Армирование больших балок: схема, минимальный диаметр, шаг арматуры

схема, минимальный диаметр, шаг арматуры

Содержание статьи

• 1 Классификация балок
• 2 Размеры поперечного сечения
• 3 Процент армирования монолитных балок
• 4 Рабочая арматура
• 5 Косвенное армирование
• 6 Отгибы и анкеровка
• 7 Соединения
• 8 Схемы армирования
• 9 Дополнительные указания

По нормативам СП 63.13330 армирование балок выполняется по силовому расчету на сжатие, изгиб, кручение. В зависимости от формы поперечного сечения и типа балки, длины пролета, количества опор и степеней свободы концов, действующих нагрузок и прочих факторов.

Используется продольное, поперечное рабочее и косвенное конструкционное армирование рифлеными и гладкими стержнями, тросами, винтовыми прутками диаметра 6 – 40 мм.

Классификация балок

Может осуществляться армирование балки прямоугольного сечения арматурным каркасом, сетками или отдельными прутками в зависимости от условий эксплуатации. В строительстве принята классификация балок по следующим признакам:

• технология изготовления – отливка в форму на заводе, монолитное бетонирование с опалубку по месту;
• характер опирания – защемленная с одной или двух сторон, свободно лежащая;
• количество перекрываемых пролетов – консоль, однопролетная, многопролетная неразрезная;
• форма сечения в поперечнике – прямоугольное, тавровое, двутавровое, швеллерное, трапецеидальное, коробчатое;
• наличие дополнительных элементов – с вутами, грузовыми петлями, закладными анкерами;
• назначение – фундамент, перекрытие, покрытие, перемычка, армопояс;
• тип напряжения – преднапряженные, не напрягаемые.

В перекрытиях балки могут быть несущими и конструкционными элементами. В первом случае на них укладываются плиты перекрытий. Например, над большими пролетами. Во втором варианте балка заполняет щель между двумя соседними плитами перекрытия, покрытия.

В фундаментах из балок собирают ячеистые ростверки на столбах и сваях. Армопояса заливают по периметру этажа со стенами из газобетона, пеноблоков под перекрытие и стропильную систему. Самыми неудобными в монолитной технологии считаются балки консольного типа. Для их заливки требуется сооружение мощной опалубки снаружи здания.

То есть, во всех указанных случаях балки испытывают очень разные по направлению и усилиям нагрузки. Поэтому для каждого варианта разработана собственная, а иногда, и не одна, схема армирования.

Свободнолежащие балки опираются на стены, стойки, колонны. Защемленные балки вмуровываются одним или двумя концами в стены. У консолей один край свободно висит в воздухе без опоры.

Стальная арматура закладывается в бетон, во-первых, для восприятия растягивающих, изгибающих и крутящих нагрузок. Во-вторых, для предотвращения раскрытия трещин. В-третьих, для ликвидации внутренних напряжений во время формирования цементного камня.

Поэтому армирование жб балки состоит минимум из одной, максимум из трех частей:

• рабочее армирование – оно же прямое, продольное, основное;
• конструктивная арматура – она же второстепенная, поперечная;
• косвенное армирование – элементы закладные и необходимые для придания арматурному каркасу проектной формы.

Сам бетон отлично работает на сжатие. И в этом плане его усиливать не нужно. Балки, как и плиты, эксплуатируются в горизонтальном положении. И, в отличие от колонн, испытывают изгибающие нагрузки, даже, от собственного веса.

Поэтому армирование монолитных балок может выполняться с предварительным напряжением конструкции в заводских условиях. Вместо прутков обычно используются стальные тросы. Хомутов здесь нет вообще. Расход металла снижается в 2 – 3 раза. Тросы либо натягиваются в опалубке перед укладкой бетона. Либо после некоторого набора его прочности.

Это позволяет создать в балке напряжение, которое полностью компенсирует проектную нагрузку, прилагаемую к ней во время эксплуатации.

Размеры поперечного сечения

В первую очередь армирование монолитных балок учитывает размеры поперечного сечения. Высота вычисляется в зависимости от длины прогона/пролета по следующей таблице:

То есть, длина прогона 6000 мм делится на 12 для вычисления высоты сечения ригеля 500 мм из легкого бетона. И так далее.

Ширина вычисляется, исходя из значения высоты сечения по второй таблице:

Типовое армирование консольных концов монолитных балок включает в себя анкеровку. Поскольку просто так из стен консоли не выпускают. К ним будут крепиться позже какие то элементы. Обычно это лестничные марши и балконные плиты.

Процент армирования монолитных балок

Значение защитного слоя по СП 52-101 минимальное 20 мм или d прутка, максимальное 50 мм для рабочей арматуры. Минимальное расстояние между прутками берется из таблицы:

Минимальный процент армирования составляет 0,1%. На него влияет схема армирования балки, величина сборных нагрузок, конструкция и технология монолитного бетонирования.

Рабочая арматура

По нормативу СП 63.13330 минимальный диаметр рабочей арматуры железобетонной балки составляет 10 мм. Количество стержней от двух и более.

Проектировщиком продольная рабочая арматура в балках укладывается согласно табличным значениям:

По ширине в одном ряду больше этого количества укладывать стержни не допускается.

Выполняется армирование балок прямоугольного сечения прутками диаметра 16 мм, 25 мм и 32 мм при использовании легкого бетона классов В12,5, В15 – 25 и В30, соответственно. Если их будут армировать стержнями класса АIV и ниже. В ячеистый бетон прутки толще 16 мм закладывать не рекомендуется.

По действующим строительным нормам арматурный каркас железобетонной балки можно собирать методом сварки или вязки проволочными хомутами.

Продольные прутки каркаса могут укладываться вплотную согласно схеме. Но, только в стесненных условиях. В остальных случаях между ними должен быть просвет от 50 мм для третьего и любого следующего ряда.

Для нижнего ряда размер просвета равен 30 мм по чертежу. Для верхнего ряда 25 мм в свету. При этом берется номинальная величина диаметра арматуры без учета рифления.

Классическая железобетонная балка лежит на двух и более опорах. Поэтому арматурный каркас в ней имеет условное разделение. Та его часть, которая висит над пролетами здания, называется свободной. На концах, соответственно, расположены приопорные участки балки.

И схемы армирования в обоих случаях отличаются:

• при расчете на изгиб определяется длина участка приопорного;
• здесь отгибаются прутки и обрывается длина части продольных стержней;
• длина анкеровки, на которую за грань опоры заводятся стержни нижнего ряда, определяют по формуле L = l1*α*S, где S площадь сечения прутка, α коэффициент влияния, l1 базовая длина;
• стержни расположены в бетонной конструкции друг над другом, запрещено смещать их в шахматном порядке.

По длине всей балки составляется специальный график приложения сил – эпюра. Эта графическая часть изготавливается по результатам расчетов. В результате можно точно выявить конец отгиба прутков, как на нижней схеме.

Арматура в опорах и пролетах может испытывать сжимающие и растягивающие нагрузки. В смежных пролетах прутки стыкуются внахлест. Как в консольных, так и в свободнолежащих балках.

Косвенное армирование

Поперечная вертикальная арматура становится необходима в ребрах плит, ригелях и балках при увеличении высоты поперечного сечения от 150 мм. Зависимость диаметра арматуры поперечной от аналогичного размера продольных прутков следующая:

• 5,5 мм или 6 мм – для диаметров 12 – 22 мм;
• 7 мм или 8 мм – для диаметров 25 – 32 мм;
• 9 мм или 10 мм – для диаметров 36 – 40 мм.

В каркасах и сетках поперечная арматура в балках шпильки должна иметь диаметр по расчету сварных швов. В балках без отгибов шаг поперечной арматуры возле граней максимум 600 мм или 2 ширины сечения. Диаметр стержней для хомутов внецентренно сжатых балок составляет ¼ диаметра продольной арматуры, но, не меньше 5 мм.

Снижается шаг поперечной арматуры в балке до 500 мм или 15d в вязаных каркасах с усилием сжатия до 400 МПа. При размере любой грани балки/ригеля меньше 400 мм допускается установка одного замкнутого хомута.

От периметра грузовой площадки поперечная рабочая арматура должна отстоять минимум на ¼ длины соответствующего периметра. В зоне продавливания шаг хомутов и поперечных стержней снижается до 300 мм.

Размеры ячейки сетки косвенного армирования должны быть в пределах 45 – 100 мм. Расстояние первой сетки от нагруженной грани 15 – 20 мм. Между сетками допускается оставлять 60 – 150 мм.

Внимание: При бетонировании монолитных балок в опалубку по месту необходимо обеспечивать свободные от арматуры участки под наконечник глубинного вибратора размером от 60 х 60 мм на равномерном расстоянии друг от друга не более 500 мм.

Отгибы и анкеровка

Отгибы повторяют эпюру сил, возникающих при эксплуатации жб конструкции. С анкеровкой монолитных ригелей, балок часто возникает путаница.

По умолчанию анкер – это закладная деталь. Но, его могут вмуровывать в бетон для того, чтобы на этапе монтажа закрепить на анкере другую конструкцию. И в этом случае наружу выступает резьба, пластина, прут, крюк или петля.

Либо анкер предназначен для увеличения взаимного сцепления бетона с арматурой. И в этом варианте он, во-первых, полностью скрыт в бетоне, во-вторых, при заделке использована типовая толщина защитного слоя.

Внутренний анкер может иметь вид приваренной шляпки, одного или нескольких поперечных прутков, петли, лапки, крюка или крупной резьбы, рифления, как на нижнем рисунке.

Лапки отгибаются только у арматуры с наружным рифлением. Гладкие стержни изгибают петлями и крюками. Концы прутков вязаных сеток должны иметь лапки/крючки/петли. В сварных сетках разрешено этого не делать.

Отгиб и изгиб рабочей продольной арматуры производится оправками диаметром от 10d. Вместо этого допускается применять короткие куски с двумя параллельными и одним наклонным участком. Но, исключительно на вспомогательных опорах колонн.

Один стержень можно отгибать в консоли шириной 200 мм и меньше. В более широких балках 300 мм отгибается два стержня в первом ряду и один в каждом следующем. При ширине балки от 400 мм по два стержня отгибается в каждом ряду.

Чтобы выдержать толщину защитного слоя 2d у боковых граней близлежащие к ним стержни не загибают.

Допускается минимальная величина заделки арматуры балки в колонну до середины. При этом стержни колонны так же могут быть отогнуты под прямым углом в сторону балки. Первый хомут ригеля прямоугольного сечения должен отстоять от боковой грани стойки на 50 мм минимум.

Соединения

Обычно продольное армирование балок перекрытия выполняется сплошными прутками без стыков. Но, в ж/б конструкциях также присутствует поперечная и косвенная арматура. Каркасы собирают либо методом вязки проволочными хомутами, либо способом сварки – дуговой, точечной, полуавтоматической, ванной в желобах.

В сварных сетках стержни соединяются поперек друг друга с проектным шагом ячейки. В продольном армировании используется сварка встык и внахлест, переменным или постоянным током в соответствии с требованиями СП, СНиП.

При этом армирование балки прямоугольного сечения балки выполняется с соблюдением условий:

• расположение стыков в местах с минимальным содержанием арматуры;
• обеспечение нормального проникновения бетона в опалубку и доступа для насадки глубинного вибратора по ширине;
• смещение стыков в зоны действия минимальных моментов сил;
• распределение соединений в разные сечения.

Разрешено армирование второстепенной балки вязанными сетками и каркасами. В этом случае все стыки нахлесточные или поперечные. Обычно механическое соединение применяют для растянутой арматуры – затяжки арок.

Смежные стыки располагаются на удалении минимум 30 мм или 2d. Рекомендуется армирование консольной балки со стыками по длине, расположенными вразбежку. Крюки на концах гладких стержней являются обязательным условием вязаного стыка.

Схемы армирования

Если продольная рабочая арматура в балках укладывается согласно расчета на действие линейной конструкции, то поперечные элементы, не обязательно, являются рабочими. Например, хомуты позволяют расположить продольные стержни на своих рабочих местах.

С другой стороны, шаг хомутов в балке корректируется таким образом, чтобы предупредить раскрытие в бетоне трещин. В армирование консолей балок закладываются элементы, к которым крепятся и несущие конструкции домов, и ограждающие части этажей.

Основными схемами армирования являются:

Эпюры моментов изгиба в зонах растяжения – это основное требование, согласно чему укладывается продольная рабочая арматура в балках опорного и консольного типа.

В приопорных участках армирование вутов выполняется сетками и/или наклонно расположенными прутками, как на верхнем чертеже.

Дополнительные указания

Кроме сжатия, растяжения и изгиба балка может испытывать усилия на кручение. Раскрытие трещин в железобетоне в этом случае происходит по винтовым линиям. При этом минимальный процент армирования железобетонных балок остается прежним, не более 5%.

А армирование балки фундаментной производится со следующими изменениями в схеме:

• замкнутая форма хомутов с перепуском концов от 30 диаметров изделия;
• приварка поперечных прутков к продольным стержням в углах для создания замкнутого контура;
• при сложном сечении балок в каждой его части устанавливаются хомуты замкнутой формы, сваренные между собой;
• шаг поперечного армирования у нормальных к плоскости изгиба граней меньше ширины сечения балки.

Обычно крутящие моменты возникают в крайних рядах основных балок. На которые вспомогательные балки или плиты опираются, только, с одной стороны. Например, так выполняется армирование балки консольной под балконную плиту.

Кроме того, на некоторых участках могут прилагаться нагрузки сосредоточенного типа. Здесь необходимы расчеты для определения площади сечения дополнительной арматуры. Устанавливаются учащенные хомуты, подвески, отгибы или сварные сетки, как на нижнем чертеже.

Важными условиями дополнительного армирования в местах сосредоточенных нагрузок являются:

• прямой участок отогнутого стержня в верхней зоне длиной от 20d или 0,8l;
• крюки на концах гладкой арматуры;
• диаметр отгиба, подвески от 10 мм;
• диаметр прутков сварной сетки 4 мм или 6 мм;
• количество подвесок, отгибов от 2 и более.

При больших нагрузках, ширине детали от 150 мм армирование монолитной балки выполняется двумя сетками. Соединение этих сеток в каркас производится поперечными стержнями. При наличии ребер и/или пустот армирование балки жб осуществляется прутками, уложенными вдоль осей граней.

Таким образом, схема армирования железобетонной балки, изготавливаемой методом монолитного литья, учитывает тип опирания, направление и величину нагрузок, форму и размеры поперечного сечения и длину пролета. Используется гладкая и рифленая арматура, вязаные и сварные каркасы, сетки, анкеры и закладные детали.

опалубка, армирование, примеры выполнения чертежей

Всё на тему конструирования железобетонных балок будет собираться в этом разделе. Информация для удобства разбита по темам и представлена ниже. Выбирайте, читайте, изучайте.

Хочется отдельно сказать о том, что же за зверь такой – конструирование. Расчет выполнить нужно, но не достаточно. Определить габариты конструкции и ее рабочую арматуру не достаточно. Есть еще масса нюансов, которые расчет не выявит. Их нужно просто знать (найти в нормативной литературе) и применить. В принципе, если вы просто возьмете «Руководство по конструированию железобетонных конструкций»  или более современный (но мало отличающийся по сути) справочник Тихонова, и, не особо задумываясь, скурпулезно выполните абсолютно все требования, которые касаются вашей конструкции, вы с задачей справитесь. Я же хотела с помощью цикла статей о конструировании колонн дать понимание сути конструирования:

• В чем причины многих конструктивных требований и для чего их нужно выполнять.
• Какие ошибки допускают проектировщики при конструировании балок.
• Как пошагово законструировать балку и ничего при этом не упустить.
• Какие важные моменты при выполнении чертежей балок.
• Как можно проанализировать арматуру балок, которая получилась при расчете.

Хочется сказать, что всё, что вы НЕ покажете на чертежах, строители НЕ сделают в натуре. Это важная мотивация для проектировщика вникать в тонкости конструирования и делать свои чертежи информативными, полными и понятными.

Тема конструирования балок не закрыта, ее еще дополнять и дополнять. Я буду благодарна вам за комментарии с пожеланиями, что бы вы хотели еще узнать на тему конструирования.

Однопролетная или многопролетная (неразрезная) балка (плита).

Что выбрать?

В данной статье я буду говорить о балках. Но вся информация в ней точно так же касается и плит перекрытия, которые также бывают однопролетными и многопролетными (неразрезными).
Итак, есть балка, у которой несколько пролетов (например, на четыре колонны в ряд нужно опереть балку под перекрытие). Какую расчетную схему лучше выбрать?

Подробнее

Видео-курсы

Видео-курс «Расчет столбчатых фундаментов на естественном основании»

Этот курс записан после того, как за довольно короткий срок я узнала, как много проектировщиков не знают элементарного и не делают тех расчетов, которые обязаны делать. Ситуация, честно говоря, отвратительная и ведет к медленному, но верному разрушению того, что вот так вот, спустя рукава, напроектировано.

Подробнее

Видео-курс «Расчет каркаса просто и быстро»

Видео-курс Ирины Михалевской, записанный для чертежника, который никогда не делал расчеты. Сразу после курса он начал брать заказы и зарабатывать совсем другие деньги за свою работу, хотя пришел ко мне с сомнениями — не имея опыта, он боялся, что расчеты в Лире чересчур сложны для начинающих (и не зря, но есть обходной путь).

Подробнее

Видео-курс «Азы проектирования коттеджей»

Видео-практикум по проектированию коттеджа с рассмотрением различных вариантов обогатит ваш опыт и даст возможность получить комплексное представление обо всех этапах расчета, отработав его на практике.
Авторский курс Ирины Михалевской сделает для вас проектирование коттеджей понятным и доступным, даже если вы только начинаете свой путь конструктора.

Подробнее

Видео-курс «Интересные лестницы из монолитного железобетона»

31 видео, раскрывающие суть проектирования монолитных лестниц сложной формы.
Цикл видео, в котором я делюсь опытом проектирования непростых лестниц — расчеты, конструирование, решение проблем.
Концентрация полезной информации, которая не будет пылиться без дела. Проектировщики таких лестниц востребованы как никогда, конкуренции нет, а спрос всегда имеется. Успейте занять пустующую нишу и пополнить свою копилку знаний непростыми решениями.

Подробнее

Видео-курс «Грамотные чертежи КЖ»

Курс про то, что должно быть в чертежах КЖ, чтобы они были исчерпывающе качественными, грамотными и без критических ошибок.
Упор на конструирование и содержание чертежей.

Подробнее

Видео-курс «Инструкция по сбору нагрузок»

Авторский курс Ирины Михалевской сделает для вас сбор нагрузок понятным и простым, даже если вы до этого никогда не пытались вникнуть в эту тему.
Что вы откроете для себя в курсе?
Принципы сбора нагрузок для любой расчетной схемы — вы не просто получите много примеров для разных конкретных случаев, но и поймете в общем, как действовать в любых ситуациях.

Подробнее

Последняя статья на сайте

Видео-курс «Инструкция по сбору нагрузок»

Авторский курс Ирины Михалевской сделает для вас сбор нагрузок понятным и простым, даже если вы до этого никогда не пытались вникнуть в эту тему.

Что вы откроете для себя в курсе?

Принципы сбора нагрузок для любой расчетной схемы — вы не просто получите много примеров для разных конкретных случаев, но и поймете в общем, как действовать в любых ситуациях.

Прочитать статью

Новые статьи

• Видео-курс «Инструкция по сбору нагрузок»
• Видео-курс «Грамотные чертежи КЖ»
• Видео-курс «Интересные лестницы из монолитного железобетона»
• Видео-курс «Азы проектирования коттеджей»
• Видео-курс «Расчет каркаса просто и быстро»
• Видео-курс «Расчет столбчатых фундаментов на естественном основании»
• Как выполнить расчет каркаса и ничего не упустить
• Мономах просто. Обучающий видео-курс. Урок 5. Колонны, балки, стены, проемы в стенах и перегородках
• Опирание монолитных плит на стены. Ответы на вопросы
• Проверка чертежей железобетонной лестницы входа. Видео с комментариями
• Проверка чертежей бассейна. Видео с комментариями
• Конструирование железобетонных лестниц с пояснениями: опалубка, армирование, примеры выполнения чертежей
• Конструирование железобетонных балок с пояснениями: опалубка, армирование, примеры выполнения чертежей.
• Мономах просто. Обучающий видео-курс. Урок 4. Перекрытия

Новое в блоге

Странные отношения с заказчиком

Иногда случаются странные вещи, и я не могу их объяснить.

Работа – работой, но отношения с людьми для меня всегда на первом месте. Нет нормальных отношений – работа тоже нормальной не будет.

Не так давно был  у меня случай. Человек нашел мой сайт, написал мне письмо и попросил помочь с двумя расчетами. Ок. Договорились о цене, сроках, выяснила все исходные данные и принялась за работу. Когда работа была выполнена, написала заказчику и сказала, что работа готова, после оплаты вышлю результаты.

Обычная вроде бы схема, никогда не подводила.

Прочитать статью

Изменение по ходу проекта – чем аукается?

Ох уж эти переделки… Иногда выучишь наизусть и содержимое чертежей, и ход их выполнения, пока десять раз переделаешь.

А знаете, чем чревато? Ошибками. Переделка – это всегда незамеченные замыленным глазом, не отловленные ошибки. Причем и проверщик не поможет: у проверщика тоже глаз замыливается…

Прочитать статью

Как у Бога за пазухой

Интересное дело. Конструктор чаще всего получает работу от архитектора, ну или от человека, выполняющего роль ГИПа – координатора между заказчиком и всеми исполнителями проекта. Напрямую от заказчика работа поступает редко и мимолетно – это обычно те люди, которые строят без проекта, но особо ответственные конструкции сами «проектировать» не рискуют.

Прочитать статью

Популярные статьи

• Как подобрать перемычки в кирпичных стенах
• Расчет металлического косоура лестницы
• Сбор нагрузок для расчета конструкций — основные принципы
• Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома
• Как рассчитать стены из кладки на устойчивость
• Подбираем перемычки в несущих кирпичных стенах — примеры расчета
• Монолитное перекрытие
• В чем разница между шарнирным опиранием и жестким защемлением
• Расчет сечения стропил
• Монолитное перекрытие по металлическим балкам
• Чертеж котлована. Пример выполнения
• Первое и второе предельное состояние при расчете конструкций
• Сборное перекрытие или монолит?
• Монолитный пояс — что это такое и зачем он нужен?
• Как пробить проем в существующей стене?
• Как определить нагрузку на крышу в вашем районе
• Как выполнить армирование перекрытия частного дома
• Расчет кладки из газобетона на смятие под действием нагрузки от перекрытия
• Мономах просто. Обучающий видео курс.
• Армирование монолитных перекрытий в районе отверстий

Последние комментарии

Конструкция прямоугольной железобетонной балки

🕑 Время чтения: 1 минута

Железобетонные балки — это элементы конструкции, предназначенные для восприятия поперечных внешних нагрузок. Нагрузки вызывают изгибающий момент, силы сдвига и, в некоторых случаях, кручение по всей длине.
Кроме того, бетон прочен на сжатие и очень слаб на растяжение. Таким образом, стальная арматура использовалась для восприятия растягивающих напряжений в железобетонных балках.
Кроме того, балки поддерживают нагрузки от перекрытий, других балок, стен и колонн. Они передают нагрузки на поддерживающие их колонны.
Кроме того, балки могут быть просто поддерживаемыми, сплошными или консольными. они могут иметь прямоугольное, квадратное, Т-образное и Г-образное сечение.
Балки могут быть одинарными или двойными. Последние используются, если глубина луча ограничена.
Наконец, в этой статье будет представлена ​​конструкция прямоугольной железобетонной балки.

Состав:

• Рекомендации по проектированию
  • Глубина балки (h)
  • Ширина балки (b)
  • Стальная арматура
  • Расстояние между стержнями
  • Бетонная защита для арматуры 9 0012
• Процедура расчета прямоугольной железобетонной балки
  • Первый подход будет представлен ниже.
    Прежде чем приступить к проектированию железобетонной балки, необходимо сделать определенные предположения. эти руководящие принципы предоставляются определенными кодексами и исследователями.
    Следует знать, что опыт проектировщика играет существенную роль в принятии этих предположений.

    Глубина луча (h)

    Не существует единой процедуры расчета общей глубины балки (h) для проектирования. Тем не менее, можно следовать определенным рекомендациям для расчета глубины луча, чтобы можно было удовлетворить требования к отклонению.

    • ACI 318-11 предоставляет рекомендуемую минимальную толщину для ненапряженных балок, если не рассчитываются прогибы. т
    • Канадская ассоциация стандартов (CSA) предоставляет аналогичную таблицу, за исключением того, что один непрерывный конец равен 1/18.

    Таблица 1 Минимальная толщина ненапряженных балок, если не рассчитываются прогибы

    Минимальная толщина, ч
    Просто поддерживается	Один конец сплошной	Оба конца сплошные	Консоль
    Элементы, не поддерживающие или не прикрепленные к перегородкам или другим конструкциям, которые могут быть повреждены при больших прогибах
    л/16	л/18,5	л/21	л/8
    Примечания: Приведенные значения должны использоваться непосредственно для элементов из бетона нормальной массы и арматуры марки 420. Для других условий значения изменены следующим образом: а) Для легкого бетона с равновесной плотностью ( wc) в диапазоне от 1440 до 1840 кг/м3 значения умножаются на (1,65 – 0,0003 wc ) , но не менее 1,09. b) Для fy , отличного от 420 МПа, значения умножаются на 9.0033 (0,4 + ф.у. /700) .

    • Глубина балки также может быть оценена по соотношению пролет/глубина. IS 456 2000 обеспечивает отношение пролета к глубине для управления отклонением балки, как указано в таблице 2.

    Таблица 2. Соотношение пролёта к высоте в зависимости от пролёта и типа балок, IS 456 2000

    Пролет балки	Тип балки	Отношение размах/глубина
    До 10 м	Просто поддерживается	20
    	Консоль	7
    	Непрерывный	26
    Более 10 м	Просто поддерживается	20*10/пролет
    	Консоль	—
    	Непрерывный	26*10/пролет

    Ширина луча (b)

    Отношение глубины луча к его ширине рекомендуется составлять от 1,5 до 2, причем наиболее часто используется верхняя граница 2. Расположение арматуры является одним из основных факторов, определяющих ширину балки.
    Таким образом, при оценке ширины луча необходимо учитывать минимальное расстояние между стержнями. Ширина балки должна быть равна или меньше размера колонны, поддерживающей балку.

    Стальная арматура

    ACI 318-11 обеспечивает минимальный и максимальный коэффициент усиления. Коэффициент армирования является показателем количества стали в поперечном сечении.
    Таким образом, любые значения в этом диапазоне могут быть использованы для проектирования балки. Тем не менее, выбор зависит от требований к пластичности, конструкции и экономических соображений.
    наконец, рекомендуется использовать 0,6*максимальный коэффициент армирования.
    Арматурный стержень размеров
    Как правило, рекомендуется избегать использования стержней больших размеров для балок. Это связано с тем, что такие стержни вызывают растрескивание при изгибе и требуют большей длины для развития их прочности.
    Тем не менее, стоимость размещения большого размера стержня меньше, чем стоимость установки большого количества стержней малого размера.
    Кроме того, обычные размеры стержней для балок варьируются от № 10 до № 36 (единица СИ) или от № 3 до № 10 (обычная единица США), а два стержня большего диаметра № 43 (№ 14) и № .57 (№ 18) используются для колонн.

    Кроме того, можно смешивать стержни разного диаметра, чтобы более точно соответствовать требованиям к площади стали.
    Наконец, максимальное количество стержней, которые можно установить в балку заданной ширины, определяется диаметром стержня, минимальным расстоянием между ними, максимальным размером заполнителя, диаметром хомута и требованиями к бетонному покрытию.

    Расстояние между стержнями

    ACI 318-11 определяет минимальное расстояние между стержнями, равное диаметру стержня или 25 мм. Это минимальное расстояние должно поддерживаться, чтобы гарантировать правильное размещение бетона вокруг стальных стержней.
    Кроме того, для предотвращения образования воздушных карманов под арматурой и обеспечения хорошего контакта между бетоном и стержнями для достижения удовлетворительного сцепления.
    Если в балку укладывают два слоя стальных стержней, то расстояние между ними должно быть не менее 25 мм.

    Защита бетона для арматуры

    проектировщик должен поддерживать минимальную толщину или бетонное покрытие за пределами самой внешней стали, чтобы обеспечить сталь адекватной защитой бетона от огня и коррозии.
    В соответствии с кодом ACI 7.7, бетонное покрытие толщиной 40 мм для залитых на месте балок, не подверженных непосредственному воздействию земли или погодных условий.
    Покрытие толщиной не менее 50 мм, если бетонная поверхность подвергается воздействию погодных условий или соприкасается с ней.
    Для упрощения конструкции и, как следствие, снижения затрат габаритные размеры балок b и h округлены почти до ближайших 25 мм.

    Процедура проектирования прямоугольной железобетонной балки

    Расчет бетонной балки включает расчет размеров поперечного сечения и площади армирования для сопротивления приложенным нагрузкам.
    Существует два подхода к проектированию балок.
    Во-первых, начните проектирование с выбора глубины и ширины балки, а затем рассчитайте площадь армирования.
    Во-вторых, предположим площадь армирования, затем рассчитаем размеры поперечного сечения.

    Первый подход будет представлен ниже

    Для расчета железобетонной балки прямоугольного сечения используется следующая методика:

    • Сначала выберите эффективную глубину луча (d) и ширину (b). Эффективная глубина может быть рассчитана с использованием глубины луча (h).
    • Затем рассчитайте требуемый коэффициент сопротивления изгибу, предположим ?=0,9
    • После этого найдите коэффициент армирования, соответствующий рассчитанному выше вычислению сопротивления изгибу,
    • Коэффициент армирования должен быть меньше максимального коэффициента армирования и больше минимального коэффициента армирования.
    • Минимальный коэффициент армирования,
    • Максимальный коэффициент усиления
    • Можно использовать любой коэффициент армирования, но последний обеспечит деформацию стали не менее 0,005.
    • После этого вычислить область усиления,
    • Затем найдите количество стержней, разделив площадь армирования на площадь одного стержня.
    • Наконец, проверьте, можно ли разместить стержень в пределах выбранной ширины поперечного сечения,
    • Значение S должно быть не менее 25 мм, что является минимальным требуемым расстоянием между соседними стержнями.

    Где:
    R: коэффициент сопротивления изгибу
    p: коэффициент усиления
    Mu: факторизованный момент нагрузки
    : коэффициент снижения прочности
    b: ширина поперечного сечения
    d: эффективная глубина поперечного сечения балки от вершины балки до центра армирующего слоя.
    fc’: прочность бетона на сжатие
    fy: предел текучести стальных стержней
    p_u: предельная деформация бетона, равная 0,003 по коду ACI и 0,0035 по EC.
    p_0,004: коэффициент армирования при деформации стали, равный 0,004
    p_0,005: коэффициент армирования при деформации стали, равный 0,005
    Как: площадь армирования
    S: расстояние между соседними стержнями
    n: количество баров в одном слое

    Расчет прямоугольной балки на сдвиг

    Расчет на сдвиг включает оценку расстояния между хомутами для поддержки предельного сдвига. Обычно часть бетона сопротивляется сдвигающей силе, а та часть, которая не поддерживается бетоном, удерживается поперечной арматурой.

    • Во-первых, вычислите предельную силу сдвига на расстоянии d, которое является глубиной поперечного сечения. Существуют исключения, в которых сдвиг на поверхности опоры должен использоваться для расчета на сдвиг. Например, когда нагрузки приложены к нижней части балки.
    • Во-вторых, оцените расчетную прочность бетона на сдвиг,
    • Армирование на сдвиг не требуется, если Vu< 0,5Vc.
    • Если 0,5Vc>Vu< Vc , то предусмотрите только арматуру с минимальным сдвигом.
    • Обеспечьте поперечную арматуру, когда Vu> Vc.
    • В-третьих, выберите пробную область стальной стенки на основе стандартных размеров хомутов в диапазоне от № 10 до № 16.
    • Умножьте площадь поперечной арматуры на количество опор хомутов, чтобы вычислить площадь поперечной арматуры.
    • В-четвертых, найдите расстояние для хомута для вертикального и наклонного хомута соответственно, используя уравнения 12 и 13.
    • Не размещайте вертикальные хомуты ближе 100 мм. Поэтому размер стремян следует выбирать так, чтобы расстояние между ними было меньше.
    • Равномерно распределите хомуты по короткопролетным балкам.
    • Однако для длинных пролетов более экономично вычислять расстояние, необходимое для нескольких секций. И поместите стремена соответственно в группы с различным интервалом. 90,5bwd, то это максимальное расстояние должно быть уменьшено вдвое.
    • Наконец, начертите расчетную балку с продольной и поперечной арматурой.

    Метод армирования при недостаточной несущей способности балок

    Ремонт и усиление старых зданий является важным аспектом устойчивого развития строительной отрасли. Ввиду недостаточной несущей способности железобетонных балок в старых зданиях вводят 6 общепринятых способов армирования. Метод армирования увеличенного сечения балки, метод армирования внешней сталью, метод армирования вклеенными стальными пластинами, метод армирования тканью из вклеенного углеродного волокна, метод армирования с измененным путем передачи балки, метод армирования с внешним предварительным напряжением и т. д.

    1 Метод усиления сечения балки

    Метод усиления сечения балки относится к увеличению основной арматуры, торкретбетона, монолитного бетона и наружного бетона для увеличения размера бетонной балки раздел. Целью использования этого метода является увеличение момента инерции или геометрического модуля изгиба сечения балки, снижение напряжения сечения балки за счет изменения площади сечения и достижение цели усиления.

    Метод армирования увеличенного сечения имеет простую технологию строительства, высокую адаптивность и зрелый опыт проектирования и строительства. Однако мокрые работы по строительству площадки занимают много времени, что окажет определенное влияние на производство и жизнь, а высота армированного здания будет в определенной степени уменьшена.

    2 Метод внешнего армирования сталью

    Метод армирования сталью относится к методу армирования стали в бетонной балке под названием Zhou Baoyi, который можно разделить на две формы: метод армирования сталью в сухом состоянии и метод мокрого армирования. метод плакированной стали. Когда стальные и бетонные балки соединяются химическим клеем, это называется методом стали с мокрой плакировкой, а когда нет склеивания, это называется методом стали с сухой плакировкой.

    Метод усиления железобетонных балок с плакировкой сталью имеет преимущества большого диапазона армирования и широкого диапазона применения, но также существуют большие различия между проектными расчетами и фактическими условиями сил, высокие требования к обработке соединений, большое количество стали и относительно высокая стоимость арматурной конструкции Более высокие ограничения. Для обеспечения передачи напряжения два конца должны быть надежно закреплены на нагруженной колонне при усилении балки стальным методом. В реальных проектах это часто приводит к некоторым дополнительным затратам на стальную облицовку колонн, поэтому этот метод больше подходит для балок и колонн. Используется в проектах укрепления. Теоретически этот метод армирования подходит для усиления любых балок недостаточной прочности, но в реальных проектах необходимо сбалансировать эффект армирования, ассортимент армирования и стоимость. В следующих ситуациях этот подход более уместен:

    1) Когда балки и колонны необходимо армировать одновременно, особенно когда прочность самой балки очень низкая, ее следует выбирать в первую очередь;

    2) Когда дефекты балки широко распространены, диапазон армирования большой, и стоимость армирования другими методами выше, а стоимость армирования методом наружной стали относительно низка;

    3) Если конструкция на обоих концах балки может обеспечить хорошие условия анкеровки, и балка нуждается в значительном усилении, ее также можно использовать;

    4) Хотя балка должна быть усилена, балка и колонна должны быть усилены одновременно, а стоимость относительно низкая или условия строительства лучше, когда балка армируется методом внешней стали.

    3 Метод приклеивания арматуры из стальных листов

    Метод приклеивания арматуры из стальных пластин заключается в приклеивании стальной пластины к соответствующему положению снаружи железобетонного элемента с помощью клея (строительного конструкционного клея), когда несущая способность железобетонного элемента недостаточно или на нормальное использование конструкции влияют чрезмерная деформация или трещины. Техническая мера для удовлетворения требований несущей способности конструкции или нормальных условий эксплуатации.

    Метод наклеивания арматуры из стальных листов имеет преимущества, заключающиеся в том, что он не влияет на внешний вид железобетонных элементов, короткий срок строительства армирования и быстрый эффект, но также имеет недостатки, такие как сложная конструкция, высокие требования к качеству и высокая единица армирования. цена. Перед обклейкой конструкции прогона стальным листом по механизму армирования требуется восстановить деформацию прогона под нагрузкой, то есть разгрузочными работами. Это сложно во многих случаях. Ниже приводится список ситуаций, в которых этот подход уместен и неуместен:

    1) Если требуется, чтобы внешний вид балок после армирования не пострадал, а стоимость армирования является второй, то для армирования необходимо использовать метод стального листа;

    2) Балка имеет трещины из-за случайных факторов, и ее удобство использования не пострадает, но когда уровень безопасности низкий, использование метода приклеивания стальной пластины для армирования имеет преимущества меньшей инженерии и относительно низкой стоимости;

    3) Метод приклеивания стальных листов подходит для армирования балки под действием статической силы, при температуре окружающей среды не выше 60 ℃, относительной влажности не более 70% и отсутствии воздействия химической коррозии;

    4) Когда жесткость сечения балки слишком низкая, а трещины балки распределены широко и ширина большая, этот метод не подходит для армирования;

    5) При марке прочности бетона элемента ниже С15 технические условия на армирование требуют, чтобы этот метод армирования не применялся.

    4  Метод армирования из углеродного волокна с наружным приклеиванием

    Метод армирования тканью из углеродного волокна с приклеиванием относится к использованию высокоэффективных клеев для приклеивания ткани из углеродного волокна (например, углепластика) к внешней поверхности балки. Заставьте их работать вместе, чтобы улучшить несущую способность балки (сопротивление изгибу и сопротивление сдвигу) для достижения цели укрепления балки.

    Использование армирующей ткани из углеродного волокна обеспечивает высокую прочность, легкий вес, хороший эффект, хорошую коррозионную стойкость и долговечность, отсутствие значительных изменений внешнего вида и хорошую гибкость. Его преимущества заключаются в простоте резки, широком диапазоне применения, простой конструкции (отсутствие необходимости в крупных строительных организациях и оборотных материалах), простоте эксплуатации, хорошей экономичности и коротком периоде строительства. Имеет широкие перспективы применения.

    5 Измените метод передачи луча, чтобы усилить метод

    Метод армирования путем изменения направления передачи балки относится к методу добавления стоек или балок (кронштейнов) в середине балки с целью превращения свободно опертой балки в многопролетную неразрезную балку. Изменение способа передачи балки может значительно уменьшить внутреннюю силу секции балки, увеличить несущую способность балки и достичь цели усиления исходной конструкции.

    Стойки, используемые для усиления балки, обычно представляют собой железобетонные колонны, колонны из стальных труб или стальные секционные колонны, а кронштейны и балки часто представляют собой железобетонные конструкции или стальные конструкции. По разной жесткости опоры дополнительная точка опоры бывает двух типов: жесткая опора и упругая опора. Под жесткой опорой понимается опора, жесткость которой настолько велика, что армированный элемент конструкции имеет небольшое вертикальное смещение под действием внешней нагрузки. Упругая опора означает, что относительная жесткость добавленного опорного стержня или кронштейна невелика, и смещение точки опоры нельзя игнорировать, и его следует рассчитывать в соответствии с упругой опорой.

    Этот метод прост и надежен, но легко повреждает первоначальный вид и эксплуатационную функцию здания, а также может уменьшить полезное пространство, поэтому подходит только для армирования большепролетных конструкций с неограниченным просветом дома

    6 Метод внешнего предварительного напряжения

    Метод внешнего предварительного напряжения представляет собой метод использования предварительно напряженных внешних тяг или распорок для усиления элементов конструкции или общих конструкций. Принцип механики такой же, как и у несвязанного предварительного напряжения. Основное отличие заключается в конструктивной форме конструкции. Несвязанное предварительное напряжение передает усилие непосредственно на элемент конструкции через предварительно напряженные напрягаемые элементы, а внешнее предварительное напряжение передает усилие на элемент конструкции через анкер и рулевой блок. Внешняя предварительно напряженная арматура предназначена для изменения напряженного состояния конструкции путем приложения внешней силы к конструкции. Внешние предварительно напряженные арматуры работают вместе с исходной конструкцией, значительно увеличивая несущую способность конструкции.

    Внешняя предварительно напряженная арматура имеет эффект усиления разгрузки и изменения внутренней силы конструкции. В то же время он также имеет характеристики простой конструкции, короткого периода армирования, отсутствия увеличения размера конструкции, собственного веса, низкой стоимости и не влияет на использование конструкции. В последние годы его все чаще применяют для укрепления строительных балок.

    7 Заключение

    1) Для усиления железобетонных балок целесообразный выбор схем армирования следует сочетать с назначением армирования и особенностями указанных способов армирования;

    2) Методы армирования, такие как увеличение площади поперечного сечения балки, метод внешней стали и метод внешней стальной пластины, могут обеспечить хороший эффект армирования при определенных применимых условиях. Однако, поскольку это пассивный метод армирования, то есть балки, усиленные этими методами, могут функционировать только после того, как первоначальный элемент развился до определенного уровня силы, поэтому он имеет определенные ограничения.

    3) Метод внешнего предварительного напряжения представляет собой метод активного армирования, который преодолевает гистерезис напряжения, характерный для других методов армирования, и обеспечивает целостность и координацию внешних предварительно напряженных элементов и исходной конструкции. Это может не только улучшить его несущую способность, но также уменьшить прогиб и ширину трещины, улучшить способность упругого восстановления конструкции, а также удобно для строительства и экономично. Технология внешнего предварительного напряжения считается одним из самых мощных методов усиления существующих конструкций. Хотя этот метод оказывает большее влияние на внешний вид армированных компонентов, его все же стоит популяризировать в проектах по армированию балок.