Что такое анкеровка арматуры, для чего она предназначена

Опубликовано: 5 месяцев назад Нет комментариев

В системе армирования железобетонных конструкций анкеровка арматуры позволяет увеличить качество ее сцепления с бетоном. И улучшить совместную работу конструкционного материала на сжатие, растяжение, изгиб и кручение.

Анкеровка арматуры

Теория

Все железобетонные изделия в здании объединяются в общий пространственный силовой каркас. Изготавливаются монолитным способом. Или собираются из отдельных колонн, балок, ригелей. Они воспринимают нагрузки от веса конструкций, материалов, эксплуатационные, снеговые, ветровые и прочие. Передают их на фундамент, затем на основание и, в конечном счете, на грунт.

В проект закладывается расчетное сопротивление арматуры и бетона. При этом стальные стержни работают на изгиб, растяжение, кручение. А бетон воспринимает сжимающие нагрузки. И от того, насколько качественно будут объединены бетон и арматура в единое целое, зависит надежность, безопасность здания, и его эксплуатационный ресурс.

Армирование сжатыми и напрягаемыми стержнями

Поэтому анкер арматурный заложен в проект балки, плиты, колонны для увеличения этой характеристики. По своей основной характеристике арматура в бетоне подразделяется на сжатую и растянутую по принципу действия. Или ненапрягаемую, напрягаемую по технологии установки.

Отличие анкеровки от нахлеста

Любые способы увеличения сцепления стального стержня с бетоном – вот что такое анкеровка арматуры по своему назначению. Используется она для передачи напряжений на бетон с арматуры.

Нахлестом называют передачу нагрузки через бетон, но, с одного стержня на другой. Условия эксплуатации этих двух систем разные. В первом случае пруток «цепляется» за окружающий его цементный камень. Это обеспечивается рифлением, отогнутыми лапками, крючками, петлями, приваренными поперечными шпильками, гайками, специальными наконечниками.

Виды анкеровки

Во втором варианте стержни лежат рядом, не сварены между собой. Их свободные концы заведены друг за друга на некоторое расстояние. После отвердевания бетон между ними становится соединительным элементом.

В документации нахлест может еще называться перехлестом и нахлесткой. Хотя это и неверно. Перехлест – это официальный термин из СП 51-101, показывающий, на какую длину арматура балки, плиты, ригеля заходит дальше опорной площадки этой горизонтальной конструкции силового каркаса.

Проектируется нахлестка арматуры по СП 52-101 – формула

L = ơ*A/R*U,

где ơ – предварительное напряжение, А – площадь прутка, U – периметр стержня, R – сопротивление сцепления.

И ее длина всегда больше размера анкерного конца. Поскольку усилия со стержня на стержень в бетоне передаются хуже.

Способы анкеровки

Основными проблемами слабого сцепления бетона и стальных прутков по умолчанию являются:

  • арматура находится в глубине цементного камня для защиты от коррозии;
  • с увеличением высоты рельефа рифления повышается вероятность трещин раскола.

Другими словами, при растяжении балки может произойти выдергивание стержня внутри бетона. И балка просто переломится из-за раскрытия трещин. Поэтому существует три варианта: увеличить прямой арматурный анкер в длину, загнуть его на конце или приварить к пластине на торце ж/б изделия.

Ненапрягаемая арматура

Анкер переводится с немецкого, как якорь. А сама анкеровка это жесткая фиксация какого либо элемента в жестком основании. У железобетонных изделий используется два типа анкеров.

Во-первых анкеровка позволяет зафиксировать стержень неподвижно внутри бетона. Во-вторых, арматурный анкер выходит из балки, колонны, плиты наружу. Чтобы затем его приварили к закладному элементу другой части сборного ж/б каркаса. Или вмуровали в монолитную конструкцию, например, стены.

Отгибом

Прямая анкеровка применяется редко, и только для рифленой арматуры.

Прямая анкеровка

Точно так же используются лапки, угол отгиба которых составляет 90 – 150°.

Угол изгиба анкеров

Лапки и прямые концы не эффективны для гладких прутков. Петлями и крюками в бетоне фиксируются только предварительно напряженные стержни.

Вычисляется величина анкеровки арматуры в бетоне по длине с учетом следующих факторов:

  • расположение стержней в поперечном сечении конструкции;
  • наличие поперечного армирования;
  • напряжения внутри бетона;
  • прочность конструкционного материала;
  • диаметр, профиль и класс арматуры;
  • способ анкеровки.

Эти же требования аналогичны для определения длины нахлеста. Но, усилия здесь немного сдвинуты:

  • два параллельных, рядом расположенных прутка цепляются за бетон своим рифлением;
  • усилия между ними передаются под углом;
  • напряжения увеличиваются от конца стержня к стыку нахлеста;
  • в нормативы СП заложены повышающие коэффициенты длины нахлетки.

Усилия при нахлестном методе соединения

Несмотря на повышенный расход арматуры, нахлестный способ стыковки более популярен в сравнении со сваркой. Основным недостатком считается высокая вероятность скола под нижним прутком, как на схеме.

Скалывание бетона в месте нахлеста

Это связано с плохим распределением смеси в опалубке и недостаточным ее уплотнением в труднодоступном месте. Для более качественного восприятия раскола в поперечном направлении устанавливаются дополнительные прутки. Особенно, при наличии динамических нагрузок в системе.

Именно этим фактором обусловлена необходимость смещения стыков нахлеста относительно друг друга. Без этого нагрузки будут складываться, защитный слой гарантированно их не выдержит.

Вместо поперечных стержней могут использоваться витые спирали, хомуты замкнутого контура.

Разновидности поперечной арматуры

Допускается нахлест без поперечной арматуры, если между стыками больше 10d, диаметр прутком менее 10 мм, расчет показывает минимальные напряжения или величина стыков составляет 1/4 – 1/3 пролета.

Для того, чтобы бетон не выкрашивался в зоне отгиба анкерной лапки, крюка, петли, минимально допустимый диаметр изгиба увеличен до 10d. В этом случае вся длина считается рабочей, усилия передаются на бетон без явно выраженных зон концентрации.

Поперечными стержнями

При использовании поперечных стержней берется стандартный защитный слой и глубина заделки прутков, хомутов, соответственно. Поперечные стержни привариваются к продольным на всей длине заделки.

Выполняется типовая анкеровка арматуры по таблице. Но, в случае форс мажора можно обойтись и без вычислений, взяв длину 5d с гарантированным запасом надежности.

Минимальное количество поперечных шпилей – от 2 и более. Минимальный диаметр прутка от 0,5d продольного стержня. Гладкую арматуру можно не загибать на концах.

Основными требованиями по заделке анкеров из поперечных прутков являются:

  • если расчет показал отсутствие развития наклонных трещин, арматура запускается за опору на длину 5d минимум;

Дополнительная анкеровка поперечными прутками

  • в каркасах и сетках минимум один поперечный пруток приваривается на расстоянии 1,5d или 15 мм от конца при d больше 100 мм или d меньше 10 мм, соответственно;
  • если по расчету возможно раскрытие наклонных трещин, размер перепуска за опору увеличивается в два раза, до 10d.

Анкеровка стержней растянутых при возможности раскрытия наклонных трещин

Дополнительно поперечная арматура часто выполняет конструктивную функцию. Удерживает элементы стального каркаса в проектном положении во время укладки и уплотнения бетонной смеси.

Анкеровка арматуры специальными устройствами

Типовая глубина анкеровки арматуры – это стандартный защитный слой бетона. За исключением выходящих наружу концов арматуры и применения специальных анкерных головок.

Глубина анкеровки и защитный слой

При возникновении растягивающих нагрузок на ж/б изделие анкеры с приваренными пластинами создают на бетон усилия сжатия. Поэтому их площадь контакта с цементным камнем определяется по условию бетона на смятие.

При этом высаженные головки, уголки, гайки, пластины, шайбы могут быть расположены, как снаружи, так и внутри бетона.

Разновидности специальных анкеров

Толщина пластины или полки стального проката должна быть больше 1/5 ее диаметра или ширины. Специальные типы анкеров в большинстве случаев крепятся к торцам прутков сваркой. Поэтому марка стали площадки должна обладать нормальной свариваемостью.

Для определения длины заделки выполняется расчет на скалывание защитного слоя бетона.

Напрягаемая арматура

В железобетонных изделиях с предварительным напряжением анкер из арматуры всегда располагается снаружи. Стержни, канаты, проволока или тросы натягивают до бетонирования или после отвердевания бетона.

Растягивающее усилие механическим способом задается домкратом, наматывающей машиной, лебедкой или затяжкой гаек на резьбе.

Дополнительно могут использоваться химические процессы увеличения объема цементного камня и физические реакции увеличения длины прутков стали при нагреве. Способы крепления анкеров могут отличаться.

Стержневая

По умолчанию стержневая анкеровка арматуры это приварка коротких прутков, обжатие шайбы или высаживание головки, как на нижней схеме.

Виды анкеров для напрягаемой арматуры

Характеристики обжатых шайб приведены в таблице:

d арматуры D шайбы до опрессовки d шайбы до опрессовки Максимальный размер D Высота шайбы для Aт-VII, Ат-VIK, Ат-VI, А-VI Высота шайбы для Aт-VСК, Ат-VK, А-V, Ат-V Высота шайбы для A-IV, Ат-IVK, Ат-IVC
10 30 13 35 11 10 8
12 32 15 37 14 11 8
14 32 17 37 17 13 10
16 36 20 42 19 15 11
18 36 22 42 21 17 13
20 40 24 47 23 19 14
22 42 26 49 25 21 16

Анкеровка обязательна, если в зоне передачи напряжений возможно раскрытие трещин или сцепление с бетоном недостаточно прочное. Анкеры применяются для арматуры, натягиваемой на бетон и на упоры.

Здесь тип анкера зависит от вида арматуры и технологических возможностей. Так для арматуры А-IV – А-VI используются приварные коротыши и высаженные головки, для Ат-IVC, Ат-IVK, Ат-VK, Ат-VCK, Ат-VIK, Ат-VII выбирают обжатые шайбы.

Натяжка пучков проволочной арматуры домкратами

Проволоку натягивают пакетами с помощью приспособлений УНАЭ. Конические анкеры, состоящие из пробок и колодок, разработаны для натяжения пучков стержней на бетон.

Канатная

При использовании канатов анкеровка арматуры в бетоне напрягаемого типа осуществляется цанговыми зажимами. МРТУ.

Наружный диаметр зажима Марка зажима Диаметр натягиваемого каната
56 12-15-2 12 – 15
40 6-9-2 4 – 9
26 4,5-6-2 4,5 – 6

Канаты чаще всего натягивают на бетон. Что позволяет снизить металлоемкость производства в 4 раза в сравнении с типовым ненапрягаемым армированием прутками.

Расчет анкеровки и нахлестки

Для вычисления длины заделки анкеров в слой бетона можно использовать формулы, таблицы и онлайн калькуляторы. При этом следует учесть, что существует два варианта редакции строительных норм:

  • СП 63.13330 без изменений;
  • СП 63.13330 с изменением 1.

Подходит расчет анкеровки арматуры для сжатой (ненапрягаемой) арматуры. В расчет нахлеста арматуры онлайн автоматически вносятся допущения – профиль периодический, стыковка в одном сечении половины арматуры.

Таблицы

Специально для проектировщиков длина анкеровки и нахлестки сведена в таблицы:

Длина анкеровки арматуры для бетона В15

Диаметр арматуры А240 А240 А300 А300 А400 А400 А500 А500
Тип соединения анкеровка нахлест анкеровка Нахлест анкеровка нахлест анкеровка Нахлест
6 286 344 216 259 284 340 348 417
8 382 458 288 345 378 454 464 556
10 477 573 360 432 473 568 580 696
12 573 688 432 518 568 681 696 835
14 668 802 504 604 662 795 812 974
16 764 917 574 691 757 908 928 1113
18 860 1032 648 777 852 1022 1044 1252
20 955 1146 720 864 946 1136 1160 1392
22 1051 1261 792 950 1041 1249 1276 1531
25 1194 1433 900 1080 1183 1419 1450 1740
28 1337 1605 1008 1209 1325 1590 1624 1948
32 1528 1834 1152 1382 1514 1817 1856 2227

Расчет анкеровки арматуры для бетона В20

Диаметр арматуры А240 А240 А300 А300 А400 А400 А500 А500
Тип соединения анкеровка нахлест анкеровка Нахлест анкеровка нахлест анкеровка Нахлест
6 238 286 180 216 236 284 290 348
8 318 382 240 288 315 378 386 464
10 398 477 300 360 394 473 483 580
12 477 573 360 432 473 568 580 696
14 557 668 420 504 552 662 676 811
16 637 764 480 576 631 757 773 928
18 716 859 540 648 710 852 870 1044
20 796 955 600 720 788 946 956 1160
22 875 1051 660 792 867 1041 1063 1275
25 995 1194 750 900 986 1183 1208 1449
28 1114 1337 840 1008 1104 1325 1353 1623
32 1274 1528 960 1152 1262 1514 1546 1856

Для бетона В25

Диаметр арматуры А240 А240 А300 А300 А400 А400 А500 А500
Тип соединения анкеровка нахлест анкеровка Нахлест анкеровка нахлест анкеровка Нахлест
6 204 245 154 185 202 243 248 298
8 273 327 205 246 270 324 331 397
10 341 409 257 308 338 405 414 497
12 409 491 308 370 405 486 497 596
14 477 573 360 432 473 568 580 696
16 546 655 411 493 540 649 662 795
18 614 737 462 555 608 730 745 894
20 682 819 514 617 676 811 828 994
22 750 900 565 678 743 892 911 1093
25 853 1023 642 771 845 1014 1035 1242
28 955 1146 720 864 946 1136 1160 1392
32 1092 1310 822 987 1081 1298 1325 1590

Для бетона В30

Диаметр арматуры А240 А240 А300 А300 А400 А400 А500 А500
Тип соединения анкеровка нахлест анкеровка Нахлест анкеровка нахлест анкеровка Нахлест
6 186 224 140 169 185 222 226 272
8 249 299 187 225 246 296 302 363
10 311 373 234 281 308 370 378 453
12 373 448 281 338 370 444 453 544
14 436 523 328 394 432 518 529 635
16 498 598 375 450 493 592 605 726
18 560 673 422 507 555 666 680 817
20 623 747 469 563 617 740 756 907
22 685 822 516 619 679 814 832 998
25 778 934 586 704 771 926 945 1134
28 872 1046 657 788 864 1037 1059 1270
32 997 1196 751 901 987 1185 1210 1452

Для бетона В35

Диаметр арматуры А240 А240 А300 А300 А400 А400 А500 А500
Тип соединения анкеровка нахлест анкеровка Нахлест анкеровка нахлест анкеровка Нахлест
6 165 198 124 149 163 196 200 240
8 220 264 166 199 218 262 267 321
10 275 330 207 249 273 327 334 401
12 330 396 249 299 327 393 401 481
14 385 462 290 348 382 458 468 562
16 441 529 332 198 436 524 535 642
18 496 595 373 448 491 589 602 722
20 551 661 415 498 546 655 669 803
22 606 727 456 548 600 720 736 883
25 689 826 519 623 682 819 836 1003
28 771 926 581 697 764 917 936 1124
32 882 1058 664 797 873 1048 1070 1284

В плитах перекрытия анкерная арматура бывает трех типов:

  • П-образный стержень;
  • Г-образный пруток;
  • Г-образный отгиб арматуры вниз/вверх.

При толщине стен 18 – 20 см арматура плит изгибается по увеличенному радиусу 10d*(1- Lп/Lа). Где Lп и Lа длина прямого участка и анкера, соответственно. это позволяет избавиться от концентрации напряжений в зоне изгиба.

Удобнее всего отгибать прутки вверх для заведения их концов в стену. Но, на последнем этаже в плите покрытия это выполнить невозможно физически. Поэтому и применяются два других варианта. При этом глубина анкеровки арматуры в бетоне берется стандартная.

U-образные стержни применяются в качестве анкеров плит перекрытия в следующих случаях:

  • ускорение монолитного строительства с верхней арматурой диаметра 8 – 10 мм;
  • восприятие крутящего момента на свободном торце плиты;
  • усиление бетона возле отверстия;
  • анкеровка верхней зоны балок параллельно плите;
  • анкеровка нижней растянутой грани плиты.

Минимальная длина анкеровки арматуры в бетоне достигается за счет снижения шага U-образных элементов с одновременным уменьшением диаметра до 8 – 10 мм.

Анкеровка отогнутыми концами

Верхнюю арматуру обычно отгибают в колонну или стену вверх в балочных перекрытиях. В безбалочных перекрытиях применяют U-образные элементы.

На защемленных опорах по СНиП 2.06.08 допускается несколько схем анкеровки:

Арматурные анкеры на защемленной опоре

На чертеже цифрами I, II и III обозначены зона анкеровки, бетон и зона сжатия, 1, 2 и 3 – анкер, закладная и дополнительный хомут, соответственно. На рисунках а) и е) стержни запущены в стену, б) приварены к пруткам, в) закладным деталям, г) отогнуты, д) усилены хомутами в месте изгиба.

Анкер стыка Передерия

Для стен фундаментов, цоколей, подпорного типа и убежищ разработан стык Передерии. Вариант б) работает на изгиб, а) на осевое растяжение.

Таким образом, для анкеровки арматуры используются не одинаковые технические решения и схемы. Расчет производится на прочность сцепления стержней с бетоном, на выламывание, раскрытие трещин.

Оставить комментарий

Введите цифру для получения верного равенства. *


Adblock
detector