Об отличиях анкеровки арматуры плит перекрытий Г-образными и П-образными стержнями

Рамные узлы соединения плит перекрытий со стенами — это неотъемлемая часть монолитных ж/б зданий. Для восприятия опорного момента в узле, верхнюю арматуру плиты необходимо надежно анкеровать в стену. В настоящее время используется три основных типа анкеровки верхней арматуры: анкеровка отгибом основной арматуры в стену (вверх или вниз), анкеровка с установкой Г-образных дополнительных стержней (также вверх или вниз) и анкеровка с установкой П-образных арматурных стержней (вместо Г-образных).

В чем же отличие между этими тремя типами анкеровки?

Определяющим фактором при выборе типа анкеровки является диаметр основной арматуры плиты и усилия в узле, от этого зависит длина анкеровки, возможный радиус загиба арматуры и необходимость дополнительной арматуры. В реальных конструкциях, из-за небольшой толщины стен (180-200 мм), требуемый нормами прямой участок сделать не удается, поэтому, в рамном узле арматура должна загибаться по увеличенному радиусу (10d(1-Lпрям.уч./Lанк), см. Пособие к СП 52), а не по обычному радиуса загиба по ГОСТу на арматуру. Это делается для того, чтобы избежать большой концентрации напряжений в бетоне в точке перегиба. В литературе также встречается анкеровка с установкой поперечных стержней в местах перегиба (см. «Standard Method of Detailing Structural Concrete»). Считается, что отгибаемый растянутый стержень, при растрескивании бетона в зоне загиба, зацепится за поперечный стержень, но это конструктивное мероприятие, методики расчета данного стыка нет.

Самой простой и экономичной является анкеровка с помощью отгибания основной арматуры плиты. Почему данный вид анкеровки не является единственным? Это связано с особенностью возведения ж/б конструкций, армирование плит начинается после бетонирования вертикальных конструкций и шов бетонирования под плитой не позволяет завести арматуру плиты на необходимую длину в стену. Самое очевидное и простое решение — отогнуть арматуру вверх, но это нельзя делать в плитах покрытия, так как вышележащих стен уже нет и арматуру плиты необходимо соединить с арматурой нижележащей стены для равномерной передачи момента с плиты на стену. Кроме того есть сложности и с местами, где располагаются дверные проемы, в этих местах также отогнуть арматуру вверх не получится.

Есть и другие причины, по которым нельзя обойтись только отгибанием основной арматуры, например, концентрация моментов во внутренних углах стен (лестнично-лифтовые блоки), на этих участках, как правило, требуется дополнительная арматура. В этом случае приходится считать необходимую длину отгиба и после этого принимать решение о типе дополнительной арматуры. Удобнее использовать U-образные арматурные элементы, так как нет необходимости устанавливать заранее в стены, в уровне перекрытий, дополнительные стержни для плиты и не нужно потом их отгибать в плиту. U-образные элементы можно монтировать вместе с армированием плиты перекрытия. Однако, применение U-образных элементов ограничено используемым диаметром арматуры. Если по расчету требуется дополнительно установить арматуру диаметром 20 мм, а плита толщиной 200 мм и менее, то U-образные элементы делать нельзя, так как в результате загиба может повредиться поверхность арматуры и уменьшится несущая способность рамного узла. В таких случаях используют L-образные стержни или приваривают стальные фиксаторы из поперечной арматуры или пластин. Кроме того, U-образные элементы нельзя использовать, если по расчету требуется нижняя арматура, в таком случае, узел должен запроектирован из двух Г-образных элементов (один вверх — из нижней арматурной сетки, а другой вниз — из верхней арматурной сетки в нижележащую стену). Такие узлы применяют на нижних этажах, где из-за осадок может требоваться нижняя арматура. Эффективнее всего использовать U-образные элементы, когда верхняя арматура получается небольшого диаметра (8-10 мм), можно уменьшить шаг и диаметр арматуры, чтобы использовать U-образные элементы и тем самым упростить и ускорить возведение плит перекрытий. В любом случае, при использовании U-образных арматурных элементов, в местах загиба необходимо устанавливать (или приваривать) перпендикулярные стержни.

В каждом конкретном случае нужно подробно проанализировать все места, где необходимо отгибать арматуру и принять унифицированное решение, которое лучше всего подойдет для всех рамных участков плиты и с точки зрения трудозатрат, и с точки зрения стоимости и удобства монтажа. При балочных перекрытиях чаще всего отгибают верхнюю арматуру балки в стену или колонну, при безбалочных чаще всего устанавливают дополнительные U-образные элементы, но при этом уменьшают шаг, чтобы арматура была диаметром не более 10 мм. На плите покрытия устанавливать U-образные элементы не рекомендуется, в таких случаях отгибают арматуру стены, а если нужна дополнительная арматура, также устанавливают ровные стержни в стену до бетонирования, а потом отгибают в плиту. Минус данного способа в том, что трудно проконтролировать требуемый радиус загиба стержней.

Standart Metod of Detailing Structural Concrete

Рис. 1. Конструирование описанного выше стыка у англичан

Image 1

Рис. 2. Еще один вариант анкеровки верхней арматуры

(фотография с ресурса: http://www.buildmagazine.org.nz/articles/show/concrete-foundation-wall-reinforcing/)

Рис. 3. Требования к Г-образным стержням в США

Фрагмент с ресурса: http://www.housingauthority.gov.hk/common/pdf/business-partnerships/resources/concrete.pdf)

Рис. 4. Требования к П-образному обрамлению плит в США

Фрагмент с ресурса: http://www.housingauthority.gov.hk/common/pdf/business-partnerships/resources/concrete.pdf)

Рис. 5. Фрагмент из «Рекомендаций по проектированию железобетонных монолитных каркасов с плоскими перекрытиями. 1993 г.»

Рис. 6. Фрагмент из книги «Structural Details in Concrete. 1992 г»

Фрагмент книги с ресурса: https://www.slideshare.net/wilder3/bangash-structuraldetailsinconcreteblackwellscientific1992-45864249

Рис. 7. Фрагмент из книги «Structural Details in Concrete. 1992 г». Указана длина прямого участка для крюков.

Фрагмент книги с ресурса: https://www.slideshare.net/wilder3/bangash-structuraldetailsinconcreteblackwellscientific1992-45864249

Рис. 8. Схема распределения напряжений в арматурном стержне.

Фрагмент книги с ресурса: https://www.slideshare.net/peakpilgrim/27-jun2015-splicing-of-reinforcement/p>

Рис. 9. Напряжения в арматурном стержне при при отгибе на 90 и 180 градусов.

Фрагмент книги с ресурса: https://www.slideshare.net/peakpilgrim/27-jun2015-splicing-of-reinforcement/p>

Рис. 10. Расположение хомутов перпендикулярно и параллельно арматурному стержню.

Фрагмент книги с ресурса: https://www.slideshare.net/peakpilgrim/27-jun2015-splicing-of-reinforcement/p>

Рис. 11. Соединение балки с колонной.

Фрагмент книги с ресурса: https://www.slideshare.net/peakpilgrim/27-jun2015-splicing-of-reinforcement/p>

Рис. 12. Примеры образования трещин в результате экспериментов на выдергивание.

Фрагмент книги с ресурса: http://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/1326.pdf /p>

Рис. 13. Распределение усилий в узле соединения балки с колонной.

Фрагмент книги с ресурса: http://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/5_vol1_772.pdf /p>

Рис. 14. Распределение трещин в узле соединения балки с колонной при различных вариантах анкеровки арматуры балки.

Фрагмент книги с ресурса: https://www.concrete.org/publications/internationalconcreteabstractsportal.aspx?m=details&ID=51685465 /p>

Рис. 15. Распределение трещин в узле соединения балки с колонной при растянутом узле. Австралийские нормы.

Фрагмент книги с ресурса: https://books.google.ru/books?id=8tSYCgAAQBAJ&pg=PA664&lpg=PA664&dq=Australian+Standards+on+Concrete+Structures+(AS3600+-2001)&source=bl&ots=TKda9zBmin&sig=6c6M3Yx4xEFtgtqh_RANkG_Zwvk&hl=ru&sa=X&ved=0ahUKEwi_q6Puvv7TAhWIFZoKHXWGCJkQ6AEISzAG#v=onepage&q&f=false/p>

Рис. 16. Распределение трещин в узле соединения балки с колонной при сжатом узле. Австралийские нормы.

Фрагмент книги с ресурса: https://books.google.ru/books?id=8tSYCgAAQBAJ&pg=PA664&lpg=PA664&dq=Australian+Standards+on+Concrete+Structures+(AS3600+-2001)&source=bl&ots=TKda9zBmin&sig=6c6M3Yx4xEFtgtqh_RANkG_Zwvk&hl=ru&sa=X&ved=0ahUKEwi_q6Puvv7TAhWIFZoKHXWGCJkQ6AEISzAG#v=onepage&q&f=false/p>

Рис. 17. Примеры армирования наклонных ригелей.

Фрагмент взят с ресурса: http://detailsconstructifs.cype.fr/FIX130.html

Рис. 18. Схема армирования узла сопряжения ломанного ригеля а — при угле сопряжения менее 160 град, б — то же  при угле сопряжения более 160 град.

Рис. 19. Анкеровка с помощью анкерной пластины. Американские нормы (ACI).

Рис. 20. Возможная трещина при глубине анкеровки Lанк менее hбалки/1.5. Американские нормы (ACI).

Рис. 21. Дополнительные П-образные хомуты для анкеруемого в верхней зоне колонны арматурного стержня

Ссылки:
Ccылка №1 по теме статьи
Ccылка №2 по теме статьи
Ccылка №3 по теме статьи


 

 






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.