Анкеровка арматуры в бетоне

 

Министерство Образования  Российской Федерации 

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

 «Кузбасский Государственный  Технический Университет 

 имени Т.Ф. Горбачева» 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

на тему:

 

Анкеровка арматуры в бетоне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст. группы ЭН-101

Быструшкин Е.Г.

Проверил: доц. Хозяинов Б.П.

 

 

 

 

 

 

Кемерово 2013

Оглавление

Определение анкеровки 3

Способы анкеровки 3

Определение длины анкировки 5

Специальные меры при анкеровке 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение анкеровки

 

В конструкциях из железа и  бетона, концы арматуры закрепляются в бетоне. Это называется анкеровкой арматуры в бетоне. Она достигается с помощью запуска арматуры за рассматриваемое сечение, на расстояние зоны передачи с арматуры на бетон усилий. Также с этой целью могут быть использованы анкерные устройства.

Арматурные стержни в  бетоне лишь тогда могут воспринимать напряжения, когда исключена возможность  их проскальзывания. Для предотвращения проскальзывания они должны иметь  надежную анкеровку.

Способы анкеровки

 

Анкеровка осуществляется одним  из следующих способов или их сочетанием (рис. 1):

 

а) сцеплением прямых стержней с бетоном;

б) крюками или лапками;

в) петлями;

г) приваркой поперечных стержней;

д) специальными приспособлениями (анкерами).

 

Рис. 1. Анкеровка рабочей арматуры в бетоне элемента

 

а - сцеплением прямых стержней с бетоном; б - крюками; в - лапками; г - петлями; д - приваркой поперечных стержней

 

Рис. 2. Поперечное армирование в зоне анкеровки петли

 

1 - петля; 2 - поперечные стержни не менее 2 Æ 6 мм.

 

Анкеровка за счет сцепления  прямых стержней с бетоном допускается  только для арматуры периодического профиля. При этом следует иметь  в виду, что прочность сцепления  возрастает с увеличением эффективности  профиля поверхности, с повышением прочности бетона, а также при  наличии поперечного сжатия. И, наоборот, требуется большая длина анкеровки  с повышением прочности (класса) арматуры, с повышением диаметра стержня, а  также при наличии поперечного  растяжения.

На длине анкеровки  должен быть достаточный защитный слой бетона и в некоторых случаях, особенно при стержнях диаметром 16 мм и более, поперечное армирование.

Устройство лапок допустимо  только для стержней периодического профиля, для гладких стержней нужно  предусматривать крюки.

Анкеровка петлями может  применяться как для гладких  стержней, так и для стержней периодического профиля. При этом анкером считается  такая петля, у которой оба  стержня (оба конца) растянуты в  одинаковой степени.

На длине анкеровки  петли необходимо предусматривать  поперечное армирование по рис. 2. Поперечная арматура устанавливается по расчету на выкалывание бетона и должна состоять не менее чем из двух стержней диаметром по 6 мм.

Приварка поперечных стержней или специальных приспособлений для анкеровки отдельных стержней применяется, если анкеровка сцеплением, крюками или петлями недостаточна.

Определение длины анкировки

 

Продольные стержни растянутой и сжатой арматуры должны быть заведены за нормальное к продольной оси элемента сечение, в котором они учитываются  с полным расчетным сопротивлением на длину не менее l_ан, определяемую по формуле

, (1)

но не менее l_ан = λ_анd, где значения m_ан, Dλ_ан и λ_ан, а также допускаемые минимальные величины l_ан определяются по табл. 1. При этом растянутые гладкие арматурные стержни должны оканчиваться крюками или иметь приваренную поперечную арматуру на длине заделки.

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

Условия работы арматуры	Значения mан, Dλан, λан и lан для арматуры в виде
	стержней периодического профиля				гладких стержней
	mан	λан	λан	lан, мм	mан	Dλан	λан	lан, мм
			не менее				не менее
Заделка растянутой арматуры в растянутом бетоне	0,7	11	20	250	1,2	11	20	250
Заделка сжатой и растянутой арматуры в сжатом бетоне	0,5	8	12	200	0,8	8	15	200

Длину заделки арматурных стержней в бетоне разных марок в  зависимости от величины напряжения в стержне и от класса арматуры рекомендуется определять по графикам рис. 3.

Рис. 3. Графики для определения длины анкеровки арматурных стержней в бетоне разных марок

 

а - длина анкеровки растянутых стержней периодического профиля в растянутом бетоне; б - длина анкеровки растянутых или сжатых стержней периодического профиля в сжатом бетоне; в - длина анкеровки гладких стержней; 1 - растянутых класса B-I в растянутом бетоне; 2 - то же, класса A-I; 3 - растянутых или сжатых класса Б-I в сжатом бетоне; 4 - то же, класса А-I

 

Для определения по графику  рис 3, а длины анкеровки растянутого стержня диаметром d из арматуры класса A-III (R_а = 3400 кгс/см²) в растянутом бетоне проектной марки М300 находим значение R_а = 3400 кгс/см² на оси абсцисс и наклонную прямую для бетона марки М300. От точки пересечения этой наклонной прямой с перпендикуляром к оси абсцисс в точке с R_а = 3400 кгс/см² проводим параллельно оси абсцисс линию до пересечения с осью ординат, где и читаем значение l_ан = 28d.

Для определения по графику  рис. 3, б длины анкеровки растянутого стержня диаметром d из арматуры периодического профиля в сжатом бетоне проектной марки М300; в случае когда величина напряжения в стержне s_а по расчету меньше R_а и составляет 3100 кгс/см², находим значение s_а = 3100 кгс/см² на оси абсцисс и наклонную прямую для бетона марки М300. От точки пересечения этой наклонной прямой с перпендикуляром к оси абсцисс в точке с s_а = 3100 кгс/см² проводим параллельно оси абсцисс линию до пересчения с осью ординат, где и читаем значение l_ан = 19,5d или с округлением 20d.

Для определения по графику  рис. 3, в длины анкеровки гладкого растянутого стержня из арматуры класса A-I и растянутом бетоне проектной марки М250 находим значение для бетона марки М250 на оси абсцисс и соответствующую данному случаю кривую 2. От точки пересечения этой кривой с перпендикуляром к оси абсцисс в точке для бетона марки М250 проводим параллельно оси абсцисс линию до пересечения с осью ординат, где и читаем значение l_ан = 34d.

Если вдоль анкеруемого  стержня в растянутом бетоне по расчету  образуются трещины, то стержень должен быть заделан в сжатую зону бетона на длину l_ан, определяемую по формуле (1) или по графику рис. 3.

Если площадь сечения  фактически установленного анкеруемого  стержня F_а.ф. больше требуемой расчетом по прочности F_a.р., то длина анкеровки этого стержня может быть уменьшена путем подстановки величины вместо значения R_а при определении l_ан по формуле (1) или по графикам рис. 3.

Специальные меры при анкеровке

 

Анкеровку продольного стержня  при невозможности выполнения указанных  выше требований необходимо обеспечить с помощью следующих специальных мер (при этом величина l_ан должна быть не менее 10d).

а) постановкой косвенной  арматуры в виде сварных поперечных сеток или охватывающих продольную арматуру хомутов; в этом случае длина  зоны анкеровки l_ан, определенная по формуле (1), может быть уменьшена путем деления коэффициента m_aн на величину 1 + 12μ_к и уменьшения коэффициента Dλ_ан на величину ,

где μ_к - объемный коэффициент армирования, определяемый:

при сварных сетках - по формуле

 (2)

где n₁, f_c1 и l₁ - соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки в одном направлении;

n₂, f_c2 и l₂ - то же, в другом направлении;

s - расстояние между сетками;

при охватывающих продольную арматуру хомутах - по формуле

 (3)

где f_x - площадь сечения огибающего хомута, расположенного у граней элемента; а - расстояние от равнодействующей усилий в растянутой продольной арматуре (при арматуре одного класса - расстояние от центра тяжести площади поперечного сечения арматуры) до ближайшей грани сечения; и - расстояние между хомутами, измеренное по длине элемента.

Напряжение сжатия бетона на опоре s_б определяется делением опорной реакции на площадь опирания элемента и принимается не более 0,5R_пр.

Косвенное армирование распределяется по длине зоны анкеровки от торца  элемента до ближайшей к опоре  расчетной нормальной трещины;

б) устройством на концах стержней специальных анкеров в  виде пластин, гаек, уголков, высаженных головок и т.п. (рис. 4).

Площадь контакта анкера с  бетоном назначается из расчета  бетона на смятие и должна быть не менее  , где n_а - усилие, приходящееся на анкеруемый стержень.

Толщина анкерующей пластины должна быть не менее ¹/₅ всей ее ширины (диаметра);

в) приваркой на длине  заделки не менее двух поперечных анкерующих стержней диаметром не менее 0,5 диаметра продольных стержней; в  этом случае длина анкеровки l_ан может быть уменьшена на 5d, а гладкие стержни могут выполняться без крюков;

г) отгибом анкеруемого  стержня на 90° по дуге круга радиусом в свету не менее 5d, при этом длина прямого участка у начала заделки должна быть не менее 0,5l_ан, а на отогнутом участке должны быть установлены дополнительные хомуты, препятствующие разгибанию стержней (рис. 5).

 

Рис. 4. Анкеровка продольного стержня с помощью специальных устройств

 

1 - бетон; 2 - анкеруемый стержень; 3 - круглая или квадратная, стальная шайба; 4 - сварка; 5 - обжатие; 6 - высаженная головка; 7 - стальной уголок; 8 - резьба

Рис. 5. Анкеровка продольного стержня посредством его отгиба

1 - анкеруемый стержень диаметром d; 2 - специальные хомуты, препятствующие разгибанию стержня

 

 

Рис. 6. Анкеровка гладких стержней продольной растянутой сварной арматуры на крайних свободных опорах изгибаемых элементов

 

а - в плитах; б - в балках

 

 

 

 

 Величина l_ан запуска стержней продольной растянутой арматуры на крайних свободных опорах изгибаемых элементов, если эти стержни не имеют специальных анкеров и не привариваются к опорным закладным деталям, должна быть не менее 5d от внутренней грани этой опоры для плит и не менее 10d для балок [если не соблюдается условие (71) главы СНиП II-21-75].

При сварной арматуре из гладких стержней следует предусматривать  приварку к каждому продольному  стержню на длине l_ан хотя бы одного поперечного (анкерующего) стержня в сетках плит и двух стержней в каркасах балок и ребер. Анкерующий стержень должен быть диаметром d_ан ³ 0,5d продольного стержня и располагаться на расстоянии «С» (рис. 6) от конца сетки или каркаса, которое принимается: с £ 15 мм при d £ 10 мм, c £ 1,5d при d > 10 мм.