СТЫК АРМАТУРЫ ПЕРЕКРЫТИЯ
SLAB REINFORCEMENT JOINT

Изобретение относится к перекрытиям всех типов каркасного здания, а именно монолитным, сборно-монолитным, ребристым, плоским безбалочным с капителями и без них.
Известен стык опорной арматуры ригелей сборных и сборно-монолитных перекрытий, выполненный встык ванной сваркой с помощью вставки того же профиля, что и соединяемая арматура (В.Н.Байков, Э.Е.Сигалов. Железобетонные конструкции. Общий курс. - М.: Стройиздат, 1991. - С.301 и 500). Недостаток стыка - сложность и трудоемкость выполнения.
Известно также армирование опорной зоны безбалочного перекрытия с капителями перекрестными арматурными сетками, то есть в два слоя (В.Н.Байков, Э.Е.Сигалов. Железобетонные конструкции. Общий курс. - М.: Стройиздат, 1991. - С.330). Недостаток такого армирования - большая насыщенность верхней зоны перекрытия арматурой, что затрудняет качественное бетонирование перекрытия. Кроме того, двухслойное расположение арматурных сеток уменьшает среднее значение расчетной высоты поперечного сечения перекрытия и увеличивает расход арматуры. Применение такого армирования ограничено безбалочными перекрытиями.
Целью изобретения является обеспечение универсальности стыка арматуры перекрытия, упрощение изготовления и монтажа перекрытия, снижение расхода арматуры.
Указанная цель достигается тем, что стык арматуры перекрытия осуществляется посредством колец из обрезка стальной трубы, установленных внутри колонны с совмещением осей колец с осью колонны.
Сущность изобретения заключается в том, что стык арматуры перекрытия, расположенной в одной горизонтальной плоскости, совпадает с осью колонны, выполнен с помощью одного или двух колец из обрезка стальной трубы, установленных внутри колонны с совмещением осей колец с осью колонны, причем для одного кольца загнутые вниз или вверх концы арматуры размещают внутри этого кольца, а для двух колец - одну часть замкнутых концов арматуры размещают внутри одного кольца, а другую часть загнутых концов арматуры - внутри другого кольца, при этом концы арматуры закреплены в бетоне либо с помощью загнутого конца с высаженной головкой на торце, либо увеличением длины загнутого конца за счет прямолинейного вертикального участка загнутого конца арматуры.
На фиг.1 изображены схемы расположения арматуры 1 ригелей перекрытия 3 двух взаимно перпендикулярных направлений и кольцо 2 из обрезка стальной трубы, а на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, арматура 1 снабжена высаженной головкой 4 на торце загнутого конца.
На фиг.3 изображена схема стыка арматуры 1 плоского безбалочного перекрытия 3, а на фиг.4 - разрез Б-Б фиг.3, арматура 1 стыкуется двумя кольцами 2, концы арматуры 1 загнуты попеременно вниз и вверх с размещением внутри обеих колец, а торец загнутого конца снабжен высаженной головкой 4.
Стык арматуры 1 перекрытия 3, расположенной в одной горизонтальной плоскости с центром на оси 6 колонны 5, осуществляется с помощью кольца 2 из обрезка стальной трубы, размещенного внутри колонны с совмещением оси кольца 2 с осью 6 колонны 5, а загнутые вниз или вверх концы арматуры 1 заводятся внутрь кольца 2 и взаимодействуют с ним через бетон. Неразрывность арматуры 1 перекрытия 3 на оси 6 колонны 5 обеспечивается тем, что кольцо 2 воспринимает усилия всей арматуры.
Нормальное направление загнутых концов арматуры 1 - вниз (фиг.2). Однако при большом числе арматуры 1 (фиг.3) загнутые концы могут не разместиться внутри одного кольца 2, тогда устанавливают два кольца на одной оси и одну часть загнутых концов арматуры 1 размещают внутри одного кольца, а другую часть загнутых концов арматуры 1 - внутри другого кольца (фиг.4). При этом обеспечивают равномерное и симметричное относительно оси кольца 2 расположение загнутых концов арматуры 1 внутри обоих колец (фиг.1, 3).
Анкеровка арматуры 1 в бетоне осуществляется либо загнутым концом с высаженной головкой на торце (фиг.2, 4), либо увеличением длины загнутого конца за счет прямолинейного вертикального участка.
Диаметр загиба и длина загнутого конца арматуры 1, необходимая для ее анкеровки в бетоне, определяется нормами (СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры - М.: 2004).
Арматуру 1 ригелей перекрытия 3 дополнительно загибают в горизонтальной плоскости в направлении к оси кольца 2, совмещенной с осью 6 колонны 5 (фиг.1).
Взаимодействие загнутых концов арматуры 1 перекрытия 3 с кольцом 2 через бетон обеспечивает следующие преимущества: универсальность - стык пригоден для всех типов перекрытий каркасных зданий гражданского и промышленного назначения, а именно монолитных, сборно-монолитных, ребристых, плоских безбалочных с капителями и без них; простота стыка вследствие минимального числа соединительных деталей - одного-двух колец 2 из обрезка стальной трубы, отсутствия сварных или болтовых соединений и отсутствия особых требований к точности изготовления и монтажа перекрытия 3; экономичность благодаря тому, что арматура 1 располагается в одной горизонтальной плоскости и обеспечивает максимальное значение расчетной высоты поперечного сечения перекрытия 3.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
a
p
b
На фиг.5, 6 приведены схемы взаимодействия арматуры 1 с бетоном и бетона с кольцом 2. По всей длине заделки арматуры 1, растянутой с усилием F, возникают напряжения сцепления τ с бетоном, а на загнутом конце арматуры 1 к этим напряжениям добавляются напряжения смятия σ. Высаженная головка 4 на торце загнутого конца арматуры 1 испытывает напряжение сжатия σ. При отсутствии высаженной головки на торце загнутого конца арматуры 1 требуется увеличение длины заделки в бетон за счет прямолинейного вертикального участка на загнутом конце.
a
a
a
a
a
a
Указанные напряжения, во-первых, удерживают арматуру 1 от выдергивания из бетона, во-вторых, через бетон передаются на кольцо 2 в виде активного давления интенсивностью σ, распределенного по трапеции (фиг.5). Равнодействующая активного давления σ-q воздействует на кольцо 2 с эксцентриситетом е относительно центра тяжести поперечного сечения кольца (фиг.5) и распределяется по периметру кольца 2 равномерно или неравномерно (фиг.6). В любом случае равнодействующим активного давления бетона σ и q на кольцо 2 является усилие растяжения F в арматуре 1.
a
a
п
п
п
п
Упругие деформации кольца 2 под воздействием активного давления бетона σ и q вызовут пассивный отпор бетона σ и q, который частично нейтрализует активное давление, то есть разгружает кольцо 2. Пассивное давление бетона σ и q не рекомендуется учитывать при расчете в запас прочности кольца.
Учитывая вышеизложенное, усилие растяжения в кольце 2 равно (Металлические конструкции: учебник для студентов вузов: ред. Ю.И.Кудишин. - 9 изд. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - С.573).
,
где n - число арматуры, приходящееся на кольцо;
ψ - угол между соседними арматурами (фиг.6);
a
s
s
F=A·R - усилие в арматуре;
s
здесь A - площадь поперечного сечения арматуры;
s
R - расчетное сопротивление арматуры растяжению.
Площадь поперечного сечения кольца определяют по формуле
,
y
где R - расчетное сопротивление стали трубы растяжению;
c
a
γ - коэффициент условия работы кольца, учитывающий, в том числе, эксцентричное приложение активного давления q бетона на кольцо 2, должен быть меньше единицы (СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций. - М.: 2005 г.).
Таким образом, предлагаемый стык арматуры перекрытия универсален, упрощает изготовление и монтаж перекрытия, обеспечивает экономию арматуры.