Железобетонный столб: Железобетонные столбы для ЛЭП марки СВ

Содержание

Железобетонные столбы для ЛЭП марки СВ

Железобетонные столбы для ЛЭП, бетонные опоры марки СВ.

Сегодня мы все привыкли пользоваться благами цивилизации. На керосиновые лампы или свечи наш человек посмотрит с улыбкой и вспомнит о них лишь тогда, когда дома погаснет свет. Отключение электричества в последнее время, к счастью, бывает не так часто, как еще десять-двадцать лет назад. А связанно это с тем, что за прошедшие годы в нашей стране произошла глубокая модернизация всего технического хозяйства. Были заменены электрические подстанции, вводятся в эксплуатацию новые электростанции, прокладываются новые ЛЭП.

Читать далее…

В далеком 1879 году в Санкт Петербурге впервые в нашем государстве было налажено уличное электрическое освещение. Мост Александра 2 (Литейный) был оснащен дуговыми лампами Яблочкова, светильниками и столбами ЛЭП. В следующие 20 лет почти все крупные города страны активно заменяли газовые мачты городского освещения на привычные для нас сегодня опоры линий электропередач. Деревянные, а впоследствии и железобетонные электрические столбы.

Железобетонные столбы для ЛЭП сегодня

Основой любой линии электропередачи являются стойки железобетонные для опор ЛЭП. Это изделие изготавливается согласно ТУ 34 12.11410-89 заменившим ГОСТ 23613-79. Основным материалом стоек опор ЛЭП является бетон и арматура. Класс бетона должен быть B30 с высокими морозостойкими (f200) и водоотталкивающими свойствами (w2 или w4).

Электрические столбы изготавливаются методом вибрирования из тяжелого бетона. Для создания ЛЭП СВ 95, ЛЭП СВ 105, СВ 110, в зависимости от её геометрической формы используется специальное лекало и оборудование. Предварительно собирается арматурный каркас из термически упрочнённой стальной арматуры класса Ат-IVК и А-IV диаметром профиля от 10 до 32 мм. Затем арматура натягивается и в форму заливается бетон. После этого лекало закрывают второй частью, фиксируя их друг к другу. Следующим этапом производства стоек опор ЛЭП СВ происходит усадка бетона посредством вибрации. Спустя несколько минут, когда остатки пузырьков воздуха покинут будущий электрический столб, железобетонную опору отправляют в пропарочную камеру, где поддерживается постоянный температурный режим, для затвердевания смеси.

Ниже см. таблицу с размерами и характеристиками железобетонных опор ЛЭП маркировки СВ.

Железобетонный столб ЛЭП СВ 105
Марка опорыдлинаширинаширина монтажнаявысотавысота монтажнаявес
СВ-959500 мм.165 мм.150 мм.240 мм.165 мм.750 кг.
СВ-10510500 мм.200 мм.180 мм.280 мм.190 мм.1175 кг.
СВ-11011000 мм.185 мм.175 мм.280 мм.165 мм.1150 кг.

Спустя продолжительное время готовую стойку опоры линии электропередач извлекают из формы, предварительно отрезав сваркой арматуру от удерживающей пластины. Бетонный электрический столб готов отправится на склад хранения готовой продукции, а дальше к покупателю.

Где купить опоры СВ для ЛЭП?

Последнее время в Московской области наблюдается активная замена отслуживших деревянных опор ЛЭП на железобетонные столбы. Связанно это в основном с предписаниями от контролирующих служб, где сотрудники надзорных органов фиксируют действительно плачевное состояние опор из древесины. Администрации СНТ в свою очередь меняют отслужившие опоры на надежные железобетонные электрические столбы, которые при одинаковой стоимости имеют ряд положительных свойств. Если такой фонарный столб сделан по ГОСТу, срок службы стойки может достигнуть пятидесяти лет. Нужно обратить особое внимание на цену железобетонной опоры ЛЭП. Если стоимость средняя по региону, то достаточно только посмотреть сопроводительные документы или договор на реализацию. А вот когда цена бетонного электрического столба значительно ниже, такая стойка СВ вероятно низкого качества.

Наиболее полную картину качества покажет Вам непосредственно завод изготовитель. Когда необходимо купить железобетонные столбы ЛЭП оптом или большим количеством, наверное, здравым решением будет заключить прямой договор с заводом или официальным дилером. Важным фактором ценообразования становится логистика. В зависимости от того, какое расстояние преодолеет бетонный электрический столб от склада до места установки, будет напрямую завесить цена опоры. Конечно выгоднее искать изготовителя или продавца в своем регионе, а лучше районе.

Заказывая железобетонные столбы для линий электропередач и бетонные стойки ЛЭП – Вы можете быть уверены в надежности нашего товара. Компания “База ЖБИ” сотрудничает с крупнейшими производителями железобетонных изделий в Москве и Московской области. Собственные складские площадки в разных районах области, позволяют экономить деньги наших клиентов на логистике, оптимизируя доставку. Постоянный контроль качества всех партий отгружаемого товара со стороны наших сотрудников не дают возможности заводам хитрить. Мы всегда готовы обсуждать условия продажи и разговаривать с клиентом. Звоните, а лучше приезжайте к нам в офис.

Кроме ЖБ опор СВ мы производим и продаем:

Во-первых – дорожные плиты.

Во-вторых – аэродромные плиты ПАГ.

В-третьих – блоки фбс всех ходовых типоразмеров.

И многое другое.

 

Наша группа в ВК.

Железобетонные опоры ВЛ СВ 95 и СВ 110 | СтройМонтажБур

Железобетонные опоры СВ-95 и СВ-110 изготовлены из бетона, который дополнительно армирован металлом. Маркировка СВ означает «стойки вибрированные». Применяются они для прокладки линий электропередач 0,4-10 кВ.

Значительными преимуществами ж/б опор являются:

  • Коррозиестойкость
  • Невосприимчивость к низким температурам и влажности
  • Сейсмостойкость — степень устойчивости к землетрясениям
  • Стойкость к неблагоприятным воздействиям природы и стихий
  • Повышенная прочность и крепость – не подвергаются деформации и разрушениям
  • Нет необходимости в уходе (в чем, например, нуждаются деревянные опоры из сосны- пропитка)
  • Срок эксплуатации — не менее 50 лет

Недостатки тоже есть

Речь здесь идет, в первую очередь, про высокий вес подобной опоры, соответственно, монтаж опор такого типа должен производиться профессионалами высочайшего класса. Также имеется вероятность появления различных дефектов во время транспортировки (речь идет о трещинах, сколах). Кроме этого, из-за воздействия влаги и перепадов температур возможно выкрашивание бетона, что снижает прочность всей конструкции.

Характеристики железобетонных стоек ЛЭП

⇒Железобетонные столбы изготавливаются разных марок и обозначаются таким образом, например, стойка бетонная СВ 95-2, где 95 – длина стойки в дециметрах, а 2 – условная несущая способность.

Согласно ГОСТ 23009-78 стойки изготавливаются следующих типоразмеров:

  • L – 9,5 метров (СВ 95)
  • L – 10,5 метров (СВ 105)
  • L – 11 метров (СВ 110)
  • L – 16,4 метра (СВ 164)

Они различаются также по методу армирования, от которого зависит несущая способность.

Стойки опор ЛЭП СВ 95

Ж/б опоры СВ 95 широко применяются для прокладки и монтажа сетей с напряжением 0,4 кВ и для прокладки линий связи. Они преимущественно используются для подключения к электросетям дачников, при установке дополнительного электростолба. Для их изготовления используется тяжелый бетон (класс В30), который соответствует нормативам ГОСТ 26633-91. В качестве наполнителя данного бетона производители применяют гранитный щебень с показателем прочности не менее M 1200 – M 1400, морозоустойчивости F 300.

Стойки СВ 95 могут эксплуатироваться при температуре, достигающей -55 градусов Цельсия. Они успешно эксплуатируются в районах I-V категории и могут устанавливаться там, где сейсмичность не превышает 7 баллов по шкале Рихтера. Железобетонные опоры ЛЭП СВ 95.2 и СВ 95.3 оснащаются закладными изделиями, необходимыми для того, чтобы выполнять крепление конструкций и осуществлять присоединение необходимых элементов заземления. Данные стойки сужаются кверху и их длина составляет 9,5 метров. Сечение опор прямоугольное и равняется: в основании высота – 240 мм, вверху – 165 мм, ширина в основании и вверху одинаковая – 150 мм. Вес стойки равен 750 кг.

Железобетонный столб СВ-95 на предприятии — изготовителе снабжается закладными железными изделиями, предназначенными для присоединения конструкций и деталей заземления.

Стойки СВ 110

Железобетонные стойки СВ 110 предназначены для линий электропередач напряжением до 10 кВ. Они могут устанавливаться также и для линий связи. Ж/б столбы СВ 110 устойчивы к воздействию агрессивной среды, низкой и высокой температуры и могут с успехом устанавливаться в районах с повышенной степенью пожарной опасности.

Столбы железобетонные СВ 110 также находят свое применение и в качестве опор для освещения. Их изготовление ведется с применением тяжелого бетона методом вибропрессования. Данные бетонные смеси обладают классом прочности на сжатие В30.

Длина стоек СВ 110-3,5 и СВ 110-5 составляет 11 метров. В основании опоры высота равна 280 мм, а вверху высота составляет 165 мм. Ширина основания равна 170 мм, верхняя часть составляет 175 мм. Вес бетонной опоры равен 1150 кг. Стойки СВ 110-3,5 имеют расчетный изгибающий момент 35 кНм, а СВ 110-5 соответственно 50 кНм.

Железобетонные опоры СВ 110 изготавливаются из тяжелого бетона, обладающего следующими характеристиками:

  • Марка прочности – M 400
  • Морозостойкость – F 200
  • Водонепроницаемость – W 6

Каждая из них снабжена закладными металлическими изделиями, предназначенными для закрепления конструкций и подсоединения деталей конструкции заземления и изготавливается в строгом соответствии со стандартами ГОСТ и ТУ.

Все опоры в обязательном порядке имеют сертификат соответствия и паспорт качества.

Столб железобетонный для уличного освещения

Наши клиенты строят электрические подстанции и энергосооружения, километры линий электропередач и линий уличного освещения. В этом году в Волгоградской и Астраханской областях с нашей помощью построено около 1 000км новых сетей. Мы открыты для сотрудничества с энергопоставляющими, строительными и ремонтными компаниями Южного федерального округа.

Сегодня просто невозможно обойтись без железобетонных опор ЛЭП, благодаря им электрификация жилых домов и других объектов стала более безопасной и удобной.

Железобетонные изделия, поставляемые нашей компанией соответствуют всем стандартам и требованиям РФ и изготавливаются в соответствии с ТУ. Железобетонные опоры всегда есть в наличии, независимо от сезона и дефицита на рынке.

Наша компания предлагает на выбор 6 видов стоек СВ.Их применяют для строительства магистралей уличного освещения: для дорого, парковок, скверов, внутриквартальных территорий. На опоры крепят провода или фонари.Опоры СВ надежно удерживают провода на необходимом рассоянии от земли. Железобетон долговечнее дерева и не подвержен коррозийным процессам, в отличии например от анкерных опор. Срок эксплуатации железобетонных опор не менее полувека.

Наше уникальное предложение:

* Мы являемся партнером одних из крупнейших заводов производителей опор СВ в ЮФО;

* Мы гарантируем лучшее предложение на опоры СВ в ЮФО;

* Постоянное наличие объемов и кратчайшие сроки производства, независимо от сезона и дефицита товара на рынке;

* Лучшая на рынке точность соблюдения сроков поставки.

Железобетонные стойки и опоры СВ предназначены для одинакового распределения веса протянутых
токонесущих проводов.Верхняя части стойки и опоры СВ имеет дополнительные конструкции консолей и траверсов, к которым и крепятся провода с помощью блоков изоляторов.

Технические характеристики опор СВ:
световые опоры и стойки СВ изготавливаются в соответствии с ГОСТ 23613-79; марка бетона В25 (морозостойкость не менее F150, водонепроницаемость W2)Опоры СВ95, СВ110, СВ164 весьма широко применяются при различном строительстве,все возможных реконструкциях и также капитальном ремонте высоковольтных линий электропередач.
Стойки СВ95, СВ110, СВ164 обладают закладными деталями для укрепления конструкций и для присоединения изделий заземления. Изготавливаются опоры в строгом соответствии с требованиями ТУ и ГОСТ.Также опоры СВ95-2, СВ95-2, СВ110-35, СВ110-5 могут использоваться и как опоры освещения. Производство виброопор осуществляется из тяжелого бетона обладающего классом по прочности на сжатие В30. Приемка жби опор производится партиями  согласно требованиям настоящего стандарта. Партия состоит из стоек, которые принадлежат одной марке, изготавливаемых последовательно предприятием с применением одной технологии и одинаковых материалов.
Опоры жби
весьма надежны и обладают большим продолжительным сроком эксплуатации и предназначены для применения при расчетной температуре наружного воздуха (средней температуре воздуха наиболее холодной пятидневки района строительства) до минус 55 °С включительно, сейсмичностью до 7 баллов включительно. Железобетонные опоры обозначают марками в соответствии с требованиями ГОСТ 23 09. Марка состоит из буквенно-цифровых групп, разделенных дефисами, пример — железобетонные опоры лэп св 95.Первая группа имеет обозначение типа стойки (СВ — стойка вибрированная) и соответственно длину её в дециметрах. Во второй группе обозначают несущую способность железобетонной опоры, характеризуемую величиной расчетного изгибающего момента в кН м и округленной до целого числа. В третьей группе состоят дополнительные характеристики, отражающие особые условия применения опорных стоек, тип защиты стоек от коррозии, варианты армирования, обозначаемые арабскими цифрами и прописными буквами.

МаркировкаНТУМоментLМассаОбъемКласс бетона
СВ 95-2ТУ5863-007-00113557-942 тс*м9,5 м0,8 тн0,3 м3В 30
СВ 95-3ТУ5863-007-00113557-943 тс*м9,5 м0,8 тн0,3 м3В 30
СВ 110-3,5ТУ5863-007-00113557-943,5 тс*м11 м1,1 тн0,45 м3В 30
СВ 110-5ТУ5863-007-00113557-945 тс*м11 м1,1 тн0,45 м3В 30
СВ 164-12ТУ5863-005-00113557-9412 тс*м16,4 м3,5 тн1,42 м3В 30

Технология использования  железобетонных стоек:

Предварительно напряженные железобетонные стойки СВ95, СВ105, СВ110, СВ164, СНВ-7-13, C112 изготавливаются для опор воздушных линий электропередачи с напряжением 0,38 кВ от 6 до 10 кВ и 35 кВ. Как правило для опор CВ используется предварительно напряжённый бетон, он создаёт высокую прочность конструкции. Наиболее распространены железобетонные опоры ЛЭП одностоечные, которые состоят из металлических траверс, устанавливаемые в грунт.Вибрированные стойки опор ЛЭП применяют: с расчетной температурой воздуха (наиболее холодной пятидневки района строительства в соответствии со СНиП 2.01.01-82) до -55°С; в районах I-V по давлению ветра; в районах I-IV по толщине стенок гололеда (в соответствии со СНИП 2.01.07-85) при сейсмической активности площадки строительства 9 баллов.

Опоры СВ164 отгружают на двух или трех платформах, составленных в сцеп. Отгрузка данных железобетонных стоек ЛЭП осуществляют без турникетов. 

Центрифугированные стойки для опор ЛЭП (35-330 кВ) бывают типа СК, СЦ. Предварительно напряженные железобетонные стойки, конические, кольцевого сечения СК22, СК26, СЦ20, СЦ22, СЦ26 изготавливают методом центрифугирования, используя тяжелый бетон. Они предназначены для опор линий электропередач с напряжением 35-750 кВ. Стойки используют: с расчетной температурой воздуха (температура воздуха наиболее холодной пятидневки района строительства в соответствии СНиП 2.01.01-82) до — 55°С; в районах I-VII по давлению ветра; в районах I-V по толщине стенки гололеда в соответствии со СНиП 2.01.07-85; при сейсмической активности площадки строительства до 9 баллов включительно. При применении железобетонных стоек в среде с агрессивной степенью воздействия на железобетонные конструкции, необходимо их соответствие дополнительным требованиям, которые установлены проектной документацией согласно СНиП 2.03.11-85 и указанным в заказе на изготовление стоек. Рекомендуем вам ознакомиться с информацией по приставкам железобетонным для деревянных опор.

Установка стоек:

Установкой железобетонных стоек опор ЛЭП могут заниматься только организации, специализирующиеся на монтаже бетонных конструкций. Для их установки на строительном участке необходимо наличие специального оборудования и механизмов, так как поставить стойку опоры, используя ручной труд рабочих практически не возможно. При установке почва подготавливается специальным буром, который установлен на транспортирующей технике. В зависимости от разного типа грунта можно применять экскаватор.

Диаметр пробуренного цилиндрического котлована не должен быть больше диаметра стойки более чем на 25 %. В зимнее время года для того, чтобы не допустить промерзание дна котлована, его разработку необходимо проводить в кротчайшие сроки.Время от организации котлована до установки в него стоек опоры должно быть не более одних суток, иначе стенки котлована разрушатся, и его дно будет выше проектной отметки.

Перед монтажом железобетонных стоек, их необходимо проверить на наличие выбоин, трещин, раковин и прочих дефектов. Сборка стоек с опорами производится на месте установки в соответствии с технологическими картами.

Если необходимо «подтащить» стойку к месту монтажа, используется трактор. Крепление самих стоек осуществляется специальными стальными тросами, после чего они поднимаются краном, а затем устанавливаются в заранее подготовленные буровые отверстия. Перед использованием троса необходимо тщательно проверить целость его проволок. Количество оборванных проволок по длине одного шага свивки не может превышать 10% от общего числа их в тросе. При большем количестве оборванных проволок трос необходимо забраковать.

Обратная засыпка котлована может выполняться как местным грунтом, так и песчано-гравийной смесью, что определяется проектом, с последующим послойным тромбованием. Чтобы обеспечить необходимую прочность заделки стоек опор в условиях слабого грунта, устанавливаются ригели, которые крепятся на стойках с помощью полухомутов. Для недопускания контакта стойки с грунтовыми водами необходимо произвести гидроизоляцию нижней части наружной поверхности стойки на высоту 3,2 м; чтобы предупредить попадание воды внутрь стойки, устанавливают крышку, которая, кроме того, увеличит площадь торца стойки. Крепление траверс к стойке производят при помощи сквозных болтов, либо хомутов. Кроме того, уже много лет мы производим и поставляем железобетонные сваи под опоры ЛЭП и ВЛ на строительные объекты различного назначения.

Установка железобетонных стоек опор ЛЭП осуществляется на основе государственных стандартов и нормативных документов, с необходимым выполнением правил безопасности при организации линий электропередачи и выполнении электромонтажных работ. При проведении таких работ обязательно необходимо соблюдение требований СНиП.

Сервис объявлений OLX: сайт объявлений в Украине

Винница, Замостянский Сегодня 23:12

Житомир, Центр Сегодня 23:12

Александрия Сегодня 23:12

Давидов Сегодня 23:12

27 650 грн.

Договорная

Збараж Сегодня 23:12

Винница, Замостянский Сегодня 23:12 Полная занятость Полный рабочий день

Луганск, Артёмовский Сегодня 23:11

300 грн.

Договорная

Херсон Сегодня 23:11

700 грн.

Договорная

Балаклея Сегодня 23:11

Столбы железобетонные для забора от производителя

Любое ограждение, в том числе забор с железобетонными столбами, предназначено для надёжной защиты объекта от несанкционированного проникновения. Поэтому особенно важно установить не только само ограждение, но и опоры для него. Чем мощнее и долговечнее опоры для забора, тем дольше простоит ограждение без необходимости ремонта или замены. В плане надёжности и долговечности идеальным вариантом является железобетонный столб для забора. Вес всей конструкции довольно высок, зато с ним забор простоит не один десяток лет. 

Почему важно заказывать бетонные столбы у производителя

Если вам необходимо возвести действительно надёжные и прочные ограждения, важно заказывать железобетонные столбы для забора исключительно у надёжного и проверенного производителя. Почему это так важно? Многие недобросовестные производители железобетонных изделия используют при производстве своей продукции ингредиенты крайне низкого качества: второсортный песок, щебень с мусором, цемент с низкими показателям связывания и т. д. 

В этом случае можно получить дешёвые железобетонные изделия. Но и качество таких опор оставляет желать лучшего. В большинстве случае такие железобетонные столбы для забора потребуют ремонта или полной замены уже в первый год после установки. Поэтому крайне важно, чтобы производитель смог предъявить потенциальному покупателю сертификаты качества на свою продукцию. 

Качество железобетонных опор для забора должно тщательно контролироваться на всех этапах их изготовления. Ингредиенты для приготовления бетонного раствора должны подбираться только после проверки соответствия стандартам качества. После изготовления железобетонные столбы для забора подвергаются обязательной сертификации. Если железобетонные опоры были изготовлены в полном соответствии со всеми нормами и стандартами, они будут исправно выполнять свои функции на протяжении 30-50 лет.

Какими преимуществами обладают железобетонные столбы для забора

Опоры для заборов из железобетона пользуются широкой востребованностью у владельцев частных домов и приусадебных участков благодаря своим преимуществам:

  1. Высокие прочностные характеристики. Как было сказано выше, железобетонные опоры для заборов гораздо крепче и мощнее, чем их предшественники (деревянные опоры, кирпичные кладки и т.  д.). Они всегда придают забору прочность и основательность.
  2. Длительный срок эксплуатации. Срок службы бетонных опор гораздо выше, чем у кирпичных, деревянных и даже металлических изделий.
  3. Устойчивость. Железобетонные столбы для забора не боятся негативного воздействия ржавчины, коррозии, неблагоприятных погодных условий и т. д. Им также не страшны перепады температур, что даёт возможность использовать их в любых климатических условиях. 
  4. Эстетическая привлекательность. Столбы из железобетона — это не обязательно серые опоры. При необходимости, можно придать изделиям любую форму и модификацию. Кроме того, такие опоры можно легко сочетать с другими материалами.

Где можно выгодно купить железобетонные столбы для забора

Если вам нужно возвести прочное и основательное ограждение, обращайтесь в компанию ЕСГрадИнвест. У нас всегда можно купить железобетонные столбы для забора, цена которых соответствует вашим финансовым возможностям. Если вы не знаете как установить железобетонные столбы для забора, можно всегда проконсультироваться с нашими специалистами. Мы сможем дать дельные советы по выбору и покупке железобетонных изделий, а также сможем предоставить сертификаты на все товары. 

 

Советы и правила проектирования железобетонных колонн

🕑 Время чтения: 1 минута

Расчет железобетонной (ЖБ) колонны осуществляется в соответствии с определенными процедурами. Однако при этом необходимо соблюдать определенные правила и требования. Условия обычно связаны с коэффициентом армирования, размером арматурных стержней, расстоянием между стальными стержнями, размером и расстоянием между боковыми связями или спиралями, толщиной бетонного покрытия, количеством стальных стержней и размерами колонны.

Требования или спецификации, связанные с конструкцией железобетонной колонны, обычно предоставляются кодами, такими как ACI 318-19, IS 456 и т. д.

Советы и правила проектирования железобетонных колонн

1.

Размеры поперечного сечения колонны
  1. В соответствии с ACI 318-19 ограничение минимального размера колонн не накладывается, чтобы допускать железобетонные колонны с малым поперечным сечением в малонагруженных конструкциях, таких как малоэтажные жилые и легкие офисные здания.
  2. Если для колонны используется малое поперечное сечение, необходима тщательная обработка.
  3. Для практических целей желательно, чтобы поперечное сечение колонны было кратно 5 см.

2. Продольные стержни

Продольная арматура — это основные стержни в железобетонной колонне. Они располагаются квадратной, прямоугольной или круглой формы.

2.1 Минимальный и максимальный коэффициент усиления
  1. Согласно ACI 318-19, раздел 10.6.1, площадь продольной арматуры должна быть не менее (0.01*Ag), но не более (0,08*Ag). Где «Ag» — общая площадь поперечного сечения колонны.
  2. Минимальный коэффициент армирования (0,01*Ag) обеспечивает сопротивление изгибающим моментам, не учтенным в расчете. Это также снижает эффекты ползучести и усадки бетона при длительном сжатии.
  3. Коэффициент армирования выше (0,08*Ag) нежелателен с экономической и практической точек зрения, поскольку приводит к скоплению стали, что препятствует правильной укладке и уплотнению бетона.
  4. Заторы наиболее вероятны в регионах, где требуется сварка стали. Скопление стали может привести к образованию сот в бетоне.
  5. Большинство колонн спроектированы с максимальным коэффициентом армирования (0,04*Ag). Это значительно снижает вероятность заторов.
  6. Использование больших стальных стержней может уменьшить скопление стали.
  7. Самые большие имеющиеся в продаже стальные стержни – это № 43 и № 57, в основном изготавливаемые в колоннах.
Рис. 1: Продольные стержни в железобетонной колонне
2.2 Количество продольных стержней

Согласно ACI 318-19, раздел 10.7.3, минимальное количество стержней для бетонных колонн следующее:

  1. Четыре в прямоугольных или круглых стяжках.
  2. Шесть, окруженные спиралями или для колонн рам с особым моментом, удерживаемых круглыми обручами.
  3. Три в треугольниках

Примечание:

  • Для колонн с большими осевыми усилиями и малыми моментами продольные стержни должны располагаться более или менее равномерно по периметру.
  • Если изгибающие моменты на колонне велики, большая часть продольных стальных стержней сосредоточена на самых высоких поверхностях сжатия или растяжения, т. е. на максимальном расстоянии от оси изгиба.
2.3 Толщина бетонного покрытия

Минимальная толщина бетонного покрытия 40 см. Однако может потребоваться его увеличение, если в особых обстоятельствах или когда общие строительные нормы и правила требуют большего бетонного покрытия для противопожарной защиты:

  1. Для литых колонн, постоянно находящихся в контакте с землей, минимальный защитный слой равен 7.5 см.
  2. Для колонн, подверженных воздействию погодных условий или контакта с землей, и встроенных стержней № 19 или больше, минимальный защитный слой бетона составляет 5 см.
2.4 Расстояние между продольными стержнями

Расстояние между продольной арматурой колонны должно быть наибольшим из следующего:

  1. 4 см
  2. 1,5 диаметра продольного стержня
  3. (4/3) диаметра максимального размера заполнителя
Рис. 2: Расстояние в свету между продольной арматурой колонны
2.5 батончиков в комплекте
  1. Связанные стержни представляют собой группы параллельных стержней, которые соприкасаются друг с другом, образуя единый стержень. Он используется там, где требуется высокая концентрация армирования. Связанные стержни экономят место и уменьшают заторы при укладке и уплотнении бетона.
  2. Максимальное количество стержней в комплекте — четыре.
  3. Связанные стержни должны быть заключены в поперечную арматуру.
  4. Связки стержней в сжатых элементах должны быть ограждены поперечной арматурой не менее №13 размер.
  5. Стержни крупнее № 36 не должны связываться в балки.
Рис. 3: Стержни в комплекте

3. Поперечные стержни
3.1 Стяжки
  • Стяжки должны быть расположены таким образом, чтобы каждый угол и чередующийся продольный стержень имели боковую опору, обеспечиваемую углом звена, имеющим прилежащий угол не более 135 градусов.
  • Поперечные шпалы должны находиться на расстоянии не более 150 мм с каждой стороны от боковых продольных стержней.
  • Стяжки для колонн должны иметь диаметр не менее 10 мм для крепления продольных стержней № 32 или меньше и минимальный диаметр 12 мм для стержней большего диаметра.
Рис. 4. Как анкерная арматура должна поддерживать продольную арматуру в колоннах Рис. 5: Иллюстрации для пояснения измерений между опорными стержнями с боковой поддержкой
  • Расстояние между стяжками не должно превышать наименьшее из:
  1. 48-кратный диаметр стяжки
  2. 16-кратный диаметр продольного стержня
  3. Наименьший размер колонны
Рисунок-6: Расстояние между стяжками в железобетонной колонне
3.
2 круглых отдельных галстука

Круговые связи следует использовать там, где продольные стержни расположены по периметру круга.

Рис. 6: Круговая стяжка и ее крепление
3.3 Спирали
  • Для монолитной конструкции спиральный стержень должен быть не менее 10 стержней.
  • Минимальное расстояние в свету составляет наибольшее из 25 мм или (4/3) диаметра заполнителя.
  • Максимальное расстояние в свету 75 мм.
  • 1,5 дополнительных витка спирального стержня должны закрепить спирали на каждом конце.
Рис. 7: Спиральное крепление

Часто задаваемые вопросы

Каков минимальный размер ж/б колонны?

Размер колонны не ограничен, что позволяет использовать бетонную колонну небольшого поперечного сечения в малонагруженной бетонной конструкции в соответствии с ACI 318-19. Тем не менее, IS 456 указывает минимальный размер колонны 228 мм x 228 мм, содержит стальную арматуру из 4 стержней по 12 мм, поддерживаемых сбоку скобами диаметром 8 мм на расстоянии 150 мм.

Как рассчитать расстояние между хомутами в железобетонной колонне?

В соответствии с ACI 318-19 расстояние между хомутами в железобетонной колонне не должно превышать наименьшее из следующего:
1.в 48 раз больше диаметра галстука.
2. 16-кратный диаметр продольного стержня.
3. Наименьший размер столбца.

Каков минимальный диаметр хомутов в железобетонной колонне?

Минимальный диаметр хомута составляет 10 мм для охвата продольного стержня № 32 или меньше, и минимальный диаметр 12 мм для более крупных продольных стержней.

Какое минимальное количество продольных стержней в железобетонных колоннах?

Согласно ACI 318-19, раздел 10.7.3, минимальное количество стержней для железобетонных колонн следующее:
1. Четыре в прямоугольных или круглых связях.
2. Шесть, окруженные спиралями или для колонн рам особого момента, удерживаемых круглыми обручами.
3. Три в пределах треугольных связей

Каково минимальное расстояние/расстояние между вертикальными стержнями в железобетонных колоннах?

Расстояние между продольной арматурой колонны должно быть наибольшим из следующего:
1. 4 см
2. 1,5 диаметра продольного стержня
3.(4/3) диаметра максимального заполнителя

Подробнее

Какие факторы влияют на расстояние между колоннами RCC?

Экономичный дизайн железобетонных колонн для снижения затрат

Как залить бетоном колонны и стены? [PDF]

Объяснение конструкции железобетонной колонны

— Cowen Construction

Двумя величайшими инновациями в современном коммерческом строительстве стали разработка стали и изобретение бетона.Когда они используются сами по себе, они обладают значительными преимуществами, но все же имеют множество недостатков. В совокупности они становятся опорой (часто в буквальном смысле) большей части коммерческого строительства — железобетона, также известного как «железобетон». В этой части мы рассмотрим шаги, необходимые строительным бригадам для возведения конструкций с использованием железобетонных столбов.

Что такое железобетонная колонна?

Железобетонная колонна представляет собой ряд вертикальных стальных балок, усиленных с помощью заливки бетоном. Эти колонны выполняют исключительную работу по передаче тяжелых нагрузок по длине конструкции на плиту, которая, в свою очередь, передает ее в окружающий грунт. ЖБ колонны способны выдерживать вес целых зданий, простирающихся на большую высоту.

Большая несущая способность влечет за собой большую ответственность, поэтому большинство разрушений коммерческих конструкций происходит из-за преждевременного износа железобетонных колонн. Эти неудачи, в свою очередь, часто являются результатом неправильной практики строительства.Чтобы обеспечить надлежащие процессы строительства железобетонных колонн, строительство железобетонных колонн состоит из четырех этапов.

1. Компоновка ж/б колонны

На этом этапе расположение железобетонных колонн определяется с помощью веревки или других маркеров, чтобы определить, где такие колонны будут размещены. Многие колонны выкладываются на строительной площадке в виде сетки, чтобы обеспечить распределение несущей способности.

2.

Размещение ж/б колонны

Комбинируя данные из компоновки, а также структурные чертежи, указываются подробные требования и положения колонны.Эти спецификации включают в себя размеры столбцов, а также их указанные имена, относящиеся к остальной части проекта.

3. Формирование колонн

Прежде чем бетон можно будет наносить на стальные балки, необходимо сконструировать формы, чтобы удерживать его, пока он не затвердеет и не займет свое постоянное положение. Формы строятся в соответствии с высотой этажа, а также конструктивным исполнением каждой секции. Принимаются меры для предотвращения расслоения бетона, когда бетонная смесь становится неоднородной по текстуре, размеру и форме.

4. Заполнение бетонных форм

После того, как балки установлены, опалубка готова, самое простое – залить бетоном каждую опалубку колонны. Заливка бетона в опалубку вручную более трудоемка, поэтому многие специалисты по строительству железобетонных колонн используют бетононасос для заполнения опалубки.

Результат? Невероятно стабильная колонка, которая, вероятно, прослужит не одно поколение. Если вам требуется качественное коммерческое строительство на основе железобетонных колонн, не ищите ничего, кроме профессионалов из Cowen Construction из Талсы, штат Оклахома.

Проект железобетонных колонн и балок

Колонны и балки

Правильная конструкция железобетонных колонн и балок очень важна для обеспечения структурной прочности здания и особенно для противостояния землетрясениям и другим стихийным бедствиям .

Здесь мы рассмотрим конструкцию колонн и балок, размещение из бетона и из стали и то, как они придают прочность конструкции.Мы также рассмотрим опасность сделать столбцов слишком маленькими или слишком тонкими .


Конструкционная прочность зданий

Недавно новости были полны серьезных землетрясений в разных частях мира, и мы знакомы с изображениями зданий, которые рухнули или упали. Индонезия очень подвержена землетрясениям, а Бали считается зоной повышенного риска.

Если ваш дом спроектирован и построен в соответствии с надлежащими принципами и стандартами проектирования строительных конструкций, тогда ваш дом должен быть безопасным, к сожалению, многие дома спроектированы и построены в соответствии с проектами, которые могут соответствовать или не соответствовать надежному инженерному проектированию конструкций.

Вероятно, одним из самых распространенных и тревожных недостатков, с которыми я сталкиваюсь ежедневно, являются здания с плохо спроектированными конструкциями или вообще без конструкций.

Конечно, в любом здании всегда будет риск, однако хорошо построенная конструкция, даже поврежденная в результате стихийных бедствий, часто может выдержать такие силы и часто означает разницу между жизнью и смертью.

К сожалению, точно так же, как некоторые люди носят неудобную обувь на высоких каблуках ради моды, многие люди, по-видимому, готовы отказаться от разумного структурного дизайна ради четких линий здания.

Нигде это не проявляется так ярко, как в конструкции несущих строительных колонн.

Что такое несущие колонны?

Несущие колонны — это вертикальные железобетонные колонны, которые стоят на фундаменте и поддерживают здание, они поддерживают стены, полы и крышу и в сочетании с железобетонными балками образуют прочный каркас, который позволяет зданию выдерживать довольно разрушительные силы. таких как наводнения, сильные ветры, землетрясения, оползни и оседание грунта.

Обычные строительные колонны в домах обычно имеют квадратный размер 20 см на 20 см, что шире средней стены. В последние годы проектировщики зданий не хотят, чтобы конструкционные колонны выступали из стен и портили чистый вид их зданий, поэтому они стали использовать в своих проектах «узкие» колонны прямоугольной формы (широкие и тонкие), чтобы их можно было скрыть в глубине. стены. «Тощий» — это, конечно, инженерно-технический термин. Многие виллы на Бали строятся таким образом с тонкими колоннами, толщина которых обычно составляет 15 см, а ширина — 30 см.

Для инженеров-строителей это является серьезной проблемой. Чтобы понять, почему, давайте рассмотрим основы проектирования железобетонных конструкций.

Основы проектирования железобетонных конструкций

Именно сочетание бетона и стали придает железобетону огромную прочность. Бетон твердый и не поддается сжатию, но он хрупкий и легко трескается. Сталь удерживает бетон вместе, он не будет легко растягиваться или ломаться. Когда мы объединяем их, мы получаем очень прочный материал, если сталь правильно спроектирована и расположена внутри бетона.

Положение стали очень важно. В железобетонном перекрытии мы используем два отдельных слоя горизонтальных стальных стержней, встроенных в бетон. Теперь, если мы поместим вес на пол, пол попытается провиснуть, но для этого верхние стальные стержни должны будут сжаться или смяться, и/или нижние стержни должны будут растянуться или сломаться.

Если два слоя стали расположены близко друг к другу, то величина, на которую стальные стержни должны быть сжаты или растянуты, чтобы допустить провисание, невелика, и пол не будет очень прочным, но если мы увеличим расстояние между слоями стали, величина растяжения и сжатие стали, необходимое для обеспечения провисания, намного больше — пол будет намного прочнее.

Сталь, которую мы используем, разработана так, чтобы быть достаточно прочной, поэтому она не ломается и не растягивается, а бетон имеет достаточную толщину, чтобы прочно удерживать сталь на месте и не трескаться.

Если мы рассмотрим тот же эффект в бетонной колонне, мы увидим, что прочность колонны во многом определяется размером стальных стержней и расстоянием между стержнями в бетоне.

В большинстве случаев колонны удерживают предметы, они должны выдерживать только вес, однако во многих случаях (например, во время землетрясений) на колонны действуют боковые силы, поэтому они должны быть в состоянии сопротивляться растрескиванию или изгибу.

Легко понять, что если мы сделаем бетонную колонну с одним стальным стержнем в центре, колонна легко прогнется и треснет.

Если мы поместим четыре (или более) стальных стержня в форме квадрата по центру колонны, как пол, для того, чтобы колонна согнулась, некоторые стержни должны быть сжаты, а другие должны быть растянуты или ломаются, и чем дальше друг от друга находятся стержни (пока они все еще заключены в бетон), тем больше колонна выдерживает изгиб.

Обычно мы делаем колонны квадратными, потому что это придает колонне одинаковую прочность во всех направлениях (направления A и B на диаграмме).

Тонкие колонны могут быть опасны

Однако если сделать столбец прямоугольным, т.е. широкий, но не очень толстый, чтобы мы могли спрятать его в стене, колонна может иметь высокую прочность вдоль направления стены (направление A), но не под прямым углом к ​​стене (направление B). Типичная современная прямоугольная «тонкая» колонна может иметь ширину 30 см, но толщину всего 15 см, что делает ее значительно более слабой в направлении В.

Чтобы компенсировать слабость тонких колонн, проектировщики могут размещать прямоугольные колонны под прямым углом друг к другу в разных частях здания, однако это не заменяет использование квадратных колонн. Они также, как правило, помещают шесть стальных стержней, а не четыре в тонкие колонны, что действительно помогает, но они обычно меньшего диаметра, чтобы попытаться поместить их в бетон. Как скажет вам любой инженер, вам нужно лишь немного уменьшить диаметр стального арматурного стержня, чтобы значительно снизить его прочность.

К сожалению, тонкие колонки имеют и другие серьезные недостатки.

1. Кислород воздуха может проникать в бетон на расстояние 6-7 см и окислять (ржаветь) арматурную сталь. Рекомендуется, чтобы арматурная сталь в конструкционном бетоне была покрыта слоем не менее 6 см, чтобы предотвратить коррозию стали. Это особенно важно в пределах, скажем, 50 км от моря из-за содержания соли в воздухе. Если наша колонна имеет толщину всего 15 см и у нас есть 6-сантиметровое бетонное покрытие поверх стали, у нас остается только 3 см для размещения двух слоев стальных стержней.Ясно, что невозможно построить бетонную колонну толщиной 15 см с достаточным бетонным покрытием, чтобы должным образом защитить стальные арматурные стержни.

2. Типичная стена имеет толщину всего 15 см и имеет слой штукатурки (цементной штукатурки), вероятно, толщиной около 0,5 см, которая покрывает стену, чтобы сгладить ее. Эта штукатурка наносится как на колонну, так и на кирпичи или цементные блоки, которые образуют стену между колоннами. Чтобы добиться этого, колонны можно сделать еще тоньше, теперь мы уменьшили толщину колонн до 14 см.

3. Заливать бетонные колонны непросто, потому что бетон нужно заливать сверху вниз в опалубку – обычно это «форма» глубиной 3 метра, сделанная из фанеры. Бетон не должен быть слишком влажным, а мелкие камни в бетоне должны проходить сквозь стальные арматурные стержни на своем пути вниз. Бетон следует вибрировать во время процесса, чтобы убедиться, что бетон доходит до дна формы и чтобы все воздушные зазоры были заполнены. Это достаточно сложно с квадратной колонной, но гораздо сложнее с колонной толщиной 15 см.Тонкие колонны часто страдают от плохой конструкции.

Если вы хотите убедиться, что ваше здание защищено от землетрясений, лучше всего использовать квадратные колонны.

Так как же нам решить проблему дизайна? Если мы построим стены так, чтобы внутренняя поверхность стен была на одном уровне с внутренней поверхностью колонн, то внутренние стены здания могут быть чистыми, и колонны не будут выступать в комнаты. Это оставляет колонны на внешних поверхностях стен, что соответствует традиционным принципам балийского дизайна, согласно которым колонны являются неотъемлемой частью здания.Это соответствует просьбе наших балийских хозяев, чтобы здания включали в себя элементы традиционной балийской архитектуры.

Phil Wilson
Copyright © Phil Wilson, апрель 2016 г.
Эту статью или любую ее часть нельзя копировать или воспроизводить без разрешения владельца авторских прав.

Текст Джонатана Охшорна «Конструкционные элементы», третье издание

Железобетон: Текст Джонатана Оксхорна «Конструкционные элементы», третье издание « Структурные элементы Джонатана Окшорна для архитекторов и строителей» , третье издание
контакт | калькуляторы структурных элементов | мягкая обложка и pdf | « предыдущий раздел | следующий раздел » | содержание


Содержание | 1.Введение в проектирование конструкций | 2. Нагрузки | 3. Дерево | 4. Сталь | 5. Железобетон

Введение в железобетон | Свойства материала | Секционные свойства | Подходы к проектированию | Строительные системы | Натяжные элементы | Столбцы | Балки | Соединения | Ч. 5 Приложение

Бетонные колонны отливают в формы, содержащие матрицу из стальной арматуры. Это подкрепление распределяется только по периметру опалубки по схеме, предназначенной для удержания бетона, так же, как песок будет ограничен, если его поместить в стальной барабан.В обоих случаях (песок в стальной барабан; бетон в стальной «клетке»), способность материала выдерживать осевое сжимающее напряжение равна чрезвычайно увеличивается из-за присутствия ограничивающей стали, независимо от того, способствует ли сталь непосредственно к опоре внешней нагрузки.

Стяжки и спирали

Для колонн обычно используются две модели стальной арматуры: серия квадратных или прямоугольных стяжки (рис. 5.16 а ), расположенные горизонтально вокруг минимум четырех продольных стальных стержней; или сплошной круговой спиральной проволоки (рисунок 5. 16 b ), обернутых как минимум на шести продольных стержнях. Связанные колонны обычно имеют прямоугольную форму, а спиральные колонны обычно имеют круглую форму, но любой тип армирования может использоваться для любого поперечного сечения колонны. В целом спиральная арматура обеспечивает более надежное удержание бетона и более пластичный тип разрушения, чем связанные колонны; Коэффициенты снижения прочности для спиральных колонн по сравнению со связанными колоннами учитывают эту относительную безопасность. То фактический дизайн стяжек и спиралей основан на довольно простых рекомендациях, кратко изложенных в Таблице A-5 Приложения.4. Примеры проектирования и анализа, приведенные ниже, не включают расчет связи или шаг и размер спирали.

Рисунок 5.16: Сдерживание продольных стержней с помощью ( a ) связей; и ( b ) спиральная арматура

Расчет бетона и продольной стали

Количество продольной стали в железобетонных колоннах, измеренное по соотношению площадь стали к общей площади колонны (коэффициент армирования) должна находиться между двумя предельными значениями. То нижний предел в 1% обеспечивает минимальное количество стали для защиты от разрывов из-за непредвиденных изгибающих моментов; верхний предел 8% предотвращает переполнение стальных стержней внутри бетонная опалубка. Поскольку продольная арматура колонны обычно сращивается и, следовательно, удваивается по площади — там, где верхний столбик отливается над нижним столбиком (см. рис. 5.53), обычно чтобы ограничить максимальный коэффициент армирования до 4%. Коэффициент армирования определяется как:

(5.1)

, где ρ g = отношение армирования площади продольной стали к общей площади; A s = площадь поперечного сечения продольной арматуры; и A g = общая площадь поперечного сечения бетонной колонны независимо от того, является ли колонна прямоугольной или круглой в сечении. Также возможно, что для колонн данной площади поперечного сечения с относительно небольшими нагрузками даже минимальная площадь стали (1% общей площади колонны) может быть больше, чем требуется для сопротивления нагрузке. В таких случаях разрешается рассчитывать требуемую и минимальную площадь стали на основе требуемой части бетонной площади, а не всей фактически предоставленной бетонной площади, при условии, что эта «требуемая» площадь не менее половина реальной площади. Другими словами, для таких колонн с относительно небольшими нагрузками коэффициент армирования, рассчитанный на основе фактической площади, может составлять всего 0,5 %, но только тогда, когда приложенным нагрузкам можно сопротивляться, используя только половину площади бетона.

В этой главе предполагается, что устойчивость железобетонной колонны не является фактором ее прочности. сила; то есть колонна недостаточно тонкая, чтобы изгиб стал проблемой. Как генерал эмпирическое правило, бетонные колонны, защищенные от поперечного смещения («перекоса»), с гибкостью отношение KL/r , не превышающее 40, редко зависят от соображений стабильности. Приняв радиус вращения прямоугольной колонны примерно равным 0.в 3 раза меньше поперечного сечения размер колонны, h (то есть, принимая r = 0,3 h ), и принимая коэффициент эффективной длины, K = 1,0, мы получаем KL/r = 1,0 L / (0,3 903 h ) ≤ 40. Находя отношение длины без связей, L , к минимальному размеру поперечного сечения, h , мы находим, что эффектами гибкости обычно можно пренебречь в железобетонных колоннах с осевой нагрузкой, когда л/ч ≤ 12.Для тонких бетонных колонн необходимо использовать другие методы для учета возможности потери устойчивости.

Для колонн не менее 1½ дюйма бетона оставляют за пределами арматурной матрицы, чтобы защитить его от коррозии и обеспечить огнестойкость (2 дюйма для стержней № 6 или более, если бетон подвергается воздействию погодных условий, или земли; 3 дюйма для всех стержней, если бетон заливается непосредственно на землю — см. Таблицу A-5.1 в Приложении). Для типичных размеров арматуры расстояние от внешней стороны бетонной колонны до осевой линии продольной арматуры можно принять примерно 2½ дюйма.или 3 дюйма (рис. 5.17).

Рисунок 5.17: Деталь железобетонного элемента, показывающая приблизительное расстояние от осевой линии арматурного стержня до внешняя сторона бетона

Для железобетонной колонны, подвергаемой чистому осевому сжатию, предельная нагрузка при разрушении равна простому умножению прочности бетона (напряжения разрушения) на его площадь плюс предел текучести продольных стальных стержней, умноженный на их площадь (рис. 5.18).

Рисунок 5.18: Номинальные напряжения при разрушении осевой железобетонной колонны

Прочность бетона на разрушение принимается как 85% прочности его цилиндра, f c ‘, так как более быстрая скорость загрузки испытательных цилиндров (рис. 5.19, кривая a ), по сравнению с нагрузкой фактического несущие колонны (рис. 5.19, кривая б ), результаты в более высокой измеренной прочности, чем можно ожидать для реальных конструкций.

Рисунок 5.19: Диаграммы напряжения-деформации для простого бетона, показывающие ( a ) характеристику быстрого нагружения испытательных цилиндров; и ( b ) характеристика медленной загрузки реальных конструкций.

Штамм, при котором выносливость стержней стальной продольной арматуры зависит на их предел текучести.Для арматуры класса 60 ( f y = 60 тысяч фунтов на квадратный дюйм), деформация текучести (напряжение, деленное на модуль упругости) составляет 60/29 000 = 0,002. За класс 40 ( f y = 40 тысяч фунтов на квадратный дюйм), предел текучести составляет 40/29 000 = 0,001. В любом случае провал напряжение стали можно принять за предел текучести, f y , так как уступка уже произошла бы когда бетон достигает предела прочности при сжатии (разрушение осаждающей колонны) около 0.003. Сочетание разрушающих напряжений для бетона и стали, мы получаем предельную разрушающую нагрузку для аксиально- Загруженный столбец:

P N N = 0,85 F C ‘( C ) + F Y A S

(5.2)

Где A s — площадь продольной стали, а A c — чистая площадь бетона, то есть общая площадь поперечного сечения минус площадь стали.

Для железобетонных колонн с осевой нагрузкой существует два коэффициента запаса прочности по снижению прочности: φ — обычный коэффициент, а α учитывает возможность неосевой нагрузки. Оба фактора зависят от того, является ли колонка завязной или спиральной (см. Приложение, Таблицу A-5.5). Комбинируя эти коэффициенты снижения прочности с коэффициентами нагрузки (обычно 1,2 D + 1,6 L , где определяющими являются постоянная и постоянная нагрузки, согласно Таблице A-2.7 a в Приложении), мы получаем уравнения для расчета и анализа осевой нагрузки бетонные колонны.Пример такого уравнения только для статической нагрузки ( D ) и динамической нагрузки ( L ), где P u – факторизованная или «расчетная» нагрузка:

P u = 1.2D + 1.6 L ≤ φα (0,85 F C A C + F Y S )

(5.3)

Пример 5.1 Анализ железобетонной колонны с осевой нагрузкой

Постановка задачи. Принимая, что f c ‘ = 4 тыс. фунтов/кв.дюйм и f y = 60 тыс.фунтов/кв.дюйм, найдите номинальную разрушающую способность 10-дюймовой 10-дюймовой связанной прямоугольной колонны с 4 стержнями № 9, нагруженной в осевом направлении, как показано на рисунке 5.20. Может ли эта колонна выдержать динамическую нагрузку в 100 тысяч фунтов и постоянную нагрузку в 100 тысяч фунтов?

Рисунок 5.20: Поперечное сечение колонны для примера 5.1

Обзор решения. Поиск бетонных и стальных участков; умножьте на напряжения разрушения для бетона и стали и добавить вместе для максимальной емкости.Умножьте предельную грузоподъемность на коэффициенты снижения прочности и сравните с факторизованными нагрузками, чтобы определить, достаточна ли мощность для данных нагрузок.

Решение проблемы

1. Из Таблицы Приложения A-5.2, площадь стали для 4 стержней № 9, A s = 4,00 дюйма 2 .

2. Площадь бетона, Ас = А г А с = 10 10 – 4,00 = 96 дюймов 2 .

3. от уравнения 5.2, номинальная емкость или нагрузка на отказ, P N = 0,85 F C C + F Y A S = 0,85(4)(96) + 60(4,00) = 566,4 тысяч фунтов.

4. Из таблицы приложения A-5.2 коэффициенты снижения прочности для связанной колонны: φ = 0,65 и α = 0,80.

5. На основании уравнения 5.3 проверьте, равно ли P u 1.2 D + 1,6 L ≤ φα( P n ). Получаем: P u = 1,2 D + 1,6 L = 1,2(100) + 1,6(100) = 280 тысяч фунтов; и φα( P n ) = (0,65)(0,80)(566,4) = 294,5 тысяч фунтов. Следовательно, поскольку P u ≤ φα( P n ), производительность достаточна, и колонка в порядке.

6. В этом примере были заданы все параметры столбца. Тем не менее, мы все еще можем проверить, что колонна имеет приемлемое соотношение армирования и что стержни подходят к поперечному сечению.Используя уравнение 5.1, мы проверяем, что коэффициент армирования находится в пределах от 1% до 8% (т. е. от 0,01 до 0,08): 100 = 0,040, поэтому коэффициент усиления в порядке. Используя Таблицу Приложения A-5.3, мы находим, что для 2 стержней № 9 в одной строке нам нужно 7,94 дюйма. Поскольку у нас фактически 10 дюймов, стержни подходят.

Пример 5.2 Расчет осевой железобетонной колонны с принятыми размерами поперечного сечения

Постановка задачи. Принимая, что f c ‘ = 3 тыс.фунтов на кв. дюйм и f y = 60 тыс.фунтов на кв. дюйм, найдите требуемую площадь стали для осевой нагрузки 12-дюймовой квадратной связанной железобетонной колонны, несущей постоянную нагрузку (D ) в размере 150 кипов и динамическая нагрузка (L) 100 тысяч фунтов. Выберите размер полосы.

Обзор решения. Используйте уравнение 5.3, связывающее приведенную прочность с факторизованными нагрузками, и решите для стали площадь. Площадь бетона в поперечном сечении колонны находится путем вычитания площади стали. от габаритных размеров поперечного сечения; то есть A c = A g A s .Проверьте пределы коэффициента армирования и подходит бар.

Решение проблемы

1. из уравнения 5.3: P U = 1.2 D + 1.6 L ≤ Φα (0,85 F C A C + F Y А с ). Нахождение коэффициентов снижения прочности, φ и α, из Таблицы Приложения А-5.5 получаем:

1,2(150) + 1,6(100) ≤ (0,65)(0,80)[0.85(3)(144 – А с ) + 60 А с ].

340 ≤ (0,52)[367,2 – 2,55 А с + 60 А с ].

653,85 ≤ 367,2 + 57,45 А с .

57,45 А с ≥ 286,65.

A s ≥ 4,99 дюйма 2 . Это необходимая стальная площадь для продольных стержней.

2. Из Таблицы Приложения A-5.2 выберите 4 Нет.10 бар с фактическим A с = 5,08 дюйма 2 . Для симметрии количество стержней ограничено 4, 6, 8 и так далее.

3. Используя уравнение 5.1, убедитесь, что коэффициент армирования находится в пределах от 1% до 8% (т. е. от 0,01 до 0,08): = 5,08/144 = 0,035, поэтому коэффициент армирования в порядке. Используя Таблицу Приложения A-5.3, мы находим, что для двух тактов № 10 в одной строке нам нужно 8.38 дюймов. Поскольку на самом деле у нас 12 дюймов, стержни подходят.

Пример 5.3 Расчет осевой железобетонной колонны с принятым коэффициентом армирования

Постановка задачи. При условии, что f c ‘ = 5 тысяч фунтов/кв. дюйм и f y = 60 тысяч фунтов/кв. D ) в 150 тысяч фунтов и временная нагрузка ( L ) в 125 тысяч фунтов.Выберите размер полосы. Проверьте соотношение армирования и посадку стержня.

Обзор решения. Используйте уравнение 5.3, связывающее приведенную прочность с факторизованными нагрузками, и решите для брутто площадь. При коэффициенте армирования ρ g площадь бетона в поперечном сечении колонны A c = (1,00 – ρ g ) A g 930 площадь, А с = ρ г А г .Найдите требуемую площадь брутто, выберите размеры колонны (в данном случае диаметр колонны) и действуйте, как в примере 5.2, с известной площадью брутто. Проверьте пределы соотношения армирования и посадку стержня.

Решение проблемы

1. из уравнения 5.3: P U = 1.2 D + 1.6 L ≤ Φα (0,85 F C A C + F Y А с ).Поскольку A c = (1,00 – ρ г ) A г и стали площадь, А с = ρ г А г , получаем:

P U U = 1.2 D + 1.6 L ≤ Φα [0,85 F C ‘(1.00 — ρ G ) A G + F Y ρ г А г ]

Выбор коэффициента армирования несколько произволен; выбираем ρ g = 0.04; тогда, используя коэффициенты снижения прочности, φ и α, найденные из Таблицы Приложения A-5.5, мы получаем:

1,2(150) + 1,6(125) ≤ (0,75)(0,85)[0,85(5)(1,00 – 0,04) A г + 60(0,04) A г ].

380 ≤ (0,6375)[4,08 A г + 2,40 A г ].

596,1 ≤ 6,48 А г .

A г ≥ 91,99 дюйма 2 ; начиная с A г = πr 2 , необходимый радиус для бетонной колонны, r = = 5.41 дюйм. Следовательно, требуемый диаметр d = 2 r = 2(5,41) = 10,8 дюйма. Фактический диаметр, который мы выбираем, может быть как больше, так и меньше этого «требуемого» диаметра, поскольку он был рассчитан на на основе желаемого коэффициента армирования, который не обязательно и не может быть точно подобран на практике (поскольку фактическая выбранная площадь стержня обычно превышает требуемую площадь, и поскольку фактический диаметр колонны округляется до ближайшего дюйма или » четный дюйм. Поэтому мы выбираем диаметр колонны, близкий к требуемому значению, скажем, 10 дюймов., и действуйте, как в примере 5.2, с заданной общей площадью столбца.

2. от уравнения 5.3: P U u = 1.2 D + 1.6 L ≤ φα (0,85 F C A C + F Y А с ). Коэффициенты снижения прочности, φ и α, из Таблицы Приложения A-5.5 уже найдены, общая площадь круглой колонны диаметром 10 дюймов составляет πr 2 = π 52 = 78.54 в 2 , и мы получаем:

1,2(150) + 1,6(125) ≤ (0,75)(0,85)[0,85(5)(78,54 – А с ) + 60 А с ].

380 ≤ (0,6375)[333,8 – 4,25 А с с + 60 А с ].

596,1 ≤ 333,8 + 55,75 А с .

55,75 А с ≥ 262,3.

A с ≥ 4,71 дюйма 2 . Это необходимая стальная площадь для продольных стержней.

3. Из Таблицы Приложения A-5. 2 выберите 6 стержней № 8 с фактическим A s = 4,74 дюйма 2 . Для спиральных колонн количество стержней должно быть не менее 6.

4. Используя уравнение 5.1, убедитесь, что коэффициент армирования находится в пределах от 1% до 8% (т. е. от 0,01 до 0,08): = 4,74/78,54 = 0,060, поэтому коэффициент армирования в порядке.Используя Таблицу Приложения A-5.3, мы находим, что для 6 стержней № 8 в колонне нам нужен диаметр 10,00 дюймов. Так как у нас фактически есть 10-дюймовый диаметр, стержни подходят.

Фактический коэффициент армирования, ρ г = 0,060, намного выше, чем наше исходное предполагаемое значение ρ г = 0,04. Если бы мы выбрали колонну диаметром 12 дюймов вместо колонны диаметром 10 дюймов в конце шага 1, фактическое соотношение стали было бы намного ниже 0,04. Другими словами, практическое требование использовать четные целые числа для диаметра колонны вместе с необходимостью выбора площадей стержней, соответствующих фактическим размерам арматуры, часто затрудняет точное определение коэффициента армирования заранее. Однако этот метод приводит к разумному размеру столбца в тех случаях, когда диапазон разумных размеров изначально не известен.



© 2020 Джонатан Оксхорн; все права защищены. Впервые этот раздел был опубликован 15 ноября 2020 г .; последнее обновление 15 ноября 2020 г.

Новая методика ремонта железобетонных колонн

Железобетонные (ЖБ) колонны рассматриваются как местный элемент; разрушение может привести к частичному или полному обрушению конструкции, когда колонна достигает состояния, при котором колонна больше не может безопасно сопротивляться действующим на нее нагрузкам.Это связано с износом, вызванным недостаточным проектированием, некачественным строительством, воздействием окружающей среды или ущербом, вызванным авариями. Различные методы, доступные для усиления и ремонта железобетонных колонн, использовались в течение последних десятилетий [1]. В последние годы полимеры, армированные волокном (FRP), стали широко использоваться по сравнению с обычными методами ремонта из-за их многочисленных преимуществ, включая высокое отношение прочности к весу по сравнению со сталью и устойчивость к коррозии, а также быструю и простую установку [2,3]. .FRP использовался для обеспечения внешнего ограничения бетонного ядра, когда мощность существующего недостаточна, что приводит к увеличению поведения ограниченных колонн FRP. Материалы FRP были успешно применены в процессе восстановления и усиления железобетонных элементов, они показали увеличение пластичности, момента, предельной деформируемости, предельной сжимающей нагрузки и поглощения энергии по сравнению с неограниченным железобетонным элементом [4,5].

FRP может быть приклеен снаружи к железобетонному элементу с помощью высокопрочной эпоксидной смолы [6], известной как внешнее армирование (EBR).Кроме того, арматура из стеклопластика может быть установлена ​​в пазы, вырезанные в ж/б элементе в нужном направлении, что называется приповерхностным монтажом (NSM) [7]. Обширные исследования (экспериментальное и аналитическое моделирование) были проведены для изучения ограничивающего эффекта для обертывания колонн листом FRP многими исследователями [[8], [9], [10], [11], [12]]. Однако внешне связанный FRP восприимчив к преждевременному отслоению, что приводит к снижению способности к изгибу [13]. Использование полос NSM FRP является многообещающей технологией для увеличения прочности на изгиб и сдвиг дефицитных членов RC.Было обнаружено, что элементы, усиленные NSM, имеют более высокую прочность связи, чем элементы, усиленные внешними связями FRP [[14], [15], [16], [17]].

Экспериментальные исследования сравнивали использование EBR FRP-конфайнмента с системой усиления NSM FRP-конфайнмента из железобетонных элементов. Сарафраз и Данеш [14] исследовали железобетонные колонны при боковой циклической нагрузке и постоянной осевой нагрузке с высоким и низким содержанием осевой стали при модернизации NSM и EBR CFRP, которые ориентированы в направлении приложенной осевой нагрузки.Они обнаружили, что NSM может увеличить изгибную способность колонны RC. Кроме того, упрочняющие образцы NSM-CFRP более эффективны, чем упрочняющие образцы EBR. Они также исследовали эффективность EBR с NSM-CFRP и обнаружили, что полоса EBR и NSM-CFRP представляет собой хорошую комбинацию для улучшения способности к изгибу поврежденных или неповрежденных колонн. Szabo и Balázs [15] исследовали связывающее поведение методов EBR и NSM. Это исследование показало, что структурное поведение при изгибе и сдвиге усиленного элемента при том же количестве арматуры NSM обеспечивает более высокую несущую способность и более высокий прогиб до разрушения по сравнению с EBR из-за большей площади соединения и улучшенной способности анкеровки FRP. элементы.Элементы, усиленные армированием NSM, показали другие виды отказа, чем EBR. Билотта и др. [16] исследовали поведение и режимы отказа железобетонных балок, усиленных FRP, с использованием любого из методов NSM и EBR. Результаты показали, что метод упрочнения NSM-CFRP может представлять собой хорошую альтернативу системам EBR, поскольку он позволяет отсрочить обвалку и, следовательно, лучше использовать прочность на растяжение FRP. Был сделан вывод, что полоса NSM-CFRP является более эффективным методом упрочнения и обеспечивает более низкие виды хрупкого разрушения.Эль-Хача и Ризкалла [17] исследовали железобетонные элементы, усиленные при изгибе, с использованием техники NSM-CFRP или техники EBR. Был сделан вывод, что усиление с помощью NSM FRP усилило модернизированную реакцию нагрузки на отклонение испытанных элементов. Использование полос NSM FRP улучшило жесткость на изгиб и увеличило предельную несущую способность усиленных элементов. После растрескивания поведение упрочненных элементов значительно улучшилось. Стержни или полосы NSM FRP ограничивали прогибы и ширину трещин.Основным режимом отказа для элементов был бетон отслаивания, в то время как отказ балок, усиленных EBR FRP, был связан с нарушением связи между бетоном и FRP.

Экспериментальное исследование коротких бетонных колонн, армированных бамбуковыми скримберами, при осевых сжимающих нагрузках

В работе представлены бамбуковые скримберы в качестве армирующего материала вместо стальной арматуры в низкопрочных бетонных колоннах. Двенадцать коротких бетонных колонн с различным армированием испытываются под осевой сжимающей нагрузкой для изучения осевого поведения коротких бетонных колонн, армированных бамбуковым скримбером. Три колонны представляют собой железобетонные колонны, а остальные девять колонн представляют собой железобетонные колонны из бамбуковых скримберов. Процесс разрушения, несущая способность, осевая деформация и деформация образцов сравниваются и анализируются. Результаты показывают, что характеристики сцепления между бамбуковыми стержнями скримбера при обработке поверхности и низкопрочным бетоном превосходны. В низкопрочных бетонных колоннах свойства материала бамбуковых стержней играют более важную роль, чем свойства стальных стержней. Когда коэффициент бамбуковой арматуры увеличивается, пластичность бетонной колонны значительно улучшается, но несущая способность бетонной колонны не увеличивается.Бамбуковые стержни скримбера размером 10 мм × 10 мм или 15 мм × 15 мм можно использовать в качестве продольных стержней колонн из низкопрочного бетона. Пластичность короткой бетонной колонны с армированием бамбуковыми скримберами на 2,56% близка к пластичности короткой бетонной колонны с 0,72% стальной арматуры.

1. Введение

В настоящее время широко используется железобетонная конструкция. Стальные стержни играют важную роль в бетонных конструкциях. Однако высокий уровень загрязнения, высокое потребление энергии, невозобновляемость и высокие цены на стальные стержни побудили ученых найти альтернативные материалы для замены стальных стержней в бетонных конструкциях [1, 2].

Бамбук обладает высокой прочностью на растяжение и низкой стоимостью, быстро растет, возобновляем, экологически чист и широко распространен по всему миру. Исследования по применению бамбука вместо стальных стержней в бетонных конструкциях начались в начале 20 -го -го века [3]. Лилатанон и др. [4] указали, что 1,6% арматурной стали можно заменить 3,2% армированного бамбука, обработанного Sikadur-31CFN в бетонной колонне. Терай и Минами [5] провели испытания на изгиб бамбуковых железобетонных балок и испытания на осевое сжатие бамбуковых железобетонных колонн.Исследования показали, что картина растрескивания бамбуковых железобетонных балок аналогична железобетонным балкам, а пластичность бамбуковых железобетонных колонн в основном зависит от прочности бетона. Исследование Агарвала и др. [6] показало, что характеристики сцепления бамбуковых стержней и бетона после обработки связующим значительно улучшились, а несущая способность и пластичность бетонных колонн из бамбуковых стержней и бетонных балок из бамбуковых стержней значительно улучшились.Хуанг и др. [7] изучали механические свойства и влияющие факторы бамбуковых железобетонных колонн с различными методами обработки и различными соотношениями бамбуковой арматуры при монотонной нагрузке с различным эксцентриситетом. Джавадян и др. [8] предложили способ изготовления композита из бамбукового стержня. Композит из бамбукового стержня может улучшить дефекты натурального бамбукового стержня; после обработки эпоксидным покрытием и шлифовки прочность сцепления с бетоном значительно повышается. Вышеупомянутые исследования показывают, что можно использовать бамбуковые стержни для замены стальных стержней в бетонной конструкции.

Однако натуральный бамбук имеет ряд недостатков, таких как долговечность, водопоглощение и усадка. Более того, характеристики натурального бамбука в разных регионах, разных видах и разных частях совершенно разные. Ван [9] успешно изготовил бамбуковый скримбер методом горячего прессования в лаборатории. Бамбуковый скримбер имеет одинаковые механические свойства, небольшую изменчивость, высокую прочность, отличную долговечность и редкую усадку, коробление и растрескивание. Шарма и др. [10] обнаружили, что характеристики бамбукового скримбера лучше, чем у ламинированного бамбука, а механические свойства двух видов бамбука сравнимы со свойствами древесины.Хуанг и др. [11] получили растяжение, сжатие, модуль сдвига и соответствующую зависимость между напряжением и деформацией бамбукового скримбера. Лю и др. [12] предположили, что бамбуковые стержни могут заменить стальные стержни и использоваться для укрепления недорогих каменных домов в сельской местности.

Бамбуковый скримбер – идеальный конструкционный материал. В настоящее время в Китае насчитывается около 110 миллионов тонн незанятых ресурсов бамбука. В китайских сельских районах есть множество недорогих домов.Эти жилища в основном представляют собой самодельные каменные постройки. Поскольку не существует стандартизированного проектирования и конструкции, прочность бетона этих каменных конструкционных колонн часто бывает низкой. Конструктивная колонна в основном является конструктивным элементом каменной кладки, а не несущим элементом. Бамбуковые стержни заменяют стальные стержни в этом элементе, что не только экономит энергию и защищает окружающую среду, но также снижает стоимость и отвечает потребностям экономического развития в сельской местности.В этой статье проводятся испытания на осевое сжатие двенадцати коротких бетонных колонн для исследования несущей способности и пластичности колонн, а также совместной работы бамбуковых решетчатых стержней и низкопрочного бетона.

2. Экспериментальная программа
2.1. Образец проекта

Все колонны имеют площадь поперечного сечения 250 мм × 250 мм и высоту 750 мм, расчетная прочность бетона C10. Всего двенадцать колонн разделены на четыре группы, и в каждой группе по три экземпляра.Группа GJ представляет собой железобетонные колонны, а группы ZJA, ZJB и ZJC представляют собой железобетонные колонны из бамбукового скримбера. Свойства образцов приведены в таблице 1, а детали образцов показаны на рисунке 1.

SpeciMen Group STRIMITULING STRIMRUP
тип Размер (мм) Номер Соотношение арматуры (%)
GJ сталь C12 4 0.72 A6 @ 100
ZJA Bamboo 10 × 10 4 0.64 A6 @ 1001111
ZJB Bamboo 15 × 15 4 1.44 A6 @ 100
ZJC Bamboo 20 × 20 4 2. 56 A6 @ 100
9119
2.2. Подготовка образцов

Бамбуковые стержни для скримберов вырезаются из бамбуковых пластин для скримберов производства Taohuajiang Bamboo Development Co., Ltd. в городе Иян, Китай. Поперечное сечение бамбуковых стержней составляет 10 мм × 10 мм, 15 мм × 15 мм и 20 мм × 20 мм, а длина бамбуковых стержней составляет 700 мм. Некоторые бамбуковые стержни снабжены тензорезисторами. Затем все бамбуковые бруски обрабатываются эпоксидной смолой. После того, как эпоксидная смола наполовину высохнет, песок равномерно распределили по поверхности бамбуковых стержней, чтобы улучшить сцепление между бамбуковыми стержнями и бетоном. На рис. 2 показан процесс производства бамбуковых полосок.

После помещения обработанных бамбуковых стержней в помещение на 24 часа продольные бамбуковые стержни и стремена связывают стальной проволокой 20 #, чтобы сформировать бамбуковую клетку. Каждая колонна делится на три заливки, высота залитого бетона каждый раз составляет 250 мм, а интервал между заливками не превышает 1 часа. Вибрационный стержень используется для своевременной вибрации бетона, чтобы обеспечить плотное соединение верхнего и нижнего слоев бетона. Эти образцы извлекаются из формы через 24 часа, а затем отверждаются в течение 28 дней. Перед испытанием поверхность колонны окрашивают белой известью, что удобно для наблюдения за процессом разрушения образцов.

2.3. Свойства материала

В соответствии с методами испытаний физико-механических свойств бамбука, используемого в строительстве [13], проверяются свойства материала бамбукового скримбера. Детали испытаний и некоторые механические свойства бамбукового скримбера приведены в таблице 2. Материал экспериментов с бамбуковым скримбером можно увидеть на рисунке 3. Результаты


Прочность на растяжение 6 158. 61 MPA Прочность на компрессию 15 мм × 15 мм × 15 мм 6 растягивающую эластичный модуль0 6 21.28 GPA мм × 15 мм × 60 мм 6 4,55 GPA

После вылечения 28 дней бетонные тестовые блоки были проверены на прочность на сжатие.Для образцов GJ, ZJA, ZJB и ZJC измеренная прочность бетона составляет 8,6 МПа, 8,6 МПа, 9,63 МПа и 7,62 МПа соответственно.

2.4. Схема испытаний
2.4.1. Испытательное оборудование

Эксперименты проводятся в испытательном зале инженерно-строительного колледжа Центрально-Южного университета лесного хозяйства и технологий. На рис. 4 показано устройство загрузки образцов. Вертикальные нагрузки прикладываются гидравлическим домкратом усилием 2000 кН. Между домкратом и датчиком усилия помещается одна стальная пластина (ширина 225 мм × 225 мм длина × 40 мм толщина).Одна и та же стальная пластина помещается между датчиком силы и балкой силовой рамы, что позволяет избежать концентрации напряжений в балке. Чтобы обеспечить сжатие образца в осевом направлении, его центрируют между двумя сферическими подшипниками.


2.4.2. Схема нагружения

После центрирования образца выполните предварительную нагрузку на 1 или 2 ступени нагрузки и проверьте, правильно ли работает прибор. При формальном нагружении к образцу прикладывают 10 % расчетной несущей способности при одном шаге нагружения, и каждый шаг нагружения выдерживается в течение 3 минут.Когда образец приближается к пиковой нагрузке, соответствующим образом уменьшите шаг нагрузки. Когда осевая нагрузка постепенно снижается ниже 85% пиковой нагрузки, испытание завершается.

2.4.3. Схема измерений

Тензорезисторы ВХ 120-3АА наклеиваются сверху, посередине и снизу на продольные стальные стержни, а тензорезисторы ВХ 120–50АА наклеиваются на верх, середину и низ продольных стальных стержней. бамбуковые решетки. Посередине центральной оси четырех сторон колонны вертикально закреплены тензорезисторы (ВХ 120–100АА).На нижней поверхности верхней сферической опоры расположены два измерителя перемещений для измерения осевой деформации образца. На рис. 5 показано расположение точек измерения.


3. Результаты испытаний и обсуждение
3.1. Виды разрушения

На рисунке 6 показаны трещины при разрушении образцов GJ при осевых сжимающих нагрузках. Сначала при пиковой нагрузке около 60 % в верхней части колонн появляются несколько крошечных трещин. По мере увеличения нагрузки появляются множественные вертикальные трещины, которые распространяются вниз.Трещины сосредоточены в верхней части колонны. При пиковой нагрузке вертикальные трещины достигают середины колонны. Когда колонна разрушается, бетон в верхней части колонны разрушается, а стальные стержни не поддаются.

Образцы разрушения образцов ZJA показаны на рисунке 7. Когда осевая нагрузка достигает 75%-80% пиковой нагрузки, начальные трещины появляются на верхнем конце колонны. С увеличением нагрузки появляется несколько новых трещин, а первоначальные расширяются.До достижения пиковой нагрузки произошли 1 или 2 основные вертикальные трещины. После достижения пиковой нагрузки грузоподъемность резко снизилась, и через несколько секунд он окончательно вышел из строя. Бетон вокруг основной трещины раздавлен и отвалился, а колонна разрушена.

Группа ZJB состоит из трех колонн с коэффициентом армирования 1,44% бамбука. Когда осевая нагрузка достигает 70% пиковой нагрузки, начальные вертикальные трещины появляются на верхнем конце колонны. С увеличением нагрузки первоначальные трещины распространяются вниз.При этом образуются новые вертикальные трещины. При приближении к пиковой нагрузке в верхней части колонны возникает несколько вертикальных трещин, которые делят колонну на несколько второстепенных колонн. По мере увеличения осевой нагрузки бетон малых колонн разрушается, а образец разрушается. В этой группе образцов сначала поддаются бамбуковые стержни, а затем разрушается бетон в зоне сжатия. Перед отказом есть видимые признаки. На рис. 8 показаны схемы разрушения образцов ZJB.

Группа ZJC состоит из трех колонн с коэффициентом армирования 2,56% бамбука. Осевая нагрузка достигает около 65% пиковой нагрузки, а начальные трещины появляются одновременно в верхней, средней и нижней частях колонны. По мере увеличения нагрузки первоначальные трещины расширяются и появляются многочисленные новые трещины. При достижении разрушающей нагрузки бетон вокруг основной трещины разрушается и отваливается, а образец повреждается. Основные трещины этих колонн проникают почти по всей длине колонны до разрушения.Эти образцы имеют видимые признаки до разрушения, как и образцы ZJB. Образцы ZJB и ZJC демонстрируют более пластичное поведение, чем образцы ZJA. Это связано с тем, что колонны достаточно укреплены бамбуковыми стержнями. Картины разрушения образцов ZJC показаны на рисунке 9.

3.2. Осевая несущая способность и индекс пластичности

Экспериментальные результаты показаны в таблице 3. Осевая нагрузка и осевая деформация каждой группы приняты как среднее значение трех образцов.Определите три ключевые нагрузки: разрушающая нагрузка, пиковая нагрузка и разрушающая нагрузка. Растрескивающая нагрузка представляет собой осевую нагрузку, при которой на образце появляются видимые трещины. Пиковая нагрузка – это максимальная осевая нагрузка, которую может выдержать образец. Разрушающая нагрузка представляет собой осевую нагрузку при разгрузке ниже 85% пиковой нагрузки. Мы могли наблюдать следующее: (1) Растрескивание образцов ZJA является самым большим, а растрескивание образцов ZJC является наименьшим. Показано, что чем больше поперечное сечение бамбуковых стержней, тем меньше растрескивающая нагрузка бамбуковой железобетонной колонны.Зависимость между площадью поперечного сечения бамбукового стержня и нагрузкой на растрескивание показана на рисунке 10. (2) Увеличение коэффициента армирования бамбуком не приводит к значительному улучшению несущей способности образцов. Коэффициент армирования ZJC выше, чем у ZJB. Однако, поскольку образцы ZJC имеют меньшую прочность бетона, чем образцы ZJB, несущая способность образцов ZJC ниже, чем у образцов ZJB. Показано, что осевая несущая способность бамбуковых железобетонных колонн в основном зависит от прочности бетона.На рисунке 11 показаны кривые прочности бетона и пиковой нагрузки. (3) Пластичность железобетонных элементов конструкции определяется как их деформируемость от текучести до максимальной несущей способности. Пластичность используется для измерения способности к неупругой деформации элементов конструкции или материалов. Чтобы отразить пластичность сжатой в осевом направлении колонны, определите индекс пластичности μ  = Δ p c . Из табл. 3 видно, что показатель пластичности образцов ZJC близок к показателю GJ и выше, чем у образцов ZJB; образцы ZJA имеют самый низкий показатель пластичности.На рис. 12 представлены кривые коэффициента армирования и индекса пластичности бамбука. Из рисунка 12 видно, что индекс пластичности образцов ZJA, ZJB и ZJC увеличивается с увеличением коэффициента армирования. Бамбуковые стержни используются в низкопрочных бетонных колоннах для повышения их пластичности.

C (KN) P
Specimen Group P Δ C (мм) P Δ P (мм) P P F (KN) δ F (мм) μ
GJ 333.33 +1,438 583,33 4,162 493,33 4,959 2,894
ZJA 350 1,773 450 3,355 373,33 4,156 1,892
ZJB 333.33 1.498 475 475 410.67 410.67 4.413 2.152
ZJC 300 1. 508 441.67 4.254 366.67 5.189 5.189

1

P

P C : трещин; Δ c : осевая деформация при растрескивающей нагрузке; P p : пиковая нагрузка; Δ u : осевая деформация при пиковой нагрузке; P f : разрушающая нагрузка; Δ f : осевая деформация при разрушающей нагрузке; μ : индекс пластичности.




3.3. Осевая нагрузка-осевая деформация

Кривые осевой нагрузки-осевой деформации образцов представлены на рисунке 13. Осевая нагрузка и осевая деформация каждой группы приняты как среднее значение трех образцов. Осевая деформация каждого образца представляет собой среднее значение, измеренное двумя измерителями перемещений, а осевая нагрузка регистрируется датчиком силы. Для четырех групп кривые осевой нагрузки-осевого смещения можно разделить на три этапа, т.е.д., упругая стадия, упругопластическая стадия и стадия разрушения.


Во время упругой стадии осевая деформация образцов GJ, ZJB и ZJC увеличивается линейно с увеличением осевой нагрузки. Поскольку ZJA имеет самый низкий коэффициент армирования, кривая осевой нагрузки-осевой деформации демонстрирует определенные пластические свойства. Начальная жесткость ZJC наименьшая, так как прочность бетона самая низкая. Упругие жесткости GJ и ZJB ​​близки.

Как только внешний бетон начинает трескаться, кривые становятся нелинейными, а осевые деформации колонн ускоряются.Все колонны переходят в упругопластическую стадию. Поскольку ZJC имеет самый массивный коэффициент армирования, упруго-пластическая стадия кривой является самой длинной. До достижения пиковой нагрузки ЗСК имеет наиболее массивные осевые деформации, и трещины развиваются достаточно.

После пиковой нагрузки кривые осевой нагрузки-осевой деформации переходят в стадию разрушения. Кривые наклоны бамбуковых железобетонных колонн немного больше, чем у железобетонных колонн. Показано, что продольные стержни из бамбукового скримбера позволяют повысить хрупкость бетона в стадии разрушения.

3.4. Анализ деформации

На рис. 14(а) показаны кривые нагрузки и деформации образцов GJ. Когда осевая сжимающая нагрузка не так велика, стальные стержни и бетон находятся в состоянии упругости, и деформация сжатия увеличивается линейно с увеличением нагрузки. Скорость увеличения деформации бетона выше, чем у стальных стержней. Это указывает на низкую прочность сцепления между стальными стержнями и низкопрочным бетоном, а также на проскальзывание между стальными стержнями и бетоном.Совместная работа низкопрочного бетона и стальных стержней оставляет желать лучшего. После разрушения бетонной колонны образец переходит в упругопластическую стадию. Увеличение деформации бетона и нагрузки показывает нелинейную зависимость, и скорость увеличения деформации бетона намного выше, чем скорость увеличения нагрузки. С увеличением и развитием трещин деформация сжатия бетона быстро увеличивается, в то время как деформация сжатия стальных стержней растет равномерно. Разница в деформации сжатия между бетоном и стальными стержнями еще больше увеличивается.При разрушающей нагрузке бетон в верхней части колонны разрушается, а продольные стальные стержни не поддаются.

На рисунках 14(b)–14(d) представлены кривые нагрузки и деформации образцов ZJA, ZJB и ZJC соответственно. Когда осевая сжимающая нагрузка незначительна, нагрузка и сжимающая деформация железобетонной колонны из бамбукового скримбера являются приблизительно линейными. Деформация продольных бамбуковых стержней почти такая же, как деформация сжатия бетонной колонны, что указывает на то, что прочность сцепления между обработанными бамбуковыми стержнями и низкопрочным бетоном высока, а совместные характеристики превосходны.Сила сцепления бамбуковых стержней и бетона состоит из двух частей: одна — это сила сцепления, создаваемая усадкой бетона в процессе схватывания и затвердевания; другой — блокирующая сила, вызванная трением между грубыми бамбуковыми стержнями и бетоном. Сила сцепления обеспечивает совместную деформацию бамбуковых стержней и бетона под нагрузкой. При увеличении нагрузки бетон растрескивается. Поэтому наклон кривой нагрузки-деформации становится меньше, и кривая показывает видимую нелинейность.Деформация сжатия бетона выше, чем у бамбуковых стержней. Он отражает относительное проскальзывание между бамбуковыми стержнями и бетоном.

При пиковой нагрузке и разрушающей нагрузке средняя деформация бетонной колонны (тензометр 4), средняя деформация продольных стержней (тензометр 2) и среднее значение разности двух сравниваются и отображаются на рисунке 15. , Рисунок 15 (а) показывает, что сжимающая деформация бетонной колонны образцов ZJC является наибольшей, а образцы ZJA и ZJB ​​— наименьшими.Продольная арматура в полной мере раскрывает пластические свойства бетона и улучшает хрупкость коротких бетонных колонн под действием осевой сжимающей нагрузки. По вкладу в пластические свойства бетонной колонны бамбуковые стержни с армированием 2,56 % намного превосходят стальные стержни с армированием 0,72 %. На рис. 15(б) видно, что продольная деформация стержней образцов ZJC наибольшая, а образцов GJ наименьшая. Очевидно, что в коротких низкопрочных бетонных колоннах прочность стальных стержней развита не полностью, а прочность бамбуковых стержней развита в большей степени.На рис. 15(с) видно, что разница между деформацией бетона и продольной деформацией стержня образцов ZJA и ZJB ​​наименьшая, а образцов GJ — наибольшая. Можно заметить, что совместная работа бамбуковых стержней с обработанной поверхностью и низкопрочного бетона с размерами поперечного сечения 10 мм × 10 мм и 15 мм × 15 мм является лучшей; на втором месте совместная работа бамбуковых стержней с размером поперечного сечения 20 мм × 20 мм и низкопрочного бетона; совместная работа стальных стержней и низкопрочного бетона является самой слабой.

Распределение деформации продольных стержней по высоте при растрескивающей нагрузке, пиковой нагрузке и разрушающей нагрузке образцов показано на рисунке 16. Рисунок 16 (а) показывает, что деформация сжатия стального стержня образцов GJ постепенно уменьшается сверху вниз при растрескивающей нагрузке; при пиковой нагрузке деформация сжатия верхней части стального стержня практически не изменяется, а деформация сжатия нижней половины стального стержня несколько уменьшается. Трещины образцов GJ в основном концентрируются в верхнем сечении.После образования трещин передача напряжений между стальными стержнями и бетоном практически отсутствует. Деформация стали при разрушающей нагрузке несколько меньше, чем при предельной несущей способности. Стальной стержень находится в стадии упругой деформации в течение всей стадии напряжения. Распределения деформации образцов ZJA приведены на рисунке 16 (б). При растрескивающей нагрузке деформация сжатия бамбукового стержня имеет линейное распределение сверху вниз, а сцепление бамбукового стержня и бетона превосходно.При пиковой нагрузке наклон кривой деформации бамбукового стержня уменьшается, а скорость роста деформации бамбукового стержня ускоряется. На этапе разрушения прирост деформации сжатия бамбукового стержня невелик. Рисунки 16 (c) и 16 (d) представляют собой, соответственно, распределение деформации образцов ZJB и ZJC. При растрескивании и пиковой нагрузке распределение деформации сжатия бамбукового стержня в образцах ZJB и ZJC такое же, как и в образцах ZJA. Деформация сжатия бамбукового стержня значительно увеличилась от нагрузки растрескивания до пиковой нагрузки.От пиковой нагрузки до разрушающей нагрузки значения увеличения деформации верхнего и среднего бамбукового стержня образцов ZJB составляют, соответственно, 3,5% и 8,5%. Это показывает, что между бамбуковым стержнем и бетоном все еще есть связь. От пиковой нагрузки до разрушающей нагрузки увеличение деформации сжатия образцов ZJC в верхней и средней части бамбукового стержня незначительно. Это указывает на то, что эффективность сцепления между бамбуковым стержнем и бетоном снижается.

4. Выводы

В этом исследовании возможность использования бамбукового скримбера в качестве армирующего материала в низкопрочных бетонных колоннах была оценена с помощью экспериментов на осевое сжатие.Двенадцать образцов колонны проводятся при осевых нагрузках. Анализируя и сравнивая экспериментальные результаты, можно сделать следующие выводы.

Бамбуковый скримбер имеет высокую прочность сцепления с бетоном после обработки поверхности. Совместная работа бамбука и бетона превосходна. Увеличение коэффициента бамбукового армирования не может значительно улучшить конечную несущую способность образцов. Осевая несущая способность низкопрочных железобетонных колонн, армированных бамбуковым скримбером, в основном зависит от прочности бетона.Растрескивающая нагрузка бетонной колонны с бамбуковым армированием 10 мм ×10 мм или 15 мм ×15 мм выше, чем у бетонной колонны с 20 мм × 20 мм бамбуковым армированием. Кроме того, совместные рабочие характеристики бамбуковых стержней 10 мм × 10 мм или 15 мм × 15 мм и низкопрочного бетона лучше, чем у бамбуковых стержней 20 мм × 20 мм и низкопрочного бетона. Бамбуковые стержни-скримберы действуют как продольные стержни при осевой нагрузке, что позволяет в полной мере проявить пластичность низкопрочного бетона.Прочность стальных стержней в низкопрочных бетонных колоннах не может быть задействована. С увеличением коэффициента бамбукового армирования пластичность бамбуковых железобетонных колонн увеличивается. Пластичность бетонной колонны с 2,56% армирования бамбуковыми скримберами близка к пластичности бетонной колонны с 0,72% стальной арматуры.

Доступность данных

Некоторые данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, включены в статью. Все наборы данных, созданные в ходе текущего исследования, не являются общедоступными, поскольку данные также являются частью текущего исследования, но доступны у соответствующего автора по обоснованному запросу.

Раскрытие информации

Мнения и выводы, содержащиеся в этой статье, принадлежат авторам и не отражают точку зрения спонсоров.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Благодарности

Это исследование было проведено при финансовой поддержке Китайского совета по стипендиям (грант № CSC2010245), Плана студенческих исследований и инновационных экспериментов Образовательного бюро провинции Хунань (грант №2018365), Фонда естественных наук провинции Хунань (грант № 2015JJ3172) и Исследовательского фонда образования Бюро провинции Хунань (грант № 16C1664).

Детали железобетонных колонн

Контекст 1

… бетонный материал с расчетной прочностью на сжатие 40 МПа, водоцементным отношением 0,6 и крупностью заполнителя 19 мм, используемый для изготовления всех колонн. На рис. 1 показаны детали ж/б столбцов. …

Контекст 2

… 10 и 11 показывают результаты функции плотности вероятности и кумулятивной функции вероятности прочности на сжатие и предельной деформации, соответственно, для некоррозионных, слабо и высококоррозионных образцов бетонного сердечника, взятых из покрытия железобетонных колонн. Значения, соответствующие 5%, среднему и 95% напряжению и деформации, показаны на рисунках 10 и 11 вертикальными линиями. В таблице 2 также суммированы 5%, средние значения и соответствующие значения стандартного отклонения для различных степеней коррозии. …

Контекст 3

…. в связи с большим разбросом экспериментально полученных прочности на сжатие и деформации, значения, соответствующие 5%, были использованы для моделирования влияния коррозии на эффективные механические свойства бетона. Используя уравнение (8), нормированное ухудшение прочности на сжатие и предельную деформацию образцов бетонного сердечника из-за коррозии на основе значений 5% показано на рисунке 12. …

Контекст 4

… линейный тренд, как показано на рисунке 12, соотношение эффективных механических свойств бетона с трещинами, вызванными коррозией, к бетону без трещин может быть выражено в общем виде как: …

Контекст 5

… эффективные механические свойства прочного и треснувшего покрытия были экспериментально получены в этом исследовании и представлены в таблице 2. Представленные модели износа (рис. 12) были разработаны как функция коррозии поперечной бары. На рисунке 13 показаны детали поперечного сечения изученных RC колонн. …

Контекст 6

… представленные модели износа (рис. 12) были разработаны как функция коррозии поперечных стержней.На рисунке 13 показаны детали поперечного сечения изученных RC колонн. Таблица 3 показывает эффективные механические свойства бетонного покрытия и средний процент коррозии поперечной стальной арматуры. …

Контекст 7

… Таблица 3, f 0 co , ε co и E c — эффективная прочность на сжатие, предельная деформация и модуль упругости бетонного покрытия, соответственно. Эффективные механические свойства бетонного покрытия для сценария 1 были получены на основе экспериментальных результатов образцов, взятых из бетонного покрытия некорродированной железобетонной колонны, а для сценария 2 были рассчитаны с использованием моделей износа, представленных на рисунке 12.На рис. 14 показана кривизна момента и билинейная кривизна момента железобетонной колонны со звуковым и треснутым бетонным покрытием. …

Контекст 8

… Таблица 3, f 0 co , ε co и E c — эффективная прочность на сжатие, предельная деформация и модуль упругости бетонного покрытия, соответственно. Эффективные механические свойства бетонного покрытия для сценария 1 были получены на основе экспериментальных результатов образцов, взятых из бетонного покрытия некорродированной железобетонной колонны, а для сценария 2 были рассчитаны с использованием моделей износа, представленных на рисунке 12. На рис. 14 показана кривизна момента и билинейная кривизна момента железобетонной колонны со звуковым и треснутым бетонным покрытием. На рисунке 14 M y , M u , C y и C u представляют собой момент текучести, предельный момент, кривизну текучести и предельную кривизну соответственно. …

Контекст 9

… эффективные механические свойства бетонного покрытия для сценария 1 были получены на основе экспериментальных результатов образцов, взятых из бетонного покрытия некорродированной железобетонной колонны, а для сценария 2 были рассчитаны с использованием моделей износа представлен на рисунке 12.На рис. 14 показана кривизна момента и билинейная кривизна момента железобетонной колонны со звуковым и треснутым бетонным покрытием. На рисунке 14 M y , M u , C y и C u представляют собой момент текучести, предельный момент, кривизну текучести и предельную кривизну соответственно. Ключевые параметры билинейных результатов момент-кривизна исследуемой колонны RC для сценариев 1 и 2 сравниваются на рисунке 14.

Контекст 10

… Рисунок 14, M y , M u , C y и C u — момент текучести, предельный момент, кривизна текучести и предельная кривизна соответственно.Ключевые параметры билинейных результатов кривизны момента исследуемой железобетонной колонны для сценариев 1 и 2 сравниваются на рисунке 14. Результаты показывают, что покрытие с трещинами снижает предел текучести и предельный момент, а также кривизну текучести, что приводит к значительному снижению несущей способности поперечной нагрузки и повышению требований к пластичности соответственно. . …

Контекст 11

… бетонный материал с расчетной прочностью на сжатие 40 МПа, водоцементным отношением 0,6 и размером заполнителя 19 мм, используемый для изготовления всех колонн.На рис. 1 показаны детали ж/б столбцов. …

Контекст 12

… 10 и 11 показывают результаты функции плотности вероятности и кумулятивной функции вероятности прочности на сжатие и предельной деформации, соответственно, для не подверженных коррозии, слабо и сильно подверженных коррозии образцов бетонных сердечников. взято из покрытия колонн ЖБ. Значения, соответствующие 5%, среднему и 95% напряжению и деформации, показаны на рисунках 10 и 11 вертикальными линиями. В таблице 2 также суммированы 5%, средние значения и соответствующие значения стандартного отклонения для различных степеней коррозии….

Контекст 13

… из-за большой вариации экспериментально полученных прочности на сжатие и деформации значения, соответствующие 5%, использовались для моделирования воздействия коррозии на эффективные механические свойства бетона. Используя уравнение (8), нормированное ухудшение прочности на сжатие и предельную деформацию образцов бетонного сердечника из-за коррозии на основе значений 5% показано на рисунке 12. …

Контекст 14

… линейный тренд, как показано на рисунке 12, отношение эффективных механических свойств бетона с трещинами, вызванными коррозией, к бетону без трещин можно в общем случае выразить как: …

Контекст 15

. .. эффективные механические свойства в этом исследовании были экспериментально получены прочные и треснутые покрытия, которые представлены в таблице 2. Представленные модели износа (рис. 12) были разработаны как функция коррозии поперечных стержней. На рисунке 13 показаны детали поперечного сечения изученных RC колонн….

Контекст 16

… представленные модели износа (рис. 12) были разработаны как функция коррозии поперечных стержней. На рисунке 13 показаны детали поперечного сечения изученных RC колонн. Таблица 3 показывает эффективные механические свойства бетонного покрытия и средний процент коррозии поперечной стальной арматуры. …

Контекст 17

… Таблица 3, f 0 co , ε co и E c — эффективная прочность на сжатие, предельная деформация и модуль упругости бетонного покрытия соответственно.Эффективные механические свойства бетонного покрытия для сценария 1 были получены на основе экспериментальных результатов образцов, взятых из бетонного покрытия некорродированной железобетонной колонны, а для сценария 2 были рассчитаны с использованием моделей износа, представленных на рисунке 12. На рисунке 14 показаны кривизна момента и билинейный момент. кривизна ЖБ колонны со звуковым и потрескавшимся бетонным покрытием. …

Контекст 18

… Таблица 3, f 0 co , ε co и E c — эффективная прочность на сжатие, предельная деформация и модуль упругости бетонного покрытия соответственно.Эффективные механические свойства бетонного покрытия для сценария 1 были получены на основе экспериментальных результатов образцов, взятых из бетонного покрытия некорродированной железобетонной колонны, а для сценария 2 были рассчитаны с использованием моделей износа, представленных на рисунке 12. На рисунке 14 показаны кривизна момента и билинейный момент. кривизна ЖБ колонны со звуковым и потрескавшимся бетонным покрытием. На рисунке 14 M y , M u , C y и C u представляют собой момент текучести, предельный момент, кривизну текучести и предельную кривизну соответственно….

Контекст 19

… эффективные механические свойства бетонного покрытия для сценария 1 были получены на основе экспериментальных результатов образцов, взятых из бетонного покрытия некорродированной железобетонной колонны, а для сценария 2 были рассчитаны с использованием моделей износа представлен на рисунке 12.

LEAVE A REPLY

Ваш адрес email не будет опубликован.