Normy nám dávají omezení ve vyztužení jakýchkoli konstrukcí ve formě minimálního procenta vyztužení – i když máme podle výpočtu velmi malou plochu výztuže, musíme ji porovnat s minimem procento výztuže a nainstalujte výztuž, jejíž plocha není menší než minimální procento výztuže.
Kde získáme procento zesílení? V „Průvodci návrhem železobetonu“ je například tabulka 16, která ukazuje data pro všechny typy prvků.
Ale tady máme údaj 0,05% na dosah ruky, ale jak najít požadovanou minimální výztuž?
Nejprve musíte pochopit, že obvykle nehledáme oblast veškeré výztuže, která spadá do sekce, ale spíše oblast podélné pracovní výztuže. Někdy se tato oblast nachází na jedné straně desky (v tabulce je označena jako A – oblast na nataženém okraji a A’ – oblast na stlačeném okraji) a někdy je to celá oblast prvek. Každý případ je třeba posuzovat samostatně.
Na příkladech to bude myslím jasnější.
Příklad 1. Za předpokladu monolitické podlahové desky o tloušťce 200 mm (pracovní výška stropní části h₀ na požadovanou výztuž 175 mm). Určete minimální množství výztuže na spodní hraně desky.
1) Najděte plochu průřezu betonu 1 lineární metr desky:
1∙0,175 = 0,175 m² = 1750 cm²
2) Najděte v tabulce 16 manuálu minimální procento vyztužení pro desku (ohýbaný prvek):
3) Udělejme podíl známý ze školy:
4) Z poměru zjistíme požadovanou minimální plochu výztuže:
X u0,05d 1750 ∙ 100/0,88 uXNUMXd XNUMX cm²
5) Podle sortimentu výztuže zjistíme, že této ploše odpovídá 5 tyčí o průměru 5 mm. To znamená, že nemáme právo stanovit méně než toto.
Poznámka! Určujeme oblast vyztužení na jedné straně deska (a ne plocha výztuže celého úseku desky), je to ona, kdo odpovídá minimálnímu procentu výztuže.
Příklad 2. Vzhledem k podlahové desce o šířce 1,2 m, tloušťce 220 mm (pracovní výška sekce desky h₀ na požadovanou výztuž 200 mm), s kruhovými dutinami o průměru 0,15 m v množství 5 ks. Určete minimální množství výztuže v horní zóně desky.
Při pohledu na poznámku k tabulce uvidíme, že v případě I-profilu (a při výpočtu dutinových desek se zabýváme redukovaným I-profilem) musíme určit plochu deska, jak je popsáno v odstavci 1:
1) Najděte šířku okraje redukovaného I-profilu desky:
1,2 – 0,15∙5 = 0,45 m
2) Najděte průřezovou plochu desky požadovanou podmínkami výpočtu:
0,45∙0,2 = 0,09 m² = 900 cm²
3) Najděte v tabulce 16 manuálu minimální procento vyztužení pro desku (ohýbaný prvek):
4) Udělejme poměr:
5) Z poměru zjistíme požadovanou minimální plochu výztuže:
X u0,05d 900 ∙ 100/0,45 uXNUMXd XNUMX cm²
6) Podle sortimentu výztuže zjistíme, že této ploše odpovídá 7 tyčí o průměru 3 mm. To znamená, že nemáme právo stanovit méně než toto.
A znovu pozor! Určujeme oblast vyztužení na jedné straně deska (a ne plocha výztuže celého úseku desky), je to ona, kdo odpovídá minimálnímu procentu výztuže.
Příklad 3. Je dán železobetonový základ pro zařízení o průřezu 1500×1500 mm, vyztužený rovnoměrně po celém obvodu. Odhadovaná výška základu je 4 m. Určete minimální procento vyztužení.
1) Najděte plochu průřezu základu:
1,5∙1,5 = 2,25 m² = 22500 cm²
2) Najděte v tabulce 16 manuálu minimální procento vyztužení základu, když jste předtím určili l₀ / h = 4/1.5 = 4,4 < 5 (pro obdélníkový průřez):
3) Z odstavce 2 poznámek k tabulce 16 (viz obrázek výše) určíme, že musíme zdvojnásobit procento výztuže, abychom našli minimální plochu výztuže pro celý úsek základu (a ne pro jeden z jeho tváře!), tzn. minimální procento vyztužení, které budeme mít, se rovná:
4) Udělejme poměr:
4) Z poměru zjistíme požadovanou minimální plochu výztuže:
X u0,1d 22500 ∙ 100/22,5 uXNUMXd XNUMX cm²
5) Přijímáme krok zpevnění základu 200 mm, což znamená, že musíme nainstalovat 28 tyčí po obvodu a plocha jedné tyče musí být alespoň 22,5 / 28 = 0,8 cm²
6) Podle sortimentu výztuže zjistíme, že musíme akceptovat průměr výztuže 12 mm. To znamená, že nemáme právo stanovit méně než toto.
A znovu pozor! V tomto příkladu neurčujeme plochu výztuže pro jeden líc základu, ale pro celý základ najednou, protože je zesílena rovnoměrně po celém obvodu.
Příklad 4. Je dán železobetonový sloup o průřezu 500×1600 (pracovní výška části sloupu v krátkém směru h₀= 460 mm). Odhadovaná výška sloupu je 8 m. Určete minimální procento vyztužení na dlouhých čelech sloupu.
1) Najděte průřezovou plochu sloupce:
0,46∙1,6 = 0,736 m² = 7360 cm²
2) Najděte v tabulce 16 manuálu minimální procento vyztužení pro sloup (excentricky stlačený prvek s l₀/h = 8/0.5 = 16):
3) Udělejme podíl známý ze školy:
4) Z poměru zjistíme požadovanou minimální plochu výztuže:
X u0,2d 7360 ∙ 100/14,72 uXNUMXd XNUMX cm²
5) Z projektového manuálu zjistíme, že maximální vzdálenost mezi podélnou výztuží ve sloupu by neměla přesáhnout 400 mm. To znamená, že můžeme nainstalovat 4 tyče na každé čelo (mezi rohovou výztuží sloupu, která funguje, a jeho plocha byla určena výpočtem), plocha každé tyče je 14,72 / 4 u3,68d XNUMX cm²
6) Podle sortimentu zjistíme, že u každého líce potřebujeme osadit 4 tyče o průměru 22 mm. Pokud uvážíme, že průměr je příliš velký, zvýšíme počet tyčí, čímž zmenšíme průměr každé z nich.
Poznámka! Určujeme oblast vyztužení každá ze dvou tváří sloupů, je to ona, kdo v tomto případě odpovídá minimálnímu procentu vyztužení.
Příklad 5. Vzhledem ke stěně a tloušťce 200 mm (pracovní výška deskové sekce h₀ do požadované výztuže 175 mm), pracovní výška stěny l₀ = 5 m. Určete minimální množství výztuže na obou stranách stěny.
1) Najděte plochu průřezu betonu 1 lineární metr stěny:
1∙0,175 = 0,175 m² = 1750 cm²
2) Najděte v tabulce 16 manuálu minimální procento vyztužení stěny, když jsme předtím určili l₀/h = 5/0.2 = 25 > 24:
3) Udělejme poměr:
4) Z poměru zjistíme požadovanou minimální plochu výztuže:
X u0,25d 1750 ∙ 100/4,38 uXNUMXd XNUMX cm²
5) Podle sortimentu výztuže zjistíme, že této ploše odpovídá 5 tyčí o průměru 12 mm, které je nutné osadit na každou hranu na každý běžný metr stěny.
Všimněte si, že pokud by byla stěna tlustší, minimální procento vyztužení by drasticky kleslo. Například při tloušťce stěny 210 mm by bylo zapotřebí 5 tyčí o průměru 10 mm, nikoli 12.
Dobré odpoledne. Prosím řekni mi:
v příkladu 3 – l₀/h = 4/0.9 = 4,4, 0.9 – odkud tato hodnota pochází
v příkladu 4 – l₀/h = 10/0.5 = 20, 10 – odkud tato hodnota pochází
v příkladu 5 – l₀/h = 5/0.9 = 5,5, 0,9 – odkud tato hodnota pochází
Dmitry, tohle jsem napudroval, když jsem opravoval počáteční data, abych získal co nejviditelnější výsledek. já to opravím.
Ahoj Irino. V návodu to nemůžu najít. 16, můžete nechat odkaz ke stažení, rád bych to ve formátu PDF. Děkuji)
Leonid Skoruk
Kandidát technických věd, docent, hlavní výzkumný pracovník ve společnosti NP LLC “SKAD Soft” (Kyjev).
V současné době se monolitický železobeton (poskytující libovolný tvar výrobků, svobodu plánování a mnoho dalšího) ve srovnání s betonovými prefabrikáty (omezený sortiment prefabrikátů a rozpětí) rozšířil a začal používat. Prefabrikáty přitom prošly zkouškou času z hlediska spolehlivosti a životnosti a jejich vyztužení je optimální z hlediska určitého podmíněného poměru materiál / konstrukce. U monolitických konstrukcí je množství výztuže ve většině případů proměnlivé a závisí na mnoha počátečních faktorech: geologii, typu základu, zatížení, geometrii budovy atd.
To je třeba chápat při navrhování monolitických konstrukcí a nenechat se vést zákazníky, kteří mají do strojírenství daleko a chtějí především optimalizovat své stavební náklady.
Jak víte, aby byla zajištěna potřebná pevnost a stabilita budovy nebo konstrukce, je nutné provést příslušné výpočty a vybrat požadované množství výztuže pro absorbování stávajícího zatížení. Zároveň musí být v konstrukcích splněny požadavky jak pro 1. (pevnost, stabilita), tak pro 2. skupinu (průhyby, šířka otevření trhliny) mezních stavů.
V projekční praxi se vytvořil určitý podmíněný parametr, pomocí kterého je možné odhadnout cenu kovu v konstrukci: obsah výztuže v betonu (zpravidla přebírají hmotnost veškeré výztuže v konstrukci – podélné a příčně – a vydělte objemem jeho betonu, čímž získáte parametr v kilogramech na metr krychlový (kg/m3)).
V současných stavebních předpisech [1] přitom takový parametr zcela chybí a není nijak regulován. Normy uvádějí pouze nutnost zajistit v řezu prvku minimální procento vyztužení z plochy betonu (min 3 %) a nepřímo doporučují optimální procento vyztužení v konstrukcích na úrovni cca 0,05 %. (toto je opět optimalizační odezva pro prefabrikované konstrukce).
Do určité míry se obsah výztuže v konstrukcích odráží v některých odhadovaných normách [4, 5]. Tam se hodnota výztuže v betonu pohybuje v rozmezí 190 kg/m200 – opět bez vazby na různé proměnlivé výchozí údaje.
Pro odhad obsahu výztuže v betonu monolitických konstrukcí provedeme malý numerický experiment. Vezměme si například fragment desky o půdorysných rozměrech 1,0 × 1,0 m se dvěma výztužnými sítěmi na každém líci, s roztečí prutů 100 × 100 mm a sledujte změnu obsahu výztuže v betonu v závislosti na na změnách některých počátečních parametrů: tloušťky desky a průměru výztuže (obr. 1).
Rýže. Obr. 1. Obsah výztuže v betonu (kg/m3) pro monolitický fragment o ploše 1 m 2 s různými počátečními údaji: a – s různými průměry výztuže; b – při různých tloušťkách desek
Rýže. 2. Rozhraní programu SCAD++. Postprocesor “Vyztužený beton”, režim “Zkouška železobetonu”
Jak je z výše uvedených údajů patrné, i za „ideálních“ návrhových podmínek (žádná příčná výztuž, přídavná výztuž, různé prvky lokální výztuže atd.) je obsah výztuže např. u prvku tloušťky 200 mm se dvěma sítěmi v něm umístěná výztuž o průměru 10 mm je 123,2 kg/m3. Za přítomnosti různých dalších faktorů se celkový obsah výztuže v betonu prudce zvýší.
Tabulka 1. Faktory ovlivňující spotřebu betonu a výztuže
Faktor
Důsledek
Geotechnické poměry staveniště
Typ základu (pilota, deska, pás)
Rozteč nosných svislých prvků
Rozpětí desek, jejich tloušťka (tuhost)
Rozměry řezů sloupů/pylonů/stěn
Měrná hmotnost výztuže v betonu
Třída betonu a výztuže
Spotřeba výztuže v úseku
Poměrně pracné a rutinní práce na stanovení obsahu výztuže v betonu pro některé jednotlivé prvky a celou konstrukci jako celek ve fázi počátečního návrhu (ještě před vývojem výkresů ve fázi QOL / QOL) lze provést s poměrně vysoká přesnost v programu SCAD ++. V režimu “Zkouška železobetonu” postprocesoru “ŽB” pomocí operace Hmotnost dané výztuže (obr. 2), můžete nejen určit spotřebu výztuže v reálném čase, ale zároveň (což je velmi důležité) a zkontrolovat, jak zadaná výztuž splňuje nezbytná kritéria pro pevnost konstrukce v souladu s vybranými normami návrhu. .
Zároveň si musíte pamatovat, že program počítá spotřebu:
- výztuž bez zohlednění jejího přesahu a ohybů, což může ke skutečné spotřebě výztuže přidat cca 15 %;
- beton, s přihlédnutím k průsečíkům prvků, protože ke spojení prvků dochází podél osy tyče a střední roviny deskových prvků (nárůst o cca 5 %).
Celková spotřeba výztuže a betonu v každé budově závisí na mnoha faktorech, které lze do určité míry upravit v počáteční fázi výpočtu a návrhu. Hlavní faktory, které ovlivňují spotřebu betonu a výztuže v konstrukcích a budovách, jsou uvedeny v tabulce. 1.
