Раздел 3.
армирование монолитных железобетонных балок и плит перекрытия
По
количеству пролетов и характеру опирания балки из монолитного железобетона
могут быть однопролетные свободно лежащие, однопролетные зещемленные на одной
или обеих опорах, многопролетные неразрезные и консольные. Монолитные
железобетонные балки применяют в зданиях и сооружениях отдельно или в составе
перекрытий, фундаментов и других конструкций.
Форму
поперечных сечений монолитных балок обычно принимают прямоугольной или тавровой
(с полкой сверху или снизу).
Возможны и
другие виды поперечных сечений балок (двутавровая, трапецеидальная, коробчатая
и др.), но их выбор ограничивается технологическими трудностями производства
монолитного железобетона.
Минимальную
высоту сечения балок в долях пролета и размеры поперечных сечений рекомендуется
назначать по таблицам 3.1 и 3.2. Ширину поперечного сечения балок принимают
равной 1/3-1/2 высоты сечения, а
именно 100, 120, 150, 200, 220, 250 мм и далее кратной 50 мм.
Таблица 3.1
Минимальная
высота сечений балок
Таблица 3.2
Рекомендуемые
размеры прямоугольных поперечных сечений балок
В
тонкостенных конструкциях толщина ребра балки может составлять до 1/5
высоты сечения.
Армирование
балок из монолитного железобетона выполняют сварной и вязаной продольной и
поперечной арматурой (рис. 3.1; 3.2; 3.3)
Рисунок 3.1 — Схема армирования сечений балок
а — вязаной арматурой, двухсрезными хомутами; б — вязаной
арматурой, четырехсрезными хомутами; в — сварной арматурой; 1 —
открытый хомут; 2 — закрытый хомут; 3 — хомут балок, рассчитанный
на кручение
Рисунок 3.2 — Армирование второстепенных монолитных
балок отдельными стержнями
а — крайние опоры; б — средняя опора; t1 — по расчету, но не менее 1/3l; t2 — по расчету, но не менее 1/4l
Рисунок 3.3 — Армирование второстепенных монолитных
балок сварными сетками
а, а’ — крайние опоры; б —
средняя опора; в — деталь установки стыкового стержня при рабочей
арматуре из стержней соответственно гладких (слева) и периодического профиля
(справа); 1, 5 — пролетная арматура балок соответственно главной
и второстепенной;
2 — главная балка; 3 — опорная сетка второстепенной
балки; 4 — второстепенная балка; 6 — стыковой стержень диаметром dj; t1 — по расчету, но не менее 1/3l; t2 — по расчету, но не
менее 1/4l
В вязаных
каркасах используют также отогнутую арматуру. Площадь сечения рабочей арматуры
определяют расчетом и принимают не менее приведенной в таблице
9. Диаметр рабочей продольной арматуры в балках с доведением до опоры не
менее двух стержней должен быть не менее 10 мм.
В ребрах часторебристых
перекрытий допускается применение рабочей арматуры диаметром 8 мм с доведением
одного стержня до опоры. В вязаных каркасах при высоте балок 400 мм и более
рекомендуется использовать в качестве ненапрягаемой арматуры стержни диаметром
не менее 12 мм. Для конструктивной продольной арматуры можно применять стержни
меньшего диаметра.
В балках из
легкого бетона с арматурой класса прочности 500 МПа и ниже диаметр продольной
арматуры не должен превышать для бетона классов:
В12.5
и ниже 16 мм
В15-В25 25 мм
В30 и выше 32 мм
В
балках из ячеистого бетона класса В10 и ниже диаметр продольной арматуры должен
быть не более 16 мм.
В балках
рекомендуется применять не более двух разных диаметров стержней (не считая
конструктивных стержней). Стержни большего диаметра следует располагать в первом
ряду, в углах поперечного сечения и при вязаных каркасах — в местах перегиба
хомутов.
Стержни
ненапрягаемой продольной рабочей арматуры должны размещаться равномерно по
ширине сечения балки, как правило, не более чем в три ряда. При этом в третьем
ряду должно быть не менее двух стержней. Размещение стержней последующего
ряда над просветами предыдущего не разрешается.
Максимальное
количество продольных стержней одинакового диаметра, рекомендуемых для
расположения в одном ряду по ширине балки, приведено в таблице 3.3.
Таблица 3.3
Максимальное количество продольных стержней одного диаметра, размещенных
в одном ряду по ширине балки
При
расположении нижней арматуры более чем в два ряда по высоте сечения расстояния
между стержнями третьего и последующего рядов принимают не менее 50 мм (рис.
3.4).
Рисунок 3.4 — Расположение
продольной арматуры в поперечном сечении балки
а
— сварной; б — вязаной
В стесненных
условиях стержни можно размещать попарно без зазоров.
Расстояние в
свету между стержнями периодического профиля назначают по номинальному диаметру
без учета выступов и ребер.
Нижнюю
арматуру, которая доводится до крайних свободных опор балок, следует заводить
за грань опоры на длину анкеровки, определенной по формуле (12).
Часть стержней
пролетной сварной арматуры сверх тех, которые следует довести до опоры, нужно
обрывать в пролете; стержни пролетной вязаной арматуры при их числе более двух
и двухсрезных хомутах или более четырех и четырехсрезных хомутах можно отгибать
на опоры.
Длину
приопорного участка балки, на котором размешают отгибы, места обрывов и отгибов
стержней определяют расчетом.
При
конструировании отгибов следует выполнять требования:
а) расстояние
от грани опоры (колонны, прогона) до начала отгиба должно быть не более 5 см;
б) начало
отгиба в растянутой зоне должно отстоять от нормального к оси элемента сечения,
в котором отгибаемый стержень полностью используется по моменту, не менее чем
на h0/2, а конец отгиба должен быть расположен не ближе
того сечения, в котором отгиб не требуется по эпюре моментов (рис. 3.5).
Рисунок 3.5 — Положение отгибов, определяемое эпюрой
изгибающих моментов в балке
Применение
коротких стержней с одним наклонным участком и не связанных с обшей арматурой
(так называемых плавающих стержней) не допускается. При необходимости
допускается применение дополнительной арматуры на промежуточной опоре в виде
коротких стержней с двумя наклонными и двумя горизонтальными участками внизу
для обеспечения анкеровки.
в) радиус дуги,
по которой отгибается наклонный участок стержня, должен быть не менее 10d.
Угол наклона отгиба к продольной оси балки принимают обычно равным 45°. В
балках высотой более 800 мм и в балках-стенках угол наклона отгибов может быть
увеличен до 60°, а в низких балках и при сосредоточенных нагрузках — уменьшен
до 30°;
г) в балках
шириной 200 мм и менее в каждой плоскости можно отгибать по одному стержню. В
балках шириной 300-400 мм в первой от опоры плоскости следует отгибать не менее
двух стержней, а в последующих плоскостях можно отгибать и по одному. В балках
шириной более 400 мм в каждой плоскости должно отгибаться не менее двух
стержней;
д) отгибы
стержней желательно располагать симметрично относительно вертикальной оси
сечения балки, если же отгибается один стержень, размешать его следует как
можно ближе к указанной оси.
Отгибать
стержни, расположенные непосредственно у боковых граней балок, не рекомендуется. Стержни с отгибами располагают
на расстоянии не менее 2d от боковых граней балки;
е) расстояние
между наклонными участками стержней по длине балки определяют расчетом.
Нижняя
точка последнего отгиба (считая от опоры) при сосредоточенных нагрузках может
располагаться ближе к опорам, чем точка пересечения эпюры поперечных сил Q с эпюрой Qbsw,
на величину не более чем U (рис. 3.6,а); при равномерных нагрузках
нижняя точка последнего отгиба должна располагаться не ближе к опоре, чем точка
пересечения эпюры поперечных сил с эпюрой Qbsw (рис. 3.6,б).
Рисунок 3.6 — Положение отгибов, определяемое эпюрой
поперечных сил в балке
а — при действии на балку сосредоточенных
сил; б — при действии на балку равномерно распределенной нагрузки
Здесь Qbsw = Qb Qsw
— расчетная предельная поперечная сила, воспринимаемая бетоном сжатой зоны Qb
и только вертикальными хомутами Qsw в невыгоднейшем наклонном
сечении [15];
U = (Rbbho2 )/Q; где Q —
расчетная поперечная сила в месте теоретического обрыва стержней (последнего от
грани опоры отгиба). Значения величины U/ho можно
назначать по таблице 3.4.
Таблица 3.4
Если
же в расчете не содержится каких-либо указаний о расположении плоскостей
отгибов, расстояние между ними принимают в соответствии с рисунком
3.2, конструирование отогнутых стержней производится в соответствии с
рисунком 3.7;
Рисунок 3.7 — Конструирование отогнутых стержней
ж) стержни,
отгибаемые из пролета в первой и второй плоскостях от промежуточной опоры,
заводят в смежный пролет.
Стержни,
отгибаемые в третьей и последующих плоскостях, разрешается, в случае отсутствия
в них надобности на опорных участках, обрывать в пролете (рис.
3.2).
Верхние концы
отогнутых стержней, которые не переводят через опору в смежный пролет, должны
заканчиваться прямыми участками длиной не менее 0,8lan, но не менее 20d в
растянутой зоне и 10d — в сжатой. Следует
избегать обрыва отогнутых стержней в растянутой зоне (внизу).
Вертикальные
проекции hinc, мм, наклонных участков
отгибаемых стержней, в зависимости от высоты сечения балки h и толщины
защитного слоя бетона аb, вычисляют по формулам:
hinc,1 = h — аb — а’b;
hinc,2 = h — аb — а’b — d2 —
20;
hinc,3 = h — аb — а’b — d1 —
20;
hinc,4 = h — аb — а’b — d1 — d2
— 40.
При
этом: для второстепенных балок аb = а’b; для главных
балок, к которым примыкают второстепенные с верхней арматурой диаметром до 20
мм, — а’b
= аb 20 мм, а для главных балок, к которым примыкают второстепенные
с верхней арматурой диаметром более 20 мм, — а’b = аb 30 мм.
Если d2
> 20 мм, или d1 > 20 мм, или (d1 d2)
> 40 мм, то в последние три формулы подставляют соответственно d2
и d1 вместо 20 мм, или d1 d2
вместо 40. Величины hinc вычисляют с точностью до 10
мм.
На крайних
опорах многопролетных балок, при монолитном их соединении с железобетонными
прогонами (обвязочными балками), должна быть предусмотрена верхняя арматура
сечением не менее 1/4 сечения пролетной арматуры в
примыкающем пролете.
Верхняя
арматура должна быть заведена на длину не менее 1/6l от
внутренней грани прогона (l — пролет балки в свету) (рис.
3.2,a).
Верхняя
арматура должна быть заведена в прогон на длину lan (считая от грани прогона).
На крайних
опорах балок, опирающихся на кирпичные стены, для восприятия момента
защемления, как правило, достаточно верхней монтажной арматуры, которая
заводится за грань на lan.
Длина пролетных
сварных каркасов второстепенных балок назначается равной размеру пролета в
свету, а за грань крайних и промежуточных опор заводятся специальные стыковые
стержни. Так делается в случае опирания второстепенных балок на промежуточные и
крайние опоры в виде стоек, главных балок или прогонов.
Эти стержни
устанавливаются на уровне стержней пролетной рабочей арматуры балок, число их
должно соответствовать количеству пролетных сеток, а диаметр быть не менее 10
мм и не менее половины диаметра рабочего стержня сетки. Общая площадь сечения
этих стержней, кроме того, должна быть не менее минимального процента
армирования сечения балки на опоре.
Стыковые
стержни периодического профиля заводятся за грань опоры в пролет не менее чем
на 15d (рис. 3.3,
в).
Если на опоре
нужна сжатая арматура, сечение стыковых стержней назначается по расчету и они
заводятся за грань опоры в пролет на длину стыка внахлестку для сжатых
стержней.
Стержни нижней
вязаной арматуры монолитных балок (рис.
3.2) в случаях, когда в опорных сечениях нижняя арматура по расчету не
требуется, рекомендуется заводить за грань промежуточной опоры не менее чем на
длину lan для растянутых стержней.
Если нижняя
арматура на промежуточной опоре учитывается в расчете как сжатая или
растянутая, то стык стержней смежных пролетов осуществляется в соответствии с
указаниями по устройству стыков арматуры внахлестку без сварки, при этом в
одном сечении могут осуществляться стыки всех доведенных до опоры стержней.
При действии на
балку временной равномерно распределенной нагрузки, не превышающей утроенной
постоянной, можно половину (по площади) верхних стержней заводить за грань
опоры в смежный пролет на 1/3 пролета в свету, а половину
— на 1/4 (рис.
3.2, 3.3).
В балках с
разными пролетами, отличающимися друг от друга не более чем на 20 %, места
обрыва стержней во всех пролетах принимают одинаковыми (по большему пролету), а
при различии в пролетах более 20 % стержни в меньший пролет заводят на длину,
определяемую по смежному (большому) пролету.
Армирование
опор главных бачок монолитных перекрытий сварными сетками показано на рисунке
3.8.
Рисунок 3.8 — Армирование опор монолитных главных балок
сварными сетками
а — средних; б — крайних: 1, 2
— сетки соответственно опорная и пролетная; t1 — по расчету, но не
менее (1/3)l, t2
— по расчету, но не менее (1/4)l
Схема
армирования отдельными стержнями аналогична схеме армирования второстепенных
балок (см. рис.
3.2).
У боковых
граней балок при высоте их поперечного сечения более 700 мм ставят
конструктивные продольные стержни с расстоянием между ними по высоте не более
400 мм и площадью поперечного сечения
Asc.1
≥ 0,001b’h’
где h’ — расстояние между стержнями;
b’ = 0,5d, но не более 200 мм
(рис. 3.9).
Рисунок 3.9 — Размещение конструктивных стержней по
высоте боковых граней балок при каркасах
а — вязаных; б —
сварных; 1, 2 — продольная арматура соответственно рабочая и
монтажная; 3 — шпильки; 4 — продольный конструктивный стержень
площадью поперечного сечения Asc.1
Эти стержни
должны соединяться шпильками диаметром 6-8 мм из арматуры классов A-I, А400,
А500 или В400, В500 с шагом 500 мм по длине балки. Вместе с поперечной
арматурой такие стержни сдерживают раскрытие наклонных трещин на боковых гранях
балок.
В балках и
ребрах высотой более 150 мм следует устанавливать вертикальную поперечную
арматуру. В балках и ребрах высотой 150 мм и меньше поперечную арматуру можно
не ставить. Ее допускается не ставить у граней тонких ребер и балок шириной 150
мм и меньше, если по ширине их располагаются один продольный стержень или одна
сварная сетка. При этом должно соблюдаться условие (3.65) Пособия [15].
Диаметр
поперечных стержней в сварных сетках и каркасах определяется расчетом с учетом
условий сварки (табл. 3.5).
Таблица 3.5
Конструктивные
требования к поперечному армированию балок приведены в таблице
9 и на рисунке 3.10.
Рисунок 3.10 — Расположение поперечной арматуры в балках,
не имеющих отгибов
а, б — при высоте сечения балки
соответственно до 450 и более 450 мм
Длина
приопорного участка lsup при равномерной нагрузке
принимается равной 1/4 пролета, а при сосредоточенных
нагрузках — расстоянию от опоры до ближайшего груза, но не менее 1/4
пролета.
Расстояние
между поперечными стержнями (хомутами) в балках со сжатой продольной арматурой,
учитываемой в расчете, рекомендуется принимать по табл. 2.2.
В вязаных
каркасах средних балок монолитных ребристых перекрытий при временных нагрузках
на перекрытие, не превышающих 30 кПа, ставят открытые хомуты; в отдельных
балках прямоугольного или таврового сечения, в крайних балках монолитных
ребристых перекрытий, в балках с расчетной сжатой арматурой, а также в средних
балках монолитных ребристых перекрытий, рассчитанных на временную нагрузку
более 30 кПа, — замкнутые.
В вязаных
каркасах хомуты следует конструировать таким образом, чтобы в местах их
перегиба, а также загиба концевых крюков (при отсутствии перепуска концов)
обязательно располагались продольные стержни. Каждый хомут должен охватывать в
одном ряду не более пяти растянутых стержней и не более трех
сжатых.
При
монолитных конструкциях в местах пересечения балки с колонной или с прогоном первый
хомут или поперечный стержень располагают в пролете на расстоянии 50 мм от
грани опоры.
При опирании
монолитных балок на кирпичную кладку на крайней опоре первый хомут или
поперечный стержень устанавливают у торца балки (с необходимым защитным слоем),
а в пределах средних опор установку поперечной арматуры продолжают с шагом,
принятым для пролета балки.
Дополнительные указания по
армированию балок
Примеры
армирования балок, работающих на изгиб с кручением, приведены на рисунках 3.11
и 3.12.
Рисунок 3.11 —
Армирование балок, работающих на
изгиб с кручением
а — вязаной арматурой; б — сварным швом
Рисунок 3.12 —
Армирование балок сложного
поперечного сечения
1, 2 — замкнутые хомуты соответственно ребра и полки
В балках,
работающих на изгиб с кручением, вязаные хомуты должны быть замкнутыми с
перепуском их концов на 30d, где d — диаметр
хомута, а при сварных каркасах все поперечные стержни обоих направлений должны
быть приварены точечной сваркой к угловым продольным стержням, образуя
замкнутый контур.
При
отсутствии сварочных клешей плоские сварные сетки соединяют при помощи скоб
посредством дуговой сварки их с поперечными стержнями.
В балках
сложного поперечного сечения (тавровых, двутавровых), работающих на изгиб с
кручением, все составляющие части сечения (ребра, полки) должны иметь замкнутое
поперечное армирование в пределах каждой части (рис. 3.12).
Расстояния
между поперечными стержнями, расположенными у граней, нормальных к плоскости
изгиба, должны составлять не более ширины сечения элемента d; у
граней сжатых от изгиба, при Т ≤ 0,2M, где Т — крутящий
момент, M — изгибающий момент, расстояния между поперечными
стержнями допускается увеличивать, принимая их такими, как в сжатых элементах.
Приведенные
указания относятся, в частности, к крайним балкам, к которым второстепенные
балки или плиты примыкают лишь с одной стороны (обвязочные балки, балки у
температурных швов и т.п.), а также к средним балкам, для которых нагрузки,
передающиеся на балку от примыкающих к ней пролетов, различны (отличаются друг
от друга более чем в 2 раза).
Примеры
армирования балок в местах приложения сосредоточенных нагрузок приведены на
рисунке 3.13.
Рисунок
3.13 — Дополнительное
армирование балок в местах приложения сосредоточенных нагрузок
а — сварными сетками; б — учащением
хомутов на участке h1 (количество по расчету); в —
подвесками
Площадь сечения
дополнительной арматуры определяют расчетом. Ее конструируют в виде сварных
сеток, отгибов, подвесок и учащенных хомутов. При этом их количество должно
быть не менее двух, вертикальных стержней в каждой сварной сетке — не менее
четырех Ø6 мм; отгибы или подвески назначают диаметром не менее 10 мм; в
верхней зоне предусматривают горизонтальный прямой участок отогнутых стержней
длиной не менее 0,8lап и не менее 20d.
Армирование монолитных
железобетонных плит
Монолитные
железобетонные плиты перекрытий могут быть полностью или частично опертыми по
контуру, со свободным опиранием или с защемлением на опорах. В практике
монолитного строительства достаточно часто встречаются плиты, защемленные по
одной кромке (консольные) и опертые в точках (углах), например плиты
безбалочных перекрытий.
По расчетной
схеме плиты подразделяют на балочные (однопролетные — разрезные, неразрезные —
многопролетные, консольные) и работающие в двух направлениях, которые могут
быть однопролетными (с шарнирным или нешарнирным опиранием по кромкам) или
многопролетными неразрезными.
Балочными плиты
считают в том случае, если усилия, действующие в одном направлении,
пренебрежительно малы по сравнению с усилиями, действующими в другом
направлении. К балочным плитам относят: прямоугольные равномерно нагруженные
плоские плиты, опертые по двум противоположным сторонам, а также плиты, опертые
по контуру либо защемленные по трем или четырем сторонам при соотношении сторон
(пролетов), большем определенного граничного значения. Граничное отношение
пролетов в нормативных документах ограничивают цифрами 2 или 3.
К работающим в
двух направлениях считают все не относящиеся к балочным плиты, в том числе
непрямоугольные в плане (круглые, кольцевые и др.), а также опертые в точках
(например, плиты безбалочных перекрытий). В безбалочных перекрытиях монолитных
зданий плита может опираться непосредственно на колонны как без уширений, так и
с уширениями, называемыми капителями.
При пролетах до 6-8 м монолитные
перекрытия рекомендуется выполнять плоскими, при больших значениях — плоскими с
капителями или межколонными балками или стенами, ребристыми или пустотными. Для
зальных помещений пролетом 12-15 м рекомендуются кесонные, ребристые и
пустотные перекрытия при опирании по четырем сторонам на балки и стены.
При пролетах
более 7 м рекомендуется применение дополнительной предварительно напряженной
арматуры из высокопрочных канатов класса К-7 без сцепления с бетоном (раздел
1.4).
При выборе
конструктивного решения опирания плиты на колонны без капителей необходимо
предусмотреть усиление дополнительным армированием этих участков плиты с целью
исключения ее продавливания при эксплуатационных нагрузках.
Толщину
балочных плит монолитных перекрытий с отношением сторон l2: l1 > 2 следует принимать не
менее, мм:
Для
междуэтажных перекрытий жилых
и общественных
зданий 70
Для
междуэтажных перекрытий
производственных
зданий 80
Для
покрытий 60
Под
проездами 100
Для
плит из легкого бетона
классов В7.5 и
ниже во всех случаях
70
Толщина
железобетонной плиты кесонных часторебристых перекрытий должна быть не менее
25-30 мм.
Толщину монолитных
плит h, мм, рекомендуется принимать 40, 50, 60, 70, 80, 100, 120, 140,
160, 180, 200, 250, 300, далее кратно 100.
Минимальная
толщина бетонного защитного слоя для рабочей арматуры плит, находящихся в
обычных условиях эксплуатации, 20 мм.
Минимальная
толщина плит в зависимости от пролета ориентировочно может быть принята по
таблице 3.6.
Таблица 3.6
Минимальная
толщина плит
Толщину
неразрезных или однопролетных плит, монолитно связанных с железобетонными
балками, принимают как при упругой заделке, а толщину плит, опертых на стены, —
как при свободном опирании.
Монолитные
железобетонные плиты армируют вязаной арматурой и стандартными сварными
сетками.
Диаметр рабочих
стержней сварной арматуры рекомендуется принимать не менее 3, а вязаной — не
менее 6 (5,5) мм.
При толщине
плиты h < 150 мм расстояния между осями стержней рабочей арматуры в
средней части пролета плиты (внизу) и над опорой (вверху многопролетных плит)
должны быть не более 200 мм, при h > 150 мм — не более 1,5h и
400 мм.
Расстояния
между рабочими стержнями, доводимыми до опоры плиты, не должны превышать 400
мм, причем площадь сечения этих стержней на 1 м ширины плиты должна составлять
не менее 1/3 площади сечения стержней в пролете,
определенной расчетом по наибольшему изгибающему моменту.
Площадь сечения
рабочей арматуры плит должна быть не менее указанной в таблице 3.7.
Таблица 3.7
Площадь поперечного сечения арматуры на 1 м ширины плиты, см2
Шаг | Диаметр | ||||||||||||
3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 25 | |
100 | 0,71 | 1,26 | 1,96 | 2,83 | 5,03 | 7,85 | 11,31 | 15,39 | 20,11 | 25,45 | 31,42 | 38,01 | 49,09 |
125 | 0,57 | 1,01 | 1,57 | 2,26 | 4,02 | 6,28 | 9,05 | 12,31 | 16,08 | 20,36 | 25,13 | 30,41 | 39,27 |
150 | 0,47 | 0,84 | 1,31 | 1,84 | 3,35 | 5,23 | 7,54 | 10,26 | 13,4 | 16,96 | 20,94 | 25,33 | 32,72 |
200 | 0,35 | 0,63 | 0,98 | 1,41 | 2,51 | 3,93 | 5.65 | 7,69 | 10,05 | 12,72 | 19,71 | 19,00 | 24,54 |
250 | 0,28 | 0,50 | 0,79 | 1,13 | 2,01 | 3,14 | 4.52 | 6,16 | 8,04 | 10,18 | 12,56 | 15,20 | 19,64 |
300 | 0,23 | 0,42 | 0,65 | 0,94 | 1,68 | 2,61 | 3,77 | 5,13 | 6,70 | 8,48 | 10,47 | 12,66 | 16,36 |
350 | 0,20 | 0,36 | 0,56 | 0,81 | 1,44 | 2,24 | 3,23 | 4,44 | 5,74 | 7,27 | 8,97 | 10,86 | 14,00 |
400 | 0,18 | 0,32 | 0,40 | 0,71 | 1,25 | 1,96 | 2,82 | 3,50 | 5,02 | 6,36 | 7,86 | 9,50 | 12,49 |
Диаметр
и шаг стержней этой арматуры можно подбирать по этой же таблице.
При армировании
плит, работающих в двух направлениях, отношение Аs2/Аs1
между площадями сечения нижних арматур, укладываемых на 1 м ширины плиты (Аs1
— площадь стержней, располагаемых параллельно короткой стороне), рекомендуется
принимать по таблице 3.8, в зависимости от отношений пролетов плиты l2/l1
Таблица
3.8
Отношение площадей сечений нижней арматуры для плиты, работающей в двух
направлениях
l2/l1 | Аs2/Аs1 | l2/l1 | Аs2/Аs1 |
1,0 | 1-0,8 | 1,6 | 0,5-0,3 |
1,1 | 0,9-0,7 | 1,7 | 0,45-0,25 |
1,2 | 0,8-0,6 | 1,8 | 0,4-0,2 |
1,3 | 0,7-0,5 | 1,9 | 0,35-0,2 |
1,4 | 0,6-0,4 | 2,0 | 0,2-0,15 |
1,5 | 0,65-0,35 |
Площадь
сечения распределительной арматуры в балочных плитах должна составить не менее
10 % площади сечения рабочей арматуры в месте наибольшего изгибающего момента.
Диаметр и шаг стержней этой арматуры в зависимости от диаметра и шага стержней
рабочей арматуры можно применять по таблице 3.9.
Таблица
3.9
Диаметр
и шаг стержней распределительной арматуры балочных плит, мм
Диаметр | Шаг стержней рабочей | |||||
100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | |
3-4 | 3 400 | 3 400 | 3 400 | 3 400 | 3 400 | 3 400 |
5 | 3 350 | 3 350 | 3 350 | 3 350 | 3 400 | 3 400 |
6(5,5) | 4 350 | 4 350 | 3 350 | 3 350 | 3 400 | 3 400 |
8(7;7,5) | 5 350 | 5 350 | 4 350 | 4 350 | 3 350 | 3 400 |
10(9) | 6(5,5) 350 | 6(5,5) 350 | 5 350 | 5 350 | 5 350 | 5 350 |
12(11) | 6(5,5) 250 | 6(5,5) 300 | 6(5,5) 350 | 6(5,5) 350 | 6(5,5) 350 | 6(5,5) 350 |
14 | 8(7,5) 300 | 8(7,5) 350 | 8(7,5) 350 | 6(5,5) 300 | 6(5,5) 350 | 6(5,5) 350 |
16 | 8(7,5) 250 | 8(7,5) 300 | 8(7,5) 350 | 8(7,5) 350 | 8(7,5) 350 | 8(7,5) 350 |
18 | 10(9) 300 | 10(9) 350 | 10(9) 350 | 8(7,5) 350 | 8(7,5) 350 | 8(7,5) 350 |
20 | 10(9) 200 | 10(9) 250 | 10(9) 300 | 10(9) 350 | 10(9) 350 | 10(9) 350 |
22 | 12(11) 250 | 12(11) 300 | 10(9) 300 | 10(9) 350 | 10(9) 350 | 10(9) 350 |
25 | 14 300 | 10(9) 200 | 8(7,5) 150 | 8(7,5) 200 | 8(7,5) 250 | 8(7,5) 300 |
Примечание. Над чертой указан диаметр | ||||||
Рабочую
арматуру в направлении меньшего пролета располагают ниже арматуры, идущей в
направлении большего пролета. В соответствии с таким расположением арматуры
рабочая высота сечения плиты для каждого направления различна и будет
отличаться на размер диаметра арматуры.
При армировании
сварными сетками сплошных балочных плит толщиной 120 мм и более при содержании
растянутой рабочей арматуры до 1,5 % расстояние между стержнями
распределительной арматуры допускается увеличивать до 600 мм.
Балочные
монолитные плиты, армированные сварными сетками, конструируют в соответствии с
рисунками 3.14, 3.15.
Рисунок 3.14 — Схема
армирования монолитных балочных плит сварными сетками
а — продольная арматура в виде цельных сварных сеток с поперечными рабочими
стержнями; б — то же, в виде узких сварных сеток с продольными рабочими
стержнями: в — план надопорной арматуры
Рисунок 3.15 — Армирование
опор плит сварными сетками (разрезы в рабочем направлении)
а, в — крайние опоры плиты,
соответственно монолитно связанной с железобетонной балкой, стеной и в
кирпичной стене; б, г — средние опоры плиты, монолитно
связанной с железобетонной балкой, стеной и с надопорной арматурой
соответственно из двух раздвинутых сеток и из одной сетки
Пролетную
арматуру плит шириной до 3 м и длиной до 6 м конструируют в виде плоской
цельной сварной сетки, поперечные стержни которой — рабочая арматура плиты
(рис. 3.14,а).
При диаметре
рабочей арматуры более 10 мм плиты можно армировать плоскими узкими сварными
унифицированными сетками. Их длина должна соответствовать ширине плиты, которая
может быть и более 3 м.
Продольные
стержни сеток выполняют роль рабочей арматуры, поперечные — распределительной,
стыкуемой в плите внахлестку без сварки.
Надопорную
арматуру неразрезных плит конструируют в соответствии с рисункам 3.15,б
в виде двух с подвижкой сеток или одной сетки (рис. 3.15,г) с
поперечными рабочими стержнями, укладываемыми вдоль опор. Надопорные сетки
могут быть рулонными.
Многопролетные
балочные монолитные плиты толщиной до 100 мм с рабочей арматурой средних
пролетов и опор до 7 мм рекомендуется армировать сварными рулонными типовыми
сетками с продольной рабочей арматурой в соответствии с рисунком 3.16.
Рисунок 3.16 — Непрерывное армирование монолитных неразрезных плит сварными
рулонными сетками
а — план и разрезы плиты, опертой на железобетонные балки; б —
деталь опирания плиты на кирпичную стену
Рулоны при этом
раскатывают поперек второстепенных балок, а поперечные стержни сеток,
являющиеся распределительной арматурой плиты, стыкуют внахлестку без сварки. В
крайних пролетах и на первых промежуточных опорах, где обычно требуется
дополнительная арматура, на основную сетку укладывают дополнительную (рис.
3.16), которая заводится за грань первой промежуточной опоры во второй пролет
на 1/4 пролета плиты. Вместо дополнительной сетки можно
укладывать отдельные стержни, привязывая их к основной сетке.
Плиты,
работающие в двух направлениях, также рекомендуется армировать сварными
сетками. При этом плиты, имеющие размеры не более 6×3 м, можно армировать
в пролете одной цельной сварной сеткой с рабочей арматурой в обоих
направлениях. С целью экономии арматуры рекомендуется использование сварных
сеток с переменным армированием в двух направлениях в соответствии с эпюрой
моментов или же использование разноразмерных сеток, накладываемых друг на друга
в зоне максимальных изгибаемых моментов (рис. 3.17). Ширину крайней полосы le определяют расчетом.
Рисунок 3.17 —
Схема армирования пролета плиты,
опертой по контуру, цельными сварными сетками
1 — основной; 2 — дополнительной
В случае
армирования плиты узкими сварными унифицированными сетками с продольной
арматурой их укладывают в пролете в два слоя во взаимно перпендикулярных
направлениях (рис. 3.18,б). При этом сетки, укладываемые вдоль меньшего
пролета плиты, должны быть снизу.
Надопорную
арматуру, работающую в двух направлениях неразрезных многопролетных плит (рис.
3.18,б) с плоскими сетками в пролетах, конструируют так же, как
надопорную арматуру балочных плит (рис. 3.15).
Рисунок 3.18 — Схема армирования
плиты, опертой по контуру, сетками
а — узкими сварными пролетными; б
— надопорными
Работающие в
двух направлениях многопролетные неразрезные плиты с рабочей арматурой
диаметром до 7 мм можно армировать типовыми рулонными сетками с продольными
рабочими стержнями (рис. 3.19). Для этого плиту разбивают в каждом направлении
на три полосы: две крайние по 1/4 меньшего пролета и
среднюю.
Рулоны в пролетах укладывают в два слоя, раскатываемых во взаимно
перпендикулярных направлениях только по средним полосам плит (рис. 3.19,а).
Надопорную арматуру углов плиты в этом случае можно конструировать в виде
квадратных плоских сеток с рабочими стержнями в обоих направлениях.
Рисунок 3.19 — Схема
армирования плиты, опертой по контуру, сварными рулонными сетками
а
— пролетная и средняя надопорная арматура; б — надопорная
арматура углов плиты
Армирование
сварными сетками безбалочных перекрытий с точечным опиранием плит на колонны
можно производить по аналогии с описанными выше. В этом случае обычно возникает
необходимость в дополнительном армировании по осям колонн и в местах опирания
на них плит перекрытий отдельными стержнями или плоскими вертикальными
каркасами. Необходимость дополнительного армирования и его количество
определяются расчетом (рис. 3.20).
Рисунок 3.20 — Пример усиления армирования безбалочного
плитного перекрытия каркасами
К-1 — пролетный каркас; К-2 — надопорный
каркас
Вязаную
арматуру монолитных плит толщиной 120 мм и меньше проектируют в соответствии с
рисунками 3.21, 3.22, 3.23, 3.24, 3.25 с доведением всех пролетных нижних
стержней до опор.
Рисунок 3.21 — Раздельное армирование монолитных балочных
плит отдельными стержнями (вязаной арматурой)
1, 3 — надопорная
арматура в направлениях соответственно рабочем и нерабочем; 2 —
пролетная арматура в рабочем направлении
Рисунок 3.22 — Непрерывное армирование монолитных
плит отдельными стержнями (вязаной арматурой)
а
— средняя опора многопролетной плиты — железобетонная балка: б —
то же, стальная балка; в — крайняя опора — железобетонная
балка; г — то же, кирпичная кладка; 1 — отгибы; 2
— дополнительная надопорная арматура (ставится, если недостаточно
отогнутых стержней); 3 — пролетная арматура
Рисунок 3.23 — Раздельное армирование крайних опор
монолитной плиты отдельными стержнями в рабочем направлении
а
— монолитно связанной с железобетонной балкой; б — защемленной в кирпичной
кладке; в — свободно лежащей на стальной балке; г — то же, на
кирпичной стене; д — консольно опирающейся на стальную балку;
1 —
пролетная рабочая арматура As,sp диаметром d; 2
— опорная арматура (по расчету, но не менее 0,5As,sp); 3
— распределительная арматура; 4 — арматура железобетонной балки;
5
— опорная арматура не менее (1/3)As,sp
и не менее 5Ø6A-I на 1 м; 6 — стержень Ø6 мм,
устанавливаемый с шагом 1000 мм и обеспечивающий совместную работу плиты со
стальной балкой (по расчету обычно не требуется); 7 — сварка
Рисунок 3.24 — Раздельное армирование крайних опор монолитной плиты
отдельными стержнями в нерабочем направлении
а
— свободно лежащей на стальной балке; б — консольно
опирающейся на стальную балку; в — монолитно связанной с железобетонной
балкой; г — защемленной в кирпичной стене; д — примыкающей к
стене без опирания;
1 — пролетная рабочая арматура As,sp диаметром d, 2 — распределительная арматура; 3
— опорная арматура по расчету, но не менее (1/3)As,sp;
4 — арматура железобетонных балок: 5 — опорная арматура
Рисунок 3.25 — Армирование средних опор монолитной плиты
отдельными стержнями
а — монолитно связанной с
железобетонной балкой в рабочем направлении; б — свободно лежащей на
стальной балке в рабочем направлении; в — монолитно связанной с
железобетонной балкой в нерабочем направлении; 1 — пролетная рабочая
арматура As,sp диаметром d;
При так
называемом раздельном армировании над опорами устанавливают свою арматуру.
Нижние пролетные рабочие стержни неразрезных плит рекомендуется конструировать
сквозными, пропуская их через несколько опор; в крайних пролетах, если это
требуется по расчету, устанавливают дополнительные стержни.
Надопорную
арматуру в нерабочем направлении предусматривают конструктивно в количестве не
менее 1/3 сечения рабочей арматуры в пролете.
В плитах
толщиной более 120 мм часть пролетных стержней (в целях экономии арматуры) рекомендуется
переводить на опоры (так называемое непрерывное армирование) (рис.
3.22). В плитах толщиной до 150 мм стержни отгибают под углом 30°, 160 мм и
более — под углом 45°. Отгибы конструируют в соответствии с рисунком
3.22.
Армирование
опор монолитных плит отдельными стержнями при разных опорных условиях показано
на рисунках 3.23, 3.24, 3.25.
Вязаную
арматуру плит, работающих в двух направлениях, конструируют так же, как и в
балочных плитах. С целью экономии арматуры плиту рекомендуется разбивать в
каждом направлении на три полосы: две крайние шириной 1/4
меньшего пролета и среднюю.
В крайних полосах площадь сечения арматуры, против
параллельной им третьей полосы, может быть уменьшена вдвое, но при этом на 1 м
ширины плиты должно приходиться не менее трех стержней. Стержни в направлении
короткой стороны укладываются внизу. Надопорную рабочую арматуру устанавливают
по всей длине каждой стороны плиты равномерно.
На крайних
свободных опорах плит, монолитно связанных с железобетонными прогонами
(обвязочными балками), надопорную расчетную арматуру заделывают в прогон на
глубину lап. На крайних свободных опорах плит пролетную
арматуру заводят за грань опоры не менее 5ds при выполнении
условия Q ≤ 0,5Rbtbh0.
Консольные
плиты при
вылете консоли до одного метра принимают постоянной толщины. При вылете более 1
м толщина сечения плиты в месте заделки определяется расчетом, а на свободном
конце должна быть не менее 50 мм.
Консольные
плиты армируют, как правило, только верхней арматурой. Консоли, являющиеся
частью одно- и многопролетной плиты, армируют вместе с плитой и той же
арматурой — сетками или отдельными стержнями.
При
армировании консольных плит с вылетом более 1000 мм допускается половину
рабочих стержней обрывать на половине вылета консоли.
Толстые
монолитные плиты, например фундаментные, рекомендуется армировать объемными
армоблоками, собираемыми из плоских сварных каркасов и сеток. Их следует
устанавливать с разрывом, равным ширине армоблока, а в зазор помещать
горизонтальные сварные сетки по верхнему и нижнему уровням блоков.
Дополнительные указания по
армированию стен и плит
Армирование в местах
отверстий
Отверстия
значительных размеров (более или равные 300 мм) в монолитных железобетонных
стенах и плитах должны окаймляться дополнительной арматурой сечением не менее
сечения рабочей арматуры (того же направления), которая требуется по расчету
плиты как сплошной (рис. 3.26,a).
Отверстия до
300 мм специальными стержнями не окаймляют.
Вязаная рабочая
и распределительная арматура вокруг таких отверстий сгущается — два крайних
стержня ставятся с промежутком 50 мм (рис. 3.26,б).
Рисунок 3.26 — Армирование плит в местах отверстий
а, б — отверстия соответственно более 300 и до 300 мм (при
рабочей и распределительной вязаной арматуре); 1 — стержни арматуры
плиты: 2 — специальные стержни арматуры, окаймляющие отверстие
При армировании
сварными сетками отверстия до 300 мм в арматуре рекомендуется вырезать по
месту, при этом разрезанные стержни целесообразно отгибать в тело плиты.