Расчет несъемной опалубки стен зданий можно выполнить двумя путями:
1) Конструируют здание объемно в трех измерениях, определяют нагрузки на перекрытиях и стенах, методом конечных элементов выполняют статический расчет всего здания, и на его основе определяют арматуру для элементов здания, в том числе и арматуру для стен. Этот путь выбирают пользователи специализированных компьютерных программ;
2) Выделяют в пространственной схеме здания условно плоский элемент - раму (шириной, например, 1,2 или 1,8 м), включающую перекрытия в их рабочем направлении, а также стены. Плоские рамы выделяют в так называемых самых невыгодных сечениях, обычно, по крайней мере, в трех. После определения внутренних сил в элементах рамы (с помощью справочников по строительной механике) определяют арматуру; метод, конечно, дает приближенные результаты, зато позволяет обойтись без специализированных компьютерных программ.
В соответствии с доминирующими нагрузками, в несъемной опалубке стен конструктивно предусмотрена (вмонтирована в конструкции несъемной опалубки) только вертикальная рабочая арматура. Однако, как и любые другие плитные элементы, стены должны быть армированы и горизонтальной арматурой.
4.1. Вертикальная арматура стен
В малоэтажных зданиях условно (как в рамных конструкциях) можно выделить два характерных соединения перекрытия и стен (рис. 1):
- соединение кровельного перекрытия и стены (карнизный узел);
- соединение межэтажного перекрытия и стены.
Схематически изображая здание в поперечном сечении, можно четче понять деформированное состояние элементов рамы (ригелей, стоек) (рис. 2), распределение доминирующих внутренних сил (изгибающих моментов), а также цели и задачи армирования стен. На напряженное состояние стен существенное влияние оказывают также вертикальные нагрузки от перекрытий и боковое давление ветра. Необходимо учесть и наиболее невыгодное распределение нагрузок (симметричное, несимметричное), конструктивные эксцентриситеты в стенах и прочие факторы в каждом конфетном случае. Обычно в малоэтажных зданиях из несъемной опалубки для восприятия упомянутых дополнительных нагрузок достаточно конструктивной арматуры стен, поэтому основное внимание уделяется необходимости дополнительного армирования для восприятия в стене изгибающих моментов вызванных перекрытием и для обеспечения жесткости узлов.
Как видно на рисунке 1, в карнизном узле в стене действует изгибающий момент по величине такой же как и в опорном узле перекрытия, следовательно, в стене должна быть эквивалентная вертикальная арматура. Подобным образом необходимо рассматривать ситуацию и с узлом межэтажного перекрытия. Если принять, что в этом узле изгибающий момент от перекрытия переносится только на стену нижнего (верхнего) этажа, в нем необходимо предусмотреть эквивалентную арматуру. Под понятием "эквивалентная" подразумевается арматура, которая обеспечивает перекрытию и стене одинаковое противодействие моменту.
 |
Рис. 1. Вызванные перекрытиями изгибающие моменты в стенах: а - нагрузка на перекрытие симметричная; b - несимметричная нагрузка (влиянием ненагруженной части рамы пренебрегаем). |
 |
| Рис. 2. Деформированная схема рамы. |
Если изгибающий момент от перекрытия прикладывается на стену сосредоточенно, то есть только в зоне ребер перекрытия, то здесь также размещают необходимые для обеспечения жесткости узла дополнительные стержни (см. Глава 2. Статья 6.). Если дополнительную
арматуру в стене размещают равномерно с определенным шагом, соединение с ребристым перекрытием больше не может рассматриваться как жесткое, поэтому и рабочую
арматуру балок правильнее выбирать по схеме свободно опертой балки.
Пример 2. Определить количество необходимой
арматуры для межэтажного перекрытия и стен двухэтажного здания из
несъемной опалубки, если площадь этажа 10,8x10,8 м. Примем, что в средней части здания находится несущая стена, следовательно, ребристое перекрытие можно создать в виде двухпролетной конструкции. Так как ребристое перекрытие работает в одном направлении - параллельно осям ребер, расчет можно упростить, рассматривая только фрагмент схемы здания, то есть плоскую раму. Если расчетным путем получено количество
арматуры в одной балке Т-профиля (ригеле рамы) и в стеновых элементах соответствующей ширины (стойках рамы), остается полученный результат умножить на число элементов; для данного случая 10,8/0,6=18 шт.
Для перекрытия с расчетным пролетом 5,5 м и полезной нормативной нагрузкой 3 кПа можно принять опалубку (см.
рис. 2,
Глава 2. Статья 2.) с параметром Н=16 см и создать железобетонное перекрытие с высотой поперечного сечения 20 см (ребро + плита = 16+4 см). Прикладывая распределенную нагрузку (полезную, от собственного веса), получаем расчетную схему и результаты расчета (рис. 3) - изгибающие моменты и теоретически необходимую арматуру. Компьютерная программа MONOMAH предлагает также и рабочие чертежи
армирования (рис. 4).
Здесь необходимо отметить, что
армирование можно выполнять различными методами и средствами, поэтому конечный вариант определяет конструктор, который также несет ответственность за надежность и экономичность решения. Если используются таблицы для однопролетных балок, необходимая в опорном узле
арматура (верхняя) имеет площадь 1,5 кв. см, а посередине пролета (нижняя) - 2,73 кв. см. Как видно, в варианте двухпролетной балки результат немного отличается - в опорном угле необходима
арматура 1,68 кв. см, а в пролете 2,84 кв. см. В обоих случаях в опорном узле необходимо уложить по крайней мере 2 стержня диаметром 12 A-III (см. Таблицу 1 "Сортамент стальных стержней (сокращенный)",
Глава 2. Статья 3., A
s=2,26 кв. см) или 3 стержня диаметром 10 A-III. В пролете необходимы по крайней мере 2 стержня диаметром 14 A-III (A
s=3,08 кв. см). На рабочих чертежах (см. рис. 1) показана реализация подобного
армирования.
Дополнительные стержни, обеспечивающие жесткое соединение межэтажного перекрытия со стеной, необходимо заанкерить в стене нижнего этажа. Если при больших пролетах и нагрузках имеются трудности с размещением в стене эквивалентного
армирования, анкеровку выполняют и в стене нижнего этажа, и в стене верхнего этажа. Принимая толщину стены 15 см, рабочую высоту поперечного сечения 12 см, в стене под перекрытием, где изгибающий момент такой же, как в опорном узле перекрытия, то есть М
mах=10,99 кН-м, необходимая вертикальная
арматура имеет площадь 3,41 кв. см (определяется расчетным путем) - таким образом, можно принять 4 стержня диаметром 12 A-III (A
s = 4,52 кв. см).
Практически эти дополнительные стержни размещают и закрепляют в каркасе стены (внешнем крае) до бетонирования стены, исходя из планировки перекрытия, то есть напротив ребер перекрытия. После набора прочности бетона и монтажа каркаса пояса выпуски этих стержней отгибают на нужное расстояние, связывая с
арматурой балок перекрытия. Такую же технологию можно использовать и для соединения кровельного перекрытия со стеной (карнизного узла). Примеры конструирования узлов будут даны в статье 6 главы 2. Длину дополнительных стержней в стене выбирают в соответствии с распределением изгибающих моментов, то есть по крайней мере Н/3 (Н - высота стены), а в балке перекрытия - в соответствии с длиной анкеровки (см. Таблицу 1 "Длина анкеровки рабочих стержней",
Глава 2, Статья 2.).
 |
Рис. 3. Пример расчета двух пролетной балки: а - схема расчета и эпюра изгибающих моментов; b -теоретически необходимая арматура. |
В случае несимметричного распределения нагрузок во внутренней несущей железобетонной стене также возникают большие изгибающие моменты (рис. 1, b). Таким образом, все сказанное о соединении дополнительной
арматуры перекрытия с наружными стенами относится и к несущим внутренним стенам.
Результаты расчета количества
арматуры для рассмотренного межэтажного перекрытия показаны в таблице 1. В этой спецификации не учтен дополнительный расход
арматуры на стыковку
арматуры внахлест, для пространственного закрепления каркаса, фиксаторов и пр.
 |
| Рис. 4. Арматура двухпролетной балки (пример). |
Спецификация балки Sm1
| № |
Название |
Кол-во |
Масса
единицы,
кг |
Примечания |
| Детали |
| 1 |
Диаметр14 AIII I=5740 |
2 |
6,9 |
|
| 2 |
Диаметр 10 AIII I=5740 |
2 |
3,5 |
|
| 3 |
Диаметр 14 AIII I=5740 |
2 |
6,9 |
|
| 4 |
Диаметр 10 AIII I=5740 |
2 |
3,5 |
|
| 5 |
Диаметр 10 AIII I=80 |
1 |
0,0 |
|
| 6 |
Диаметр 10 AIII I=500 |
1 |
0,3 |
|
| 7 |
Диаметр 10 AIII I=150 |
1 |
0,1 |
|
| 8 |
Диаметр 10 AIII I=500 |
1 |
0,3 |
|
| 9 |
Диаметр 14 AI I=1140 |
2 |
1,4 |
|
| 10 |
Диаметр 6 AI I=600 |
109 |
0,1 |
|
| 11 |
Диаметр 6 AI I=600 |
0,1 |
0,1 |
|
| |
Материалы |
|
|
|
| |
Бетон B25 |
|
|
0,3 куб. м |
Таблица 1. Общие сведения по арматуре (к примеру)
| Название |
Описание арматуры |
Масса, кг |
| Балки перекрытия, 18 шт. |
Рабочие и конструктивные стержни, отверстия. |
77x18=1386 |
| Плита перекрытия |
Диаметр 6 A-III, шаг 200. |
261 |
| Несущие стены |
Дополнительные стержни диаметром12 A-III, в трех стенах, L=1,4 м, 4x18 шт.
|
268 |
| Ненесущие стены |
Дополнительные стержни диаметром 6 A-III, в двух стенах, шаг 300, L=0,5 м. |
8 |
| Стена на уровне межэтажного перекрытия |
Дополнительные стержни диаметром 8 A-III, в пяти стенах, шаг 400, L=0,9 м. |
96 |
| Итого: |
2020 |
Эффективность рамных конструкций, как известно, в большой степени определяет жесткое соединение элементов в узлах. По этой причине и опору стены на фундаменте целесообразно создавать жесткой, то есть выпуски стержней из конструкции фундамента должны давать эквиваленты
арматуры стены - с равноценным сопротивлением моменту.
Рекомендуем вам ознакомиться:
- Прайс-лист на элементы несъемной опалубки "PLASTBAU"
(ПЛАСТБАУ).
- Стоимость строительства монолитного дома из элементов несъемной опалубки
- Фотогалерея строительства монолитных домов по технологии "PLASTBAU" (ПЛАСТБАУ)
-
Проекты домов с несъемной опалубкой или ознакомиться со всеми предложениями в
каталоге проектов домов
Все статьи о строительстве домов из несъемной опалубки PLASTBAU (ПЛАСТБАУ) >>
