ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ КАРКАС ПОПЕРЕЧНОГО АРМИРОВАНИЯ ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к строительству, в частности к пространственным каркасам поперечного армирования для железобетонных плит перекрытия и плитных фундаментов монолитных каркасных зданий.
В монолитных каркасных зданиях армирование плит перекрытия и плитных фундаментов производится установкой основной рабочей арматуры в двух направлениях в верхней и нижней зонах плиты, дополнительного армирования на участках локальных напряжений, а также установкой поперечного армирования в зонах продавливания, в частности, в местах опирания плит на колонны и стены.
Известен плоский арматурный каркас для железобетонных изделий, преимущественно для применения в балках в качестве поперечного армирования, в котором поперечные стержни выполнены в виде узкой сетки «зигзаг» с закруглением при загибе в форме полукруга заданного диаметра, и закреплены на цельном остове арматурного каркаса. Узкая сетка «зигзаг» выполнена в виде вертикальных ветвей поперечной арматуры с загибами в местах пересечения с продольными стержнями остова каркаса в форме полукруга диаметром, равным величине шага поперечной арматуры в пределах u=(1/3÷3/4)-h, где h - высота поперечного сечения остова каркаса (патент РФ №2383695, Е04С 5/06, опубл. 10.03.2010).
Недостатком известного устройства является сложность его изготовления из-за сложных операций навивки или нанизывания поперечной арматуры на продольные стержни остова каркаса железобетонного изделия. Конструкция каркаса «зигзаг» при применении в монолитных изделиях работает неэффективно, т.к. горизонтальные участки верхнего и нижнего продольного армирования ограничивают каркас по высоте. Кроме того, жесткость плоского каркаса «зигзаг» снижена из-за неплотной подгонки петель поперечной арматуры к продольным стержням.
2
1
min
Наиболее близким предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является пространственный каркас поперечного армирования плит перекрытия из нескольких плоских узких сварных сеток типа «лесенка» с прямоугольным контуром, состоящих из перпендикулярно расположенных продольных и поперечных стержней, при этом диаметры продольных рабочих стержней d=(8÷10) мм, поперечных стержней d=(6÷10) мм, монтажных стержней d=(8÷10) мм. Шаг поперечных стержней принят кратным 50 и 100 мм. Минимальный размер концевых выпусков принят не менее 20 мм; наименьшее расстояние между осями стержней одного направления u=50 мм (Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без преднапряжения). - М.: Стройиздат, 1978, с. 14, - 17, рис. 5 (фиг. е, ж).
Недостатком известного пространственного каркаса поперечного армирования является то, что надежность соединения стержней в каркасе снижена, т.к. сварка часто выполнятся вручную в условиях стройплощадки ручной крестообразной сваркой, при этом временное сопротивление срезу не нормируется. При необходимости уточняется опытным путем по результатам испытаний на срез. Количество стержней поперечного армирования, пересекающих пирамиду продавливания, закладывается со значительным запасом для компенсации возможных дефектов ручной сварки, что влечет повышенный расход металлической арматуры. Большие объемы резки продольных рабочих и монтажных стержней и особенно многочисленных поперечных стержней приводят к значительному расходу энергии и увеличению трудоемкости сварочных работ, так как при изготовлении арматурных каркасов каждый стержень поперечной арматуры приваривается к продольным стержням не менее чем в двух точках. Кроме того, последующее соединение при помощи монтажных стержней нескольких плоских сеток типа «лесенка» в один блок для образования пространственного поперечного каркаса приводит к значительным затратам энергоресурсов и высокой трудоемкости работ по изготовлению поперечной арматуры. Высота каркаса типа «лесенка» в монолитной плите определяется положением верхней и нижней рабочей арматуры плиты, т.к. каркас «зажат» между стержнями верхнего и нижнего армирования, что ограничивает его рабочую зону, и при расчете стержней поперечного армирования принимается увеличение их количества в зоне пересечения пирамиды продавливания, что приводит к повышению расхода арматуры.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в создании цельного пространственного поперечного каркаса для железобетонных изделий.
Технический результат - упрощение изготовления поперечного каркаса и его монтажа, снижение трудоемкости и металлоемкости при изготовлении поперечной арматуры, уменьшение энергоемкости за счет отсутствия сварочных работ.
Поставленная задача решается тем, что пространственный каркас поперечного армирования для железобетонных изделий выполнен цельным из стержня с П-образными изгибами, образующего параллельные плоские вертикальные ветви, переходящие одна в другую в его торцах, при этом ветви пространственного каркаса выполнены с возможностью навешивания их верхних гребней на продольные рабочие стержни одного направления верхнего армирования железобетонного изделия, а высота ветвей выбрана с условием расположения их нижних гребней на одном уровне с продольными рабочими стержнями нижнего армирования железобетонного изделия.
При этом параллельные вертикальные ветви переходят одна в другую в торцах пространственного каркаса под углом 90°.
Причем вертикальные ветви выполнены с возможностью навешивания их верхних гребней дополнительно на продольные дополнительные стержни одного направления с рабочими стержнями верхнего армирования железобетонного изделия.
Кроме того, расстояние между центрами вертикальных стержней параллельных ветвей составляет не более 1/3 рабочей высоты сечения плиты и не более 300 мм.
При этом расстояние между центрами вертикальных стержней в каждой ветви составляет не более 1/3 рабочей высоты сечения плиты и не более 300 мм.
Кроме того, для изготовления каркаса применена арматурная сталь гладкого профиля класса А240 (A-I) диаметром не менее 6 мм.
Причем диаметры стержней поперечной арматуры, количество стержней в ветви и количество ветвей заданы исходя из расчета прочности железобетонного изделия и в соответствии с его конструктивными требованиями.
Выполнение пространственного каркаса поперечного армирования цельным из стержня с П-образными изгибами, образующего плоские параллельные вертикальные ветви, переходящие одна в другую в его торцах, позволяет механизировать операцию по изготовлению каркаса на гибочном станке в заводских условиях путем изгибания непрерывного стержня, исключив сварочные работы, и тем самым упростить изготовление пространственного каркаса, снизить трудозатраты, энергозатраты и сократить расход металла. Кроме того, выполнение поперечного каркаса цельным позволяет производить анкеровку первого стержня за счет непрерывности стержней и учитывать в расчете все стержни, начиная с первого, что обеспечивает конструктивное требование и дает возможность оптимально подобрать количество арматуры в соответствии с результатами расчета, не завышая расход арматуры.
Выполнение ветвей с возможностью навешивания их верхних гребней на продольные рабочие стержни одного направления верхнего армирования железобетонного изделия и выбор их высоты с условием расположения нижних гребней на одном уровне с продольными рабочими стержнями нижнего армирования железобетонного изделия позволяет снизить трудоемкость монтажа пространственного каркаса поперечного армирования в зонах продавливания за счет одновременной установки в арматурном каркасе железобетонного изделия блока параллельных ветвей поперечного армирования вручную, исключив операции монтажа каждой ветви и их соединение в пространственный каркас. Кроме того, навешивание верхних гребней ветвей на продольные рабочие стержни, а также расположение нижних гребней на одном уровне с продольными рабочими стержнями нижнего армирования увеличивает высоту рабочей зоны поперечного армирования, что повышает эффективность работы каркаса и сокращает количество требуемой поперечной арматуры.
Переход параллельных вертикальных ветвей одна в другую в торцах пространственного каркаса под углом 90°, навешивание верхних гребней ветвей дополнительно на продольные дополнительные стержни одного направления с рабочими стержнями верхнего армирования повышает эффективность работы каркаса, упрощает его изготовление и монтаж.
Расстояние между центрами вертикальных стержней параллельных ветвей не более 1/3 рабочей высоты сечения плиты и не более 300 мм и расстояние между центрами вертикальных стержней гребней ветвей не более 1/3 рабочей высоты сечения плиты и не более 300 мм обеспечивает возможность смещения каркаса в пределах каждого гребня и позволяет производить регулировку установки каркаса с соблюдением конструктивного требования по расположению каркаса к грани колонны или стены не ближе 1/3 не более 1/2 рабочей высоты сечения плиты.
Использование стержня диаметром не менее 6 мм позволяет при обеспечении конструктивных требований и требований прочности железобетонных изделий выбрать оптимальное количество арматуры и шаг между гребнями ветвей для нанизывания каждого гребня на стержни верхнего армирования плиты.
На фиг. 1 показан пространственный каркас поперечного армирования в изометрии; на фиг. 2 изображен фрагмент части пространственного каркаса - одна из параллельных ветвей; на фиг. 3 показано сечение железобетонной плиты с рабочими и дополнительными продольными стержнями с установленным в ней пространственным каркасом поперечного армирования.
Предлагаемый пространственный каркас поперечного армирования выполнен цельным из непрерывного стержня с П-образными изгибами 1 и содержит переходящие одна в другую в торцах пространственного каркаса вертикальные ветви 2, имеющие верхние гребни 3 и нижние гребни 4. Количество ветвей соответствует расчету прочности железобетонного изделия его конструктивным требованиям.
Изготовление пространственного каркаса поперечного армирования осуществляют путем изгибания на гибочном станке единого стержня под углом 90° (с учетом возможного радиуса изгиба в зависимости от диаметра стержня) с получением П-образных изгибов, образующих верхние гребни 3 и нижние гребни 4. Из стержня с П-образными изгибами формируют плоские вертикальные ветви, переходящие друг в друга в торцах каркаса под углом 90°. Расстояние между центрами вертикальных стержней параллельных ветвей и расстояние между центрами вертикальных стержней в каждой ветви рассчитывают заранее в зависимости от толщины железобетонного изделия с условием, что эти расстояния составляют не более 1/3 рабочей высоты сечения плиты и не более 300 мм. Например, для плиты толщиной 200 мм расстояние между центрами вертикальных стержней гребней ветвей поперечной арматуры устанавливают равным 50 мм, т.е. не более 60 мм и не более 300 мм. (в соответствии с требованиями п. 10.3.17. СП 63.13330.2012)
Изготовленный пространственный каркас поперечного армирования в виде цельного блока доставляют к месту монтажа арматурного каркаса железобетонного изделия. Монтаж пространственного каркаса производится вручную после укладки продольных рабочих стержней нижнего армирования 5 железобетонного изделия в обоих направлениях и установки продольных рабочих 6 и дополнительных стержней 7 одного направления верхнего армирования (фиг. 3). Каркас опускают нижними гребнями 4 в пространство между рабочими 6 и дополнительными продольными стержнями 7 верхнего армирования плиты, при этом нижние гребни 4 ветвей находятся в одном уровне с продольными рабочими стержнями нижнего армирования 5 железобетонного изделия, а верхние гребни 3 пространственного каркаса охватывают продольные рабочие 6 и дополнительные 7 стержни верхнего армирования, уложенные в одном направлении. Затем сверху пространственного каркаса производят укладку рабочих стержней 8 другого направления и фиксацию каркасов поперечного армирования к стержням рабочей арматуры вязальной проволокой.
Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет создать цельный пространственный поперечный каркас для железобетонных изделий, упростить его изготовление и монтаж, снизить при изготовлении трудоемкость, металлоемкость и энергоемкость из-за отсутствия сварочных работ.