Požadavky na návrh – geometrické parametry železobetonu Wiki Železobeton
Abstrakt vědeckého článku o stavebnictví a architektuře, autor vědecké práce — Ulybin Alexej Vladimirovič
Při detailním zkoumání nosných konstrukcí z jakéhokoli stavebního materiálu je jedním z hlavních úkolů získání dat pro provedení výpočtů. U železobetonových konstrukcí je nejobtížnějším úkolem stanovení parametrů ocelové výztuže, protože je vždy pod ochrannou vrstvou betonu. Tento článek pojednává o hlavních úkolech stanovení parametrů výztuže železobetonových konstrukcí během jejich zkoumání. Jsou analyzovány hlavní známé způsoby řešení těchto problémů. Jsou uvedeny nejspolehlivější a nejpřesnější metody pro stanovení parametrů výztuže. Experimentálně je stanovena hodnota chyby doprovázející metodu magnetické kontroly při stanovení průměru výztuže a ochranné vrstvy betonu. Jsou poskytnuta data, včetně experimentálních dat, o perspektivách použití metody měření tvrdosti k určení třídy výztuže.
Podobná témata vědeckých prací o stavebnictví a architektuře, autor vědecké práce — Ulybin Alexej Vladimirovič
STANOVENÍ SKUTEČNÉ VÝZTUŽE BĚHEM INSPEKCE ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ
Vyhodnocení návrhových parametrů pracovní výztuže v železobetonových konstrukcích budov a staveb
K otázce určení třídy ocelové tyčové výztuže
VÝVOJ, VÝROBA A IMPLEMENTACE INOVATIVNÍCH TYPŮ VÝZTUŽNÝCH VÝROBKŮ PRO STAVEBNICTVÍ
Účinná výztuž pro železobetonové konstrukce budov navržené tak, aby odolaly zvláštnímu zatížení
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.
Text vědecké práce na téma „Metody řízení parametrů výztuže železobetonových konstrukcí“
Metody řízení parametrů výztuže železobetonových konstrukcí
Ph.D., docent A.V. Ulybin*
Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání, Petrohradská státní polytechnická univerzita,
oddělení „Inspekce budov a staveb“ PNIPKU „Venture“
Klíčová slova: třída výztuže; parametry výztuže; železobetonové konstrukce; nedestruktivní zkoušení; stavební inspekce
Při detailním zkoumání nosných konstrukcí z jakéhokoli stavebního materiálu je jedním z hlavních úkolů získání dat pro provedení výpočtů. U železobetonových konstrukcí je nejobtížnější určit parametry ocelové výztuže, protože je vždy skryta pod ochrannou vrstvou betonu. Hledané parametry výztuže a možné metody jejich řízení jsou schematicky znázorněny na obrázku 1.
Obrázek 1. Parametry výztuže a metody jejich řízení (zvýrazněno tučně)
Většina regulačních dokumentů a technické literatury popisujících pravidla pro kontrolu stavebních konstrukcí a zařízení obsahuje doporučení ohledně metod sledování parametrů výztuže. Jsou známy různé metody nedestruktivního zkoušení, použití některých z nich je regulováno požadavky GOST. Ne všechny metody však umožňují spolehlivé a přesné stanovení požadovaných parametrů. Některé metody jsou zastaralé, jiné jsou prakticky nepoužitelné kvůli obtížím spojeným s jejich použitím. Nová GOST R 53778-2010 „Budovy a zařízení. Pravidla pro kontrolu a sledování technického stavu“ bohužel odkazuje na staré dokumenty a neobsahuje nová ustanovení týkající se řešení popsaných problémů [1].
Úkol č. 1. Určení umístění výztuže
Nejpohodlnější a nejznámější metodou používanou k určení umístění výztuže v betonu je magnetická metoda nedestruktivního zkoušení (NDT), regulovaná normou GOST 22904-93 „Železobetonové konstrukce. Magnetická metoda pro stanovení tloušťky ochranné vrstvy betonu a umístění výztuže.“ Existuje široká škála zařízení, která tuto metodu implementují, od domácích detektorů kovů v ceně od 2 tisíc rublů až po složité automatizované systémy v ceně více než 500 tisíc rublů.
Mezi tato zařízení patří IPA-MG4 (Stroypribor), Poisk 2.5 (Interpribor), IZS-10Ts, Profoscope (Proceq), Ferroscan (Hilti) a další. Navzdory velkému výběru zařízení a širokému cenovému rozpětí všechna řeší daný problém přibližně se stejnou účinností. Rozdíl mezi dražšími měřicími zařízeními spočívá zpravidla ve větší citlivosti a hloubce detekce výztužných prutů, stejně jako ve vylepšeném rozhraní a automatizovaném zpracování dat. Na běžném objektu (například stěna nebo strop vyztužený sítí s ochrannou vrstvou maximálně 5 cm) je možné pomocí téměř jakéhokoli z těchto zařízení najít výztuž v tloušťce betonu a aplikovat její projekci na povrch s chybou až 7 cm. Zároveň při husté výztuži konstrukcí a uspořádání výztuže v několika řadách se chyba měření při použití kteréhokoli z elektromagnetických zařízení výrazně zvýší [1.2].
Rentgenová metoda, regulovaná GOST 17625-83 „Železobetonové konstrukce a výrobky. Radiační metoda pro stanovení tloušťky ochranné vrstvy betonu, velikosti a umístění výztuže“ a popsaná v technické literatuře druhé poloviny minulého století, dosud nenašla v domácí praxi široké uplatnění. To je dáno zvýšenými provozními náklady spojenými s její implementací (drahé vybavení, zvýšené bezpečnostní požadavky na používání a skladování atd.) s nízkou účinností aplikace na běžných zařízeních. Přesnost studie parametrů je srovnatelná s magnetickými a jinými metodami, ale je vyžadován obousměrný přístup ke konstrukci a není eliminována velká chyba měření s hustou výztuží. Je však třeba poznamenat, že v zahraničních studiích se tato metoda používá spolu s dalšími [3].
Alternativou k magnetické metodě NDT jsou stále častěji používané metody ultrazvukové tomografie a georadaru [4]. Na rozdíl od magnetické metody však praktické použití těchto metod vyžaduje nejen pořízení výrazně dražšího vybavení (cena dosahuje 1 milionu rublů a výše), ale také vysokou kvalifikaci a zkušenosti specialistů. Zároveň je výsledek měření s hustou výztuží konstrukcí doprovázen také vysokou chybou a omyly.
Při široké škále používaných metod NDT je nejspolehlivější a nejuniverzálnější metodou určení umístění výztuže otevřením ochranné vrstvy. V případě husté vícevrstvé výztuže v konstrukci, jednostranného přístupu a velké ochranné vrstvy lze pouze touto metodou spolehlivě určit počet a umístění tyčí. Nevýhodami destruktivní metody jsou samozřejmě vysoká pracnost, selektivita kontroly a nevyhnutelné narušení integrity konstrukcí.
Úkoly č. 2 a č. 3. Stanovení průměru výztuže a velikosti ochranné vrstvy
Všechny výše uvedené metody NDT lze použít k určení velikosti ochranné vrstvy. Jak již bylo zmíněno, nejběžnější je magnetická metoda. Měření ochranné vrstvy je založeno na kalibrační závislosti, kterou výrobce zabudoval do většiny zařízení. Technologie měření spočívá v určení polohy (osy) výztužné tyče, nastavení jejího průměru a třídy a určení velikosti ochranné vrstvy. V tomto případě chyba měření významně závisí na správnosti vstupních dat (průměr a třída), stejně jako na hloubce tyče a jejím průměru. Čím menší je průměr a čím větší je ochranná vrstva, tím větší je chyba měření.
Při inspekci konstrukcí jsou všechny výše uvedené parametry obvykle neznámé. Pro dosažení spolehlivého výsledku lze vytvořit několik otvorů, které umožní určit průměr nebo velikost ochranné vrstvy, a poté lze pomocí získaných vstupních dat řídit výztuž v dalších oblastech. Tento přístup je však proveditelný pouze tehdy, pokud výztuž použitá vně zóny otvoru odpovídá identifikované výztuži (tj. veškerá výztuž má stejný průměr). Tato situace se zdaleka ne vždy vyskytuje.
Existuje druhý problém, který je obtížnější řešit. Zatímco je možné určit průměr výztužné tyče s určitou chybou přímo v místě otvoru, ve většině případů není možné určit třídu výztuže bez odběru vzorků. V reálných podmínkách tedy není možné vybrat správnou kalibrační závislost, protože neexistují žádné údaje o třídě výztužné tyče.
Pokud jde o určení průměru výztuže, není tak snadné jej měřit s vysokou přesností. Pokud je výztuž vyrobena z hladké profilované výztuže, stačí k přesnému měření průměru použít posuvné měřidlo. V přítomnosti periodické profilované výztuže je přesnost měření výrazně snížena.
Jmenovitý průměr výztuže (dn) s periodickým profilem nelze určit přímým měřením. Podle požadavků norem pro výrobu výztuže musí její jmenovitý průměr odpovídat průměru stejného průřezu hladkého profilu. Průměr lze určit z objemu fragmentu výztuže, pokud známe jeho hmotnost (m), délku (b) a měrnou hmotnost oceli podle vztahu:
Pro implementaci této metody je nutné odebrat vzorek určité délky, což je doprovázeno narušením integrity konstrukce: ochranné vrstvy a výztuže. Zanedbání této metody povede k chybě při měření průměru periodického profilu ± 1 mm. Přibližné měření profilu „podél žeber“ a „podél drážky“ neposkytne přesný výsledek. Zároveň se nelze zaměřit na skutečný průměr odpovídající sortimentu (6,8,10,12, 10884 mm atd.). Podle požadavků GOST 94-14 „Betonářská ocel termomechanicky zpevněná pro železobetonové konstrukce. Specifikace“ může být přípustná odchylka skutečného průměru od jmenovitého poměrně velká. Například pro tyče se jmenovitým průměrem 1,2 mm je přípustná odchylka +1,8 a -12,2 mm, tj. skutečný průměr se může pohybovat od 15,2 do XNUMX mm.
Pro potvrzení popsaných problémů a posouzení možné chyby měření provedli autor a jeho kolegové sérii experimentů. Pro měření byla použita nedestruktivní zkušební zařízení implementující magnetickou zkušební metodu: IPA-MG4, IPA-MG4.1 (SKB Stroypribor) a ProYesore (Proced, Švýcarsko). Studie byly provedeny na 45 vzorcích výztužných tyčí o délce 0,5 m, průměru 6 mm, tříd A-22, A-1 (A-111), A-400C a A-U (At-500). Během experimentů byl nastaven jeden z parametrů (průměr nebo ochranná vrstva) a druhý byl měřen metodou NDT s využitím závislostí zabudovaných v zařízení.
Předpokládalo se, že třída výztuže není známa, což odpovídá skutečným podmínkám použití. U domácích zařízení pro všechna měření platí
kalibrační závislost „třída výztuže A-1“. Ochranná vrstva byla modelována distančními vložkami vyrobenými z nemagnetického materiálu různých tlouštěk: 20, 40 a 60 mm, což odpovídá podmínkám reálných konstrukcí (obr. 2). Průměr tyčí použitých jako výchozí data byl stanoven vážením tyčí výše popsanou metodou.
Výsledky experimentů jsou výběrově prezentovány na obr. 3, 4.
Z grafů vyplývá, že bez ohledu na použité zařízení, při různých skutečných hodnotách ochranné vrstvy a průměru výztuže, jsou téměř všechna měření doprovázena chybou. Hodnota chyby se liší a její maximální hodnota u domácích přístrojů je od 5 mm (s malou ochrannou vrstvou) do 7 mm (s větší ochrannou vrstvou). Chyba měření při použití švýcarského přístroje se vyznačuje výrazně menšími hodnotami, ale i k ní dochází.
Lze namítnout, že absolutní chyba měření ochranné vrstvy betonu 5.7 mm je nevýznamná. Je však třeba mít na paměti, že uvedené hodnoty ochranné vrstvy byly získány pomocí kalibrační závislosti se specifickým průměrem výztuže odpovídajícím skutečné hodnotě. Při inspekci starých budov bez dokumentace chybí informace o průměrech tyčí a lze je přesně určit pouze jejich otevřením. Při neznámém průměru výztuže se chyba při stanovení ochranné vrstvy betonu výrazně zvyšuje.
Obrázek 2. Experimentální měření parametrů výztuže
Počet výztužných prutů Obrázek 3. Chyba při měření ochranné vrstvy se skutečnou hodnotou 20 mm
Procento výztuže v jakémkoli řezu (včetně oblastí s překrývajícími se výztužnými spoji) není větší než 10 %.
stěny
SP 52-103-2007, s. 7.5:
Rozměry průřezu (tloušťky) stěn se doporučují nejméně 18 cm;
třída betonu – nejméně B20;
Procento výztuže v jakékoli části stěny (včetně oblastí s překrývajícími se výztužnými spoji) není větší než 10.
Podlahové a střešní desky
СП 52-103-2007, п.7.6-7.7:
pro rozpětí do 6-8 m se doporučuje, aby podlahy byly ploché, pro větší hodnoty – ploché s hlavicemi nebo mezisloupovými nosníky a stěnami a pro rozpětí do 12 m – s mezisloupovými nosníky nebo stěnami a žebrovanými a dutými deskami;
pro haly s rozpětím 12-15 m se doporučují kazetové, žebrované nebo dutinové desky podepřené ze čtyř stran nosníky a stěnami;
Doporučuje se, aby tloušťka plochých plných podlahových desek byla nejméně 16 cm, nejméně 1/30 délky největšího rozpětí a nejvýše 25 cm (u plochých desek je rozpětí nejvýše 7,5 m).
třída betonu – nejméně B20;
Výška dutých, žebrovaných a kazetových desek se bere nejméně 25 cm a nejvýše 50 cm, třída betonu není nižší než B25.
Nosníky
hlavní nosníky – ne méně než 1/15 rozpětí, vedlejší nosníky – 1/20 rozpětí
Základové desky
SP 52-103-2007, s. 7.10:
doporučuje se tloušťka základových desek nejméně 50 cm a nejvýše 200 cm;
třída betonu – nejméně B20;
výztuž – ne méně než 0,3 %; 1)
stupeň voděodolnosti – nejméně W6.
Dychovichny UA = Návrh a výpočet bytových a veřejných výškových budov_1970(Strana 201…203)
. u žebrovaných základů doporučujeme tloušťku desky přibližně 1/8 – 1/10 rozpětí a u beznosníkových základů 1/6 – 1/8 rozpětí.
Yu. M. Krásný, D. Yu. Krasny „Monolitická bytová výstavba“ (Průvodce studiem), Moskva – Jekatěrinburg 2000
…Doporučuje se uvažovat tloušťku desky bez nosníků jako 1/6–1/8 rozpětí.
grilování
rozměry v půdorysu jsou násobky 300 mm
Co měli autoři společného podniku na mysli, není jasné.
Diskuse
Liyob, 2014. 08. 20 01:25
Jak se určuje třída betonu pro sloupy?
Jak jsem z podmínky pochopil, zatížení by nemělo překročit únosnost stlačené zóny excentricky stlačeného sloupu.
str. 3.5 SNiP 2.03.01-84* BETONOVÉ A ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE
Rozumím tomu správně?
Dmitrij Rudenko, 2014-08-21 13:49
Vše záleží na všem. V první řadě je třeba se podívat na možnosti místních betonáren. Pro Petrohrad jsou třídy B7.5-B35 považovány za rozšířené. Cena různých tříd betonu je taková, že je vždy výhodnější použít pro sloupy vyšší třídy: http://lsrbase.ru/concrete_solution/how_to_buy/price/
Liyob, 2014. 08. 21 14:01
Díky
V našem případě. Architekti vydali plány se sloupy 60×60 cm v prvním patře. 23patrový obytný dům. Bez váhání jsme se podívali na bod 3.5 SNiP 2.03.01-84* BETONOVÉ A ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE. Zkontrolovali jsme beton. B30 byl vhodný. Zeptali jsme se architektů, zda je možné zvětšit průřez sloupu, na což odpověděli, že sloup nelze změnit.
V osadě je beton třídy 30. My jsme akceptovali B30. Teď se ptají: proč jsme nevzali levnější beton? Vysvětlujeme, že podle článku 3.5 SNiP 2.03.01-84* BETONOVÉ A ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE beton B25 není vhodný.
Máme pravdu ve svém uvažování? Nebo bychom měli beton sloupu posoudit za jiných podmínek?
Dmitrij Rudenko, 2014-08-21 14:14
Třídu betonu obvykle specifikujeme v projekčním zadání před podpisem smlouvy, takže takové otázky nikdy nemáme. V každém případě se ujistěte, že procento výztuže sloupů nepřekročí 5 %. Čím vyšší třída, tím méně výztuže.
Stáhněte si tuto stránku jako pdf 
Stáhněte si tuto stránku jako prostý text
kt_k_geometry.txt · Naposledy upraveno: 2013. 03. 30 17:33 (externí změna)