|
Если в коротком сжатом элементе
установить поперечную арматуру, способную эффективно сдерживать поперечные
деформации, то этим можно существенно увеличить его несущую способность.
Такое армирование называют косвенным. В практике для элементов с круглым или
многоугольным поперечным сечением получило распространение косвенное
армирование в виде спиралей или сварных колец ( 6.4, г). Для элементов с
прямоугольным сечением применяют объемное косвенное армирование в виде часто
размещенных поперечных сварных сеток ( 6.4, в). Косвенное армирование в виде
поперечных сеток широко используют для местного усиления железобетонных
сборных колонн вблизи стыков, а также под анкерами и в зоне анкеровки
предварительно напрягаемой арматуры.
В границах ядра, заключенного внутри спирали или контура
сварной сетки, наблюдается повышенное сопротивление бетона. Это объясняется
тем, что косвенная арматура сдерживает поперечные деформации бетона,
возникающие при продольном сжатии. В результате повышается сопротивление
сжатию даже после образования первых продольных трещин. Такое армирование
способствует сопротивлению внешним воздействиям даже после отслаивания
защитного слоя бетона. Прочность элемента исчерпывается, когда напряжения в
поперечной арматуре достигают предела текучести. Продольные деформации
элементов велики и возрастают с увеличением поперечного армирования. Это
позволяет применять продольную арматуру из сталей более высокой прочности
(классов A-IV, A-V), чем обычно (A-II, А-Ш).
Для косвенного армирования применяют арматурную сталь
классов A-I, А-И и A-III диаметром 6... 14 мм или предварительно напряженную проволоку. В колоннах сетки и спирали (кольца) должны охватывать всю рабочую
продольную арматуру. Расстояние между витками спирали или кольцами в осях
должно быть не более 1/5 диаметра элемента и не более 100 мм. Минимальный шаг спирали неограничен, но из удобства бетонирования его назначают не менее 3 см.
При применении косвенного армирования сварными сетками
размеры ячеек принимают не менее 45 мм, не более 1/4, меньшей стороны колонны и не более 100 мм; шаг сеток — 60...150 мм. Во всех случаях продольная
арматура колонны должна проходить внутри контура сеток ( 6.4, в).
При усилении концевых участков внецентренно сжатых
элементов сварные сетки косвенного армирования устанавливают у торца в
количестве не менее четырех сеток по длине (считая от торца элемента) не
менее 20d, если продольная арматура выполнена из гладких стержней, и не менее
10d — из стержней периодического профиля. Прочность сжатых элементов с
косвенным армированием любого вида рассчитывают по приведенным выше формулам
(см. § 6.4), в которых учитывается лишь часть площади бетонного сечения Аф
ограниченная крайними стержнями сетки или спирали, и вместо сопротивления
бетона Rb применяют приведенное его сопротивление определяемое при
армировании элементов поперечными сварными сетками по формуле
При центральном сжатии (ео = 0) эффективность кольцевой
арматуры максимальна. С увеличением е0 эффективность спирального армирования
снижается. Это объясняется тем, что сжатая зона бетона охвачена спиральной
арматурой лишь по внешнему контуру сечения, что не может в достаточной мере
ограничить развитие поперечных деформаций. Однако при использовании
косвенного армирования в виде сеток в сжатой зоне, как правило, оказывается
несколько ячеек сетки, каждая из которых работает самостоятельно и тогда
прочность бетона во внецент- ренно сжатых элементах практически не снижается.
Граничное значение вычисляют по формуле (5.4), в которой
со находят по эмпирической зависимости, учитывающей большую деформативность
элементов с косвенным армированием [1].
Косвенное армирование учитывается в расчетах при гибкости
/0/г'<35 (здесь г" — радиус инерции ядра сечения, ограниченного осями
крайних стержней поперечной арматуры), а также при условии, что несущая
способность элемента, вычисленная по приведенным выше формулам (при Aef и
R-ь, red)^ превышает его несущую способность, определенную по полному сечению
А и расчетному сопротивлению бетона Rb (без учета косвенной арматуры).
Помимо расчета прочности производят дополнительный расчет
для того, чтобы в стадии эксплуатации в защитном слое не образовались
продольные трещины и не произошло преждевременное отслаивание бетона.
|