Опубликовано Сравнительные характеристики арматуры классов А400 (A-III) и А500 ГлавСтройИнвест
- Статьи
- Новости
- Наши партнеры
- Реквизиты
+7 812 642-21-37
Опрос
Откуда вы узнали о нашей комании
29.10.2022
| Нормативные документы, механические свойства, области применения, эффективность, потребительские и технические характеристики | Класс арматуры | |||
| А400 (A-III) | А500 | |||
| А400 (A-III) | А400С | А500С | А500СП | |
| Марка стали | ||||
| 35ГС 25Г2С |
Ст3СП Ст3ГПС |
Ст3СП, Ст3ПС, Ст3ГПС, 18ГС, 20ГСФ |
||
| Документы для поставки; | ГОСТ 5781-82 | СТО АСЧМ 7-93 | СТО АСЧМ 7-93, ТУ 14-1-5254-2006, ТУ 14-1-5526-2006 |
|
| Документы для расчета, проектирования и применения в железобетонных конструкциях | СНиП 52-01-2003 СП 52-101-2003 |
СНиП 52-01-2003 СП 52-101-2003 ТСН 102-00 |
СНиП 52-01-2003 СП 52-101-2003 ТСН 102-00 СТО 36554501-005-2006 |
|
| Временное сопротивление разрыву σв, Н/мм2 | 590 | 600 | ||
| Предел текучести σт(σ0,2), Н/мм2 | 390 | 500 | ||
| Относительное удлинение δ5, % | 14; | 16 | 14 | |
| Угол изгиба при диаметре оправки C=3d | 90° | 160°-180° | 160°-180° | |
| Расчетное сопротивление растяжению Rs, МПа | 355 | 435 | 450 | |
| Расчетное сопротивление сжатию Rsc, МПа; | 355 | 450 | ||
| Нормативное сопротивление Rsn, МПа | 400 | 500 | ||
| Применение при отрицательных температурах; | до -55 °С / до -70 °С |
до -70 °С | до -70 °С | |
| Применение дуговой сварки прихватками крестообразных соединений | Запрещается / Допускается |
Допускается | Допускается | |
| Эффективность сцепления с бетоном | Высокая при эксплуатационных нагрузках, средняя — при критических (аварийных) | Средняя | Средняя | Высокая |
| Эффективность сопротивления динамическим нагрузкам | Средняя | Высокая | Высокая | Высокая |
| Применение в качестве анкеров закладных деталей | Допускается | Допускается | Рекомендуется для повышения надежности | |
| Применение в качестве монтажных петель | Запрещено | Возможно | Возможно | |
| Возможный экономический эффект относительно арматуры класса А400 (А-III) | — | 10-20 % | 15-25 % |
|
| Применение в ответственных зданиях и сооружениях, в том числе проектируемых с учетом сейсмических и аварийных нагрузок | Допускается | Допускается | Рекомендуется для повышения надежности | |
| Способ производства проката | Горячекатаный | Термомеханически упрочненный, холоднодеформированный | Термомеханически упрочненный, холоднодеформированный, горячекатаный | |
| Маркировка класса арматуры | Прокатная на поверхности, не реже чем через 1,5 м | Видом профиля | ||
Купить арматуру А3 оптом можно в компании «ПКФ «ГлавСтройИнвест»
Подписаться на рассылку
Ваш адрес электронной почты: ПодписатьсяХарактеристики арматуры
СП 63.
13330.2012
6.2.7 Основной прочностной характеристикой арматуры является нормативное значение сопротивления растяжению Rs,n, принимаемое в зависимости от класса арматуры по таблице 6.13.
6.2.8 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению Rsопределяют по формуле:
где γs — коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным 1,15 для предельных состояний первой группы и 1,0 — для предельных состояний второй группы.
Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению Rsприведены (с округлением) для предельных состояний первой группы в таблице 6.14, второй группы — в таблице 6.13. При этом значения Rs,nдля предельных состояний первой группы приняты равными наименьшим контролируемым значениям по соответствующим стандартам.
Таблица 6.13
| Класс арматуры | Номинальный диаметр арматуры, мм | Нормативные значения сопротивления растяжению Rs,nи расчетные значения сопротивления растяжению для предельных состояний второй группы Rs,ser, МПа |
| А240 | 6 — 40 | 240 |
| А400 | 6 — 40 | 400 |
| А500 | 10 — 40 | 500 |
| А600 | 10 — 40 | 600 |
| А800 | 10 — 32 | 800 |
| А1000 | 10 — 32 | 1000 |
| В500 | 3 — 16 | 500 |
| Вр500 | 3 — 5 | 500 |
| Вр1200 | 8 | 1200 |
| Вр1300 | 7 | 1300 |
| Вр1400 | 4; 5; 6 | 1400 |
| Вр1500 | 3 | 1500 |
| Вр1600 | 3 — 5 | 1600 |
| К1400 | 15 | 1400 |
| К1500 | 6 — 18 | 1500 |
| К1600 | 6; 9; 11; 12; 15 | 1600 |
| К1700 | 6 — 9 | 1700 |
Значения расчетного сопротивления арматуры сжатию Rscпринимают равными расчетным значениям сопротивления арматуры растяжению Rs, но не более значений, отвечающих деформациям укорочения бетона, окружающего сжатую арматуру: при кратковременном действии нагрузки — не более 400 МПа, при длительном действии нагрузки — не более 500 МПа.
Для арматуры классов В500 и А600 граничные значения сопротивления сжатию принимаются с понижающим коэффициентом условий работы. Расчетные значения Rsc приведены в таблице 6.14.
Таблица 6.14
| Класс арматры | ||
| растяжению Rs | сжатию Rsc | |
| А240 | 210 | 210 |
| А400 | 350 | 350 |
| А500 | 435 | 435 (400) |
| А600 | 520 | 470 (400) |
| А800 | 695 | 500 (400) |
| А1000 | 870 | 500 (400) |
| В500 | 435 | 415 (380) |
| Вр500 | 415 | 390 (360) |
| Вр1200 | 1050 | 500 (400) |
| Вр1300 | ИЗО | 500 (400) |
| Вр1400 | 1215 | 500 (400) |
| Вр1500 | 1300 | 500 (400) |
| Вр1600 | 1390 | 500 (400) |
| К1400 | 1215 | 500 (400) |
| К1500 | 1300 | 500 (400) |
| К1600 | 1390 | 500 (400) |
| К1700 | 1475 | 500 (400) |
Примечание — Значения Rscв скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки. | ||
6.2.9 В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик арматуры умножают на коэффициенты условий работы γsi, учитывающие особенности работы арматуры в конструкции.
Расчетные значения Rswдля арматуры классов А240 … А500, В500 приведены в таблице 6.15.
Для поперечной арматуры всех классов расчетные значения сопротивления Rsw следует принимать не более 300 МПа.
Таблица 6.15
| Класс арматуры | Расчетные значения сопротивления поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) растяжению для предельных состояний первой группы, МПа |
| А240 | 170 |
| А400 | 280 |
| А500 | 300 |
| В500 | 300 |
Расчет железобетонного подвесного перекрытия::EPLAN.HOUSE
Монолитные железобетонные плиты перекрытия , несмотря на большое количество сборных плит, по-прежнему пользуются спросом.
Особенно это актуально, если это дом с уникальной планировкой, где все комнаты разного размера или бригада будет производить строительство без подъемных кранов. В таких случаях установка монолитной железобетонной плиты перекрытия позволяет значительно сократить расходы на материалы или доставку и монтаж. Однако больше времени строитель потратит на подготовительные работы, в том числе на опалубку. Однако не это отпугивает людей, приступающих к бетонированию пола. Сделать опалубку, заказать арматуру и бетон теперь не проблема. Проблема в том, как определить, какой бетон и какая арматура для этого требуется.
Эта статья не является руководством к действию, а носит чисто информационный характер. Все тонкости расчета железобетонных конструкций строго стандартизированы.
Расчет любой строительной конструкции вообще и железобетонной плиты перекрытия в частности состоит из нескольких этапов:
- выбор геометрических параметров сечения;
- определяют класс бетона и класс арматуры, чтобы проектируемая плита не разрушилась при воздействии максимально возможной нагрузки.
Расчет мы будем выполнять для сечения, перпендикулярного оси x.
Не будем проводить расчеты:
- местное сжатие,
- продавливание,
- действие поперечных сил,
- трещины кручения (предельные состояния первой группы), раскрытия (предельные состояния для второй группы).
Предполагая заранее, что для обычного плоского подвесного пола в жилом доме такие расчеты не требуются, а, как правило, и требуются. При этом ограничимся только расчетом поперечного (типового) сечения на действие изгибающего момента. Кому не нужны пояснения по определению геометрических параметров, выбору расчетной модели, набору нагрузок и предпосылкам расчета, могут сразу перейти к расчетному примеру.
Этап 1. Определение расчетной длины плиты.
Реальная длина плиты может быть любой, а вот расчетная длина, иначе говоря, пролет балки (а в нашем случае плиты перекрытия) — совсем другое дело. Пролет – это расстояние в свету между несущими стенами.
Другими словами, это длина или ширина комнаты от стены до стены. Поэтому определить пролет плиты перекрытия довольно просто. Нужно измерить это расстояние линейкой или другим подручным средством. Конечно, реальная длина плиты будет больше. Монолитная железобетонная плита перекрытия может опираться на несущие стены из кирпича, шлакоблока, камня, керамзитобетона или газобетонных блоков, в нашем случае это не принципиально. Однако допустим, что несущие стены облицованы материалами, обладающими недостаточной прочностью (пенобетон, газобетон, керамзитобетон, шлакоблок). В этом случае материал стены также должен быть рассчитан на соответствующую нагрузку. В данном примере рассмотрим однопролетную плиту перекрытия, опирающуюся на две несущие стены. Расчет железобетонной плиты по контуру, т. е. по четырем несущим стенам, а также многопролетных плит здесь не рассматривается.
Вышеуказанное не остается пустым звуком и лучше усваивается. Примем значение расчетной длины плиты l = 4 м .
Этап 2. Предварительное определение геометрических параметров плиты, класса арматуры и бетона.
Нам пока неизвестны эти параметры, но мы можем настроить их так, чтобы они что-то считали.
Зададим высоту плиты h = 10 см, а условную ширину b = 100 см. В данном случае условность означает, что мы будем рассматривать плиту перекрытия как балку высотой 10 см и шириной 100 см, а значит, полученные результаты следует распространить на все оставшиеся сантиметры ширины плиты. Если предстоит изготовить плиту перекрытия расчетной длиной 4 м и шириной 6 м, то для каждого из этих 6 метров следует принимать параметры, определенные для одного расчетного метра.
Итак принимаем значения высоты h = 10 см , ширины = 100 см , класса бетона В20 , класса арматуры А400
Этап 3. Определение опор.
В зависимости от пролета опоры, материала и веса несущих стен плита перекрытия может рассматриваться:
- шарнирная неконсольная балка,
- или шарнирно-консольная балка,
- или в виде балки с жестким защемлением на опорах.
Почему это важно, описывается отдельно. В дальнейшем мы будем рассматривать шарнирно опертую консольную балку как наиболее распространенный случай.
Этап 4. Определение нагрузки на плиту.
Нагрузки на балки могут быть самыми разнообразными. С точки зрения строительной механики все, что неподвижно лежит на балке, прибито, приклеено или подвешено к плите перекрытия, представляет собой статическую и часто постоянную нагрузку. Все, что ходит, ползает, бегает, едет и даже падает на балку — это все динамические нагрузки. Как правило, динамические нагрузки носят временный характер. Однако в этом примере мы не будем различать временные (активные) и постоянные (статические) нагрузки. Нагрузка также может быть сосредоточенной, равномерно распределенной, неравномерно распределенной и так далее. Однако мы не будем так углубляться во все возможные комбинации нагрузок. Для данного примера ограничимся равномерно распределенной нагрузкой, так как такой вариант нагружения плит перекрытий в жилых домах является наиболее распространенным.
Мы измеряем сосредоточенную нагрузку в Паскалях (или фунтах на квадратный фут (psf) для имперских единиц) или в ньютонах, а распределенную нагрузку — в Н/м.
Здесь мы опускаем детали сбора нагрузок на плиту перекрытия. Допустим, что обычно плиты перекрытий в жилых домах рассчитываются на распределенную нагрузку q1 = 4 кПа. При высоте плиты 10 см вес плиты добавит к этой нагрузке около 2,5 кПа, стяжка и керамическая плитка могут добавить до 1 кПа. Эта распределенная нагрузка учитывает практически все возможные сочетания нагрузок на перекрытия жилых зданий. Тем не менее никто не запрещает рассчитывать конструкции на более высокие нагрузки. Однако ограничимся этим значением и на всякий случай умножим полученное значение распределенной нагрузки на коэффициент запаса γ = 1,2, если вдруг мы еще что-то упустили:
q = (4 + 2,5 +1) 1,2 = 9 кПа
Поскольку мы будем рассчитывать параметры плиты шириной 100 см, эту распределенную нагрузку можно считать линейной нагрузкой, действующей на плиты перекрытия по оси Y и измеряется в кН/м.
Этап 5. Определение максимального изгибающего момента, действующего на поперечное (правильное) сечение балки.
Максимальный изгибающий момент для консольной балки на двух шарнирных опорах, а в нашем случае плиты перекрытия, опирающейся на стену, на которую действует равномерно распределенная нагрузка, будет в середине балки:
М max = (q х l 2 ) / 8 (5.1)
Почему так, достаточно подробно описано в другой статье.
для пролета L = 4 M Mmax = (9 x 4 2 ) / 8 = 18KN
Стадии 6.1. на основе следующих проектных допущений:
— Прочность бетона на растяжение принимается равной нулю. Это предположение сделано на основании того, что предел прочности бетона на растяжение значительно меньше предела прочности арматуры (примерно в 100 раз). Поэтому в растянутой зоне железобетонной конструкции образуются трещины из-за разрыва бетона, и, таким образом, в нормальном сечении на растяжение работает только арматура (см.
рис. 1).
— Предполагается, что сопротивление бетона сжатию равномерно распределено по зоне сжатия. Сопротивление бетона сжатию принимается не более расчетного сопротивления R b .
Рисунок 1. Схема усилий для приведенного прямоугольного сечения железобетонной конструкцииДля предотвращения эффекта образования пластического шарнира и возможного обрушения конструкции отношение ξ высоты сжатой зоны бетона y к расстоянию от центра тяжести арматуры до вершины балки h 0 , ξ = y/h o (6.1), должно быть не более предельного значения ξ R . Предельное значение определяется по следующей формуле:
\[ \xi_R = \frac{0.8}{1+\frac{R_s}{700}} , \text{(6.2)} \]
Эта эмпирическая формула основана на опыте проектирования железобетона конструкций, где \(R_s\) — расчетное сопротивление арматуры, МПа. Однако на данном этапе можно вполне обойтись таблицей:
| Reinforcement grade | A240 | A300 | A400 | A500 | B500 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
The value of ξ R | 0,612 | 0,577 | 0,531 | 0,493 | 0,502 | |
| Стоимость | 0 R | 0,425 | 0,411 | 0,390 | 0,372 | 0,376 |
1. Boundary values of the relative height of the compressed zone of concreteNote: When performing calculations by non-professional designers, I recommend underestimating the value of the compressed zone ξ R by 1.5 times .
где a — расстояние от центра поперечного сечения арматуры до низа балки. Это расстояние необходимо для того, чтобы обеспечить сцепление арматуры с бетоном; больше a , тем лучше обхват арматуры, но при этом полезное значение h 0 уменьшается.
Обычно значение и берется в зависимости от диаметра арматуры. Напротив, расстояние от низа арматуры до низа балки (в данном случае плиты перекрытия) должно быть не менее диаметра арматуры и не менее 10 мм. Дальнейшие расчеты будем производить для а = 2 см.
— При ξ ≤ ξ Р и отсутствии арматуры в сжатой зоне прочность бетона проверяют по следующей формуле: 92}{2} \quad \text {(6.3.4)} \]
Физический смысл формулы (6.3) ясен. Поскольку любой момент можно представить как силу, действующую с конкретным плечом, для бетона должно выполняться указанное выше условие. Другие формулы получаются путем простейших математических преобразований, цель которых станет ясна ниже.
— Проверку прочности прямоугольных сечений с одинарной арматурой при ξ ≤ ξ Р проводят по формуле:
M ≤R s A s (h 0 — 0,5у) (6.4)
Согласно расчету, суть этой формулы в следующем: арматура должна выдерживать такую же нагрузку, как бетон так как на арматуру с тем же плечом действует та же сила, что и на бетон.
Примечание: данная расчетная схема, принимая плечо силового действия (h 0 — 0,5у) , позволяет относительно быстро определить основные параметры поперечного сечения, а именно: покажут формулы, которые логически следуют из формул (6.3) и (6.4). Однако такая конструктивная схема не единственная. Расчет может производиться относительно центра тяжести приведенного сечения. Однако, в отличие от деревянных и металлических балок, расчет железобетона по предельным сжимающим или растягивающим напряжениям в поперечном (нормальном) сечении железобетонной балки довольно затруднителен. Железобетон — композитный, очень неоднородный материал, но это еще не все. Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что предел прочности, предел текучести, модуль упругости и другие механические характеристики материалов имеют весьма значительный разброс. Например, при определении предела прочности бетона на сжатие одинаковые результаты не получаются даже при изготовлении образцов из бетонной смеси одной партии.
Это объясняется тем, что прочность бетона зависит от многих факторов: крупности и качества (в том числе степени загрязнения) заполнителя, активности цемента, способа уплотнения смеси, различных технологических факторов. Учитывая случайный характер этих факторов, рассмотрим предел прочности бетона со случайным значением.
Аналогичная ситуация и с другими строительными материалами, такими как дерево, кирпичная кладка, полимерные композиционные материалы. Даже для классических конструкционных материалов, таких как сталь, алюминиевые сплавы и др., наблюдается заметный случайный разброс прочностных характеристик. Для описания случайных величин используются различные вероятностные характеристики, которые определяются в результате статистического анализа экспериментальных данных, полученных в ходе массовых испытаний. Самый простой из них математическое ожидание и коэффициент вариации , иначе называемый коэффициент вариации . Последний представляет собой отношение среднеквадратичного разброса к математическому ожиданию случайной величины.
Так в нормах проектирования железобетонных конструкций коэффициент изменчивости тяжелого бетона учитывается коэффициентом надежности по бетону.
В связи с этим ни одна расчетная схема не будет идеальной для железобетона. Однако не будем отвлекаться, а вернемся к предпосылкам проектирования данной схемы. 92} \quad \text{(6.6)} \]
Для a m < a R армирование в сжатой зоне не требуется. Значение a R определяется по таблице 1.
— При отсутствии арматуры в зоне сжатия сечение арматуры определяется по следующей формуле:
\[A_s=\frac {R_b b h_0 (1-\sqrt{1-2a_m})}{R_s} \quad \text{(6.7), } \]
где \( y = h_0 (1 — \sqrt{1 — 2a_m }) \) является результатом решения квадратного уравнения формулы (6.3.4), таким образом, формула (6.7) является результатом простых преобразований формулы (6.5).
Далее, а теперь, если вы еще не утонули в этом море формул, давайте посмотрим, в чем польза этих расчетных предпосылок и формул:
Пример расчета монолитной железобетонной неконсольной плиты перекрытия на навесных опор является равномерно распределенным действием нагрузки.
Этап 7. Выбор сечения арматуры.
Расчетное сопротивление растяжению арматуры класса А400 по таблице 7 Rs = 355 МПа. Расчетная прочность на сжатие для бетона класса В20 по таблице 4 Rb = 11,5 МПа. Все остальные параметры и нагрузки для нашей плиты были определены ранее. Сначала по формуле (6.6) определяем значение коэффициента a м :
а м = 18 / (1· 0,08 2 · 11,5 · 1000) = 0,24038
размеры также удобно подставить в метрах, значение расчетного сопротивления также было уменьшено до кПа для соблюдения размерности.
Это значение меньше предела для данного класса арматуры по таблице 1 (0,24038 < 0,39), что означает, что арматура в сжатой зоне по расчету не нужна. Тогда по формуле (6.8) необходимая площадь сечения арматуры:
А с = 11500·100·8(1 — √1 — 2·0,24038) / 355000 = 7,241 см 2 .
Примечание: в данном случае для упрощения расчета использовались размеры поперечного сечения в сантиметрах и расчетные значения сопротивления в кПа.
Таким образом, для армирования одного погонного метра нашей плиты перекрытия можно использовать 5 стержней диаметром 14 мм с шагом 200 мм. Площадь поперечного сечения арматуры составит 7,69см 2 . Арматуру удобно подбирать по таблице 2:
Таблица 2. Площадь отдельных стержней арматуры
| Площадь отдельных стержней арматуры (см 2 ) | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| φ 8 | φ 10 | φ 12 | φ 14 | 666666666666666666666666666666666666666666666666666669а 666666666666666666666666666666666666666666666666666666666.0383 Φ 18Φ 20 | Φ 22 | Φ 25 | Φ 28 | Φ 32 | ||||
| 1 | 0. 28 | 0.50 | 0.79 | 1.13 | 1.54 | 2.01 | 2.54 | 3.14 | 3.80 | 4.91 | 6.16 | 8.04 |
| 2 | 0.57 | 1.01 | 1.57 | 2.26 | 3.08 | 4.02 | 5.09 | 6.28 | 7.60 | 9.82 | 12.32 | 16.08 |
| 3 | 0.85 | 1.51 | 2.36 | 3.39 | 4.62 | 6.03 | 7.63 | 9.42 | 11.40 | 14.73 | 18.47 | 24.13 |
| 4 | 1.13 | 2.01 | 3.14 | 4.52 | 6.16 | 8.04 | 10.18 | 12.57 | 15.21 | 19.63 | 24.63 | 32.17 |
| 5 | 1.41 | 2. 51 | 3.93 | 5.65 | 7.70 | 10.05 | 12.72 | 15.71 | 19.01 | 24.54 | 30.79 | 40.21 |
| 6 | 1.70 | 3.02 | 4.71 | 6.79 | 9.24 | 12.06 | 15.27 | 18.85 | 22.81 | 29.45 | 36.95 | 48.25 |
| 7 | 1.98 | 3.52 | 5.50 | 7.92 | 10.78 | 14.07 | 17.81 | 21.99 | 26.61 | 34.36 | 43.10 | 56.30 |
| 8 | 2.26 | 4.02 | 6.28 | 9.05 | 12.32 | 16.08 | 20.36 | 25.13 | 30.41 | 39.27 | 49.26 | 64.34 |
| 9 | 2.54 | 4. 52 | 7.07 | 10.18 | 13.85 | 18.10 | 22.90 | 28.27 | 34.21 | 44.18 | 55.42 | 72.38 |
| 10 | 2.83 | 5.03 | 7.85 | 11.31 | 15.39 | 20.11 | 25.45 | 31.42 | 38.01 | 49.09 | 61.58 | 80.42 |
Также для армирования плиты можно использовать 7 стержней Ø12 мм с шагом 140 мм или 10 стержней Ø10 мм с шагом 100 мм.
Прочность бетона проверяем по формуле (6.5)
y = 355 · 7,241 / (11,5 ·100) = 2,374 см
ξ = 2,374 / 8 = 0,29573, это меньше границы 0,531, согласно формулам (6.1) и табл. 1, и меньше рекомендуемое 0,531/1,5 = 0,354, т.е. соответствует требованиям.
11500 · 100 см · 2,374 см · (8 см — 0,5 · 2,374 см)/1000000 = 18,6 кН > М = 18 кН, по формуле (6.3)
355000 · 7,69 см 2 9010,5 (8 см · 2,374 см)/1000000 = 18,6 кН > М = 18 кН, по формуле (6.