Конструирование железобетонных элементов

В этом разделе приведены требования Еврокода, касающиеся процентов армирования, расстановки арматурных стержней, длины анкеровки и нахлеста арматуры.

Площадь продольной арматуры в растянутой зоне должна быть не менее

(4.3)

где b _t – ширина сечения;

f _ctm – среднее значение сопротивления бетона растяжению.

Площадь растянутой и сжатой арматуры не должна превышать

,

(4.4)

где A c – площадь сечения.

Минимальное расстояние в свету между стержнями арматуры должно быть не менее:

- максимального диаметра арматуры;

- максимального размера заполнителя, d_g +5мм;

- 20 мм.

Для того чтобы максимальное раскрытие трещин не превышало 0,3 мм, в соответствии с Еврокодом 2 необходимо ограничивать расстояние между стержнями арматуры или их диаметр (таблица 4.2). Осторожное значение напряжения в арматуре можно получить по формуле

(4.4)

где m – квазипостоянная нагрузка (= g_k + ψ2·qk);

n – полная расчетная нагрузка (= γ_G∙g_k+γ_Q∙q_k);

A_s,req – требуемая площадь арматуры;

A_s,prov – принятая площадь арматуры.

Т а б л и ц а 4.2 – Максимальные расстояния между стержнями и диаметры стержней для ограничения раскрытия трещин

Напряжение в арматуре, МПа	Максимальное расстояние между стержнями, мм ()	Максимальный диаметр стержней арматуры, мм ()

Базовая длина анкеровки – это длина стержня, необходимая для восприятия максимального действующего в нем усилия A_s · σ_sd. Если предположить, что напряжения сцепления действуют равномерно, то базоваядлина анкеровки для прямого стержня составит

(4.5)

где ϕ – диаметр стержня;

σ_sd – расчетное напряжение в арматуре в сечении, за которым производится ее анкеровка;

f _bd – сопротивление сцепления арматуры с бетоном

(4.6)

здесь η ₁ – коэффициент, отражающий качество сцепления арматуры с бетоном и принимается равным 1 при хороших условиях сцепления («good» bongconditions) и 0,7 в остальных случаях; отнесение условий сцепления к «хорошим» или «плохим» осуществляется в соответствии рисунком 4.1;

η ₁ – коэффициент, равный 2 при ϕ ≤32 мм и (132- ϕ)/100 при ϕ >32 мм;

f_ctd – расчетное сопротивление бетона растяжению

(4.7)

α_ct=1,0;

f _ctk,005 – осевой сопротивление бетона растяжению с обеспеченностью 0,95.

Рисунок 4.1 – Иллюстрация условий сцепления (рисунок 8.2 Еврокода 2).

Штриховкой выделена зона с «плохими» условиями сцепления.

В таблице 4.3 приведены значения сопротивления сцепления арматуры с бетоном f _bd в зависимости от прочности бетона при «хороших» условиях сцепления и ϕ ≤32 мм. При «плохих» условиях значения из таблицы 8 должны умножаться на 0,7.

Расчетная длина анкеровки, используемая при определении точек обрыва арматуры в балках, определяется по формуле

(4.8)

где α₁-α₅ – коэффициенты, учитывающие соответственно форму стержня, величину защитного слоя и расстояния между стержнями, наличие поперечной арматуры с приваркой к продольной арматуре и без нее и пр. Произведение коэффициентов α₁-α₅ может с осторожностью быть принято равным 1;

l _b,min – минимальная длина анкеровки, принимаемая равной для:

- растянутых стержней большему из значений 0,3∙ l _b,rqd, 10∙ ϕ и 100 мм;

- сжатых стержней большему из значений 0,6∙ l _b,rqd, 10∙ ϕ и 100 мм.

Для способов анкеровки, изображенных на рисунке 4.2 (б-г), длина анкеровки допускается для упрощения расчета принять равной эквивалентному значению

(4.9)

где α ₁ = 1,0 для прямых и загнутых сжатых стержней;

= 1,0 для прямых растянутых стержней;

= 0,7 для загнутых растянутых стержней при c _d>3,0 ϕ,

здесь c _d принимается по рисунку 4.3.

Таблица4.3 – Сопротивления f _bd при хороших условиях сцепления

	1,65	2,00	2,32	2,69	3,04	3,37	3,68	3,98	4,35
а)	б)
в)	г)
а) базовая длина анкеровки растянутой арматуры l b для любой формы, измеренная по оси стержня; б) отгиб; в) лапка; г) петля Рисунок 4.2 – Способы анкеровки арматуры (анкеровка в виде прямого окончания стержня не приведена)

а) c d принимается равным меньшему из a/2, c 1 и c	б) c d принимается равным меньшему из a/2 и c 1
Рисунок 4.3 – Значения c d для балок и плит при анкеровке в виде прямого окончания стержня (а) и загнутых стержней (б)

Таблица 4.4 содержит расчетные значения длины анкеровки для прямых и загнутых стержней в диаметрах стержней при разной прочности бетона и сопротивлении арматуры f _yk = 500 МПа. Указанные значения действительны для хороших условий сцепления при диаметре стержней не более 32 мм. Если условия сцепления плохие («poor» bondconditions), значения в таблице 4.4 следует умножать на 0,7, а если диаметр стержня превышает 32 мм – делить на [(132- ϕ)/100]. Минимальные значения диаметра загиба арматурных стержней приведены в таблице 4.5.

Т а б л и ц а 4.4 – Расчетная длина анкеровки, выраженная в диаметрах стержней, при «хороших» условиях сцепления и диаметре стержней не более 32 мм

Класс стали	Класс бетона
C20/25	C25/30	C30/37	C35/45	C40/50	C45/55	C50/60
Арматура периодического профиля типа 2	Прямые сжатые и растянутые стержни
Загнутые растянутые стержни
Загнутые сжатые стержни

Т а б л и ц а 4.5 – Минимальные значения диаметра загиба арматуры

Диаметр стержней	Минимальный диаметр

Задание 4.2

Рассчитать длину анкеровки, выраженную в диаметрах стержней, в случае прямых и загнутых концов.

Исходные данные выбираются из таблицы 4.5. Для всех вариантов f _yk = 500 МПа, а c _d>3 ϕ.

Т а б л и ц а 4.5 – Исходные данные для решения задания 4.2.