Шов бетонирования в балках: Устройство рабочих швов при укладке бетонной смеси.

Устройство рабочих швов при укладке бетонной смеси.

Подробности
Родительская категория: Статьи

Для обеспечения монолитности бетонировать конструкцию желательно непрерывно. Но это возможно лишь при незначительных объемах работ и в сравнительно простых конструкциях. Во всех остальных случаях перерывы в бетонировании неизбежны. При необходимости устраивать перерывы в бетонировании конструкций прибегают к так называемым рабочим швам.

Рабочим швом называют плоскость стыка между затвердевшим и новым (свежеуложенным) бетоном, образованную из-за перерыва в бетонировании. Рабочий шов образуется в том случае, когда последующие слои бетонной смеси укладывают на полностью затвердевшие предыдущие. Обычно происходит это при перерывах в бетонировании от 7 ч.

Рабочие швы являются ослабленным местом, поэтому они должны устраиваться в сечениях, где стыки старого и нового бетона не могут отрицательно влиять на прочность конструкции. В колоннах рабочие швы допускаются на уровне верха фундамента, у низа прогонов, балок или подкрановых консолей, у низа капителей колонн безбалочных перекрытий; в рамных конструкциях — у верха вута между стойками и ригелями рам. В балках рабочие швы допускаются в пределах средней части пролета. При бетонировании ребристых перекрытий надо руководствоваться следующим: если бетонирование идет в направлении, параллельном второстепенным балкам, рабочий шов допускается в пределах средней трети пролета балок; при бетонировании в направлении, параллельном главным балкам (прогонам) — в пределах двух средних четвертей пролета балок и плит. В безбалочных перекрытиях рабочие швы делают в середине пролета плиты. Рабочие швы в балках и плитах образуют в виде вертикального среза.

Возобновлять прерванное бетонирование можно после того, как в ранее уложенной бетонной смеси закончится процесс схватывания и бетон приобретет прочность не менее 1,5 МПа (способен воспринимать незначительное динамическое воздействие без разрушения).

Поверхность рабочего шва должна быть перпендикулярна оси элемента, а в стенах и плитах — их поверхности. Для этого устанавливают щитки — ограничители с прорезями для арматурных стержней, прикрепляя их к щитам опалубки.

Для надежного сцепления бетона в рабочем шве поверхность ранее уложенного бетона тщательно обрабатывают: кромку схватившегося бетона очищают от цементной пленки и обнажают крупный заполнитель, протирая проволочными щетками; продувают сжатым воздухом и промывают струей воды. Особенно тщательно обрабатывают поверхность бетона вокруг выпусков арматуры; арматурные стержни очищают от раствора. Очищенную поверхность стыка перед началом бетонирования покрывают цементным раствором, имеющим такой же состав, как укладываемая бетонная смесь.

Правильное выполнение холодных швов при бетонировании

Монолитное бетонирование может быть осуществлено двумя способами:

  • С перерывами. Это значит, что каждый последующий песчано-цементный слой укладывают после полного затвердевания предыдущего. В результате в месте соприкосновения уже уложенного, набравшего необходимую прочность бетона и только что обустроенного образуется холодный (то есть, рабочий или строительный) шов (ХШ).
  • Без перерывов (их продолжительность не должна превышать 2÷4,5 часа в технологическом процессе укладки бетонной смеси). Это значит, что каждый последующий песчано-цементный слой укладывают до начала затвердевания предыдущего. Этот процесс отличается отсутствием ХШ.

Естественно, второй способ предпочтительней, так как, применяя его, можно добиться очень высокого качества всей сооружаемой конструкции в целом. Но, не всегда применение этого метода возможно в силу причин технологического, организационного или конструктивного характера.

Если при возведении строения используют первый способ бетонирования, то необходимо провести правильное обустройство холодных швов: именно через них происходит проникновение влаги и все вытекающие из этого негативные последствия. Если работы по обустройству ХШ будут проведены правильно, то риск деформации всего сооружения в целом будет минимальным.

Особенность холодных швов

Особенность ХШ заключается в том, что между «старым» и «новым» бетонным слоем образуется некая плотная субстанция, которую именуют цементной пленкой. Ее источником является не только гидроксид кальция (имеется в виду его водный раствор, который выходит на поверхность бетона), вступающий в реакцию с углекислым газом; но и соли щелочных металлов, щебень, песок, вода, пластификаторы и многие другие составляющие цементных растворов. То есть, можно сказать, что в химическом отношении цементная пленка представляет собой смесь сульфатов, карбонатов, хлоридов и нитратов (некоторые из них растворяются в воде, а некоторые нет).

Что же происходит при послойном бетонировании, которое осуществляют со значительными перерывами? Наблюдается «пирог, состоящий из трех слоев»: бетон, цементная пленка и опять бетон. Средняя составляющая этой конструкции является самым «слабым звеном» при возведении любого объекта. Если холодный шов не обработать должным образом, то нельзя будет рассматривать все здание как монолитную конструкцию. Оно будет представлять собой исключительно сборное сооружение, каждая часть которого самостоятельным образом воспринимает механические нагрузки. При полном же соблюдении строительных правил и норм по обустройству ХШ можно гарантировать высокие прочностные характеристики сооружаемой конструкции, и ее долгий эксплуатационный срок.

На заметку! Если есть возможность обустройства бетонирования без образования ХШ, то ее стоит использовать. В этом случае конструкция сможет выдерживать еще большие нагрузки.

Правильное расположение холодных швов

Согласно строительным нормам и правилам места обустройства ХШ определяют еще на стадии проектирования и обозначают специальной линией на плане (отклонения от проекта недопустимы). В соответствии с п.2.13 СНиПа 3.03.01-87 (он введен в действие седьмого января 1988 года) при бетонировании:

  • Плоских плит холодные швы обустраивают параллельно меньшей стороне изделия.
  • Балок значительных размеров (они вместе с плитами представляют монолит) ХШ располагают в зоне, отступив на 2÷3 сантиметра от уровня нижней поверхности плиты.
  • Ребристых плит – в направлении, которое параллельно балкам второстепенного значения.
  • Других прогонов – на участке, который определен, как средняя часть трети пролета балки.
  • Колонн – на отметке верха фундамента, а также низа капителей и прогонов.
  • Что же касается сводов, арок, массивов и разнообразных бункеров, то обустройство в них ХШ производят в местах, которые определены непосредственно главным инженером проекта.

На заметку! Строительные швы разрешено обустраивать исключительно в местах, которые не занимают главенствующее место в плане обеспечения прочности конструкции в целом. Это значит, что ХШ не обустраивают на участках, которые подвержены максимальной перерезывающей силе (она равна алгебраической сумме всех сил, приложенных к балке). Также строительный шов располагают перпендикулярно оси поверхности бетонируемого элемента. И еще один момент: не следует допускать образования угловых ХШ.

Негативные последствия от образования холодных швов

В результате образования цементной пленки между уложенным (уже затвердевшим) бетонным слоем и только что обустроенным наблюдается:

  • Образование микротрещин, через которые проникает вода. В результате этого может возникать коррозия армирующей составляющей бетона.
  • Меньшая адгезия между пластами бетона.
  • Невысокие показатели водонепроницаемости и морозостойкости монолитной конструкции.
  • Снижение прочностных характеристик бетона и, как следствие, его эксплуатационного срока.
  • Ухудшение внешнего вида плиты (стены или балки).
  • Высокий риск вымывания строительного материала из зоны ХШ. Это представляет огромную угрозу для всего сооружения в целом.
  • Существенная хрупкость бетона, который быстро разрушается при каких-либо воздействиях механического характера. Возникает это из-за того, что в области ХШ происходит преобразование напряжений, а, именно, сжатия на растяжение.

Всего этого можно избежать, если принять своевременные меры по правильной (в соответствии со строительными нормами и правилами) обработке уже затвердевшего бетонного слоя.

Последовательность работ при обустройстве холодных швов

Методика работ следующая:

  • В соответствии с проектной документацией определяют местоположение будущего ХШ.
  • Производят заливку цементно-песчаной смеси до определенного уровня.
  • Осуществляют трамбовку бетонного слоя с помощью вибрационного устройства (глубина погружения составляет порядка 50÷100 мм) с последующим его выравниванием.

Важно! В процессе трамбовки недопустимо опирать вибрационное устройство на какие-либо элементы опалубочной конструкции.

  • Через 1÷3 дня, когда бетон наберет необходимую прочность, с помощью либо водной струи (она может быть и воздушной), либо фрезы (электрической или пневматической), либо механической щетки, выполненной из металла, производят очистку его поверхности. Самое чистое и качественное покрытие получают в случае осуществления обработки под давлением. Использование металлической щетки значительно удешевляет технологию, но этот способ применим только в том случае, если бетон «свежий» (то есть, с момента его обустройства прошло дней 6÷7, не больше).

Важно! Каждый последующий слой можно обустраивать только после того, как прочность предыдущего превысила 1,5 МПа (СНиП 3.03.01-87, пункт 2,13). Это касается и промышленного, и гражданского, и частного строительства. Причем в период, когда начинается затвердение бетона, его надо защищать от слишком быстрой потери влаги и атмосферных осадков. Впоследствии же поддерживать определенный режим (это касается не только определенной температуры, но и влажности).

  • Перед заливкой следующего песчано-цементного слоя уже подготовленную поверхность промывают водой и просушивают струей воздуха.
  • Производят мероприятия по увеличению адгезии бетонной поверхности. Это необходимо делать, чтобы ХШ смог выдержать в будущем значительные нагрузки. Существует много методов, чтобы усилить сцепление между бетоном, уже набравшим прочность, и только что обустроенным (более подробно о них будет рассказано ниже).
  • Сначала поверх шва укладывают тонкий песчано-цементный слой (около 20÷З0 мм), который быстрее вступит в «тесный контакт» с уже затвердевшим бетоном.
  • Через 2÷3 часа укладывают весь приготовленный объем бетонного раствора.

Важно! Заливку бетона производят горизонтальными пластами (все они должны быть одной высоты) без каких-либо разрывов. Причем направление укладки цементно-песчаной смеси осуществляют во всех слоях в одну и ту же сторону. Расстояние между верхним слоем уложенного бетонного раствора и опалубкой должно составлять 5÷7 сантиметров.

Способы увеличения адгезии бетонной поверхности

  • Обработка поверхности бетона грунтовкой глубокого проникновения или битумными и полимерными мастиками. Метод довольно действенный, хотя и дорогостоящий.
  • Нанесение с помощью болгарки, зубила, молотка или перфоратора по всей площади бетона глубоких насечек. Способ актуален в случае наличия давно затвердевших поверхностей, то есть, когда строительные работы возобновляют после длительного простоя.
  • Армирование строительного стыка стальной сеткой, имеющей довольно мелкие ячейки.

На заметку! Практика показывает, что лучших результатов по увеличению адгезии бетонной поверхности удается достичь при использовании нескольких способов обработки одновременно.

Гидроизоляция холодных швов

От того, насколько качественно осуществлена герметизация холодных стыков, зависит надежность, прочность и долговечность всей монолитной конструкции. Основные способы гидроизоляции:

  • Самый доступный и простой – это обмазывание любым изолирующим материалом (например, полиуретановой смолой, акрилатным гелем или жидким гидроизоляционным составом глубокого проникновения).
  • Чаще всего применяют специальные гидрозащитные смеси, в состав которых входит цемент, песок и силикаты (или силоксаны). Проникая в поры бетона, состав образуют своеобразную мембрану, отличающуюся водонепроницаемостью.
  • Прокладка гидрошпонки, представляющей собой ленту из поливинилхлорида (иногда из резины). Ее закладывают непосредственно внутрь шва.

  • Также используют специальные шнуры (например, бентонит-каучуковые), которые в случае наличия воды набухают, тем самым создавая защитный барьер и обеспечивая хорошую герметизацию швов.

Что такое соединения балочных колонн в железобетонном здании?

Соединения предусмотрены в строительных конструкциях для обеспечения непрерывности конструктивного действия между элементами, встречающимися в месте соединения. В терминологии строительства зданий термин «соединение балки-колонны» используется для обозначения элементов, которые должны выполнять совершенно другую функцию. Давайте разберемся во всем, что касается соединения колонны бетонной балки.

Что такое соединение балки-колонны?

Часть колонны, которая является общей для балки на их пересечении в здании, называется стыком колонны балки. Другими словами, согласно Американскому институту бетона – ACI 352R-02 [387] , стык колонны балки определяется как часть колонны в пределах глубины самой глубокой балки, которая входит в колонну.

Соединения балок с колоннами являются наиболее ответственной зоной при проектировании железобетонного здания. Основной целью обеспечения соединения балочных колонн в железобетонном здании является эффективная передача нагрузки от соединительных элементов при воздействии как гравитационных нагрузок, так и во время сейсмического воздействия.

Соединение балочной колонны является важным компонентом железобетонной несущей рамы. Он должен быть правильно спроектирован и детализирован, особенно когда конструкция подвергается сейсмическим нагрузкам. Разрушение соединений колонн железобетонных балок во время землетрясений определяется механизмом разрушения связи и сдвига, который является хрупким.

Поняв основы соединения балочных колонн, давайте рассмотрим типы соединений балочных колонн в железобетонном здании.

Типы соединений балок и колонн в железобетонных конструкциях

1) Классификация по геометрии соединения (Индийская стандартная классификация)

a. Внутренние соединения

Соединение называется внутренним соединением, когда четыре балки входят в вертикальные грани колонны.

б. Внешние соединения

Соединение называется внешним соединением, когда одна балка входит в вертикальную поверхность колонны, а еще две балки входят в колонну в перпендикулярном направлении.

в. Угловые соединения

Соединение известно как угловое соединение, когда балки соединяются с двумя соседними вертикальными гранями колонны.

2) Классификация по условиям нагрузки (Международная классификация)

Комитет ACI-ASCE 352 [387] классифицирует соединения балок и колонн по двум следующим категориям:

a. Соединения типа 1 – несейсмические соединения

Сейсмостойкие соединения рассчитаны на прочность без учета особых требований к пластичности. К этому типу соединений относится любое соединение в конструктивном каркасе, рассчитанное на сопротивление гравитационной нагрузке и нормальным ветровым нагрузкам (горизонтальные нагрузки).

б. Соединения типа 2 – сейсмические соединения

Сейсмические соединения рассчитаны на сохранение прочности при реверсировании деформации в неупругий диапазон. Соединения в каркасных конструкциях, предназначенные для восприятия боковых нагрузок при землетрясении, относятся к этому типу соединений.

3) Классификация по жесткости соединения

Эти типы соединений балочных колонн распространены в железобетонных и стальных зданиях.

а. Жесткое соединение

Жесткое соединение деформируется таким образом, что элементы, соединяющиеся в соединении под прямым углом, остаются под прямым углом после деформации. Таким образом, моменты передаются от балок к колоннам.

Стыки балочных колонн в каркасной конструкции с жесткими соединениями являются важными местами, требующими тщательного проектирования и детализации. Соединения колонн с жесткими балками встречаются в многоэтажных каркасных зданиях, в основании консольных подпорных стен, коробчатых водопропускных труб, портальных рам и т. д.

b. Штифтовое соединение

Штифты в колоннах в стыке не передают момент от балок к колоннам из-за штифтов. Штифты на концах колонн указывают, что моменты не передаются с балок на колонны. Если крепление в каком-либо виде не предусмотрено, конструкция становится неустойчивой.

в. Полужесткое соединение

Согласно JANAK P. PARIKH [388] (автор книги: ПОНИМАНИЕ КОНЦЕПЦИИ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ), все соединения по существу являются полужесткими соединениями. Однако видно, что соединение колонны стальной балки на рисунке (а) и железобетонной балки на рисунке (б) ближе к простым опорам, дающим небольшую реакцию момента, и балка называется простой балкой.

Принимая во внимание, что соединение колонны стальной балки на рисунке — (d) и железобетонной балки на рисунке — (e) ближе к неподвижным опорам, обеспечивающим реакцию момента, и балка называется неподвижной балкой.

Соединение колонн из железобетонных балок представляет собой монолитную конструкцию и обеспечивает устойчивость. Однако расположение арматуры в балке на рисунке выше (b) таково, что анкеровки в колонне недостаточно. Следовательно, арматура не может развить необходимое напряжение под действием момента, и трещина развивается так, как показано на рисунке выше – (ж). В этом случае напряжения снимаются, т. е. образуются штифты, не вызывающие моментной реакции, и балка ведет себя как простая RCC-балка.

Балка на рисунке выше – (e) ведет себя как фиксированная железобетонная балка из-за достаточного количества армирующей стали в верхней части и надлежащего крепления к колонне.

Арматура колонны на рисунке выше – (a) может передавать только осевую силу и поперечную силу через колонну на фундамент. Сустав настолько детализирован, что не может быть передан в любой момент. В любой момент в нем образуется трещина, как показано на рисунке – (b). Это классическая колонна с шарнирным соединением.

Секция на рисунке – (c) предназначена для передачи осевой силы через колонну на фундамент. Сустав не предназначен для передачи в любой момент. Однако из-за своей детализации [которая не является классической булавкой, как на рисунке – (а)], она может сопротивляться некоторому моменту. В этом случае арматуры как раз достаточно, чтобы воспринимать только осевую силу. Под действием момента развивается трещина и напряжения сбрасываются, и теперь развивается штифт. Этот эффект соединения представляет собой полужесткое соединение, которое ближе к штифтовому соединению.

Арматура на рисунке – (d) спроектирована и детализирована таким образом, что она может передавать осевую силу, поперечную силу и момент через колонну на основание. Этот эффект соединения также является полужестким соединением, которое ближе к фиксированному соединению.

Зная различные типы соединений балочных колонн при строительстве железобетонных зданий, сообщите нам все необходимые детали соединений балочных колонн, включая анализ и проектирование.

Как создавать соединения колонн железобетонных балок?

Создание любой структуры обычно осуществляется путем чередования этапов анализа и проектирования. На каждом этапе передается новая информация, которая позволяет конструктору перейти к следующему этапу. Процесс продолжается до тех пор, пока анализ не покажет, что изменения размеров элементов не требуются. Конкретные этапы процедуры описаны ниже:

Связь анализа с проектом

  • Дизайнер начинает с рассмотрения всех возможных компоновок и структурных систем, которые могут удовлетворить требования проекта.
  • Инженер выбирает из концептуального проекта несколько структурных систем, которые кажутся наиболее перспективными, а затем рассчитывает их основные компоненты. Это предварительное определение пропорций элементов конструкции требует понимания поведения конструкции и знания условий нагрузки (постоянная нагрузка, временная нагрузка, ветровая нагрузка и т. д.), которые, скорее всего, повлияют на конструкцию.
  • На этом этапе опытный проектировщик может сделать несколько приблизительных расчетов, чтобы оценить пропорции каждой конструкции в ее критических сечениях.
  • На следующем этапе точные нагрузки, которые будет нести конструкция, неизвестны, поскольку точные размеры элементов и, возможно, архитектурные детали проекта еще не определены. Используя оценочное значение нагрузки, инженер проводит анализ рассматриваемых структурных систем, чтобы определить силы в критических сечениях и прогибы в любой точке, которые влияют на работоспособность конструкции.
  • Реальный вес элементов нельзя рассчитать, пока конструкция не будет точно рассчитана, а на некоторые архитектурные детали, в свою очередь, будет влиять конструкция. Однако, исходя из предыдущего опыта подобных конструкций, проектировщик знает, как оценить значения нагрузки, относительно близкие к окончательным значениям.
  • По результатам анализа эскизных проектов проектировщик пересчитывает пропорции основных элементов конструкции. Хотя каждый анализ основан на оценочных значениях нагрузки, силы, установленные на этом этапе, вероятно, указывают на то, что должна нести конкретная конструкция, поэтому маловероятно, что пропорции значительно изменятся даже после подтверждения окончательных деталей проекта.
  • Затем различные предварительные проекты сравниваются по стоимости, доступности материалов, внешнему виду, функциональности, обслуживанию, времени строительства и другим соответствующим соображениям. На заключительном этапе проектирования эта структура выбирается таким образом, чтобы она удовлетворяла критериям приемлемости клиента и кода.
  • На заключительном этапе инженер вносит небольшие коррективы в выбранную структуру, чтобы улучшить ее экономичность или внешний вид. Затем проектировщик тщательно оценивает значение статической нагрузки и рассматривает конкретные положения динамической нагрузки, которые максимизируют напряжение в определенных сечениях.
  • В рамках окончательного анализа прочность и жесткость конструкции оцениваются для всех значительных нагрузок и комбинаций нагрузок, т. е. постоянной нагрузки, временной нагрузки, включая ветровую нагрузку, снеговую нагрузку, сейсмическую нагрузку и т. д.
  • Если результаты окончательного расчета подтвердят, что пропорции конструкции достаточны для восприятия расчетных усилий, расчет завершен.
  • С другой стороны, предположим, что окончательный проект выявляет определенные недостатки, например, некоторые элементы перегружены, конструкция не может эффективно противостоять боковым или ветровым нагрузкам, элементы чрезмерно гибкие, проектная стоимость превышает бюджетную и т. д. В этом случае проектировщику придется либо пересмотреть конфигурацию конструкции, либо принять альтернативную конструктивную систему.

Согласно «Kenneth M. Leet et al» [389] (автор книги «Основы структурного анализа»), железобетонная конструкция, стальная конструкция и деревянная конструкция анализируются одинаково. В процессе проектирования учитываются различные свойства материалов. Когда размер всех элементов определен, дизайнеры обращаются к коду проекта для специальных свойств каждого материала.

Расчет соединения балки с колонной в железобетонном здании

Соединение балка-колонна подвергается серьезному снижению жесткости и прочности при воздействии сейсмических нагрузок. Основные требования для удовлетворительной работы здания во время землетрясения можно резюмировать следующим образом:

Требования к стыкам балочных колонн

  • Соединение должно демонстрировать эксплуатационную нагрузку, равную или превышающую таковую у элементов, к которым оно присоединяется. Разрушение не должно происходить в суставах.
  • Согласно «Н. Субраманиану» [390] (Автор книги: Проектирование железобетонных конструкций), Соединение должно обладать прочностью не менее предельной, соответствующей развитию конструктивно-пластического шарнирного механизма конструкции. Это требование избавит от необходимости ремонтировать конструкцию в труднодоступном районе.
  • При умеренных землетрясениях соединение должно вести себя упруго.
  • Деформация стыков не должна существенно увеличивать снос этажа или должна оставаться в допустимых пределах.
  • Конфигурация шва должна обеспечивать хороший доступ для укладки и уплотнения бетона, а также простоту изготовления в области шва.
  • Если деформация под действием боковых сил должна быть надежно определена количественно и впоследствии контролироваться, проектировщики должны сделать реалистичную оценку соответствующего свойства, называемого жесткостью. Это связано с нагрузками или воздействиями, обеспечивающими деформацию конструкции.
  • Если бетонная конструкция должна быть защищена от повреждений во время сейсмического события, необходимо предотвратить неупругую деформацию во время динамической реакции. Это означает, что конструкция должна иметь достаточную прочность, чтобы противостоять внутренним воздействиям, возникающим при динамическом отклике. Следовательно, исходя из характеристик жесткости, следует использовать соответствующую методику для оценки сейсмических воздействий.
  • Соединение балки с колонной предназначено для минимизации значительных повреждений и обеспечения выживания зданий с умеренным сопротивлением боковым силам. Кроме того, конструкции должны быть способны выдерживать большую часть своей первоначальной прочности, когда сильное землетрясение вызывает большие деформации.

Площадь соединительного блока соотносится с размерами элемента, поэтому важно учитывать локализованное распределение напряжения в соединениях. Упрощенная система сил может быть принята при проектировании соединений балки с колонной.

Требуемое количество стали рассчитывается исходя из предположения, что сталь достигает расчетного предела текучести, а бетон – расчетного напряжения сжатия. В тех случаях, когда ожидается местное разрушение подшипника или соединения, на основе экспериментальных результатов следует принять более низкую из двух допустимых нагрузок. Крайне важно предотвратить разрушение анкеровки и сцепления в стыках за счет надлежащей детализации стыка балки и колонны и методов проектирования, особенно на внешних стыках.

Процедура расчета соединений балки-колонны в железобетонной конструкции состоит из следующих основных этапов:

  • Начните с предварительного размера элементов, исходя из требований к креплению выбранных продольных стержней.
  • Чтобы получить желаемый механизм упругости балки, обеспечьте достаточную прочность колонн на изгиб.
  • Получите расчетную поперечную силу для соединения, оценив сверхпрочность на изгиб соседних балок и соответствующие внутренние силы в колоннах, поддерживающих равновесие.
  • Получите эффективную площадь сдвига соединения по размерам прилегающего стержня.
  • Убедитесь, что индуцированное напряжение сдвига меньше допустимого предела напряжения. Допустимый предел напряжения сдвига выражается как функция диагональной прочности на растяжение или прочности на сжатие бетона. Если вас это не устраивает, измените размеры связанного элемента.
  • Обеспечьте поперечную арматуру как в качестве поперечной арматуры, так и в качестве ограничивающей арматуры.

В большинстве случаев железобетонный шов является жестким из-за монолитной природы материала. Однако детали армирования или способ размещения армирования обеспечивают жесткость или гибкость элемента. Следовательно, соединения балки и колонны могут быть жесткими или гибкими в зависимости от детализации.

Детализация в конечном итоге изменяет схему передачи нагрузки на стержень. Например, плита на приведенном выше рисунке поддерживается со всех четырех сторон, а отношение длинного пролета к короткому больше 2. Таким образом, это плита с односторонним движением.

Как показано на рисунке выше – (c), арматура плиты является правильной деталью, так как основная сталь проходит в направлении короткого пролета (пролет L x ). Однако посмотрим, что произойдет, если в длинном пролете (пролет L и ), как показано на рисунке – (d).

Плита, имеющая опоры со всех четырех сторон, передает основную нагрузку в направлении короткого пролета (пролет L x ). Следовательно, момент развивается в направлении короткого пролета. Но у них нет надлежащей арматуры в направлении короткого пролета, в результате бетон трескается, как показано на рисунке – (d).

Теперь трещины снимают напряжения, а затем нагрузка передается в направлении длинного пролета (пролет L y ). Теперь расчетная арматура размещена в направлении длинного пролета (пролет L y ) пытается выдержать нагрузку.

  • Обеспечьте достаточную длину анкеровки для арматуры, проходящей через соединение или заканчивающейся в нем.

Проектирование и детализация стыков колонн железобетонных балок имеют решающее значение для обеспечения безопасности во время землетрясений. Таким образом, стыки балки и колонны должны быть спроектированы таким образом, чтобы противостоять последствиям землетрясения.

Однако самое сильное землетрясение можно пережить только в том случае, если элементы достаточно пластичны, чтобы поглощать и рассеивать сейсмическую энергию за счет неупругих деформаций. Чтобы железобетонные элементы обладали достаточной прочностью и пластичностью, чтобы выдерживать землетрясения, их конструкция и детали должны соответствовать Индийскому стандарту — IS 456: 2000 [99] (Глубокий и армированный бетон — Свод правил) и индийский стандарт — IS 13920: 1993 [391] (Детализация железобетонных конструкций, подверженных сейсмическим воздействиям, — Свод правил).

Подробные положения индийского стандарта – IS 13920: 1993 обеспечивают железобетонным элементам достаточную прочность и пластичность и делают их способными подвергаться обширным неупругим деформациям, стабильно рассеивая сейсмическую энергию. По «Шашикант К. Дуггал» [392] (автор книги под названием «Проектирование сейсмостойких конструкций»), жесткость железобетона можно использовать для минимизации сейсмических деформаций и, следовательно, уменьшения повреждений ненесущих элементов.

Кроме того, если вы хотите узнать о соединениях балочных колонн в стальных и деревянных конструкциях, перейдите по следующей ссылке для получения информации о соединениях балочных колонн в стальных конструкциях –

Строительство дома

Соединения балок и колонн в стальных конструкциях – Типы и Процедура проектирования!

Щелкните следующую ссылку, чтобы просмотреть соединения балок и колонн в деревянной конструкции –

Строительство дома

Типы соединений балки с колонной в проекте деревянной конструкции

 Типы соединений балки с колонной в конструкции деревянной конструкции

Эффекты из-за неправильного Анализ и расчет соединений балочных колонн

Соединения балочных колонн имеют особое значение в зданиях, это части колонн, сходные с балками в местах их пересечения, и они изготовлены из составляющих материалов с ограниченной прочностью; следовательно, суставы имеют ограниченную несущую способность. Суставы серьезно повреждаются, когда силы, превышающие эти, применяются во время землетрясений. Ремонт поврежденных соединений сложен, поэтому необходимо избегать повреждений; Соединения балочных колонн должны быть спроектированы и детализированы таким образом, чтобы противостоять сейсмическим воздействиям.

Во время сейсмической нагрузки соединения в конструкциях уступают большинству других типов соединений. Часто происходит выход из строя соединений, соединяющих колонны и балки, что приводит к обрушению здания. Разрушение соединения приводит к изменению угла между колоннами и балками, и здание начинает постепенно наклоняться, пока не рухнет.

Как обеспечить стыки балок и колонн на стройплощадке?

  • Чтобы получить правильные соединения балочных колонн на месте, проектировщик должен указать детали на чертеже соединения балочных колонн.
  • Детализация стыка балки-колонны показана на чертеже и должна быть обязательной. Перед началом работы лучше всего изучить место и деталировку таких стыков.
  • В обязанности инженера-строителя входит тщательная проверка детали соединения.
  • Все соединения должны быть выполнены с большой осторожностью, чтобы предотвратить обрушение здания.

Подводя итог , характеристики каркасных конструкций зависят от отдельных элементов конструкции, а также от целостности соединений. Детализация и проектирование соединения балочных колонн является важным компонентом проектирования зданий. В этой статье представлены типы соединений колонн бетонных балок, требования к проектированию, взаимосвязь между анализом и проектом и процедура проектирования. Хорошо спроектированные соединения обеспечат желаемые эксплуатационные характеристики и улучшат внешний вид конструкции.

На срок службы дома влияет множество факторов, но швы в конструкции играют важную роль в долговечности здания. Если вы хотите узнать о различных типах соединений, используемых в бетонных плитах и ​​стенах, нажмите на следующую ссылку:

Швы в строительстве: все, что вам нужно знать

Строительные швы в бетонных конструкциях без строительных швов.

Строительные швы в бетоне неизбежны, так как мы не можем закончить работу сразу. В зависимости от типа конструктивных элементов на разных этапах строительства предусматривают вертикальные и горизонтальные строительные швы.

Количество строительных швов зависит от различных факторов, таких как наличие ресурсов, время, затрачиваемое на выполнение заливки, максимально возможный запас бетона, характер конструкции, термические сжатия и т. д.

Вертикальные строительные швы широко применяется в строительстве, а горизонтальные строительные швы используются для многих элементов. Кроме того, в основном рекомендуется избегать горизонтальных строительных швов, насколько это возможно. Однако бывают случаи, когда мы не можем избежать горизонтальных строительных швов. Например, при строительстве бетонной стены мы не можем избежать строительных швов непосредственно над основанием.

Давайте обсудим преимущества строительных швов в бетонных конструкциях.

Преимущества

  1. Создание строительного шва в бетоне ограничивает площадь бетонирования за один раз. Например, когда нужно забетонировать большую площадь, мы разделяем площадь на несколько заливок. Это ускоряет строительные работы, так как частичное завершение работ позволяет перейти к бетонным работам.
  2. Кроме того, большую площадь невозможно забетонировать за один день. Это займет много времени и может потребоваться огромный объем бетона. Следовательно, в зависимости от мощности бетонных заводов и человеческих ресурсов подрядчика можно выбрать размер заливки.
  3. При возведении толстого бетона в бетоне возникают дополнительные напряжения из-за остаточных температурных усадок. Толстый фундамент, такой как плотный фундамент, может залить бетон за несколько заливок, чтобы избежать этой проблемы с ограничениями.

Недостатки

  1. Наличие строительных швов в водозапорных сооружениях всегда увеличивает риск их эксплуатации. Есть более высокие шансы утечки воды через строительный шов. Мы должны предоставить водные бары в качестве решения, которое является стоимостью проекта.
  2. Все строительные швы должны быть надлежащим образом подготовлены перед следующей заливкой. Кроме того, для соединений такого рода необходимо предусмотреть дополнительное усиление.

Строительные швы балок

Когда балки строятся в два разных этапа, мы должны предусмотреть строительные швы. Тип строительного стыка зависит от пролета, нагрузки, расположения стыка и т. д.

Небольшие балки, передающие меньшие силы изгиба и сдвига, общий стык может быть обеспечен без большого количества деталей. Однако для балок, несущих более высокие нагрузки, следует уделить большое внимание.

Где обеспечить конструктивные соединения балок

Как правило, изгибающий момент балки становится почти нулевым на одной трети пролета. Далее, поскольку стык в балке вертикальный, его целесообразно предусматривать там, где изгибающий момент меньше.

Кроме того, поперечная сила балки также уменьшается по мере удаления от пролета. Поэтому, как правило, мы обеспечиваем строительные швы почти на одной трети пролета.

Однако, в зависимости от состояния площадки и рекомендаций инженера-строителя, окончательное положение и расположение стыка могут быть изменены.

Деталь стыка балки

На консольных балках не должно быть никаких стыков. Детали, показанные ниже, могут быть использованы для строительства.

Установка дюбелей не является обязательной, особенно для небольших балок. Кроме того, строительный шов должен быть соответствующим образом зачищен перед укладкой второй заливки.

Строительный шов плиты

Строительные швы сохраняются на площадке, как обсуждалось выше, в качестве меры по улучшению конструктивных возможностей. В зависимости от использования плиты и в соответствии с конструктивными требованиями предоставляются применимые детали конструкции.

В основном есть два типа плит. Они есть в обычных строительных плитах и ​​плитах в водоподпорных сооружениях.

При наличии водяного бака для строительного шва в качестве дополнительного требования должна быть предусмотрена водяная перемычка во избежание протечек воды через строительный шов.

В строительстве не обязательно следовать приведенным выше деталям, и в некоторых случаях бетонная поверхность со сколами также будет учитываться в зависимости от пролетов и приложенных нагрузок.

Далее к боковой опалубке крепятся деревянные доски, выполненные в виде срезной шпонки строительного шва. Эти клавиши могут быть закреплены на расстоянии 600 мм.

Строительные швы колонн

Горизонтальные строительные швы всегда должны обеспечивать строительные требования. Он может быть на уровне пола и чуть ниже балки. Этих двух суставов нельзя избежать.

В зависимости от наличия ресурсов и в соответствии с другой строительной практикой может быть дополнительный строительный шов в бетонных колоннах.

Когда бетон заливается в бетонные колонны, поверх готового бетона будет слой мягкого грунта. Перед заливкой нового бетона его необходимо удалить.

В большинстве случаев можно наблюдать, что колонны не обрезаются надлежащим образом для удаления верхнего слоя бетона, который не обладает достаточной прочностью. Это можно рассматривать как конструктивный дефект и тип разрушения колонны .

Строительный шов стены

Строительный шов непосредственно над основанием/фундаментом невозможно избежать. Кроме того, может быть предусмотрен водяной затвор, если стена сконструирована таким образом, чтобы удерживать воду.

Кроме того, может потребоваться установка водяных швов на строительном стыке, где требуется водонепроницаемость.

Если в строительном шве стены имеется водяной шов, он может или не может проходить через основание. Когда строительный шов проходит через основание, как в резервуаре для воды, водяная планка также должна проходить по всему основанию.

Строительные швы в больших подпорных стенах

Когда размер подпорных стен становится значительно больше, обычно не может быть обеспечен конструкционный шов с помощью шпонки. Предоставления одной срезной шпонки будет недостаточно, и вдоль этого соединения будет концентрироваться напряжение.

При проектировании больших подпорных стен или конструкций с очень высокими боковыми нагрузками необходимо провести специальную проверку строительных швов. На горизонтальные конструктивные швы, расположенные на нижнем уровне, действует высокое усилие сдвига. Трение бетона является ключевым фактором, ограничивающим движение. Поскольку мы знаем сцепление бетона и площадь поверхности шва, можно рассчитать силу сопротивления. Таким образом, мы можем проверить стабильность.

По вышеуказанным и многим другим причинам в поперечном сечении предусмотрено несколько шпонок.

Особенно когда подпорные стены длиннее, их нельзя бетонировать сразу и за одну заливку. Поэтому бетон делают в несколько заливок. В месте соединения заливок будет предусмотрен строительный шов. На следующем рисунке показано расположение таких строительных швов.

Строительные швы в туннелях

В основном в конструкции туннеля будет два строительных шва. То есть на обоих концах и чуть выше основания. Однако, в зависимости от строительных требований, в туннелях может быть несколько строительных швов.

В статье Tunnel Design обсуждаются дополнительные аспекты проектирования, которые могут быть полезны, если их прочитать.

Строительный шов на вышеуказанном основании очень трудно избежать. Надлежащим образом зачищенные строительные швы могут обеспечить достаточную прочность в сочетании с армированием.

В зависимости от требований по водонепроницаемости на строительном стыке будет предусмотрена водяная шпилька.

Строительный шов должен быть герметичным, особенно если каменный покров не способен стабилизировать давление, оказываемое туннелем на скалу. Туннели, построенные для подачи воды и вырытые в скале, будут иметь очень высокое давление при высоком напоре.

Выходные ворота построены недалеко от места, где заканчивается туннель. Из-за уклона породы иногда толщины породы может быть недостаточно для обеспечения устойчивости. В такой ситуации необходимо усилить обделку туннеля, чтобы выдерживать нагрузки от внутреннего давления.

Кроме того, строительные швы в таких туннелях необходимо соответствующим образом укрепить. Введение срезной шпонки и т. д. должно решаться на основе приложенного давления. Что еще более важно, на строительном стыке должна быть предусмотрена водяная планка, чтобы избежать утечек воды через стыки.

Если вода просочится, она окажет давление на туннель вокруг скалы. Значительное развитие давления может привести к растрескиванию породы, что приведет к потере обеспечиваемой породой жесткости.

Кроме того, перед установкой водяного стержня необходимо проверить удлинение, прочность, ширину и т. д. В швы такого рода необходимо встроить хороший водяной стержень.

Бетонные швы в водосливе

Строительство водосбросов не является обычным явлением, но при строительстве сооружений такого рода используются специальные методы.

Большая часть гидротехнических сооружений представляет собой гравитационные сооружения с особым усилением. Очень большая масса заливаемого в бетон бетона сохраняет устойчивость конструкции к гравитационным нагрузкам и приложенным к ним горизонтальным нагрузкам.

Вертикальные, а также горизонтальные строительные швы предусмотрены в конструкциях такого типа из-за большого объема заливаемого бетона. Даже если у нас есть строительный шов, нам, возможно, придется залить бетон, чем обычно.

На приведенном выше рисунке показано расположение срезных шпонок водосбросного подъемника. Из-за очень высокого давления, оказываемого на гильзу водой, срезных шпонок больше, чем одной срезной шпонки. Кроме того, он равномерно распределяет боковые силы по всему сечению, а не нагружает конкретную область, как одиночная срезная шпонка.

Кроме того, для обеспечения однократного сдвига потребуется более подробный анализ распределения напряжений в сечении. Внутренние силы могут привести к растрескиванию бетона, если они не будут правильно определены на этапе проектирования.

В дополнение к вышеперечисленному, при строительстве сооружений такого рода предусмотрены как строительные, так и деформационные швы.