Армирование дорожной плиты

Для того, чтобы несущая способность железобетонного элемента работающего с трещинами в растянутой зоне по стадии разрушения была не меньше несущей способности бетонного элемента работающего до образования трещин устанавливают величины минимального процента армирования сечения в зависимости от площади бетонного сечения элемента, т.е. площадь арматуры в сечении элемента должна быть не менее минимальной площади (). Для изгибаемых элементов минимальный процент армирования сечения= 0,1%.

Разновидности перекрытий

Армирование обеспечивает жесткость плите перекрытия

В строительстве дома можно использовать такие разновидности изделий:

  • По типу конструкции. Подразделяются на стандартные и монолитные. Первые представляют собой ЖБИ, изготовленные на заводе и доставляемые на объект грузовым транспортом. Для укладки таких плит требуется подъемное оборудование. Монолитная плита отливается непосредственно по несущим конструкциям здания.
  • По назначению плиты. Принято различать половые и потолочные конструкции. Половые перекрытия отличаются большей толщиной и прочностью. Сооружения второго типа рассчитываются с минимальными несущими способностями.
  • По форме и количеству пустот. Различают плиты с пустотами круглого и прямоугольного сечения. Количество сквозных отверстий может составлять до 8 с шагом 5-12 см между их краями.

Плюс использования стандартных плит заключается в высокой скорости их монтажа. Монолитные сооружения делать дольше, но их эксплуатационные характеристики выше.

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

К плюсам относят:

1. Прочность и монолитность (отсутствие швов), и, как следствие – обеспечение равномерной нагрузки на фундамент и несущие стены.

3. Безопасное обустройство балкона без потребности в дополнительных опорах за счет монолитности основной горизонтальной конструкции.

Расчет плиты, составление схемы армирования

В идеале проектирование доверяется специалистам, они помогут подобрать вариант с правильно распределенными нагрузками, оптимальный в плане «надежность-стоимость стройматериалов». Исходными данными для самостоятельного расчета являются размеры перекрытия с обязательным учетом ширины опорных площадок. Толщина монолита выбирается исходя из максимальной величины продольного пролета (рекомендуемое для безбалочных конструкций соотношение – 1:30, но не менее 15 см). Для перекрытий в пределах 6 м минимум составляет 20 см, свыше 6 рассматриваются варианты с усилением их ребрами жесткости. В разновидностях балочного типа учитывается шаг опор (соответственно минимальная высота находится путем его деления на 30).

Расчет плиты начинается с определения ее собственного веса: средняя плотность железобетона (2500 кг/м3) умножается на толщину перекрытия. Норма временной нагрузки (веса мебели, оборудования и людей) для жилых зданий – 150 кг/м2, с учетом 30 % запаса ее увеличивают до 195-200. Общую, максимально возможную нагрузку получают путем сложения этих величин.

Для проверки сечения арматуры рассчитывается максимальный изгибающий момент, формула зависит от способа распределения веса. Для стандартного безбалочного перекрытия, опираемого на две несущие стены Мmax = (q·l2)/ 8, где q – общая нагрузка, кг/см2, l2 – ширина пролета. Это формула является самой простой, при отсутствии арматуры в зонах максимального сжатия бетона или неравномерном распределении веса она усложняется.

Для проверки сечения арматуры вычисляется коэффициент, учитывающий расчетное сопротивление стройматериалов (справочные величины, зависят от выбранного класса прочности раствора и марки стали). Полученное значение соответствует минимально допустимой площади металла при поперечном разрезе плиты. Оно сравнивается с предварительным, при превышении требуется усиление схемы (снижения шага ячеек или использование стержней с большим диаметром).

Из-за сложности расчет обычно доверяют специалистам, при его пропускании выбирается шахматная схема из двух сеток (нижней и верхней) с шагом ячеек 20×20 см и толщиной стержней в пределах 10-14 мм (горячекатаная сталь). Предусматривается как усиление в центре монолитной плиты, участках с повышенными нагрузками и местах соприкосновения с опорами, так и запас на захождение перекрытия на стены (зависит от прочности стройматериалов – от 150 мм для кирпича до 250 для ячеистых бетонов). Продольные и поперечные прутья по возможности укладываются неразрывными, при нарушении этого условия выполняется их нахлест – не менее 40 см.

Расчёт изгибаемых элементов таврового сечения

с полкой в растянутой зоне

Рисунок 8.3 – К расчёту тавровых сечений с полкой в растянутой зоне

В данном случае полка находится в растянутой зоне. Растянутый бетон в расчёте не учитывают, так как в нём имеются трещины. Поэтому расчёт прочности таких элементов выполняют как прямоугольных сечений с размерами .

3. Расчёт изгибаемых элементов таврового сечения

с полкой в сжатой зоне

При расчёте изгибаемых элементов таврового сечения с полкой в сжатой зоне в зависимости от положения нейтральной оси возможны два случая расчёта:

Читайте также:  Как утеплить пол в деревянном доме снизу, не вскрывая пол

— нейтральная ось находится в пределах полки (1 случай);

— нейтральная ось находится в пределах ребра>(2 случай).

1) Определение случая расчёта

Рисунок 8.4 – Схема усилий при определении случая расчёта

изгибаемых элементов таврового сечения

Предположим, что нейтральная ось проходит по низу полки, т.е. вся полка сжата и тогда .

Равнодействующие нормальных напряжений в сжатом бетоне и в растянутой арматуре равны:

, .

Плечо внутренней пары сил .

Рассмотрим равновесие элемента (рис. 15) под действием изгибающего момента от нагрузки и внутренних усилий, возникающих в сжатом бетонеи растянутой арматуре.

1. ;

; ;.

Если , то, т.е. нейтральная ось находится в пределах полки и будем иметь 1 случай расчёта тавровых сечений.

Если >, то>, т.е. нейтральная ось находится в пределах ребра и будем иметь 2 случай расчёта тавровых сечений.

Данные уравнения применяют для определения случай расчёта тавровых сечений при решении I типа задач – проверки прочности, заданного сечения элемента.

2.;

; ;.

Выражение представляет собой изгибающий момент, воспринимаемый сжатой полкой.

Если, то, т.е. нейтральная ось находится в пределах полки и будем иметь 1 случай расчёта тавровых сечений.

Если >, то>, т.е. нейтральная ось находится в пределах ребра и будем иметь 2 случай расчёта тавровых сечений.

Данные уравнения применяют для определения случай расчёта тавровых сечений при решении II типа задач – расчёта сечений элемента.

Как зависит прочность автодорожной плиты от армирования

В обозначении монолитной дорожной плиты содержится информация о допустимой нагрузке. Её в большей степени определяет именно армирование. Так, при сравнении двух похожих плит 2П30-18-30 и 2П30-18-10 можно заметить, что они изготовлены из одного типа бетона и из одинаковых по чертежам элементов — сеток (по 2 шт), каркасов (по 2 шт), отдельных стержней и монтажных петель.

Различаются только марки стали и диаметры прутьев сетки и стержней — во второй плите они меньше. Масса металла первой — 46,5 кг, второй — 37,2 кг. Но главное различие в допустимой нагрузке: для первой она составляет 30 тонн, для второй — всего 10. Разница в 9 кг веса арматуры и в классе стали меняет величину нагрузки в три раза.

Подобным же образом разнятся прочностные характеристики плит с ненапряжённой и напрягаемой арматурой.

Конкурентный способ армирования дорожных плит

Армирование монолитной дорожной плиты может производиться не стальной, а композитной арматурой. К ней относятся элементы:

  1. стеклопластиковой арматуры АСП — из смесей смол и стекловолокон;
  2. базальтопластиковой арматуры АБП — из смесей базальтовых волокон и смол;
  3. стеклоармированной полиэтиленрефталатовой арматуры АСПЭТ;
  4. углепластиковой арматуры АУП.

Преимущества композитной арматуры:

  1. высокая влагостойкость и отсутствие коррозии;
  2. прочность не ниже стальных аналогов;
  3. доступная стоимость;
  4. малый вес, низкая теплопроводность, диэлектрические свойства.

При строительстве ответственных дорог необходимы плиты, строго соответствующие нормам ГОСТ и СНиП. Чтобы избежать ошибок и рекламаций, следует покупать их только у надёжных и проверенных производителей и поставщиков — например, у нас большой выбор дорожных плит в Санкт-Петербурге.

Предельные проценты армирования

Железобетон

Предельные проценты армирования изгибаемых эле­ментов с одиночной арматурой (расположенной только в растянутой зоне) определяют из уравнения равновесия предельных усилий () при высоте сжатой зоны, рав­ной граничной. При этом для прямоугольного сечения

Rbbxv-RsAsP=-0, ()

Отсюда

>1=100 Ly(Rb/Rs). ()

Предельные проценты армирования с учетом значе­ния 1у по формуле () для предварительно напряжен­ных элементов

Ц = M»RB ш 49)

[1 + (ая/ой)(1-®/1,1)]/г,’ для элементов без предварительного напряжения при

Osi =

__100^_. ()

И (2 — ш/1,1) Rs

Предельные проценты армирования с повышением класса бетона увеличиваются, а с повышением класса арматуры уменьшаются. Сечения изгибаемых элементов, имеющие проценты армирования, превышающие предель­ные, называют переармированными.

Нижний предел процента армирования, или мини­мальный процент армирования, установлен из конструк­тивных соображений для восприятия не учитываемых расчетом различных усилий (усадочных, температурных и т. п.). Для изгибаемых и внецентренно растянутых се­чений by(h минимальный процент армирования продоль­ной растянутой арматурой |xi =0,05 %; для внецентренно растянутых элементов при расположении продольной си­лы между арматурой в пределах расстояния Zs на каж­дой грани сечения |xi =0,05 %.

В тавровых сечениях с полкой в сжатой зоне мини­мальный процент армирования относится к площади се­чения ребра, равной b~Xh.

Сборный бетон и железобетон: особенности и методы производства

Индустриальные технологии активно развивались в СССР еще с середины прошлого века, а развитие строительной индустрии требовало большого количество различных материалов. Изобретение сборного железобетона стало своеобразной технической революцией в жизни страны, …

Читайте также:  Нагрузки на плиты перекрытия от перегородок по СП (СНиП)

Сваебойка своими руками

Сваебойка или сваебой можно организовать с помощью автомобиля со снятым задним крылом(заднеприводный на механике), поднятый на домкрате и используя вместо колеса только обод. На обод будет наматываться трос — это …

Расчет арматуры на монолитную плиту фундамента

Очень часто для усиления того или иного монолитного строения или литья используется арматура. По определению, арматура — это различного рода стержни и профили, состоящие из металлических конструкций любых типов металла.

В строительстве этот термин звучит достаточно часто, так как вопрос об усилении строящейся конструкции стоит достаточно жестко и остро. В основном арматура используется как средство для связи бетонного раствора и его сцепки между литыми профилями здания или сооружения.

Своими руками: армирование монолитной плиты перекрытия от А до Я

При армировании рекомендуется к использованию горячекатаная стальная арматура класса А3 – ее диаметр составляет в зависимости от предполагаемых нагрузок от 8 до 14 мм. Первая сетка закладывается в нижней части плиты, соответственно вторая – в верхней. Опалубку нужно выставлять так, чтобы сетки располагались внутри плиты, а защитный внешний слой бетона достигал около 2 см. Связывают арматуру в сетку обычной вязальной проволокой, создавая ячейки 200*200 или 150*150.

Иногда вместо проволоки используют сварку, однако это выход из положения только в том случае, если у вас есть сварочный аппарат и вы обладаете хорошими навыками работы в этом направлении. Сварка прутьев арматуры способна очень сильно их истончать в местах сваривания, что впоследствии может привести к нарушению целостности конструкции.

Арматура в сетке должна без разрывов, если же длины одной арматуры не хватает, подвязывать дополнительную следует с ощутимым нахлестом не менее полуметра. Стыки следует располагать в шахматном порядке, края же сеток следует связывать в П-образном формате. Если необходимо выполнить изгиб арматуры, делать это нужно лишь с применением механических средств, без нагрева прутьев. Нагрев способен повлиять на структуру металла, который впоследствии может попросту лопнуть. Места особых нагрузок армируются дополнительными прутьями, поэтому очень важно учесть расположение тяжелых элементов и скопления отверстий, которые также необходимо усиливать. Усилить верхнюю сетку следует над несущими стенами, объемные усиления требуются и в местах опоры на колонны.

Готовую сетку из арматуры лучше всего заливать бетононасосом. При небольших объемах работы можно обойтись и своими силами, но в таком случае должна быть организована быстрая подача готового бетона и его замешивание как минимум с помощью ручной бетономешалки, то есть вам понадобятся как минимум 2-3 помощника. В обязательном порядке после заливки следует уплотнить бетон – на больших участках для этого используют глубинный вибратор, в домашних условиях можно обойтись ритмичным и частым постукиванием молотка по опалубке или еще открытых элементах сетки.

Затвердевая, бетон ощутимо усаживается, а при слишком быстром высыхании усадка увеличивается, что может послужить причиной появления микротрещин. Поэтому после заливки бетоном монолитную плиту следует поливать водой, особенно в жаркую погоду. Избегайте прямой струи, старайтесь разбрызгивать воду над всем перекрытием. Достаточно часто во избежание растрескивания бетона на нижний слой укладывается полимерная сетка, поверх которой уже и выполняется основная конструкция. Полимерную сетку используют и для армирования бетонных стяжек, когда применение проволоки или арматуры попросту невозможно.

Минимальный процент армирования в конструкциях из железобетона

Рассмотрим, что выражает минимальный процент армирования. Это предельно допустимое значение, ниже которого резко повышается вероятность разрушения строительных конструкций. При показателе ниже 0,05% изделия и конструкции нельзя называть железобетонными. Меньшее значение свидетельствует о локальном усилении бетона с помощью металлической арматуры.

В зависимости от особенностей приложения нагрузки минимальный показатель изменяется в следующих пределах:

  • при величине коэффициента 0,05 конструкция способна воспринимать растяжение и сжатие при воздействии нагрузки за пределами рабочего сечения;
  • минимальная степень армирования возрастает до 0,06% при воздействии нагрузок на слой бетона, расположенный между элементами арматурного каркаса;
  • для строительных конструкций, подверженных внецентренному сжатию, минимальная концентрация стальной арматуры достигает 0,25%.

При выполнении усиления в продольной плоскости по контуру рабочего сечения коэффициент армирования вдвое превышает указанные значения.

Расчет армирования фундаментной плиты

Стандарт арматурного реза идет 6 и 11,7 метров. К примеру, можем произвести расчет арматуры для плиты фундамента размером 6*6 метров. Возьмем плиту толщиной 15 сантиметров для легкого дачного одноэтажного дома из пустотелого шлакоблока. Так как плита составляет 15 сантиметров, соответственно арматурная сетка будет в один ряд, состоящей из продольной и поперечной арматуры. Ни одна из сторон плиты не меньше 3 метров, соответственно толщина арматуры для плитного фундамента в данном случае будет диаметром 12 мм. Шаг арматуры будет составлять 20 см, потому что плита 15 сантиметров, возьмем с запасом, хотя можно было бы и увеличить шаг. Дом небольшой, поэтому несущих стен в доме будет всего 4, внутренние перегородки будут легкие и не требуют дополнительного усиления фундамента под ними.

Итак, считаем. Длина и ширина плиты равна 600 сантиметров. Чтобы рассчитать, сколько нужно прутов арматуры для продольного армирования, необходимо длину плиты 600 сантиметров разделить на шаг арматуры 20 сантиметров.

Получается, 30 прутов + 1 последний прут + 2 прутка для усиления под несущими стенами, там шаг будет 10 сантиметров, итого получается 33 прута.

Расчет армирования фундаментной плиты

Поперечное армирование фундаментной плиты рассчитывается аналогично продольному армированию, так как величины совпадают. Получается, для армирования данной плиты нам понадобится 66 прутов арматуры.

Фундаментная монолитная плита схема армирования

Читайте также:  Как сделать монолитную плиту перекрытия своими руками

Порядок расчета арматуры

Согласно нормативам СНиП, процент армирования бетона должен составлять 0,15 – 0,3% (М300 – М200, соответственно). Практика проектирования показывает, что пруток периодического сечения 12 мм обладает достаточным запасом прочности для любых малоэтажных зданий с кирпичными, бетонными стенами. Максимально возможный диаметр стержня, используемый индивидуальными застройщиками, составляет 16 мм. То есть, с увеличением сборных нагрузок необходимо увеличивать, как толщину плиты, так и диаметр арматуры.

Расчет арматуры начинается с определения толщины плиты:

Например, для стандартных 6 м пролетов толщина конструкции составляет 30 см. Армируют плиту исключительно горячекатаной арматурой класса А2 и выше. Хомуты, вертикальные перемычки допускается изготавливать из прутков класса А1 диаметром 6 – 8 мм.

Определение сечений

Расчет арматуры по сечению зависит от прочности бетона (класс В10 – В25), арматуры (класс А240 – А500, В500) на сжатие. Чаще используется бетон В25, арматура А500, имеющие расчетное сопротивление 11,5 МПа, 435 МПа, соответственно. Опирание по контуру в кирпичных коттеджах (четыре несущих стены по периметру) встречается редко. Поэтому используется расчет статической конструкции со средними опорами, план нижнего уровня. Конфигурация верхнего, мансардного этажа обычно совпадает с ним.

Принимаются условия:

Последнее допущение позволяет перестраховаться при незначительном увеличении сметы строительства, не заказывать геологию, топографию, определять грунты на глаз. При сборе нагрузок достаточно производят расчет нагрузки от плиты – объемный вес ж/б (2500 кг/м 2) умножается на высоту плиты, коэффициент надежности (1,2). Аналогичным образом добавляются нагрузки от всех конструкций (полы, стропила, кровля, перекрытия, снеговая, ветровая).

При наличии внутренних стен нагрузки распределяются неравномерно, расчет арматуры производится по нескольким сечениям плиты. Вычисления могут производиться по нескольким методикам с примерно одинаковым результатом (новый СНиП, способ ж/б балки, по моменту сопротивления), изменится высота расположения сетки армопояса.

После чего корректируется принятая на начальном этапе толщина плиты для экономии бетона. После сверки с таблицами СНиП вычисляются необходимые площади сечения, количество прутков, диаметр арматуры. Затем этот параметр унифицируется с учетом коэффициента армирования в зонах опор. При значительных габаритах плиты реальная экономия металлопроката достигает 27% за счет отсутствия нижней сетки в ее центральной части

Расчет количества

Арматура обычно продается весом, у каждого продавца имеется таблица перевода длины прутка в массу и наоборот. Если произвести вычисления заранее, можно проконтролировать эти цифры при покупке. Производится расчет количества арматуры по схеме:

  • вычисление количества продольных стержней – из длины короткой стены необходимо отнять два защитных слоя по 2 см, разделить цифру на шаг сетки, отнять еще единицу
  • подсчет количества поперечных стержней – аналогично предыдущему способу, только с размером длиной стены

Останется сложить длину всех прутков, нахлестов, чтобы получить общий погонаж «рифленки». Для хомутов используется гладкая арматура, куски которой изгибаются в пространственные конструкции сложной формы. Подсчитать длину заготовки можно сложением всех сторон.

Для каждого стыка потребуется 30 см кусок вязальной проволоки. Их количество можно вычислить перемножением продольных прутков на поперечные. Если в проект заложена «шведская», чашеобразная плита, расход арматуры автоматически увеличится:

  • в каждом ребре жесткости проходят 4 продольных прутка (возможно с нахлестом)
  • они связываются квадратными хомутами через каждые 30 – 60 см
  • ребра обязательны по периметру
  • могут добавляться параллельно короткой стене через 3 м

На последнем этапе расчет арматуры заключается в переводе единиц измерения. Зная массу погонного метра, можно вычислить общий вес каждого сортимента металлопроката для плитного фундамента коттеджа.