учетом, что плоскость, параллельная выкалыванию держит в 2 раза больше) и взятое с коэффициентом 0,5 (согласно действующему СП). Срезанные уголки в нижней схеме учитывают, что в поперечном направлении стержни расположены с шагом 100мм. Итого верхняя схема на отрыв держит 316кг, нижняя 407. Что в 481/316=1.53 раза меньше усилия на отрыв, передающееся на поперечный стержень. Откуда берем 1700/1,53=1111кг/см2 расчетное сопротивление стали поперечного стержня для дальнейших расчетов. В случае расчетного сопротивления стали для поперечного армирования = 1100кг/см2, прочность анкеровки обеспечена.

Проведя выше указанные работы можно придти к заключению, что представленный способ армирования жизнеспособен и отвечает современным нормативным требованиям. Но требует снижения расчетного сопротивления стали поперечных стержней до 1100 кг/см2 для бетона В25 и поперечных стержней д6 при шаге 50мм. И в целом расчет на выкалывание требует больших усилий. Что компенсируется простотой исполнения на стройплощадке, некоторой (до 2-3х раз по сравнению с вязаными пространственными каркасами) экономией расхода стали на армирование узла, облегчением бетонирования.

В работе использована литература:
1. Научно-технический отчет по теме: разработка методики расчета и конструирования монолитных железобетонных безбалочных перекрытий, фундаментных плит и ростверков на продавливание.

----------

По упрощению счета на выкалывание. Вот возникло какое соображение… Если для полноценной анкеровки стержня достаточно пластины со стороной, в 3 раза большей диаметра поперечного стержня, тогда требуемая для д6 площадь пластины 0,6*3*0,6*3=3,24см2. В приведенном случае с 10кой анкерующая площадь 2см2, следовательно достаточно сократить прилагаемое к поперечному стержню усилие в 3,24/2= 1.62 раза и требование СП будет учтено. Или можно перейти на нижний стержень д12 с вылетами по 15мм. Тогда анкерующая площадь 1.2*3=3,6 – даже больше, чем требуется. Последнее, правда, следует еще обсчитать на прочность и жесткость.

[talaevaplina]

Нужно фото с изображением крестообразного расположения поперечной арматуры в монолитных плитах перекрытия в зоне опираня на колонну для иллюстрации. У меня есть (см. вложение) только само место армирование видно плохо. Буду также рада фото с другими конструктивными решениями для поперечного армирования (которые описывались постом выше) узла стыка монолитная плита колонна