Способы натяжения арматуры анкеровка напрягаемой арматуры

Методы натяжения арматуры в предварительно-напряженных конструкциях

В конструкциях, работающих на изгиб (плитах, балках, прогонах, ригелях), под действием нагрузки появляются растягивающие напряжения. Для их восприятия в растянутой зоне приходится размещать большое количество арматуры. Кроме этого недостаточно используется прочность стали на растяжение, так как в бетоне появляются трещины в зоне растяжения, хотя напряжение в арматуре еще не превышает предела текучести, а эксплуатировать такую железобетонную конструкцию с шириной раскрытия трещин больше допустимой не разрешается.

Эти недостатки в значительной степени устраняются в предварительно-напряженных конструкциях. В таких конструкциях, еще до установки ее в сооружение и передачи на нее эксплуатационных нагрузок, предполагаемая растянутая зона уже подвержена сжатию. И прежде чем бетон в конструкции воспринимая эксплуатационную нагрузку, начнет работать на растяжение, в нем необходимо сначала погасить предварительно созданное сжатие.

Предварительное напряжение позволяет увеличивать нагрузку на конструкцию или при прежней нагрузки уменьшить габариты конструкции.

Достоинства предварительно-напряженных конструкций:

применение арматуры меньших диаметров из высокопрочной стали позволяет уменьшать размеры конструкции, а следовательно, и объем сборных элементов на 20…30%, что приводит к экономии материалов, в частности цемента;

благодаря лучшему использованию свойств арматурной стали, по сравнению с обычными железобетонными конструкциями, и при применении сталей с высоким пределом прочности достигается экономия металла до 40%;

конструкции с предварительно-напряженной арматурой отличаются высокой трещиностойкостью, что предохраняет арматуру от коррозии; это важно для сооружений, находящихся под постоянным давлением воды, других жидкостей и газов (трубы, плотины, резервуары).

Предварительное напряжение арматуры осуществляется в основном двумя способами:

натяжением арматуры до укладки бетонной смеси в конструкцию;

укладкой и натяжением арматуры вслед за укладкой бетона и приобретения им прочности не менее 70% проектной.

Первый метод заводской, он называется натяжением на формы и упоры, второй применяют в построечных условиях на площадках укрупнительной сборки и называют натяжением на бетон.

Натяжение на формы и упоры. При армировании по этому способу арматурные стержни натягивают перед укладкой бетонной смеси. Усилия натяжения, достигающие нескольких десятков и сотен тонн, воспринимаются конструкцией стальной формы, в которой изготавливают (формуют) изделие, или специальными упорами стенда. Бетонируют изделие при натянутой арматуре. Когда после затвердения бетона и набора им необходимой прочности натяжные приспособления снимают, сжатие бетона достигается за счет сцепления между стремящимися сжаться арматурными стержнями или прядями и окружающим их затвердевшим бетоном. При этом способе натяжение арматуры контролируют до обжатия бетона.

Стендовый способ натяжения применяют при изготовлении длинномерных (длиной 12 м и более) крупных и тяжелых конструкций – стропильных и подстропильных ферм, кровельных и подкрановых балок. Конструкцию армируют, осуществляют ее натяжение, производят бетонирование, бетон приобретает необходимую прочность в стационарном положении на стенде. Упоры воспринимают усилия натяжения и передают их на массивный фундамент стенда.

При натяжении на формы упоры отсутствуют, и усилия воспринимает сама форма, которая является силовой. В таких формах бетонируют плиты и панели перекрытий и покрытий. Достоинство форм в том, что они имеют модульные размеры, поэтому при смене бетонируемой конструкции ее легко переналадить на изготовление новых изделий.

Натяжение арматуры на бетон. Предварительное напряжение в монолитных и сборно-монолитных конструкциях можно создавать по методу натяжения арматуры на затвердевший бетон. При таком методе усилие натяжения воспринимается не формой и не упорами, а уже затвердевшим и набравшим необходимую прочность бетоном. Этот способ используется главным образом для армирования конструкций, собираемых из отдельных блоков.

По способу укладки напрягаемой арматуры имеются две разновидности – линейная и непрерывная. При линейном способе в напрягаемых конструкциях при их бетонировании оставляют открытые или закрытые каналы. При приобретении бетоном заданной прочности в каналы укладывают арматуру и производят ее натяжение с передачей усилия на напрягаемую конструкцию. Линейный способ применяют для создания напряжения в балках, колоннах, рамах, трубах, силосах и многих других линейных конструкциях. Непрерывный способ заключается в навивке с заданным натяжением бесконечной арматурной проволоки по контуру забетонированной конструкции. Этот способ применяют для предварительного напряжения стенок цилиндрических резервуаров, предварительно напряженных труб.

При линейном армировании напрягаемые элементы применяют в виде отдельных стержней, прядей, канатов и проволочных пучков. Линейное армирование включает в себя: заготовку напрягаемых арматурных элементов; образование каналов для укладки напрягаемых арматурных элементов; установку арматурных элементов с анкерными устройствами в каналы; напряжение арматуры с последующим инъецированием закрытых каналов или бетонированием открытых каналов.

Для стержневой арматуры используют горячекатаную сталь периодического профиля и высокопрочную проволоку. Заготовка стержневых элементов состоит из правки, чистки, резки, стыковой сварки и устройства анкеров, путем приварки стальных коротышей к концам стержней. Коротыши имеют резьбу, на которую навинчивают гайки, передающие через шайбы на бетон нагрузки натяжения.

Арматурные нераскручивающиеся пряди и канаты изготовляют из высокопрочной проволоки диаметром 1,5…5 мм. Из проволоки производят пряди, образуемые из трех, семи или девятнадцати совместно свитых проволок. При необходимости готовые пряди далее навивают в канаты. Пряди и канаты поступают с заводов намотанными на катушки. Их сматывают с катушек, пропускают через правильные устройства, одновременно очищают от грязи масла, режут на отрезки необходимой длины. Для анкеровки прядей и канатов применяют гильзовые наконечники. Гильзу надевают на заготовленный конец пряди или каната, запрессовывают прессом или домкратом, а затем на ее поверхности нарезают или накатывают резьбу, необходимую для передачи через шайбы усилий натяжения бетона на гайки крепления.

Проволочные пучки изготовляют из высокопрочной проволоки. Проволоку в пучке располагают или с заполнением ею всего сечения, или по окружности арматурного стержня. В первом случае пучок оборудуют гильзовым, а во втором – гильзостержневым анкером.

Способ натяжения на бетон позволяет собирать крупноразмерные конструкции длиной до 30 м и более у места их установки из отдельных, легкоперевозимых частей меньшего размера. При армировании конструкций, собираемых из отдельных блоков, в сборных железобетонных элементах при заводском изготовлении заранее оставляют каналы или борозды для размещения в них напрягаемой арматуры. Напрягаемую арматуру укладывают (протягивают) в эти заранее оставленные каналы,, диаметр которых обычно делают на 10…15 мм больше диаметра арматурного пучка или стержня.

Источник

1.8.1. Анкеровка напрягаемой арматуры

Анкеровка напрягаемой арматуры в бетоне во многих случаях осуществляется за счёт сцепления арматуры с бетоном. При отсутствии или недостаточности сил сцепления анкеровку выполняют с помощью специальных анкерных устройств.

При применении в качестве напрягаемой арматуры высокопрочной проволоки периодического профиля, арматурных стержневой арматуры периодического профиля, натягиваемой па упоры, установка постоянных анкеров не требуется.

Установка анкеров обязательна для арматуры, натягиваемой на бетон а также для арматуры, натягиваемой на упоры, при недостаточном сцеплении.

Длина зоны передачи напряжений , для напрягаемой арматуры без анкеров (т.е. длина зоны самозаанкеривания её за счёт сил сцепления с бетоном, Рис.1.11.) определяется по формуле

(1.22) где напряжения, принимаемые равными

большему из значений и с учётом потерь; ,— коэффициенты, определяемые по таблице 1.2; — передаточная прочность бетона.

Стержневая арматура периодического профиля независимо от класса

независимо от диаметра

Высокопрочная арматурная проволока периодического профиля класса Вр-2

Арматурные канаты класса К-7

Рис.1.11. Виды анкеров

Тип анкера выбирают, исходя из производственных возможностей и вида арматуры.

Для стержневой арматуры периодического профиля рекомендуется применять анкеры в виде высаженных головок, обжатых шайб, приваренных коротышей (Рис. 1.11.).

Проволочные канаты, пучки и пакеты натягиваются усилиями большой величины. Для анкеровки таких арматурных изделий применяют специальные анкеры (Рис. 1.11).

1.8.2. Предварительные напряжения в арматуре и бетоне

Создаваемое искусственно предварительное напряжение в арматуре не должно быть слишком низким, иначе эффект предварительного напряжения будет утрачен с течением времени, вследствие потерь этого напряжения.

С другой стороны, величина предварительного напряжения не должна быть слишком высокой в связи с опасностью обрыва при натяжении или развития недопустимых неупругих деформаций.

В связи с этим рекомендуется назначать предварительное напряжение в следующих пределах:

и

р — допустимое отклонение, принимаемое при механическом способе натяжения ,

Возможные отклонения от заданного значения предварительного напряжения учитываются с помощью коэффициента точности натяжения

(1.23)

(1.24)

знак плюс принимается при неблагоприятном влиянии предварительного напряжения; знак минус — при благоприятном; -число напрягаемых стержней в сечении элемента.

Передаточную прочность бетона к моменту обжатия R_bp устанавливают так, чтобы не создавался слишком высокий уровень напряжения, сопровождающийся значительными деформациями ползучести и потерей предварительного напряжения.

Рекомендуется принимать R_bp не менее 11 МПа, при стержневой арматуре класса Ат-VI и арматурных канатах — не менее 15,5 МПа, не менее 50% прочности бетона.

Источник

Анкеровка арматуры: нормы и требования, способы определения длины анкеровки, советы

Большинство проектировщиков, расчитывающих железобетонные конструкции, сталкиваются с вопросом: Как посчитать длину анкеровки и нахлеста арматуры в бетоне? И это действительно очень важный вопрос, ведь строители на эту, казалось бы мелочь — анкеровка арматуры в бетоне, часто не обращают внимание, и в некоторых случаях, это заканчивается плачевно.

Давайте с вами разберемся в данной теме, и подробно рассмотрим, что такое анкеровка арматуры в бетоне, длина нахлеста арматуры, а также в данной статье, вы сможете скачать программу и таблицы анкеровки арматуры в бетоне.

Анкеровка — это закрепление арматуры в бетоне, которое достигается заведением арматуры за расчетное сечение на длину достаточную для включения стежня в работу, или выполнением специальных конструктивных мероприятий. В зоне анкеровки растянутый стержень работает на выдергивание из тела бетона через поверхность сцепления, а в сжатом стержне усилия передаются через поверхность сцепления в тело бетона.

Описание

Предварительно напряженные железобетонные конструкции и другие аналогичные изделия отличаются тем, что натянутая до высоких показателей арматура включается в работу еще в процессе изготовления. В остальных случаях металлические детали воспринимают усилия от внешних воздействий. В предварительно напряженных изделиях активно используется анкеровка арматуры. Только в этом случае профессиональные строители могут обеспечить высокую степень надежности в течение всего эксплуатационного срока. В большинстве случаев самой эффективной считается та анкеровка, при которой можно минимизировать итоговую стоимость и трудоемкость работ.

Во время натяжения на упоры обязательно используется несколько разновидностей арматуры:

• прочная проволока периодического профиля;
• канаты из двух прядей;
• горячекатаная стержневая арматура периодического профиля, которая сегодня пользуется наибольшим спросом.

Характеристика

Профессиональная анкеровка арматуры в бетоне может осуществляться самыми разными способами. Сами специалисты выделяют несколько ключевых разновидностей:

1. Применение различных петель, крюков и лапок.
2. Прочные выступы арматурного профиля (исключительно прямые изделия).
3. Использование вспомогательных стальных изделий, которые отличаются поперечным сечением.
4. Универсальные приспособления, монтируемые исключительно на концах арматуры.

В независимости от длины анкеровки арматуры по СП, фиксация в бетоне прямых элементов может использоваться для строительной заготовки с периодическим профилем. Исполнителю таких работ необходимо понимать, что максимальные показатели сцепления железобетона и металла наблюдаются только в том случае, если на начальном этапе были достигнуты оптимальные прочностные показатели раствора. Надежность фиксации напрямую зависит и от того, есть ли в системе поперечное сжатие.

Анкеровка арматуры в плитах может похвастаться оптимальными показателями только в том случае, если в системе не предусмотрено поперечное сжатие. Крюки допустимы для тех строительных ситуаций,когда основная стальная заготовка абсолютно гладкая. Лапки монтируются исключительно на периодические по профилю стержни.

Анкеровка продольного стержня с помощью специальных устройств

— бетон;
2
— анкеруемый стержень;
3
— круглая или квадратная, стальная шайба;
4
— сварка;
5
— обжатие;
6
— высаженная головка;
7
— стальной уголок;
8
— резьба

Смещение стержней арматуры при соединении без сварки

Смещение стержней арматуры при соединении без сварки

Соседние соединения арматуры по длине должны быть разнесены в разбежку так, чтобы в одном сечении одновременно соединялось не более 50% арматуры. В качестве одного расчетного сечения элемента, рассматриваемого для определения относительного количества стыкуемой арматуры в одном сечении, принимают участок вдоль стыкуемой арматуры длиной 130% длины нахлеста стержней. Считается, что стыки арматуры расположены в одном расчетном сечении, если центры этих стыков находятся в пределах этого участка [раздел 6.1 пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва 2009)]

Длина анкеровки зависит от профиля и диаметра стержня, напряженного состояния бетона в зоне анкеровки (сжатие/растяжение), наличия поперечной арматуры в зоне анкеровки, фактического напряжения в стержне относительно его максимального значения и других конструктивных факторов.

Параметры изделий

Для расчета анкеровки эксперты используют целый ряд обязательных показателей. В противном случае будет сложно добиться желаемого результата. Основным рабочим параметром является длина анкеровки арматуры в бетоне. Все нюансы определяются с особой тщательностью. Итоговая длина заделки устанавливается проектировщиками с максимальной тщательностью. Для этих целей могут использоваться специальные графики. Эксперты учли класс арматуры, а также итоговое напряжение в прутке.

Основные виды крепления арматуры в бетоне

На сегодняшний день в строительстве применяется несколько способов закрепления арматурных изделий в железобетонных изделиях. На данный момент анкеровка арматуры бывает следующих типов:

• с использованием специально установленного поперечно направленного стержня;
• в виде выступов профиля арматуры;
• с помощью установленных на оконечностях стержней особых приспособлений;
• с использованием отгибов на концах изделий.

Длина анкеровки арматуры рассчитывается ещё при проектировании. Её расчёт производится проектировщиками. Это крайне важный вопрос, халатное отношение к которому недопустимо, так как результат может оказаться плачевным, к сожалению, не только для проектировщика, допустившего ошибку.

Итак, как достигнуть оптимальной цифры, которая обеспечит включение стержня в работу? В сжатых изделиях в районе анкеровки усилия будут передаваться посредством поверхности соединения в область бетона, в растянутых стержнях будет производиться работа на выдёргивание из области бетона через поверхность сцепления.

Если говорить о стержнях распространённого периодического профиля (круглые с двумя продольными рёбрами и поперечными выступами в виде винтовых линий), то для них применяется прямая анкеровка. Что касается гладких стержней, то вышеназванные петли и крюки используются именно для этого вида. Все эти вспомогательные элементы, включая и специальные лапки, рекомендуется использовать для анкеровки сжатой арматуры.

Для того, чтобы возводимое здание отличалось высокой степенью надёжности, длина анкеровки обязательно должна быть защищена хорошим слоем бетона. Если диаметр стержней превышает цифру 16 мм, рекомендуется, помимо стандартного, произвести поперечное армирование. Если используется гнутая арматура, чтобы не допустить раскалывания или осыпания бетона в том месте, где наличествует загиб, нужно особое внимание уделять размеру окружности загиба каждого отдельного стержня.

Важно! Как проектировщикам, так и тем, кто занимается строительством, следует помнить, что анкеровка арматуры – это вопрос безопасности эксплуатации возводимого объекта, к которому нужно подходить профессионально и ответственно.

Если не представляется возможным обеспечить расчётную длину анкеровки, применяются установка на оконечностях арматуры специализированных анкеров, имеющих форму уголков, крючков, гаек, пластин и т.д. Также может быть произведён отгиб закрепляемого стержня.

А вы знаете какая разница между марками цемента М-500 или М-600?

Используемые устройства

Для классической стержневой арматуры, изготовленной из горячекатаной стали, чаще всего применяются анкеры в виде коротышей, приваренных шайб, нарезных наконечников (классические гайки), закладных деталей. Каждая деталь отличается своими техническими характеристиками. Если анкерное изделие располагается под небольшим углом, тогда нужно предусмотреть незначительное углубление в бетоне. Выступы будут целесообразны в том случае, если общая конструкция не имеет ограничений по соседним элементам и технологическому оборудованию. Если все эти особенности присутствуют, тогда следует использовать углубления.

Когда анкеровка арматуры расположена над поверхностью бетона, изделие может быть подвержено негативному воздействию коррозии. Для предотвращения негативных последствий и преждевременного разрушения конструкции металлическую сетку обязательно покрывают слоем бетона.

Классификация арматурных элементов

Способы анкеровки могут быть различными, так же как и применяемая в строительстве арматура. Назвать классификацию данного вида изделий обширной нельзя. Применяется несколько видов классификации. В зависимости от условий, в которых будет эксплуатироваться изделие, различают:

Если рассматривать изделие с точки зрения его прямого назначения, применяют следующую классификацию:

• анкерная (речь в данном случае идёт о закладных деталях);
• распределительная;
• рабочая;
• монтажная.

Ещё одним видом классификации является рассмотрение ориентации изделия в конструкции. Тут выделяют:

При этом целью продольной является препятствование образованию вертикальных трещин в наиболее растянутой зоне конструкций, а поперечная не даёт образовываться наклонным трещинам, которые характерны при скалывающих напряжений, которые возникают вблизи опор. Все это при условии, что хороший бетон. Читайте более подробно, о том, как его улучшить.

Правильный расчет

Чтобы выполнить анкеровку арматуры в плитах из бетона, нужно учитывать все строительные нюансы. Расчет операции заделки стальных изделий осваивается на изучении следующих показателей:

1. Максимальная прочность железобетона.
2. Показатель напряжения на участке сцепления.
3. Разновидность анкеровки.
4. Профиль используемой арматуры.
5. Глубина и длина закладки стальных деталей.
6. Сечение стержней.

Упрощенный способ расчета важных показателей (длина, глубина) позволяет мастерам выполнить качественно все строительные работы в максимально сжатые сроки. Для этих целей можно задействовать специальную таблицу, которая включает в себя различные показатели. Изучить все необходимые данные можно при помощи компьютерной программы. Если внести все данные, то в итоге можно получить комплексный расчет анкеровки.

Длина и особенности ее расчета

Чтобы правильно рассчитать длину заделки арматуры, к учету берут множество показателей. Важно выдерживать необходимую величину, которая будет заложена в железобетон. Расчеты производят с максимальной точностью. Для определения длины анкеровки проектировщики используют графики, составленные на основании напряжения в прутьях и класса армирующих элементов.

Работу с графиками сможет осуществить любой специалист в области строительства. Рекомендованную длину арматурного стержня определяют следующим способом:

1. Определяют величину растяжения изделия по оси абсцисс.
2. Опускают линию до нужной марки бетона.
3. Находят точку пересечения перпендикуляра от оси абсцисс с полученным отрезком.
4. Обозначив точку Rа, проводят параллель до оси ординат.
5. Полученная точка укажет на оптимальную длину арматурного стержня.

Той же методикой пользуются для работы с другими графиками. Если невозможно выдержать рекомендованную длину закрепления, необходимо оснастить края арматуры специальными элементами. Такие приспособления выполняют роль анкеров. Изготавливают крепежи в виде пластинок, крюков и уголков.

Стержни и сердечники

Эксперты привыкли выполнять анкеровку тех пучков, которые состоят из 12, 18 и 24 проволок. Итоговая технология напрямую зависит от степени натяжения арматуры на упоры или же бетон. Если строители используют гидравлические домкраты двойного действия, тогда уместно будут смотреться устройства в виде стальных пробок и колодок, разработанные на базе НИИЖБ.

В процессе изготовления клиньев и пробок, эксперты прибегают к термической обработке материала, так как это позволяет в несколько раз повысить твердость стали. Современное производство гильзостержневых и гильзовых анкеров основано на применении пучков, канатов, прядей. Эксперты предъявляют повышенное требование к физико-механическим свойствам стали. Для стержней и сердечников производители используют более прочный материал, за счет чего нет необходимости изготавливать объемные изделия.

Назначение арматуры

В нормальных эксплуатационных условиях ленты и плиты испытывают в верхней части характерное сжатие. Прочностные показатели бетона в 50 раз превосходят прочность растяжения. Анкерное армирование подошвы стальными прутками позволяет избежать разрушения фундамента и последующего раскрытия трещин. За счет этого конструкция способна выдержать гораздо большие нагрузки растяжения. При зимнем вспучивании ситуация кардинально меняется. Грунт стремится вытолкнуть фундамент на поверхность. Если глинистые почвы перенасыщены водой, то во время промерзания они увеличиваются в объеме. Меняется итоговое направление сил (сжатие у подошвы, растяжение в цокольной части).

Источник