Vzorec procenta vyztužení: Minimální procento vyztužení železobetonových konstrukcí – Arkada: vše pro stavbu, opravy a vylepšení

Ve stavebnictví jsou široce používány železobetonové konstrukce, jejichž spolehlivost a trvanlivost je zajištěna kovovým rámem. Je schopen odolat značnému zatížení, pokud je správně zvolen průřez žebrované výztuže a je zachována vzdálenost mezi výztuží a povrchem betonu ve stěnách, sloupech, základech a trámech. Se znalostí procenta výztuže, pro které se provádějí speciální výpočty, je snadné určit minimální množství výztuže. Při návrhu rámu je důležité umět určit index výztuže.

Vzorec pro procento vyztužení železobetonových konstrukcí – poměr betonu

Stavební konstrukce jsou při dlouhodobém provozu vystaveny tlakovému a ohybovému zatížení a také krouticím momentům. Pro zvýšení odolnosti železobetonu a rozšíření rozsahu jeho použití je beton vyztužen výztuží. V závislosti na hmotnosti rámu, průměru prutů v průřezu a podílu betonu se mění součinitel vyztužení železobetonových konstrukcí.

Pojďme zjistit, jak se tento ukazatel vypočítá podle požadavků normy.

Aby výztuž plnila svůj účel, je nutné vypočítat výztuž betonu odpovídající minimálnímu procentuálnímu zastoupení

Procento vyztužení pro sloup, nosník, základ nebo hlavní stěny se určuje takto:

• hmotnost kovového rámu se vydělí hmotností betonového monolitu;
• hodnota získaná jako výsledek dělení se vynásobí 100.

Součinitel vyztužení betonu je důležitým ukazatelem používaným při provádění různých typů pevnostních výpočtů. Mění se specifická hmotnost výztuže:

• jak se betonová vrstva zvětšuje, rychlost výztuže klesá;
• při použití tvarovek velkého průměru se koeficient zvyšuje.

Pro stanovení indikátoru výztuže se v přípravné fázi provedou pevnostní výpočty, vypracuje se dokumentace a vytvoří se výkres výztuže. To zohledňuje tloušťku betonové hmoty, konstrukci kovového rámu a velikost průřezu tyčí. Tato oblast určuje zatížitelnost elektrické sítě. S rostoucím rozsahem výztuže se zvyšuje stupeň výztuže a tím i pevnost betonových konstrukcí. Je vhodné dát přednost tyčím o průměru 12–14 mm, které mají zvýšenou rezervu bezpečnosti.

Indikátor vyztužení má mezní hodnoty:

• minimum ve výši 0,05 %. Pokud je měrná hmotnost výztuže pod stanovenou hodnotou, není provoz betonových konstrukcí povolen;
• maximálně 5 %. Překročení tohoto ukazatele vede ke zhoršení výkonnostních ukazatelů železobetonové hmoty.

Dodržování požadavků stavebních předpisů a norem týkajících se stupně vyztužení zaručuje spolehlivost železobetonových konstrukcí. Zastavme se podrobněji u maximální hodnoty procenta zesílení.

Pro zajištění spolehlivosti železobetonových konstrukcí je nutné dodržet požadavky stavebních předpisů

Minimální procento vyztužení v železobetonových konstrukcích

Uvažujme, co vyjadřuje minimální procento vyztužení. Jedná se o maximální přípustnou hodnotu, pod kterou se prudce zvyšuje pravděpodobnost zničení stavebních konstrukcí. Pokud je indikátor nižší než 0,05%, nelze výrobky a konstrukce nazývat železobeton. Nižší hodnota označuje lokální vyztužení betonu pomocí kovové výztuže.

V závislosti na vlastnostech aplikace zatížení se minimální ukazatel pohybuje v následujících mezích:

• s koeficientem 0,05 je konstrukce schopna odolat tahu a tlaku při zatížení mimo pracovní sekci;
• minimální stupeň vyztužení se zvyšuje na 0,06 %, když je zatížení aplikováno na betonovou vrstvu umístěnou mezi prvky výztužného rámu;
• u stavebních konstrukcí vystavených excentrickému tlaku dosahuje minimální koncentrace ocelové výztuže 0,25 %.

Při provádění výztuže v podélné rovině podél obrysu pracovního úseku je koeficient vyztužení dvojnásobkem zadaných hodnot.

Součinitel výztuže – limitní hodnota pro monolitické základy

Aby byla zajištěna zvýšená bezpečnostní rezerva pro železobetonové konstrukce, není vhodné překračovat maximální procento vyztužení.

Nedoporučuje se překračovat maximální procento vyztužení, aby byla zajištěna zvýšená bezpečnostní rezerva pro konstrukce

To povede k negativním důsledkům:

• zhoršení ukazatelů výkonnosti návrhu;
• výrazné zvýšení hmotnosti železobetonových výrobků.

Státní norma upravuje maximální úroveň vyztužení pět procent. Při výrobě železobetonových konstrukcí je důležité zajistit pronikání betonu do hloubky výztužného rámu a zabránit vzniku vzduchových dutin uvnitř betonu. Pro vyztužení by měly být použity tyče válcované za tepla se zvýšenou pevností.

Jaká je velikost ochranné vrstvy betonu

Aby se zabránilo korozní destrukci nosného rámu, měla by být dodržena pevná vzdálenost od ocelové mříže k povrchu betonové hmoty. Tento interval se nazývá ochranná vrstva.

Jeho hodnota pro nosné stěny a železobetonové panely je:

• 1,5 cm – pro desky silnější než 10 cm;
• 1 cm – při tloušťce betonové stěny menší než 10 cm.

Velikost ochranné vrstvy pro výztužná žebra a příčníky je o něco vyšší:

• 2 cm – s tloušťkou betonové hmoty větší než 25 cm;
• 1,5 cm – když je tloušťka betonu menší než specifikovaná hodnota.

Je důležité zachovat ochrannou vrstvu pro nosné sloupy na úrovni 2 cm nebo vyšší a také dodržet pevný interval od výztuže k povrchu betonu u základových nosníků na úrovni 3 cm nebo více.

youtube.com/embed/YfV1n_DdPVY?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»akcelerometr; automatické přehrávání; schránka-psát; šifrovaná média; gyroskop; obraz v obraze» allowfullscreen=»»>

Velikost ochranné vrstvy se u různých typů základů liší a je:

• 3 cm – pro prefabrikované základové konstrukce z prefabrikovaného železobetonu;
• 3,5 cm – pro monolitické podklady vyrobené bez cementové podložky;
• 7 cm – pro pevné základy, které nemají tlumící polštář.

Stavební zákony a předpisy upravují velikost ochranné vrstvy pro různé typy stavebních konstrukcí.

Závěr

Zesílení betonových konstrukcí výztužnými klecemi umožňuje zvýšit jejich trvanlivost a zlepšit jejich pevnostní vlastnosti. Ve fázi výpočtu je důležité správně určit index výztuže. Při provádění prací je nutné dodržovat požadavky stavebních předpisů a předpisů a také se řídit ustanoveními současných norem.

Jak určit minimální procento vyztužení konstrukce?

Normy nám dávají omezení ve vyztužení jakýchkoli konstrukcí v podobě minimálního procenta vyztužení – i když máme podle výpočtu velmi malou plochu výztuže, musíme ji porovnat s minimálním procentem výztuže. vyztužení a nainstalujte výztuž, jejíž plocha není menší než minimální procento vyztužení.

Kde získáme procento zesílení? V “Průvodci navrhováním železobetonových konstrukcí” je například tabulka 16, která poskytuje údaje pro všechny typy prvků.

Nyní však máme k dispozici údaj 0,05 %, ale jak zjistíme požadovanou minimální výztuž?

Nejprve musíte pochopit, že obvykle nehledáme oblast veškeré výztuže spadající do sekce, ale spíše oblast podélné pracovní výztuže. Někdy se tato oblast nachází na jedné straně desky (v tabulce je označena jako A – plocha na natažené ploše a A’ – plocha na stlačené ploše) a někdy je to celá plocha prvek. Každý případ je třeba posuzovat samostatně.

Myslím, že s příklady to bude jasnější.

Příklad 1. Za předpokladu monolitické podlahové desky o tloušťce 200 mm (pracovní výška stropní části h₀ na požadovanou výztuž 175 mm). Určete minimální množství výztuže na spodní hraně desky.

1) Najděte plochu průřezu betonu na 1 lineární metr desky:

1∙0,175 = 0,175 m² = 1750 cm²

2) Najděte v tabulce 16 manuálu minimální procento vyztužení desky (pružný prvek):

3) Udělejme podíl známý ze školy:

4) Z poměru zjistíme požadovanou minimální plochu výztuže:

X = 0,05∙1750/100 = 0,88 cm²

5) Na základě rozsahu výztuže zjistíme, že tato oblast odpovídá 5 tyčím o průměru 5 mm. To znamená, že nemáme právo stanovit méně než toto.

Věnovat pozornost! Určujeme plochu výztuže na jednom okraji deska (a ne plocha výztuže celého úseku desky), to odpovídá minimálnímu procentu výztuže.

Příklad 2. Vzhledem k podlahové desce o šířce 1,2 m, tloušťce 220 mm (pracovní výška sekce desky h₀ do požadované výztuže 200 mm), s kruhovými dutinami o průměru 0,15 m v množství 5 ks. Určete minimální množství výztuže v horní zóně desky.

Když se podíváme na poznámku k tabulce, uvidíme, že v případě I-profilu (a při výpočtu dutinových desek máme co do činění s redukovaným I-profilem) musíme určit plochu desky jako popsané v odstavci 1:

1) Najděte šířku okraje redukovaného I-profilu desky:

1,2 – 0,15∙5 = 0,45 m

2) Najděte plochu průřezu desky požadovanou podmínkami výpočtu:

0,45∙0,2 = 0,09 m² = 900 cm²

3) Najděte v tabulce 16 manuálu minimální procento vyztužení desky (pružný prvek):

4) Udělejme poměr:

5) Z poměru zjistíme požadovanou minimální plochu výztuže:

X = 0,05∙900/100 = 0,45 cm²

6) Na základě rozsahu výztuže zjistíme, že tato oblast odpovídá 7 tyčím o průměru 3 mm. To znamená, že nemáme právo stanovit méně než toto.

Opět pozor! Určujeme plochu výztuže na jednom okraji deska (a ne plocha výztuže celého úseku desky), to odpovídá minimálnímu procentu výztuže.

Příklad 3. Je dán železobetonový základ pro zařízení o průřezu 1500×1500 mm, vyztužený rovnoměrně po celém obvodu. Odhadovaná výška základu je 4 m Určete minimální procento vyztužení.

1) Najděte plochu průřezu základu:

1,5∙1,5 = 2,25 m² = 22500 cm²

2) Najděte v tabulce 16 příručky minimální procento vyztužení základu, když jste předtím určili l₀/h = 4/1.5 = 4,4 < 5 (pro obdélníkový průřez):

3) Z odstavce 2 poznámek k tabulce 16 (viz obrázek výše) určíme, že musíme zdvojnásobit procento výztuže, abychom našli minimální plochu výztuže pro celý úsek základu (a ne v jednom jeho tváří!), tzn. naše minimální procento vyztužení se bude rovnat:

4) Udělejme poměr:

4) Z poměru zjistíme požadovanou minimální plochu výztuže:

X = 0,1∙22500/100 = 22,5 cm²

5) Rozteč základové výztuže akceptujeme 200 mm, to znamená, že musíme osadit 28 tyčí po obvodu a plocha jedné tyče musí být minimálně 22,5/28 = 0,8 cm²

6) Na základě rozsahu výztuže zjistíme, že musíme akceptovat průměr výztuže 12 mm. To znamená, že nemáme právo nastavit méně než toto.

Opět pozor! V tomto příkladu neurčujeme oblast výztuže na jedné straně základu, ale pro celý základ najednou, protože je zesílena rovnoměrně po celém obvodu.

Příklad 4. Je dán železobetonový sloup o průřezu 500×1600 (pracovní výška sloupového úseku v krátkém směru h₀= 460 mm). Návrhová výška sloupu je 8 m Určete minimální procento vyztužení na dlouhých okrajích sloupu.

1) Najděte plochu průřezu sloupu:

0,46∙1,6 = 0,736 m² = 7360 cm²

2) Najděte v tabulce 16 manuálu minimální procento vyztužení pro sloup (excentricky stlačený prvek s l₀/h = 8/0.5 = 16):

3) Udělejme podíl známý ze školy:

4) Z poměru zjistíme požadovanou minimální plochu výztuže:

X = 0,2∙7360/100 = 14,72 cm²

5) Z projektové příručky zjistíme, že maximální vzdálenost mezi podélnou výztuží ve sloupu by neměla přesáhnout 400 mm. To znamená, že na každé čelo můžeme osadit 4 tyče (mezi rohovou výztuží sloupu, která je pracovní a její plocha byla určena výpočtem), plocha každé tyče je 14,72/4 = 3,68 cm²

6) Podle sortimentu zjistíme, že na každou hranu potřebujeme osadit 4 tyče o průměru 22 mm. Pokud si myslíme, že průměr je příliš velký, zvýšíme počet tyčí, čímž zmenšíme průměr každé z nich.

Věnovat pozornost! Určujeme plochu výztuže na každé ze dvou tváří sloupů, právě to v tomto případě odpovídá minimálnímu procentu vyztužení.

Příklad 5. Je dána stěna o tloušťce 200 mm (pracovní výška stropní části h₀ na požadovanou výztuž 175 mm), pracovní výška stěny l₀ = 5 m. Určete minimální množství výztuže na obou stranách stěny.

1) Najděte plochu průřezu betonu na 1 lineární metr stěny:

1∙0,175 = 0,175 m² = 1750 cm²

2) V tabulce 16 příručky najdeme minimální procento vyztužení stěny, když bylo předem určeno l₀/h = 5/0. 2 = 25 > 24:

3) Udělejme poměr:

4) Z poměru zjistíme požadovanou minimální plochu výztuže:

X = 0,25∙1750/100 = 4,38 cm²

5) Na základě rozsahu výztuže zjistíme, že tato plocha odpovídá 5 tyčím o průměru 12 mm, které je nutné osadit na každý líc na každý běžný metr stěny.

Všimněte si, že pokud by byla stěna tlustší, minimální procento výztuže by prudce kleslo. Například při tloušťce stěny 210 mm by bylo zapotřebí 5 tyčí o průměru 10 mm, nikoli 12.

% oceli v nosnících, sloupech, základových deskách

Procento obsahu oceli je důležitým pojmem při navrhování budov. Bez použití maximálních a minimálních procentuálních hodnot oceli není možné získat konečné detaily výztuže. Po návrhu modelu budovy ruční nebo softwarovou metodou je důležité porovnat konečný výsledek se zadanými maximálními a minimálními hodnotami.

Pokud procento oceli v nosnících, sloupech, desce a základu překročí přípustné hodnoty, pak se náklady na projekt zvyšují, současně to vede ke snížení pevnosti stavební konstrukce. Proto je důležité znát maximální a minimální hodnoty procenta oceli v železobetonových konstrukcích.

Podíl oceli v budově

Maximální a minimální hodnoty vyztužení podle specifikací závisí na níže popsaných faktorech.

1. Stav zatížení
2. Únosnost půdy
3. Výška sloupu a délka nosníku
4. Průměr tyče

1. Podmínky zatížení

Zatížení je prvním faktorem, který ovlivňuje hodnoty výztuže nosníku, sloupu, desky a základu, závisí na celkovém zatížení (příčném nebo gravitačním). Pokud je součet intenzit velký, pak se hodnoty výztuže zvyšují, a pokud je zatížení menší, hodnoty výztuže naopak klesají.

Ohybový moment v důsledku působícího zatížení

2. Únosnost půdy

Únosnost zeminy se vyjadřuje v jednotkách kN/m2, závisí na typu půdního stavu v místě. Čím vyšší je hodnota únosnosti, tím vyšší je pevnost budovy. Při navrhování budov se berou v úvahu tři typy půdních podmínek, kterými jsou volné, střední a kamenité půdy. Pokud například uvažujeme o návrhu budovy ve volné půdě a s nižší únosností, je zapotřebí nižších hodnot výztuže.

3. Výška sloupu a délka nosníku

Výška sloupu a délka nosníku jsou třetím faktorem, který ovlivňuje hodnoty výztuže. Pokud se rozměry, jako je výška a délka, zvětší, hodnoty výztuže se zvýší, aby vydržely celkové zatížení budovy.

4. Průměr tyče

Pro základní nízkopodlažní budovy jsou preferovány tyče o průměru 12mm a 16mm, pokud zvětšíme průměr tyče po 16mm, zvýší se procento oceli v konstrukci budovy.

Tyče o průměru 12 mm a 16 mm

Maximální a minimální hodnoty podle standardů kódu IS

Minimální a maximální procento vyztužení nosníku, sloupu, desky a patky je uvedeno v tabulce níže, což je v souladu s ustanoveními normy IS

Poznámka. Procento vyztužení se bude lišit v závislosti na specifikacích budovy, které jsou uvedeny níže, slouží pouze pro vzdělávací účely pro získání znalostí o konceptu.