Стислі елементи, посилені непрямим армуванням

Якщо в короткому стислому елементі встановити поперечну арматуру, здатну ефективно стримувати поперечні деформації, то цим можна істотно збільшити його несучу здатність. Таке армування називають непрямим. У практиці для елементів з круглим або багатокутний поперечний переріз набуло поширення непряме армування у вигляді спіралей або зварних кілець (6.4, г). Для елементів з прямокутним перетином застосовують об'ємне непряме армування у вигляді часто розміщених поперечних зварних сіток (6.4, в). Непряме армування у вигляді поперечних сіток широко використовують для місцевого посилення залізобетонних збірних колон поблизу стиків, а також під анкерами і в зоні анкерування попередньо напруженої арматури.

У межах ядра, укладеного всередині спіралі або контуру зварної сітки, спостерігається підвищений опір бетону. Це пояснюється тим, що непряма арматура стримує поперечні деформації бетону, що виникають при поздовжньому стисканні. В результаті підвищується опір стисненню навіть після утворення перших поздовжніх тріщин. Таке армування сприяє опору зовнішнім впливам навіть після відшаровування захисного шару бетону. Міцність елемента вичерпується, коли напруги в поперечній арматурі досягають межі текучості. Поздовжні деформації елементів великі і зростають зі збільшенням поперечного армування. Це дозволяє застосовувати поздовжню арматуру з сталей більш високої міцності (класів A-IV, A-V), ніж зазвичай (A-II, А-Ш).

Для непрямого армування застосовують арматурну сталь класів A-I, А-І та A-III діаметром 6. 14 мм або попередньо напружену дріт. У колонах сітки і спіралі (кільця) повинні охоплювати всю робочу поздовжню арматуру. Відстань між витками спіралі або кільцями в осях має бути не більше 1/5 діаметра елемента і не більше 100 мм. Мінімальний крок спіралі необмежений, але з зручності бетонування його призначають не менше 3 см.

При застосуванні непрямого армування зварними сітками розміри осередків приймають не менше 45 мм, не більше 1/4, меншої сторони колони і не більше 100 мм; крок сіток - 60. 150 мм. У всіх випадках поздовжня арматура колони повинна проходити всередині контуру сіток (6.4, в).

При посиленні кінцевих ділянок позацентрово стиснутих елементів зварні сітки непрямого армування встановлюють у торця в кількості не менше чотирьох сіток по довжині (рахуючи від торця елемента) не менше 20d, якщо поздовжня арматура виконана з гладких стрижнів, і не менш 10d - зі стержнів періодичного профілю. Міцність стиснутих елементів з непрямим армуванням будь-якого виду розраховують за наведеними вище формулами (див. § 6.4), в яких враховується лише частина площі бетонного перерізу Аф обмежена крайніми стержнями сітки або спіралі, і замість опору бетону Rb застосовують наведене його опір визначається при армуванні елементів поперечними звареними сітками по формулі

При центральному стиску (ео = 0) ефективність кільцевої арматури максимальна. Зі збільшенням е 0 ефективність спірального армування знижується. Це пояснюється тим, що стисла зона бетону охоплена спіральної арматурою лише по зовнішньому контуру перетину, що не може в достатній мірі обмежити розвиток поперечних деформацій. Однак при використанні непрямого армування у вигляді сіток в стислій зоні, як правило, виявляється кілька осередків сітки, кожна з яких працює самостійно і тоді міцність бетону у внецент- ренно стиснутих елементах практично не знижується.

Граничне значення обчислюють за формулою (5.4), в якій з знаходять по емпіричної залежності, що враховує велику деформативність елементів з непрямим армуванням [1].

Непряме армування враховується в розрахунках при гнучкості / 0 / г '<35 (здесь г" — радиус инерции ядра сечения, ограниченного осями крайних стержней поперечной арматуры), а также при условии, что несущая способность элемента, вычисленная по приведенным выше формулам (при Aef и R-ь, red)^ превышает его несущую способность, определенную по полному сечению А и расчетному сопротивлению бетона Rb (без учета косвенной арматуры).

Крім розрахунку міцності виробляють додатковий розрахунок для того, щоб в стадії експлуатації в захисному шарі не утворилися поздовжні тріщини і не відбулося передчасне відшарування бетону.