Minimální vyztužení železobetonových konstrukcí: vše, co potřebujete vědět

Vlivem vnějšího zatížení mohou v konstrukci vznikat napětí tří typů: tahové, tlakové a smykové. Kov odolává tahu a tlaku stejně dobře a je jen o něco méně odolný vůči smyku, zatímco beton má největší odolnost vůči tlaku a je relativně slabý v odolnosti vůči tahu a smyku.

Principy vyztužení

1. racionální vyztužení železobetonových konstrukcí
2. ekonomické využití oceli
3. pevnost celé konstrukce jako celku

Na základě těchto úvah je stanoven první princip racionálního vyztužení železobetonových konstrukcí: hlavní tlakové síly se přenášejí na beton a tahové a smykové síly se přenášejí na výztuž. Ze všech materiálů, které tvoří železobeton, je ocel nejdražší. Vyberte si proto z různých možných konstrukčních řešení to, které technicky proveditelné a v souladu s účelem odpovídá co nejmenšímu množství potřebného kovu.

Koeficient vyztužení

Ekonomické využití oceli představuje druhý princip racionálního vyztužení. Nasycení konstrukce kovem je charakterizováno spotřebou oceli na 1 m3 železobetonu; pro jednotlivé průřezy konstrukčních prvků je charakteristikou součinitel vyztužení μ = f l/F,

představující poměr průřezu hlavní výztuže k celkovému průřezu prvku (nebo jeho užitné části).

Pro konstrukci jako celek se součinitel vyztužení určí vydělením celkového množství kg kovu v 1 m3 betonu 78,5 (s měrnou hmotností oceli 7,85).

Třetím principem vyztužení je co nejlepší provedení tuhosti jak celé konstrukce jako celku, tak jejích jednotlivých prvků. Všechny části konstrukce musí být spojeny výztuží, tvořící kovový skelet konstrukce a fungující v souladu s principem racionálního rozložení vnitřních sil mezi kov a beton. U montovaných konstrukcí je třeba počítat jak s prací jednotlivých prvků před jejich montáží, tak s neprořezaným charakterem konstrukce po spojení prvků.

Pravidla posilování

Pokud se vypočítá jakákoli síla, která odpovídá požadované ploše výztuže f f, lze ji do konstrukce implementovat různými způsoby – velkým počtem tenkých tyčí nebo malým počtem tlustých.

První je obecně užitečnější, často je však nutné z této polohy vychýlit, aby byla zajištěna dostatečná tuhost celého kovového skeletu konstrukce při její betonáži.

Při hustém uspořádání výztuže, například v trámech, by vzdálenost mezi tyčemi neměla být menší než 2,5 cm (obr. 8). Monolitické spojení prutů s betonem vyžaduje poměrně hluboké zapuštění betonu do betonu. Jestliže tyč o průměru d zažije normální napětí σ a adhezní napětí se rovná τ, pak požadovaná hloubka uložení je:

l = σ • π d 2 / 4 : π d τ = σ / τ • d/4

tato hodnota je poměrně významná při běžných napětích σ a τ. Pro jeho snížení je výztuž zajištěna v betonu instalací háků na koncích tyčí. Háčky (obr. 9) se vyrábějí rovné, šikmé a půlkruhové (Zvažte háček); ty poslední jsou nejúčinnější. Upevnění natažených tyčí s háčky by mělo být provedeno ve stlačené zóně konstrukce; pokud je tyč ponechána v natažené zóně, pak se délka zapuštění považuje za minimálně 15 d, počítáno od části tyče, kde již není podle výpočtu potřebná. Stlačené tyče lze ponechat bez háčků, ale s těsněním minimálně 20d.

Výztuž musí být často ohnuta v souladu se směrem sil, které vnímá; takové ohyby by měly být provedeny hladce po oblouku o poloměru minimálně 10 d (obr. 10), aby se zabránilo výraznému místnímu pnutí v betonu.

Zvláštní pozornost je třeba věnovat správnému vyztužení v konstrukcích vstupních a výstupních rohů. Příchozí roh, na jehož stranách působí tahové síly, by měl být vyztužen samostatnými tyčemi zapuštěnými hluboko do betonu za vrchol rohu (obr. 11). vrstva betonu. Podobně by měly být stlačené tyče ve vycházejícím rohu spojeny svorkami s tahovou výztuží tak, aby nezpůsobily odskočení ochranné vrstvy.

Při vyztužování konstrukcí se nevyhnutelně setkáváme s potřebou spojovat výztužné pruty a vytvářet spoje. Vzhledem k tomu, že jakékoli porušení celistvosti kovového skeletu konstrukce je nežádoucí, je třeba věnovat velkou pozornost kvalitě spojování výztuže a správnému umístění spojů. Nejvýhodnějším místem pro spoje je stlačená oblast konstrukce; v tahové zóně by měly být spoje umístěny pouze v místech s nízkým napětím výztuže.

Dokovací metody

Existují různé způsoby dokování.

1. Překrývající se spoje. Spojované tyče se zasouvají za sebou na délku (30-40) d v případě tahu a minimálně 20 d v případě stlačení (obr. 12); spoj je omotán vázacím drátem. Překrývající se spoje se používají pro d < 25 mm a jsou docela spolehlivé, ale vyžadují značnou spotřebu kovu.
2. Spojení se spojkami (obr. 13) se používá pro prvky, které jsou namáhány čistým tahem, s d > 20 mm; Připojení je pohodlné, ale drahé.
3. Svařování je nejpokročilejší způsob spojování výztuže a spočívá v použití elektrického svařování (obr. 14): zde je spotřeba kovu značně snížena; s dobrou kvalitou svařování můžete výrazně rozšířit rozsah přípustných spojů výztuže

Vlastní výstavba již dávno není něčím neobvyklým: pokud máte potřebné znalosti, dovednosti a asistenty, je to docela proveditelné. Stavební práce se zřídkakdy dokončí bez lití betonu, který z větší části musí obsahovat určité množství výztužných prvků. Spolehlivost a trvanlivost betonového předmětu lze zaručit pouze vyztužením železobetonových konstrukcí v souladu s GOST.

Samozřejmě není možné samostatně nalít železobetonové konstrukce pro stavbu vícepodlažní budovy nebo jiné podobné konstrukce, protože takové měřítko vyžaduje průmyslový přístup. V tomto případě budeme zvažovat pouze případy, které mohou nastat v soukromé praxi, kde si můžete zcela poradit sami.

Posílení základu lze provést vlastními rukama

Tento článek poskytne pravidla pro vyztužení železobetonových konstrukcí, které se používají v soukromé výstavbě.

Betonová výztuž

Lití monolitické desky s výztužným rámem: foto

Výztuž je nezbytná pro zvýšení pevnostního potenciálu betonu – železobeton mnohonásobně převyšuje svůj běžný protějšek z hlediska lomové pevnosti. Zvýšenou spolehlivost zajišťuje kovový rám svařený z výztuže, který je umístěn v tloušťce betonu. Hraje roli skeletu, což značně zvyšuje odolnost objektu (zde se dozvíte, jak se vyztužuje pórobeton).

V moderním stavebnictví je použití železobetonu de facto standardem, a to i přesto, že jeho cena je řádově vyšší než u běžného protějšku. Přítomnost výztuže však nepřemění beton na železobeton. Někdy se náhodně svařený rám jednoduše ponoří do bednění, které se následně vyplní maltou – někteří stavitelé tomu mohou mylně říkat železobeton, ale toto tvrzení je mylné.

Procento minimálního zisku

Chcete-li přeměnit obyčejný beton na železobeton, nestačí do něj jednoduše položit kovový rám. Existuje něco jako minimální procento vyztužení železobetonových konstrukcí, pomocí kterého se určuje stupeň přechodu z jednoho stavu do druhého. Pokud je procento obsažených kovových prvků menší, než je požadováno, pak tento výrobek patří mezi konkrétní položky.

Věnovat pozornost! Tato část je založena na odstavci 5.16 SNiP 2.03.01-84 „Betonové a železobetonové konstrukce“

Hotový rám a kovová tyč

Pokud je počet kovových součástí menší, než je nutné, pak se tento typ výztuže považuje za konstrukční výztuž – a výrobek se nestane železobetonem.

Minimální procento vyztužení objektu podélnou výztuží se vypočítá na základě plochy průřezu betonového prvku.

• U excentricky natažených a ohýbaných objektů, pokud je podélná síla umístěna mimo pracovní výšku sekce, musí být výztuž alespoň 0,05 % (výztuž S) plochy průřezu betonového prvku;
• U excentricky natažených objektů, kde je podélná síla umístěna mezi výztuhami S a S, by výztuž měla činit alespoň 0,06 % (výztuž S a S“) plochy průřezu betonového prvku;
• U excentricky stlačených objektů je minimální procento kovových prvků od 0,1 do 0,25 % (S a S výztuž).

Věnovat pozornost! Pokud je podélná výztuž umístěna podél obrysu úseku (stejnoměrně), měla by být plocha průřezu výztuže dvojnásobkem zadaných hodnot. To platí i pro centrálně rozšířené objekty.

Maximální procento zisku

Sestavení rámu před litím

V konkrétní práci je pokyn „čím více, tím lépe“ nevhodný.

Nadměrné množství kovových součástí výrazně zhorší technické vlastnosti výrobku.

Stejně jako v předchozím případě i zde existují standardy.

• Bez ohledu na třídu betonu a výztužných prvků by největší procento výztuže zahrnuté v průřezu výrobku nemělo překročit 5 % v případě sloupů a 4 % ve všech ostatních případech. V tomto případě musí betonové řešení účinně prosakovat mezi díly výztužného rámu;

Věnovat pozornost! V obou případech se jako výztužné prvky rozumí ocel válcovaná za tepla pro vyztužování železobetonových konstrukcí.

Ochranná vrstva betonu

Schéma řezu železobetonu

Výztužný rám musí být pokryt ochrannou vrstvou betonu, která zajišťuje spojení betonu a kovového skeletu. Také chrání kov před korozí a vlivy prostředí (viz také článek „Ochrana betonu před vlhkostí: použité metody a materiály“).

Tloušťka vrstvy nad kovovým rámem by měla být:

Ve stěnách a deskách (tloušťka mm) ne méně než:

• nad 100 mm – 15 mm;
• Do 100 mm včetně – 10 mm;

V žebrech a trámech:

• nad 250 mm – 20 mm;
• Do 250 včetně – 15 mm;

V základových trámech:

Věnovat pozornost! Pokud má ochranná vrstva větší význam, pak se pro dodatečné zpevnění používá drát k vyztužení železobetonových konstrukcí, který přebytek zakryje.

Posílení schodišťového ramene

• Monolitický s cementovou podložkou – 35 mm;
• Prefabrikovaný – 30 mm
• Monolitický bez cementové podložky – 70 mm;

Věnovat pozornost! Tato část je sestavena v souladu s odstavcem 5.5 SNiP 2.03.01-84 „Betonové a železobetonové konstrukce“

Je třeba také poznamenat, že diamantové vrtání otvorů do betonu nebo řezání železobetonu diamantovými kotouči by mělo brát v úvahu umístění a strukturu výztužného rámu. Oddělování částí nebo průchozích otvorů může výrazně snížit pevnostní potenciál předmětu. Pokud se bavíme o kompletní demontáži objektu, pak není potřeba s touto okolností počítat.

Celkový

Dodržování norem a standardů bude spolehlivou zárukou trvanlivosti a spolehlivosti železobetonových konstrukcí. Podrobnější informace o tomto tématu můžete získat sledováním videa v tomto článku (také zjistěte, jak se beton zahřívá svařovacím strojem).