Поперечная арматура в стене ошибки проектирования

Обновлено: 23.04.2024

Схема простая. Плита перекрытия 20 см, безбалочная, на колоннах и диафрагмах. Я ввел только плиту, а там, где колонны и стены, просто задал связи узлам по всем направлениям (как в заделке). Максимальный пролет 11,2х5,7 м. Помимо веса ввел еще 400 кг/кв.м. На выпуклый глаз очень подозрительно мало. В самом большом пролете в середине просит ф10, по краям у колонн и диафрагм - ф12-14. И самое интересное - вылазеет поперечная арматура, причем ф16-20.Отсюда вопросы: 1. По Вашему опыту, при таких нагрузках и.

У зв'язку з великою кількістю неіснуючих підписок на оновлення форуму була проведена очистка. Якщо ви перестали отримувати повідомлення з оновленнями, прохання провести підписку знову.

Схема простая. Плита перекрытия 20 см, безбалочная, на колоннах и диафрагмах. Я ввел только плиту, а там, где колонны и стены, просто задал связи узлам по всем направлениям (как в заделке). Максимальный пролет 11,2х5,7 м. Помимо веса ввел еще 400 кг/кв.м. На выпуклый глаз очень подозрительно мало. В самом большом пролете в середине просит ф10, по краям у колонн и диафрагм - ф12-14. И самое интересное - вылазеет поперечная арматура, причем ф16-20.
Отсюда вопросы: 1. По Вашему опыту, при таких нагрузках и пролете в середине хватает стали?
2. Каково там поперечную арматуру просит.

Денис Брагин,
Не забывайте, что МКЭ - это численный метод и решения мы получаем приближенные. Вы поставили узловые связи, наверное не учли реальную площадь сопряжения конструкций. Если колонну Вы заменили одним узлом с заделкой, то это вообще из ряда вон. И еще поперечные силы в оболочковых элементах (по которым подбирается поперечная арматура) - это третьи производные от перемещений.

Делал это все быстро, на ноутбуке и в машине, но насчет колонн не знал (вроде в Лире 9,2 в примерах такого не видел). То есть надо было задать связи в узлах по периметру колонны? Тогда понятно.
А насчет поперечной арматуры: так просто закрыть глаза или как.

Цитата
То есть надо было задать связи в узлах по периметру колонны

нет, не так, или не для любого случая это подходит. Условно говоря, нужно ввести один узел, в котором нужно назначить те связи, которые бы отвечали работе отброшенной колонны, а узлы плиты, в соотвествии с габаритами колонны, добавить в АЖТ вместе с дополнительным узлом, моделирующим связи отброшенной колонны.

В стене также МОЖЕТ быть не правильно.

Вообще не понятно, как для такого пролета можно брать 20см плиту. Учитывали ли Вы понижающие коэффициенты к бетону для предварительных расчетов?

А насчет поперечки - посчитайте на продавливание, и решите, закрывать глаза или нет.

20 см плиты - это не моя задумка. Архитекторы прислали чертежи, я - только подбираю арматуру.
Так Вы считаете, что 20 см и ф12 в пролете и на опорах не хватит? Вручную прикидывал как балку, защемленную с двух концов, вроде в пролете нормально.
ander, можете посмотреть мою схему и дать напутствия?

Цитата не помню откуда:
При анализе результатов подбора поперечной арматуры следует иметь в виду, что для пластин МКЭ дает приближенное решение. При этом погрешность вычисления усилий (напряжений) превышает погрешность вычисления перемещений. В свою очередь,
погрешность вычисления перерезывающих сил значительно превышает погрешность вычисления моментов. Особенно это касается
треугольных конечных элементов. Наиболее сильно эта погрешность проявляется в местах концентрации напряжений, в частности, в местах примыкания плит к колоннам. Величины перерезывающих сил при этом могут иметь большой разброс. Поперечная арматура, вычисленная по этим значениям, может быть некорректна.
Конец цитаты.
Кроме этого в форуме Пакеты прикладных программ есть тема Поперечная арматура в КЭ оболочки.
Обычно решается это отверстиями в плите в теле колонн или диафрагм, либо просто не учитывается поперечная арматура в этих местах (там где плита как бы находится в составе колонны или диафрагмы). Если делаете отверстия в плите, то колонны и диафрагмы с плитой соединяются жесткими телами или так называемыми "паучками", "пеньками" с жесткими вставками. Ошибки
могут быть и в меньшую сторону если задать большие размеры конечных элементов, так как Лира выдает арматуру для центра оболочки и таким образом у опоры не получим реальных значений. Рассказывали случай когда крошится балконная плита у колонн, вероятно, были заданы большие конечные элементы.
Либо считать на продавливание вручную или с помощью ППП, ПЛИТА (ПК Мономах).
Для Ваших нагрузок желательно сделать нелинейный расчет, точно сказать не могу, но нелинейность начинает сказываться при таком пролете почти с собственного веса, арматура "подрастет" на диаметр-два диаметра в лучшем случае. ф10 явно занижен, особенно если Ваши 400кг реально там когда-нибудь будут. Пойдут трещины и прогиб будет виден порядка 100мм.

Встречаются неучи все чаще. Система образования прогнила, система обучения на местах отсутствует в силу существования мелких шаражек из 5-10 человек что то проектирующих на коленке в меру своих скудных познаний.
Приводите примеры кому попадались аналогичные реализованные проекты.

Хочется озвучить тему, т.к. в ВУЗах (если их можно еще так называть) даже в мое время поперечному армированию уделялось явно недостаточное время, хотя неверное поперечное армирование вообще не работает, и, равно как и его недостаток, ведет не к чрезмерным деформациям, давая время на нейтрализацию, а к практически мгновенному разрушению.

Привожу пример в приложении. Здание детского сада.

Поперечное армирование балок выполнено каркасами. Каркасы не сварены! Прихватки ручной дуговой сваркой не обеспечивают анкеровки поперечных стержней! Шов К3 выполняемый ручной дуговой может использоваться ТОЛЬКО для временного крепления при транспортировке. Поперечное армирование в результате в балках просто не работает. Считайте его нет. А по расчету (не знаю стоит ли верить расчету этого недоучки, я с ним не знаком) армирование требуется аж из 12А500 и 14А500 (!) по 3 и 4 стержня в одном сечении.

Горизонтальные стержни поперечного армирования выполнены отдельными стержнями без сварки и без лапок. Для балок в средних пролетах, где нет кручения, это нарушение не известно к чему может привести, но для крайних балок вместо кольцевого хомута получили вообще не понятно что.

В методичках по ЖБ часто можно увидеть картинку сечения балки, где продольная арматура обрамлена с виду отдельными стержнями, без уточнения, что там отображен поперечный сварной каркас или пространственный сварной каркас на Кт. А выпускники, не верно истолковав картинку выполняют поперечное армирование отдельными стержнями скрученными вязальной проволокой. Такая конструкция НЕ РАБОТАЕТ! Вязальная проволока не обеспечивает анкеровку поперечным стержням, а без анкеровки они не смогут скрепить бетон, их вырвет из бетона при раскрытии трещины!

СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции
8.3.17 Поперечная арматура, предусмотренная для восприятия поперечных сил и крутящих моментов, а также учитываемая при расчете на продавливание, должна иметь надежную анкеровку по концам путем приварки или охвата продольной арматуры, обеспечивающую равнопрочность соединений и поперечной арматуры.

Преподаватели в "ВУЗах" не обращают внимание учеников, что поперечное армирование может быть только хомутами, шпильками, сварными поперечными сетками, пространственными (!) каркасами или плоскими каркасами с соединением шпильками (кроме крайних балок). Получаем детский сад в котором опасно находиться. Не знаю когда рухнет, но когда то это должно произойти при приближении даже к нормативным нагрузкам.

Поперечное армирование в зоне продавливания имеет те же требования. Данный садик не единственный, запроектированный этим неучем. Есть еще как минимум один. Там ситуация аналогичная, только перекрытия безбалочные. Каркасы зоны продавливания так же соединены не на Кт, а на "плевках" ручной дуговой. Проведено обследование в силу отсутствия консервации объекта долгое время и выявлено данное катастрофическое нарушение. Там полно и других ошибок, довольно плачевных, но это самое опасное и не имеющее простого решения по реконструкции и приведению к работоспособному состоянию.

Если кто то знает автора этого отвратительного произведения раздела КЖ, поделитесь личным мнением тоже. Хочется знать так же хорошо ли он спит по ночам.

__________________
точность вопроса влияет на меткость ответа
хамов и умалишенных просьба не беспокоить

При расчете внецентренно сжатых элементов в общем случае следует учитывать влияние продольного изгиба на увеличение эксцентриситета продольной силы, т.е. влияние продольного изгиба.

Как правило, усилия в элементах расчетных моделей определяются без учета деформированной схемы. Поэтому для учета продольного изгиба при выполнении конструктивного расчета нормального сечения (проверка или подбор армирования) следует корректировать полученные из расчета по недеформированной схеме изгибающие моменты.

В основе принятого в нормах проектирования СП 63.13330 подхода по учету продольного изгиба (пункт 8.15) используется метод критических сил (параграф 3.2.13[1] и 3.2.1 [2]).

Следует отметить, что в основе расчетной модели, приведенной в нормах проектирования, лежит внецентренно сжатый элемент с шарнирными закреплениями по концам. Упругая линия данного стержня имеет вид синусоиды с максимальным выгибом в середине пролета.

Функция ПК ЛИРА-САПР «Учет расчетной высоты» предназначена для учета продольного изгиба из плоскости пластинчатого конечного элемента.

При «учете расчетной высоты» происходит корректировка изгибающего момента My, полученного по результатам расчета, с учетом коэффициента η. При этом согласованные оси для выдачи результатов должны быть направлены таким образом, что местная ось Y1 смотрела вертикально (для стен «высота» определяется направлением согласованной оси Y1).

Решение по учету продольного изгиба принимает пользователь в зависимости от особенностей расчетной модели. При этом следует брать в учет ту расчетную модель, которая заложена в нормах проектирования. Так, при действии вертикальных нагрузок в опорном узле коэффициент η=1.

Т.к. в стеновых системах горизонтальную нагрузку воспринимают диафрагмы, расположенные в плоскости действия этой нагрузки, то для узлов сопряжения стен и плит, перпендикулярных горизонтальной нагрузке, учет продольного изгиба не требуется. Учет продольного изгиба, как правило, требуется только для средней трети высоты стены – среднего сечения (см. раздел 5 [3]).

Ниже на рисунках показан узел сопряжения фундаментной плиты с колонной (Рис. 1), расположение арматурных каркасов в плите (Рис. 2), и чертёж арматурного каркаса (Рис. 3).

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Откуда возникает требование об указании равнопрочных соединений сварных каркасов? Пойдём по порядку и начнём с СП 63.13330.2012.

8.1.50 … Поперечная арматура должна отвечать конструктивным требованиям, приведенным в 10.3. При нарушении указанных в разделе 10.3 конструктивных требований в расчете на продавливание следует учитывать только поперечную арматуру, пересекающую пирамиду продавливания, при обеспечении условий ее анкеровки.

Далее идём в раздел 10.3 Конструктивные требования и находим там:

10.3.31 При соединении арматуры с использованием сварки выбор типов сварного соединения и способов сварки производят с учетом условий эксплуатации конструкции, свариваемости стали и требований по технологии изготовления в соответствии с ГОСТ 14098.

И для того, чтобы понять куда именно смотреть в ГОСТ 14098 надо также заглянуть в раздел 11.2 Арматура:

11.2.4 Сварные арматурные изделия (сетки, каркасы) следует изготавливать с помощью контактно-точечной сварки или иными способами, обеспечивающими требуемую прочность сварного соединения и не допускающими снижения прочности соединяемых арматурных элементов (ГОСТ 14098, ГОСТ 10922).

Теперь понятно, что в ГОСТ 14098 нужно искать соединения выполняемые с помощь контактно-точечной сварки. Но заглянув в таблицу 2 ГОСТа 14098 можно увидеть следующее:

В таблице есть требования к соединениям обеспечивающие ненормируемую прочность и прочность по ГОСТ 10922, чтобы понять что именно имеется ввиду надо открыть этот ГОСТ.

4.7 Крестообразные соединения типа К1 по ГОСТ 14098, которые должны обеспечивать восприятие арматурой сеток и каркасов напряжений не менее ее расчетных сопротивлений, подлежат выполнению с нормируемой прочностью в соответствии с 5.14 и 5.16.
Соединения с нормируемой прочностью должны быть указаны в рабочих чертежах арматурных изделий.
ГОСТ 10922

Согласно пунктам 3.10 и 3.11 ГОСТ 10922 соединения с ненормируемой прочностью являются неравнопрочными соединениями, обеспечивающими прочность всего 0.3 от временного сопротивления, а соединения с нормируемой прочностью являются равнопрочными соединениями. Поэтому если в проекте не указано, что крестообразные соединения сварных каркасов выполняются по ГОСТ 14098 тип К1 с нормируемой прочностью, их выполнят без этого требования и они не обеспечат восприятие усилий от продавливания в плите перекрытия.

Самодеятельное или самостоятельное выполнение строительных работ – наиболее частая причина ошибок и брака в индивидуальном строительстве. На объектах, возводимых подрядным способом, то есть – с использованием труда специалистов, также может встретиться недостаточно качественная работа, вызванная некомпетентностью, невнимательность и даже недобрым умыслом.

Изготовление и монтаж железобетонных конструкций – одно из наиболее востребованных на любой стройке технических решений для многих видов зданий и сооружений. Вот несколько примеров конструкций, изготавливаемых преимущественно из железобетона:

Элементы фундаментов и опор
Подземные конструкции
Сооружения гидротехнического характера
Элементы, работающие на сжатие – колонны и столбы
Конструкции, работающие на изгиб – балки, прогоны, пояса, перемычки.

Распространение современных конструкций опалубки позволяет сооружать перекрытия из монолитного железобетона, другие непростые и интересные конструкции.

ЖЕЛЕЗОБЕТОН И ЕГО СВОЙСТВА

Основные идеи бетона, как конструктивного материала, были проработаны ещё во времена Древнего Рима. Однако главный и гениально простой метод получения чрезвычайно эффективного материала на основе бетона был найден значительно позднее – в 19 веке.

Именно к этому времени относится начало попыток армирования бетона стальными элементами.

Гениально простая идея работы железобетона сводится к тому, что в этом материале два основных компонента функционируют с наибольшей целесообразностью. Бетон, искусственный камень, воспринимает усилия сжатия, а сталь в виде арматуры разного типа сдерживает растягивающие усилия, сопротивляться которым бетон практически не в состоянии. За более сотни лет создания и эксплуатации железобетона сформировались основные характеристики этого материала и способы его применения в дело:

Разработка железобетонных конструкций включает в себя расчётную часть, на основании которой определяется количество и характер расположения арматуры, марка и тип бетонной смеси.

Поиск лучших решений железобетонных конструкций не останавливается. Предметом поиска является широкий спектр проблем, например:

Новые бетонные смеси с особенными свойствами
Новые и более эффективные типы арматуры – проволока, предварительно напряжённые конструкции
Технологии изготовления и новаторские конструкции с уникальными параметрами
Более разнообразный и универсальный ассортимент типовых и серийных изделий

Изготовление железобетонных конструкций

Производство железобетонных конструкций существует в двух основных формах – изготовление серийных и некоторых индивидуальных конструкций на производстве и возведение монолитных структур в построечных условиях.

Вот основные этапы изготовления конструкций из железобетона:

Сооружение опалубки на стройке или подготовка формы на производстве
Монтаж арматурного каркаса
Приготовление или доставка готового бетона и укладка его в опалубку или форму
Обработка бетона (вибрирование, центрифугирование, выравнивание верхней (открытой) поверхности
Твердение и набор прочности, чаще всего - методом пропаривания в заводских условиях или в естественной обстановке стройки.
Контроль качества.

В последовательности этих операций особенную роль играет сооружение опалубки, от которой зависит точность геометрии конструкции и качество бетона. Не менее важен этап сооружения арматурного каркаса, который в построечных условиях почти всегда делается вручную.

Профессионалы железобетонных работ, занятые проектированием и изготовлением конструкций, стремятся упростить трудоёмкий этап сооружения опалубки и вязки арматурного каркаса. Опыт практических строительных работ с железобетоном – точный критерий эффективности многих технических решений в этом секторе.

АРМАТУРНЫЙ КАРКАС ЖЕЛЕЗОБЕТОНА – ОСОБЕННОСТИ И ОШИБКИ

Ключевой этап создания железобетонной конструкции – вязка каркаса. В самом деле, большинство элементов армирования железобетонных структур и изделий собирают воедино, скрепляя арматурные прутья связкой из тонкой мягкой проволоки.

Эта технология распространена во всем мире, поэтому многие интересные находки и изобретения в этой сфере очень быстро становятся всеобщим достоянием.

Проект и каркас

Точное инженерное решение арматурного каркаса – часть общего проекта железобетонной конструкции. Грамотный и качественный проект не только гарантирует работоспособность будущей структуры, но и даёт исчерпывающую информацию для её изготовления.

В частности, в проекте железобетонной конструкции (форма и содержание такого проекта нормируется) есть такие обязательные компоненты:

Спецификация арматурных стержней, иначе - исчерпывающий список стальных деталей, которые необходимо приобрести для объекта
Чертежи разной степени детализации, определяющие каждому арматурному пруту своё место
Указания о размещении арматурного каркаса в опалубке, определяющие параметры защитного слоя
Данные для изготовления и размещения закладных деталей.

Качество проектных материалов – не единственное условие для успешного и рационального процесса создания железобетонной конструкции. Компетенция исполнителей и их руководства – второй решающий фактор.

Ошибки при изготовлении арматурного каркаса

Ошибки исполнителей, как причина брака в изготовлении арматурного каркаса встречаются значительно чаще ошибок в проектировании. Главная причина таких ошибок строителей – недостаточный опыт и квалификация, а также – отсутствие компетентного руководства.

Оставив без рассмотрения грубые ошибки с полностью неправильной сборкой каркаса, можно выделить такие наиболее распространённые изъяны этой стадии создания железобетонных конструкций:

Недостаточно прочный каркас, теряющий геометрию под воздействием укладываемого и уплотняемого бетона
Ошибки в величине защитного слоя
Самовольное увеличение параметров армирования с целью дополнительного, не предусмотренного проектом, усиления
Недостаточно точное размещения главных рабочих стержней
Неправильное изготовление типовых деталей каркаса, не оговорённых материалами проекта, например – отгибов и хомутов круглой гладкой арматуры
Ошибки в марке или классе прочности использованной арматуры.

Основной состав «авторов» таких нарушений и ошибок – самодеятельные строители, участники «самоорганизованных» бригад, домашние мастера-умельцы. Большая часть таких ошибок объясняется стремлением усилить конструкцию, предложенную проектом, а такое желание возникает из-за отсутствия профильного образования и опыта работы на серьёзных объектах.

Некоторые ошибки исполнители замечают самостоятельно и оперативно избавляются от них. Так, недостаточно прочный каркас смещается под действием веса бетона и спешное исправление положения вместе с риском значительных убытков вынуждает авторов ошибки самостоятельно следить за недопущением подобного в будущем, а нарастающий опыт позволит своевременно принимать верные решения из тех, что не оговорены проектом.

Распространённая ошибка в виде неправильно заданной величины защитного слоя достаточно сложна в своевременной диагностике. Назначение правильного защитного слоя осложняется тем, что самые важные арматурные стержни расположены в непосредственной близости к наружной поверхности бетона.

Некоторые ошибки, кажущиеся незначительными, могут оказать существенное воздействие на характеристики изготавливаемого железобетона. Неточное размещение основных рабочих стержней или применение марки арматуры, отличной от проектной – характерные примеры таких ошибок.

Обнаружение ошибок серьёзного характера и масштаба - причина для принятия важных решений о судьбе конструкции или всего объекта. Кроме демонтажа некоторых ответственных конструкций с обнаруженным браком арматуры, есть возможность усиления, в крайнем случае - ограничении или изменении расчётных нагрузок.

Предупреждение вреда от ошибок армирования

Основной метод предупреждения потерь и даже аварий, к которым могут привести ошибки армирования железобетонных конструкций – своевременный контроль укладки арматуры. Этот метод практикуется везде, где железобетон делается в соответствии с требованиями строительных норм и правил.

В зависимости от степени ответственности конструкций определяется степень строгости контроля и состав специалистов, его производящих. В большинстве случаев такой контроль оформляется документально, после чего строители могут приступать к укладке бетона.

В случае, когда требуется оценить качество готовой железобетонной конструкции, ничего другого не остаётся, кроме применения методов неразрушающего контроля. Сегодня есть немало достаточно точной аппаратуры с помощью которой могут быть получены многие данные о железобетоне, в том числе такие:

Марка прочности бетонного тела
Точные места расположения арматурных прутьев и их параметры
Степень коррозии арматуры
Однородность бетона и наличие в нём трещин и повреждений.

Важно, чтобы строители, особенно те, кто получил квалификацию самостоятельно, понимали важность и ответственность правильного армирования железобетона по проекту. Такое понимание будет тем лучше, чем в большей степени оно основано на знании механики работы этого замечательного материала.

Хорошая квалификация строителя позволит не только избежать рисков снижения характеристик конструкций, но и ощутимого удорожания сооружений из-за ненужного и даже бессмысленного усиления. Специалисты в области инвестиционных проектов должны понимать, что полноценную оценку характеристик железобетонной конструкции можно получить только по результатам выполнения измерений неразрушающего контроля.

Читайте также: