Устройството на бетонни и стоманобетонни конструкции предвижда допълнително укрепване чрез армировъчни пръти. Последният, между другото, е един от най-търсените сегменти на черната металургия, което се потвърждава от широкото му използване в строителството. По отношение на бетонните колони армировката играе особено важна роля поради невъзможността да се използват други носещи конструкции, различни от долния и горния етаж. Вътрешната армировка с метални пръти в различни конфигурации е оптималното решение на проблема.
Общи изисквания за арматура
Горещо валцувани, термомеханично закалени и студено формовани метални пръти от различни профили могат да се използват за колони. Средният диаметър варира от 12 до 40 мм. Ако планирате да използвате студено оформени прътипериодичен профил, тогава може да се използва и малък диаметър от 3-12 мм. По отношение на якостта на опън се допускат класове A и B, съответстващи на гарантирани граници на провлачване с коефициент най-малко 0,95.
В специални случаи, армировката на монолитни колони може да има специални изисквания по отношение на пластичност, заваряемост, устойчивост на корозия и якост на умора. По правило това се дължи на спецификата на използваната бетонна смес и цимент. От ключово значение в почти всеки случай на армировка е естеството на връзката с бетона. Липсата на сцепление може да бъде компенсирана от дизайна на профила с канали и ръбове. Същите горещо валцувани и студено формовани пръти могат да имат пръстеновидни и полумесечни издатини с различни размери. Обратно, много марки бетон с крехка структура позволяват използването само на гладки пръти - например клас A240. Сега си струва да преминем към по-подробно разглеждане на параметрите на армировката, използвана за укрепване на колоните.
Дължина на арматурата
При полагане на сглобяема колона, параметрите на кофража се изчисляват внимателно, което би трябвало да включва органично армиращо метално оборудване. Важно е краищата на работните пръти, които не са свързани към анкерните елементи, да са на следното разстояние от края на детайла:
- 20 mm, ако е подредена монолитна колона с дължина най-малко 6 m.
- 15 mm, ако колоната е по-дълга от 18 м. Същото ограничение важи за конструкциите на мачтата и опорите.
- 10 mm, ако е положена сглобяема колона с дължина по-малка от 18м.
Във всеки случай подсилването на колоната включва оставяне на част от шината, която трябва да бъде защитена със специални антикорозионни агенти или допълнително изолирана с рамково оборудване.
Диаметър на арматурата
При надлъжни пръти се използват елементи с дебелина най-малко 16 мм. Монолитните сглобяеми конструкции могат да бъдат подсилени и с 12 мм пръти. Също така се допускат малки диаметри, когато се използва армировка от конструкционна стомана със защитно покритие. Отчитането на диаметъра е важно и от гледна точка на конфигурацията на поставянето му в тялото на колоната. Така че, надлъжните пръти могат да се монтират само в един ред и за предпочитане със скорост на затвора с еднакъв диаметър. Ако се планира да се подсили колоната с пръти с различна дебелина, тогава са разрешени максимум два формата, без да се взема предвид конструктивното армировъчно оборудване. Обикновено се използват пръти с различни диаметри, за да се спестят пари, но съседните размери не могат да се използват в една и съща колона. Например, не е позволено да се полагат пръти с диаметър 8 и 10 мм или 10 и 12 мм.
Зона за укрепване
Изчисляването на площта се извършва според сеченията на надлъжната армировка. В резултат на това се оценява какъв процент от сечението на прътите заемат върху повърхността на колоната. Допускат се максимум 5%, но само в случай на измерено подреждане на пръти без припокриване. Връзката с припокриване удвоява площта на напречното сечение на армировката в ставите, което не винаги позволява правилното сглобяване на колоната. Трябва също да поддържате симетрията на разположениетопръти спрямо площта на напречното сечение на конструкцията - особено когато става въпрос за бъдеща експлоатация на конструкция с голямо натоварване на огъване. По един или друг начин оптималният процент на армировка на колоната ще бъде 2-3%. В самия участък трябва да се вземе предвид не само основата на щангата, но и изпъкналости под формата на хребети.
Какво трябва да бъде съединяването на армировъчни пръти?
Изходите за свързване и арматура също определят надеждността на конструкцията. Вече беше отбелязана важната роля на припокриването, което се увеличава с използването на монолитни колони. В същото време влиянието на такива връзки върху структурната цялост на колоната не трябва да се подценява. Факт е, че например 25-милиметрова пръчка (с диаметър) трябва да бъде съединена с припокриване по дължина най-малко 140 см. Освен това, ако докингът се извършва в движение, тогава това разстояние се удвоява. Ето защо се препоръчва да се стремим да минимизираме свързващите възли при укрепване на колоната с надлъжни пръти. Ако става дума за големи разстояния и е неизбежно прилагането на преходни зони, тогава фугите се прехвърлят на местата, където се променя сечението на самата колона. Такива конфигурации се срещат в стъпаловидни, двуразклонени и прекъсващи конструкции. Заваряването с подложки също се препоръчва като алтернатива.
Разстояния между пръти
За начало си струва да се подчертае важността на баланса между подсилената маса и кухините в тялото на колоната. Пренасищането на работните метални пръти отслабва бетонната конструкция, което я прави по-чувствителна към динамични натоварвания. Обратно, недостатъкътподсилващото оборудване увеличава риска от повреда на колоната при работа при статични натоварвания. Дори ако подовете и подсилената колона действат един върху друг при умерени показатели за налягане, след известно време ще започнат да се образуват пукнатини в отслабените участъци на конструкцията. Балансът може да се поддържа чрез поддържане на стандартно разстояние между армировъчните пръти от 400 мм. Ако това разстояние не е достатъчно поради минималното включване на натрошен камък или камък в разтвора, тогава големи празнини се разреждат със структурна тънка армировка с диаметър 12 mm.
Ограничения на защитния подсилващ слой
Максималния слой надлъжна армировка е 50 мм. Тази дебелина включва както основата на пръта, така и неговите покрити структурни елементи. Възможността за използване на пръти с диаметър 40 mm при запазване на технологичните 10 mm се дължи на факта, че самият подсилващ слой може да изисква допълнително укрепване. По-специално, армировката на колони със сечение 600x800 mm предвижда включване на заварена мрежа, скоби и връзки. Пръчките с голям формат са допълнително закрепени заедно с подсилващи връзки. Освен това допълнителните елементи за укрепване на самата армировка не трябва да се бъркат с наслагвания по време на заваряване, които изпълняват важната конструктивна задача за свързване на две или повече пръти.
Основното ограничение се отнася до дебелината на защитния слой, което се дължи на пропорционално увеличаване на рисковетенапукване на колоната в местата, където преминават прътите. Напрежението, изпитвано от бетонна конструкция с чужди включвания, ще бъде прекомерно голямо и при динамични натоварвания ще доведе до разрушаване. Този фактор е частично компенсиран от гореспоменатите мрежи и скоби, но най-добре е първоначално да се съобразите с нормите за образуване на подсилващ слой.
Изисквания за напречна армировка
В колонни конструкции, където проектната напречна сила не може да бъде осигурена само от бетонната конструкция, се използва и напречна армировка. Стъпката при полагането му трябва да бъде не повече от 300 мм. Ако се планира да се извърши компресирана армировка, тогава изчисляването на армировката на колоната чрез измествания се извършва въз основа на дебелината на прътите - стъпката трябва да бъде не повече от 15 диаметъра, но да се вписва в 500 mm. Що се отнася до взаимодействията на напречната и надлъжната армировка, тя ще зависи от сечението на колоната и нейното насищане с работни пръти. По принцип са възможни две конфигурации. В единия чифтосването не е разрешено, тъй като слой от надлъжни пръти е разположен по-близо до ръба, а напречните пръти се полагат в оставените пролуки. Във втория вариант се правят фуги, ако надлъжната армировка се изпълнява на няколко реда от ръба до централната част. По принцип напречните тънки пръти са свързани към структурни пръти с диаметър не повече от 12 mm.
Технология за укрепване на колони
Методите за укрепване се различават по техники на обвързване, подходи за кофраж и конфигурации за поставяне на пръти. Що се отнася до плетенето, то може да се направи с тел илизаварен начин. В първия случай се препоръчва използването на пистолет за плетене на конструкцията за фитинги, а във втория случай - инверторен заваръчен апарат за прецизни връзки. На този етап се оформя рамката. Конфигурацията на армировката под колоните може да бъде различна в зависимост от характеристиките на конструкцията. Оптимално е да се използва комбинирана версия с използване на надлъжна и напречна армировка, в която също ще бъде изпълнено съседно плетене на две рамки. Кофражната конструкция се подрежда с помощта на формовъчни заготовки, в които се потапя подготвеният метален скелет и след това се излива с бетон. Разликите в методите за създаване на кофраж се свеждат до вида на използвания материал - дърво, пенополистирол или комбинирани влакнести материали. При този избор основно условие е възможността за комбиниране на армировка и кофраж по отношение на теглото и техническите натоварвания като цяло.
Укрепване на фундаменти на колони
Сградните колони са монтирани на основата, така нареченото носещо стъкло, което също е подсилено. За формиране на част от структурната подметка се използват тежки бетонни марки с висок клас на якост. Укрепването на стъклото се извършва от горещо валцувани пръти с периодичен профил. При укрепване на основата за колоната, връзката на подметките с елементите на основната надлъжна армировка ще бъде от ключово значение. За този лигамент, в точката на преход от подметката към вала на колоната, пръти с шайби са заварени към скелета на горещо валцувани втулки. Трудността се крие само вправилния преход от едно ниво към друго, като се спазва симетрията на укрепващите контури.
Характеристики на спирално укрепване
Най-трудното, от гледна точка на подреждането на пръти, е укрепването на колони с кръгло напречно сечение. Проблемът е в усложняването на конфигурацията на подсилващия слой, което изисква допълнителна опора. В такива системи се използва индиректно укрепване със спираловидни метални пръти. Характеристиките на армировката на кръгли колони се изразяват във факта, че надлъжните пръти са допълнително увити около периметъра с намотки от въздушна тел. В този случай диаметърът на спиралата е не повече от 20 см.
Укрепване на колонни конзоли
Поради липсата на възможности за монтиране на колонни опори, строителите често използват конзолни первази като елемент от конструктивна армировка. Препоръчително е да се монтират такива части върху стоманена армировъчна рамка, която може да бъде включена в горния таван или в долната основа. Конзолите са подсилени с метални пръти с малък диаметър, скоби и заварена мрежа, в зависимост от конструктивните параметри. Най-голям ефект от укрепване на колоните в композицията с конзоли може да се постигне с хомогенен куп припокривания, основната рамка на багажника и подметката.
Заключение
Характеристиките на използването на армировка под колони се определят от структурната изолация на тази част от конструкцията. Разбира се, и двете припокривания в горната и долната част осигуряват необходимата опора,но свръхналягането с натоварване може пряко да повлияе на структурата на колоната. За предотвратяване на вътрешни процеси на разрушаване се използва надлъжна и напречна армировка. В същото време изискванията дават значителна свобода на дизайнерите както при избора на пръти, така и в конфигурациите на тяхното полагане. Основните ограничения се отнасят главно до избора на материали, определянето на размерите и методите за монтаж на рамката.
