Железобетонный столб: Железобетонные столбы стойки для ЛЭП марки СВ

Железобетонные столбы стойки 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.

Основой любой линии электропередачи являются стойки железобетонные для опор ЛЭП. Это изделие изготавливается согласно ТУ 5863-007-00113557-94 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.

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 столбы для ЛЭП – виды, отличия и принцип выбора

В современных условиях жизнь человека сложно представить себе без электричества, которое обеспечивает связь, комфорт, позволяет создать условия для эффективного труда и отдыха. Инфраструктура энергетических сетей с ростом потребления объемов энергии претерпела значительных изменений. Надежность прокладки линий зависит от качества механических опор, в качестве которых используются прочные и долговечные бетонные столбы. Благодаря железобетону, бесперебойную передачу электрической энергии удалось обеспечить не только в городских и промышленных районах, но и в самых отдаленных и труднодоступных местах нашей страны.

Виды и конструкции

В зависимости от назначения и особенностей конструкции опоры разделяются на следующие типы:

• промежуточные – находят применение как населенной, так и ненаселенной местности, выполняя функцию поддержки проводов на заданной проектной высоте от земли. Изделия не рассчитаны на угловые нагрузки, которые могут создавать провода расположенные с изменением вектора направления на изгибах трассы. Столбы применяются на прямолинейных участках линий и составляют около 80% от общего числа опорных элементов ЛЭП;
• концевые или анкерные опорные изделия – предназначены для организации перехода трасс ЛЭП через различные преграды. Столбы рассчитаны на значительную продольную нагрузку, которую могут вызывать силы натяжения проводов;
• промежуточные – изделия углового типа необходимы для строительства линий электропередач и организации в их топологии поворотов на угол  до 30º;
• ответвительные столбы – вид опор, которые необходимы для разветвления высоковольтных линий. При этом конструкция ее такова, что опора является промежуточной при применении ее на прямых участках и анкерной одновременной, формируя ответвление;
• ответвительная анкерная стойка устанавливается в местах, где трасса линии электропередач осуществляет поворот, при этом реализуется ответвление от нее;
• анкерная углового типа – изделие, которое позволяет при строительстве осуществить поворот ЛЭП на угол  до 90º. Находит применение на участках с наибольшими углами поворота трассы.

Достоинства и способ изготовления

Железобетонные столбы пришли на смену деревянным опорам, которые имели ограниченные возможности и обладали целым рядом недостатков. В современных условиях применение железобетонных изделий дл прокладки ЛЭП оправдано с точки зрения практичности и экономической эффективности благодаря ряду факторов, определяющих их преимущества. Среди них:

• длительный срок службы, продолжительность которого составляет не менее 70 лет;
• высокий уровень пожаробезопасности. Железобетон не подвержен горению, позволяя обеспечить целостность коммуникаций в степных зонах при возникновении возгораний и избежать аварий и отключений;
• простота монтажа и отсутствие требований в обслуживании;
• устойчивость к факторам внешней среды, среди которых высокая влажность, различные виды осадков, ветра;
• высокая устойчивость к коррозии;
• экологическая безопасность. Инертность железобетона по отношению к окружающей среде делает этот материал безопасным и безвредным в течение всего срока службы;
• высокая механическая прочность изделий и устойчивость к разрушению;
• устойчивость к перепадам температур, рабочий диапазон которых для железобетонных опор составляет от -55 до + 55°С;
• простота при изготовлении;
• несложная процедура монтажа.

Среди недостатков железобетонных столбов стоит выделить их сравнительно высокую стоимость и большую массу.

Процесс изготовления опор включает в себя несколько этапов. Сперва изготавливается сварной каркас. Арматурная конструкция предназначена для  усиления и выполняется из напряженных и ненапряженных стержней. Готовый стальной каркас размещается в специальной форме, которая выполняет функцию опалубки и заливается бетонным раствором.

По технологии приготовления бетона различают два вида опорных элементов:

• стойки вибрированные  имеют маркировку СВ. При их изготовлении для процесса уплотнения необходимого для однородности состава раствор подвергают воздействию вибрации после заливки в формы. Изделия используются для строительства ЛЭП с рабочим напряжением до 35 кВ;
• стойки центрифугированные марок СЦ, СЦП и СК предназначенные для монтажа линий с напряжением более 35 кВ. Высокая плотность бетонного раствора, обеспечиваемая технологией центрифугирования (вращения формы), позволяет обеспечить предельную прочность, благодаря которой могут быть увеличены расстояния между столбами.

Назначение и сфера применения

Бетонные столбы широко используются для оборудования инфраструктуры электрохозяйства в качестве:

• опор для линий электропередач;
• столбов для крепления уличных осветительных приборов.

Установка столбов

Для правильной установки электрических бетонных опор необходимо исследовать ландшафт, иметь сведения о грунте, а также принимать во внимание дополнительные факторы, среди которых температурные показатели, ветровые нагрузки, необходимая плотность установки столбов. Специалистам на стадии проектирования необходимо определит расстояние между опорами, установить предельные дистанции, исходя из длины проводов, ландшафта или необходимого уровня освещения при закреплении на них осветительных приборов. При этом в основе расчета лежит показатель прочности изделий, которые должны обеспечивать высокую степень устойчивости при воздействии предусмотренных внешних факторов.

Практическое выполнение работ

Для длительной и безаварийно эксплуатации систем уличного освещения и линий электропередач, важно произвести установку опор в соответствии с действующими правилами техники безопасности и строительными нормами. Установка опор производится согласно их назначении, особенности территории, рельефа местности, свойств грунта. Провода на столбах и узлы крепления кабельных трасс закрепляются в соответствии с требованиями действующих Правил устройств электроустановок. Максимальное расстояние меду опорами не должно превышать 45 метров.

Каждая опора монтируется отдельно. Изначально необходимо произвести разметку территории и определить на местности места установки столбов. Для удобства монтажа места установки столбов отмечают деревянными кольями. После этого осуществляется бурение или выкапывание ям. Для этой цели, как правило, привлекается спецтехника. Земляные работы предусматривают формирование углублений в грунте. При этом ямы должны иметь глубину, которая превышает уровень промерзания почвы в конкретной местности. Для этой цели предварительно проводятся геодезические изыскания с целью определении пучинистости, глубины промерзания и других параметров и свойств грунта. Если глубина ям не будет проникать в устойчивые слои почвы, опоры могут изменять свое положение из-за сил пучения, что, в конечном счете, приведет к их падению, аварии и нарушению целостности линии электропередач. Глубина ямы для установки железобетонных столбов должна составлять не менее 2 метров.

Перед установкой железобетонные изделия полежат осмотру на предмет отсутствия механических повреждений, сколов и трещин, которые могут послужить причиной их разрушения под воздействием внешних факторов. Столб устанавливается на заранее уплотненный грунт с подушкой, сформированной из песка и щебня. Минимально подушка может быть сформирована в виде песчаной основы с толщиной подсыпки не менее 200 мм. Столбы устанавливаются строго в вертикальном положении по отвесам или другим приборам, позволяющим определить величину отклонения угла от 90 градусов. Железобетонная стойка фиксируется в врабочем положении посредством временных оттяжек. После этого яма заливается строительным раствором и бетонируется. Для подъема, перемещения и установки в рабочее вертикальное положение железобетонных изделий используются подъемные механизмы. Чаще всего это автомобильные краны соответствующие выполняемой работе по своей грузоподъемности.

На завершающем этапе производится монтаж и подключение электрических проводов, траверс, установка изоляторов, осветительных головок и приборов. Траверсы предназначены для крепления проводников линий электропередач, не проводя электрический ток. При этом данные изделия могут иметь различные размеры, в зависимости от того, как много проводов линии им необходимо удерживать.

Проектирование и выбор

В случае возникновения необходимости произвести электрификацию частного участка, подвести напряжение и обеспечить энергоснабжение, необходимо обратиться в проектную компанию, которая имеет в своем распоряжении обученный персонал. По правилам физические лица не имеют права производить монтаж опор линий электропередач и производить монтаж фонарей самостоятельно без надлежащей проектной документации и разрешения. Для осуществления подключения, прокладки линии, установки освещения требуется произвести расчет, в котором учитываются все нюансы топологии ЛЭП, от точки врезки до безопасного расстояния между опорами. Уровень освещенности рассчитывается исходя из высоты столба и мощности лампы светильника. Технические условия монтажа вместе с проектом разрабатывает компания, специалисты которой, Как правило, могут не только разработать документации и установить опоры, но и осуществить подключение. Для этого специалист должны обладать уровнем знаний в области электротехники, иметь надлежащее образование и группы по электробезопасности, соответствующие по категории работ и напряжению.

В ходе проектирования инженера определяют необходимый габарит железобетонных столбов, устанавливают предельную и достаточную для прочной установки величину их заглублений в грунт. В зависимости от топологии линии электропередач и ландшафта, наличия преград на местности, определяется число и тип необходимых опор того или иного вида в соответствии с классификацией.

При сооружении современных ЛЭП в настоящее время чаще всего находят применение я железобетонные стойки марки СВ, которые имеют расчетное значение изгибающего момента 35 и 50 кНм. При наличии особых условий могут задействоваться стойки с дополнительными индексами. Среди наиболее популярных и ходовых изделий такие стойки, как СВ110-5, СВ95-2, СВ164-12, СВ110-3,5, СВ95-3, СВ164-2, СВ105 и многие другие.

Для организации возведения воздушных линий электропередач с рабочим напряжением до 10 кВ находят применение стандартные железобетонные столбы, длина которых составляет 9500, 10500, 11000 и 16400 мм.

Любые отступления от действующих правил устройства электроустановок, правил безопасной эксплуатации электроустановок потребителей в части организации ЛЭП и соблюдения требований безопасности при строительстве и эксплуатации не допустимы и могут привести к авариям, став причиной несчастных случаев.

Советы и правила проектирования железобетонных колонн

🕑 Время прочтения: 1 минута

Расчет железобетонных (ЖБ) колонн выполняется 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 представлены кодами, такими как ACI 318-19, IS 456 и т. д.

Содержание:

• Советы и правила проектирования железобетонных колонн Поперечное сечение колонны
• 2. Продольные стержни
• 3. Поперечные стержни

1.

9002, ограничение по минимальному размеру колонн не накладывается, чтобы допустить железобетонные колонны с малым поперечным сечением в малонагруженных конструкциях, таких как малоэтажное жилое и легкое административное здание.
1. Если для колонны используется малое поперечное сечение, необходима тщательная обработка.
2. Для практических целей желательно, чтобы поперечное сечение колонны было кратно 5 см.

Продольная арматура является основным стержнем в железобетонной колонне. Они располагаются квадратной, прямоугольной или круглой формы.

1. Согласно ACI 318-19, раздел 10.6.1, площадь продольной арматуры должна быть не менее (0,01*Ag) и 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) экономически и практически нежелателен, так как приводит к скоплению стали, что препятствует правильной укладке и укреплению 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.

2.2 Количество продольных стержней

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

1. Четыре прямоугольных или круговые завязки.
2. Шесть, окруженные спиралями или для колонн рам с особым моментом, удерживаемых круглыми обручами.
3. Три в треугольных связях

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, минимальное покрытие составляет 7,5 см.
2. Для колонн, подверженных воздействию погодных условий или контакта с землей, и закладных 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

2.5 Связанные стержни

1. Связанные стержни представляют собой группы параллельных стержней, которые соприкасаются друг с другом и действуют как 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 размером не менее № 13.
5. Стержни крупнее № 36 не должны связываться в балки.

• Стяжки должны быть расположены таким образом, чтобы каждый угол и чередующийся продольный стержень имели боковую опору, обеспечиваемую углом звена, имеющим включенный 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 минимальный диаметр  10 мм для охвата продольных стержней № 32 или меньше и минимальный диаметр  12 мм для стержней большего диаметра.

• Расстояние между анкерами не должно превышать наименьшее из:

1. 48-кратный диаметр стяжки
2. 16-кратный диаметр продольного стержня
3. Наименьший размер колонны

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 оборота спирального стержня должны закрепить спирали на каждом конце.

Часто задаваемые вопросы

Каков минимальный размер железобетонной 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, поддерживаемую 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. 48-кратный диаметр анкера.
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 бетонных 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

Каков минимальный интервал/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 размера заполнителя

Подробнее

Какие факторы влияют на расстояние между колоннами RCC?

Экономичный дизайн железобетонных колонн для снижения затрат

Как залить бетоном колонны и стены? [PDF]

Текст Джонатана Охшорна «Конструкционные элементы», третье издание

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.

Анкеры и спирали

Для колонн обычно используются два вида стальной арматуры: серия квадратных или прямоугольных стяжки (рис. 5. 16 а ), расположенные горизонтально вокруг минимум четырех продольных стальных стержней; или непрерывную круглую спиральную проволоку (рис. 5.16 b ), обернутую как минимум вокруг шести продольных стержней. 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. фактический дизайн стяжек и спиралей основан на довольно простых рекомендациях, обобщенных в Таблице A-5.4 Приложения. Приведенные ниже примеры проектирования и анализа не включают вычисление связи или шаг и размер спирали.

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

Конструкция из 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. 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 усиления определяется как:

(5.1)

где ρ _g = отношение площади армирования продольной стали к общей площади; A _s = площадь поперечного сечения продольной арматуры; и A _г = 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 0,3-кратному меньшему поперечному сечению размер столбца, ч (то есть принимая r = 0,3 h ), и принимая коэффициент эффективной длины К = 1,0, получаем KL/r = 1,0 L / (0,3 ч ≤ 40. Находя отношение длины без связей, L , к минимальному размеру поперечного сечения, h , мы обнаруживаем, 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 матрицы арматуры, 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 с указанием приблизительного расстояния от осевой линии арматурного стержня до наружная поверхность бетона

Для железобетонной колонны, подвергаемой чистому осевому сжатию, предельная нагрузка при разрушении представляет собой произведение 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 фактической 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 медленного нагружения реальных конструкций

Деформация, при которой 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. Для 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 , поскольку 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- Загружена столбец:

P _N = 0,85 F _C ‘( A _C ) + F ₅₅ ) + F ₅₅ ) + F ₅₅ ) + F ₅₅ ) + F ₅₅ ) + F _5.0003

, 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 учитываемыми нагрузками (обычно 1,2· D + 1,6 L , где определяющими являются динамическая и статическая нагрузки, согласно Таблице A-2.7 a ), мы получаем уравнения для расчета и расчета железобетонных колонн с осевой нагрузкой. Пример такого уравнения только для стационарной нагрузки ( D ) и временной 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 A _S )

(5,3)

Пример 5.1 Analize Axecalially-Do-Modeded Conceture Conceture

. Пример 5.1.

Принимая, что f _c ‘ = 4 тыс.фунтов на 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: 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, стальной участок для 4 № 9бары, A _s = 4,00 дюйма ² .

2. Площадь бетона, Ac = A _г – A _s = 10 10 – 4,00 = 96 дюймов ² .

3. From Equation 5.2, the nominal capacity or failure load, P _n = 0.85 f _c ‘ A _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 основе уравнения 5.3 проверьте, является ли P _u = 1,2 D + 1,6 L ≤ φ2α( P

6 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, с P u ≤ φα( P n ), емкость достаточная 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% (то есть между 0,01 и 0,08):0217 A _г = 4,00/100 = 0,040, поэтому коэффициент армирования 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 предполагаемыми размерами поперечного сечения

Калькулятор

Постановка задачи. При условии, что f _c ‘ = 3 тыс.фунтов/кв.дюйм и f _y = 60 тыс.фунтов/кв.дюйм, найдите требуемую площадь стальной поверхности 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 область. Площадь бетона в поперечном сечении колонны находится путем вычитания площади стали. от габаритных размеров поперечного сечения; то есть А _с = А _г – А _с . 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 9 ‘(0,85 F _C 6 ‘. А _с ). Нахождение коэффициентов снижения прочности, φ и α, из Таблицы Приложения A-5.5 получаем:

1,2(150) + 1,6(100) ≤ (0,65)(0,80)[0,85(3)(144 – A _s ) + 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 стержня № 10 с фактическим A _s = 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 стержней № 10 в одной строке нам нужно 8,38 дюйма. Поскольку у нас фактически 12 дюймов, стержни подходят.

Пример 5.3 Расчет осевой железобетонной колонны с коэффициентом армирования, принятым равным

Калькулятор

Постановка задачи. Предполагая, что f _c ‘ = 5 тысяч фунтов/кв. дюйм и f _y = 60 тысяч фунтов/кв. D ) 150 тысяч фунтов и временная нагрузка ( L ) 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 область. При коэффициенте армирования, ρ _g , предполагаемой площади бетона в поперечном сечении колонны, A _c = (1,00 – ρ _g ) A _{g g} стали 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.

Problem solution

1. From Equation 5.3: P _u = 1.2 D + 1.6 L ≤ φα(0.85 f _c ‘ A _c + f _y A _s ). Поскольку A _c = (1,00 – ρ _г ) A _г и стали площадь, А _с = ρ _г A _G , мы получаем:

P _U = 1,2 D + 1,6 L ≤ ≤ φα [0,85 1,611855555. A _г + f _y ρ _г A _г ]

Выбор коэффициента усиления несколько произволен; выбираем ρ _г = 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 дюйма. Таким образом, 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 основе желаемого коэффициента армирования, который нет необходимости — и не может быть — точного соответствия на практике (поскольку фактическая выбранная площадь стержня обычно превышает требуемую площадь, и поскольку фактический диаметр столбца округляется до ближайшего дюйма или «четного» дюйма. Поэтому мы выбираем столбец диаметра, близкого к требуемому значению, скажем, 10 дюймов, и действуйте, как в примере 5.2, с заданной общей площадью колонны. 0003

2. Из уравнения 5.3: P _U = 1,2 D + 1,6 L ≤ φα (0,85 F _C 9 ‘

751755175517517517517517517555175517551755175551755175175551755175518 _{551751751751751717755518 517518 5518 55517. 5518 5518}

7. 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 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 A _с с + 60 A _с ].

596,1 ≤ 333,8 + 55,75 А _с .

55,75 А _с ≥ 262,3.

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

3. Из Таблицы Приложения A-5.2 выберите 6 стержней № 8 с фактическими А _с = 4,74 дюйма ² . Для спиральных колонн количество стержней должно быть не менее 6.

4. Используя уравнение 5.1, проверьте, что коэффициент армирования находится в пределах от 1% до 8% (т.е. между 0,01 и 0,08): ρ _g = A _s / A _g = 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.