Zariadenie betónových a železobetónových konštrukcií zabezpečuje dodatočné vystuženie vďaka výstužným prútom. Ten je mimochodom jedným z najžiadanejších segmentov hutníctva železa, čo potvrdzuje jeho široké využitie v stavebníctve. Pri betónových stĺpoch hrá výstuž obzvlášť dôležitú úlohu z dôvodu nemožnosti použitia iných nosných konštrukcií ako spodného a horného podlažia. Vnútorná tyčová výstuž s kovovými tyčami v rôznych konfiguráciách je optimálnym riešením problému.
Všeobecné požiadavky na výstuž
Na stĺpy možno použiť kovové tyče valcované za tepla, termomechanicky tvrdené a tvarované za studena rôznych profilov. Priemerný priemer sa pohybuje od 12 do 40 mm. Ak plánujete použiť prúty tvarované za studenaperiodický profil, potom možno použiť aj malý priemer 3-12 mm. Pokiaľ ide o pevnosť v ťahu, sú povolené triedy A a B, ktoré zodpovedajú garantovaným medzám klzu s koeficientom najmenej 0,95.
V špeciálnych prípadoch môže mať vystuženie monolitických stĺpov špeciálne požiadavky týkajúce sa ťažnosti, zvariteľnosti, odolnosti proti korózii a únavovej pevnosti. Spravidla je to kvôli špecifikám použitej betónovej zmesi a cementu. Takmer v každom prípade výstuže má kľúčový význam povaha väzby s betónom. Nedostatok priľnavosti môže byť kompenzovaný dizajnom profilu s drážkami a hrebeňmi. Rovnaké tyče valcované za tepla a tvarované za studena môžu mať prstencové a polmesiacovité výčnelky rôznych veľkostí. Naopak, mnohé značky betónu s krehkou štruktúrou umožňujú použitie iba hladkých tyčí – napríklad trieda A240. Teraz stojí za to prejsť k podrobnejšiemu zváženiu parametrov výstuže použitej pri spevnení stĺpov.
Dĺžka výstuže
Pri pokládke prefabrikovaného stĺpa sa starostlivo vypočítajú parametre debnenia, ktoré by malo organicky zahŕňať armovacie kovové zariadenia. Je dôležité, aby konce pracovných tyčí, ktoré nie sú spojené s kotviacimi prvkami, boli v nasledujúcej vzdialenosti od konca dielu:
- 20 mm, ak je usporiadaný monolitický stĺp s dĺžkou najmenej 6 m.
- 15 mm, ak je stĺp dlhší ako 18 m. Rovnaké obmedzenie platí pre stĺpové konštrukcie a podpery.
- 10 mm, ak je položený prefabrikovaný stĺp s dĺžkou menšou ako 18m.
V každom prípade vystuženie stĺpa zahŕňa ponechanie časti tyče, ktorá musí byť chránená špeciálnymi antikoróznymi prostriedkami alebo dodatočne izolovaná rámovým vybavením.
Priemer výstuže
V prípade pozdĺžnych tyčí sa používajú prvky s hrúbkou minimálne 16 mm. Monolitické prefabrikované konštrukcie môžu byť vystužené aj 12 mm prútmi. Pri použití výstuže z konštrukčnej ocele s ochranným náterom sú povolené aj malé priemery. Zohľadnenie priemeru je dôležité aj z hľadiska konfigurácie jeho uloženia v tele stĺpa. Pozdĺžne tyče teda môžu byť inštalované iba v jednom rade a pokiaľ možno s rýchlosťou uzávierky rovnakého priemeru. Ak sa plánuje vystuženie stĺpika tyčami rôznych hrúbok, potom sú povolené maximálne dva formáty bez zohľadnenia konštrukčných výstužných zariadení. Zvyčajne sa používajú tyče rôznych priemerov, aby sa ušetrili peniaze, ale susedné veľkosti nemožno použiť v rovnakom stĺpci. Napríklad nie je dovolené klásť tyče s priemerom 8 a 10 mm alebo 10 a 12 mm.
Oblasť výstuže
Výpočet plochy sa vykonáva podľa úsekov pozdĺžnej výstuže. V dôsledku toho sa odhaduje, aké percento časti tyčí zaberá na povrchu stĺpca. Povolených je maximálne 5 %, ale len v prípade meraného usporiadania prútov bez presahu. Spojenie s prekrytím zdvojnásobuje plochu prierezu výstuže v spojoch, čo nie vždy umožňuje správnu montáž stĺpa. Mali by ste tiež zachovať symetriu umiestneniatyče vzhľadom na plochu prierezu konštrukcie - najmä pokiaľ ide o budúcu prevádzku konštrukcie s vysokým ohybovým zaťažením. Tak či onak, optimálne percento vystuženia stĺpov bude 2-3%. V samotnej sekcii je potrebné vziať do úvahy nielen základňu tyče, ale aj výčnelky vo forme hrebeňov.
Aké by malo byť spájanie výstužných prútov?
Spojovacie a výstužné vývody tiež určujú spoľahlivosť konštrukcie. Už bola zaznamenaná dôležitá úloha prekrytia, ktorá sa zvyšuje s použitím monolitických stĺpov. Zároveň by sa nemal podceňovať vplyv takýchto väzieb na štrukturálnu integritu stĺpa. Faktom je, že napríklad tyč s priemerom 25 mm musí byť spojená s presahom v dĺžke najmenej 140 cm. Navyše, ak sa dokovanie vykonáva v chode, potom sa táto vzdialenosť zdvojnásobí. Preto sa odporúča snažiť sa minimalizovať spojovacie uzly pri vystužovaní stĺpa pozdĺžnymi tyčami. Ak ide o veľké rozpätia a je nevyhnutná realizácia prechodových zón, potom sa spoje prenesú na miesta, kde sa mení samotný prierez stĺpu. Takéto konfigurácie sa nachádzajú v stupňovitom, dvojvetvovom a zlomovom prevedení. Ako alternatíva sa odporúča aj zváranie pomocou podložiek.
Mezery medzi tyčami
Na začiatok stojí za to zdôrazniť dôležitosť rovnováhy medzi vystuženou hmotou a dutinami v tele stĺpa. Presýtenie pracovných kovových tyčí oslabuje betónovú štruktúru, čím je citlivejšia na dynamické zaťaženie. A naopak nevýhodavýstužné zariadenia zvyšujú riziko poškodenia stĺpa pri prevádzke pri statickom zaťažení. Aj keď podlahy a vystužený stĺp na seba pôsobia v miernych indikátoroch tlaku, po chvíli sa v oslabených častiach konštrukcie začnú vytvárať trhliny. Rovnováhu je možné udržiavať udržiavaním štandardnej vzdialenosti medzi výstužnými tyčami 400 mm. Ak táto vzdialenosť nestačí kvôli minimálnemu zahrnutiu drveného kameňa alebo kameňa do roztoku, potom sa veľké medzery zriedia konštrukčnou tenkou výstužou s priemerom 12 mm.
Obmedzenia ochrannej výstužnej vrstvy
Maximálna vrstva pozdĺžnej výstuže je 50 mm. Táto hrúbka zahŕňa základňu tyče a jej potiahnuté konštrukčné prvky. Možnosť použitia prútov s priemerom 40 mm pri zachovaní technologických 10 mm je daná tým, že samotná výstužná vrstva môže vyžadovať dodatočné vystuženie. Najmä vystuženie stĺpov s prierezom 600 x 800 mm umožňuje zahrnutie zváraného pletiva, svoriek a spojok. Veľkoformátové tyče sú navyše upevnené výstužnými väzmi. Navyše, dodatočné prvky na vystuženie samotnej výstuže by sa nemali zamieňať s presahmi počas zvárania, ktoré plnia dôležitú konštrukčnú úlohu spojenia dvoch alebo viacerých tyčí.
Hlavné obmedzenie sa týka hrúbky ochrannej vrstvy, ktorá je spôsobená úmerným zvýšením rizíkpraskanie stĺpika v miestach prechodu tyčí. Namáhanie betónovej konštrukcie s cudzími inklúziami bude nadmerne vysoké a pri dynamickom zaťažení povedie k deštrukcii. Tento faktor je čiastočne kompenzovaný vyššie uvedenými sieťami a svorkami, ale je najlepšie najprv dodržiavať normy pre vytvorenie výstužnej vrstvy.
Požiadavky na priečnu výstuž
V stĺpových konštrukciách, kde návrhovú priečnu silu nemôže zabezpečiť len betónová konštrukcia, sa používa aj priečna výstuž. Krok pri pokládke by nemal byť väčší ako 300 mm. Ak sa plánuje vykonať stlačenú výstuž, potom sa výpočet vystuženia stĺpa pomocou posunov vykoná na základe hrúbky tyčí - krok by nemal byť väčší ako 15 priemerov, ale zapadnúť do 500 mm. Pokiaľ ide o interakcie priečnej a pozdĺžnej výstuže, bude to závisieť od prierezu stĺpika a jeho nasýtenia pracovnými tyčami. V zásade sú možné dve konfigurácie. V jednom nie je párenie povolené, pretože vrstva pozdĺžnych tyčí je usporiadaná bližšie k okraju a priečne tyče sú položené v medzerách, ktoré zostali. V druhej možnosti sa spoje robia, ak sa pozdĺžna výstuž realizuje v niekoľkých radoch od okraja po stredovú časť. V zásade sú priečne tenké tyče spojené s konštrukčnými tyčami s priemerom nie väčším ako 12 mm.
Technológia vystuženia stĺpov
Metódy výstuže sa líšia v technikách viazania, prístupoch k debneniu a konfigurácii umiestnenia tyčí. Čo sa týka pletenia, dá sa to urobiť drôtom respzváraným spôsobom. V prvom prípade sa odporúča použiť na armatúry pletaciu stavebnú pištoľ a v druhom prípade invertorovú zváračku na presné spoje. V tomto štádiu sa vytvorí rám. Konfigurácia výstuže pod stĺpmi sa môže líšiť v závislosti od charakteristík konštrukcie. Optimálne je použiť kombinovanú verziu s použitím pozdĺžnej a priečnej výstuže, pri ktorej sa bude realizovať aj susedné pletenie dvoch rámikov. Konštrukcia debnenia sa usadzuje pomocou tvarovacích prírezov, do ktorých sa ponorí pripravený kovový skelet a následne sa zaleje betónom. Rozdiely v spôsoboch vytvárania debnenia spočívajú v type použitého materiálu - drevo, penový polystyrén alebo kombinované vláknité materiály. Pri tejto voľbe je hlavnou podmienkou možnosť kombinácie výstuže a debnenia z hľadiska hmotnosti a technického zaťaženia vo všeobecnosti.
Spevnenie základov stĺpov
Stavebné stĺpy sú osadené na základ, takzvané nosné sklo, ktoré je tiež vystužené. Na vytvorenie časti konštrukčnej podošvy sa používajú ťažké triedy betónu s vysokou triedou pevnosti. Vystuženie skla sa vykonáva za tepla valcovanými tyčami s periodickým profilom. Pri zosilňovaní základov pre stĺp bude mať kľúčový význam spojenie podvalov s prvkami hlavnej pozdĺžnej výstuže. Pre toto väzivo sú v mieste prechodu z podošvy na driek stĺpa privarené ku kostre za tepla valcovaných objímkových tyčí tyče s podložkami. Náročnosť spočíva len vsprávny prechod z jednej úrovne do druhej pri dodržaní symetrie posilňujúcich kontúr.
Vlastnosti špirálovej výstuže
Najťažšie z hľadiska usporiadania prútov je vystuženie stĺpov kruhového prierezu. Problém spočíva v komplikovanosti konfigurácie výstužnej vrstvy, ktorá si vyžaduje dodatočnú podporu. V takýchto systémoch sa používa nepriame vystuženie špirálovými kovovými tyčami. Vlastnosti vystuženia okrúhlych stĺpov sú vyjadrené v tom, že pozdĺžne tyče sú dodatočne ovinuté po obvode cievkami vrchného drôtu. V tomto prípade nie je priemer špirály väčší ako 20 cm.
Vystuženie stĺpových konzol
Pre nedostatok možností inštalácie stĺpových podpier stavitelia často používajú konzolové rímsy ako prvok konštrukčnej výstuže. Odporúča sa inštalovať takéto diely na oceľový výstužný rám, ktorý môže byť zahrnutý do horného stropu alebo do spodného základu. Konzoly sú vystužené kovovými tyčami malého priemeru, príchytkami a zváranou sieťovinou v závislosti od konštrukčných parametrov. Najväčší efekt zosilnenia stĺpikov v kompozícii s konzolami je možné dosiahnuť homogénnym zväzkom prekrytia, hlavného rámu trupu a podrážky.
Záver
Vlastnosti použitia výstuže pod stĺpmi sú určené konštrukčnou izoláciou tejto časti konštrukcie. Samozrejme, oba presahy v hornej a dolnej časti poskytujú potrebnú podporu,ale pretlak so zaťažením môže priamo ovplyvniť štruktúru stĺpa. Na zabránenie vnútorným procesom deštrukcie sa používa pozdĺžna a priečna výstuž. Požiadavky zároveň dávajú dizajnérom značnú voľnosť ako pri výbere tyčí, tak aj v konfiguráciách ich kladenia. Zásadné obmedzenia sa týkajú najmä výberu materiálov, určenia rozmerov a spôsobu inštalácie rámu.
