Сравнение требований по расположению арматуры стен в СП 63.13330 и в Code of Practice for Structural Use of Concrete 2013 (КНР, Гонконг)

Конструированию монолитных железобетонных стен в наших нормативных документах (в отличии от зарубежных) уделено совсем немного внимания. В большей степени это связано с тем, что массовое монолитное строительство появилось относительно недавно, а в советском союзе большая часть массово строящихся зданий были панельными и малоэтажными. Кроме того, расцвет монолитного строительства совпал с развалом в научно-исследовательских институтах, что не могло способствовать появлению передовых идей в области монолитного строительства. В панельных зданиях типовых серий со стеновой конструктивной системой вертикальные усилия в стенах небольшие, а панели соединяются шарнирно с помощью закладных деталей, т. е. моменты с плит, практически, не передаются на стены, что делает возможным армировать панели конструктивно, сетками, с некоторым учащением возле проемов и торцов стен, но особых требований к расположению арматуры в них не предъявляется.

В главном, на сегодняшний день, нормативном документе по железобетонным конструкциям, — СП 63.13330 (который был частично гармонизирован с еврокодом) содержится лишь несколько требований к расположению продольной и поперечной арматуры в стенах, описанных, в основном, общими фразами. Для продольной арматуры, в пунктах 10.4.3 и 10.4.7, главный акцент сделан на том, что вертикальная и горизонтальная арматура в стене должна устанавливаться симметрично у боковых сторон, и в соответствии с действующими в ней усилиями. Хочется обратить внимание на формулировку пункта 10.4.7: «Количество вертикальной и горизонтальной арматуры в стене следует устанавливать…». Авторы норм в одном предложении дважды (но по-разному) описали одно и тоже требование: количество вертикальной и горизонтальной арматуры в стене определяется в соответствии с действующими в ней усилиями, вертикальная и горизонтальная арматура в стене должна устанавливаться в соответствии с действующими в ней усилиями. Т. е. речь идет о том, что, если в какой-то части стены усилия больше, то из этого логически следует, что и арматуры, на этом участке стены, должно быть установлено больше. Правда, в следующем предложении пункта 10.4.7 говорится о необходимости равномерного армирования по площади стены, но с конструктивным учащением арматуры на торцах и возле проемов, т. е. даже если усилия на этих участках не увеличиваются.

Расстояние между соседними стержнями вертикальной арматуры стен не должно превышать двух толщин стены (или 400 мм) и не должно быть менее 50 мм в свету. Поперечная арматура в виде П-образных или замкнутых хомутов устанавливается на торцевых участках стен для обеспечения анкеровки продольной арматуры, а шаг поперечных стержней подбирается в соответствии с действующими в стене усилиями таким образом, чтобы избежать выпучивания продольной арматуры.

В зарубежных нормативных документах, в частности в «Code of Practice for Structural Use of Concrete 2013» (нормах КНР, Гонконг), требования к продольному армированию стен расписаны более развернуто. Учащение вертикальной арматуры у торцов стен — это не конструктивное требование (как в СП 63.13330), а требование, напрямую зависящее от действующих в стене усилий, и проиллюстрировано в виде примеров армирования, а не описано общими фразами. Скорее всего, выводы и иллюстрации были сделаны на основании проведения масштабных экспериментов и анализа большого количества экспериментальных данных.

Требования к раскладке арматуры описаны в главе 9.9.3 «Стены».

П. 9.9.3.2 Участки стен с увеличенным армированием.

(а) Усиленный участок стены — Тип 1.

Тип 1 — это закрашенный участок стены, показанный на рисунках 1 и 2, который должен армироваться в соответствии со следующими требованиями:

(i) площадь арматуры, установленной в пределах заштрихованного участка стены должна быть не менее 0,6% его площади (площади заштрихованного бетона);

(ii) диаметр устанавливаемой арматуры должен быть не менее 12 мм и количество не менее 6 шт.;

(iii) каждый из устанавливаемых стержней должен быть связан хомутами (поперечными стержнями) диаметром не менее 10 мм, с шагом по высоте не более 250 мм.

Рис. 1 Тип 1 усиленного армирования стены (скрытая колонна)
Рис. 2 Тип 1 усиленного армирования стены (утолщение в стене в виде колонны)

(b) Тип 2 — несвободный усиленный участок стены.

Тип 2 — это несвободный, закрашенный участок стены, показанный на рисунках 3 и 4, который должен армироваться в соответствии со следующими требованиями:

(i) площадь арматуры, установленной в пределах заштрихованного участка стены должна быть не менее 0,8% его площади (площади заштрихованного бетона);

(ii) диаметр устанавливаемой арматуры должен быть не менее 16 мм и количество не менее 6 шт.;

(iii) каждый из устанавливаемых стержней должен быть связан хомутами (поперечными стержнями) диаметром не менее 10 мм, с шагом по высоте не более 200 мм.

Рис. 3 Тип 2 усиленного армирования стены (Т-образный стык)
Рис. 4 Тип 2 усиленного армирования стены (L-образный стык)

(c) Тип 3 — усиленный участок стены.

Тип 3 — это закрашенный участок стены, показанный на рисунках 5-8, который должен армироваться в соответствии со следующими требованиями:

(i) площадь арматуры, установленной в пределах заштрихованного участка стены должна быть не менее 1% его площади (площади заштрихованного бетона);

(ii) диаметр устанавливаемой арматуры должен быть не менее 16 мм и количество не менее 6 шт.;

(iii) каждый из устанавливаемых стержней должен быть связан хомутами (поперечными стержнями) диаметром не менее 10 мм, с шагом по высоте не более 150 мм.

Рис. 5 Тип 3 усиленного армирования стены (скрытая колонна)
Рис. 6 Тип 3 усиленного армирования стены (утолщение в стене в виде колонны)
Рис. 7 Тип 3 усиленного армирования стены (Т-образный стык)
Рис. 8 Тип 3 усиленного армирования стены (L-образный стык)

9.9.3.3 Определение критической силы Ncr.

Значение критической силы Ncr осевого сжатия стен определяется по формуле:

где N = 1.4Gk + 1.6Qk;

fcu — прочность бетона;

Ac — площадь бетона;

Ncr не должно превышать 0,75.

9.9.3.4 Стены в которых 0 < Ncr < 0,38 в пределах критической зоны.

Стена должна быть усилена следующим образом:

а) критическая зона стены должна быть усилена с помощью усиленного армирования Типа 2;

b) все вышележащие этажи должны быть усилены с помощью усиленного армирования Типа 1.

9.9.3.5 Стены в которых 0,38 < Ncr < 0,75 в пределах критической зоны.

Стена должна быть усилена следующим образом:

а) критическая зона стены рассматриваемого этажа и этажа выше должна быть усилена с помощью усиленного армирования Типа 3;

b) все остальные этажи должны быть усилены с помощью усиленного армирования Типа 1.

Из приведенных выше требований двух нормативных документов можно сделать вывод о важности армирования краевых участков стен. Причем, если в СП 63.13330 написано лишь о том, что необходимо устанавливать арматуру в зависимости от действующих усилий, то в Code of Practice for Structural Use of Concrete 2013 расписано, как и какую арматуру нужно устанавливать при различных значениях усилий; а также сделан акцент на том, что краевые участки стен работают, как монолитно соединенные со стеной колонны.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.