СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

УСТРОЙСТВО АРМАТУРНЫХ ВЫПУСКОВ,
УСТАНОВЛЕННЫХ В БЕТОН ПО ТЕХНОЛОГИИ
«Hilti REBAR»

Расчет, проектирование, монтаж

СТО 36554501-023-2010

Москва
2010

Предисловие

Цели и задачи разработки, а также использования стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и оформления - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».

Сведения о стандарте:

1. РАЗРАБОТАН и ВНЕСЕН лабораторией сейсмостойкости конструкций Центра исследований сейсмостойкости сооружений ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко - института ОАО «НИЦ «Строительство» (канд. техн. наук Грановский А.В.) при участии ЗАО «Хилти Дистрибьюшн Лтд»

2. РЕКОМЕНДОВАН К ПРИНЯТИЮ Научно-техническим советом ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко 12 апреля 2010 г.

3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН в действие приказом генерального директора ОАО «НИЦ «Строительство» от 5 июля № 148 и приказом генерального директора ЗАО «Хилти Дистрибьюшн Лтд» от 25 июня 2010 № 02/06-Gen

4. СТАНДАРТ ГАРМОНИЗИРОВАН с основными положениями европейских норм

5. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий стандарт разработан в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» № 184-ФЗ и предназначен для разработчиков стандарта и организаций, разрабатывающих проектную и иную документацию при строительстве зданий и сооружений из железобетонных конструкций.

Стандарт может применяться организациями, выполняющими работы в области установленной стандартом, если эти организации имеют сертификаты соответствия, выданные Органом по сертификации в системе добровольной сертификации, созданной организациями разработчиками стандарта. Технология Hilti REBAR основывается на Европейских технических правилах ETA TR 023: «Оценка вклеиваемой арматуры» (редакция - ноябрь 2006 г.). Данные нормы соответствуют Общеевропейскому строительному техническому кодексу ЕС2, допускающему проектирование и расчет вклеиваемой арматуры как заранее забетонированной арматуры.

Применение технологии Hilti Rebar позволяет:

- повысить эксплуатационную надежность сборных железобетонных конструкций и их узловых соединений при проведении работ по их монтажу и усилению;

- существенно снизить расход стали и сократить сроки выполнения строительных работ при усилении конструкций по сравнению с типовыми методами усиления;

- снизить нагрузки на усиливаемые конструкции от веса элементов усиления.

При разработке настоящего Стандарта использовались результаты исследований ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко и материалы ЗАО «Хилти Дистрибьюшн Лтд».

СТО-36554501-023-2010

УСТРОЙСТВО АРМАТУРНЫХ ВЫПУСКОВ,
УСТАНОВЛЕННЫХ В БЕТОН ПО ТЕХНОЛОГИИ «Hilti REBAR»

Расчет, проектирование, монтаж

POST INSTALLED REBAR CONNECTIOS, TEHNOLOGY «Hilti REBAR»

Calculation, design, installation.

1 Общие положения

Объектами стандартизации в настоящем Стандарте организации являются:

- требование к вклеенным арматурным стержням;

- требования к материалу основания - бетону, в который устанавливаются (вклеиваются) арматурные стержни;

- требования к клеевому составу;

- технология работ при установке арматурных стержней в бетонное основание.

Настоящий Стандарт организации разработан в полном соответствии с действующими строительными нормами и правилами и регламентирует применение материалов при использовании технологии вклеенных арматурных выпусков, и непосредственно самой технологии работ по установке вклеенных арматурных выпусков. Положения, содержащиеся в настоящем документе, могут быть в дальнейшем дополнены, изменены или отменены при появлении новых данных, подтвержденных результатами научных исследований или практикой строительства.

Стандарт предназначен для специалистов проектных и строительных организаций, а также строительных инспекций.

2 Область применения

Настоящий Стандарт распространяется на арматурные стержни, вклеенные в железобетонные конструкции. Указанная конструкция анкерного крепежа используется для крепления следующих типов конструкций:

- для соединения элементов междуэтажных перекрытий между собой;

- для соединения монолитных (сборных) железобетонных стен с железобетонными балками;

- организация вертикальных и горизонтальных стыковых соединений колонн, панелей и т.д.;

- ремонт и усиление конструкций при проведении ремонтных работ и работ по капитальному ремонту зданий и сооружений;

- устройство консольных конструкций (балконы, платформы и лестничные площадки).

Настоящий Стандарт Организации (далее - СТО) определяет основные требования, предъявляемые к вклеенным в бетон арматурным стержням и к железобетонным основаниям, в которое они крепятся, а также устанавливает критерии применимости, которым они (арматурные стержни, клеевой химический состав и основание) должны удовлетворять.

Настоящий СТО устанавливает требования, необходимые при расчете, проектировании и при использовании в строительстве анкерных выпусков из арматуры, установленной в бетон по технологии Hilti REBAR, в том числе:

- требования к применяемым строительным материалам: монолитному или сборному железобетону, арматуре, клеевому составу;

- требования к сцеплению клеевого состава с бетоном и арматурой;

- требования к выбору и установке анкеров по технологии Hilti REBAR с учетом проектной нагрузки на анкер.

Требования настоящего стандарта необходимо соблюдать как при новом строительстве, так и при реконструкции существующих объектов с различными типами несущих и ограждающих конструкций.

Положения настоящего Стандарта распространяются на арматурные стержни, вклеенные в железобетон, подвергающийся воздействиям статических и динамических нагрузок в виде комбинации растягивающих и срезающих усилий.

Использование арматурных стержней, вклеенных в железобетон, в конструкциях зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах, возможно при подтверждении их применимости данными экспериментальных исследований или при наличии проектной документации, согласованной и утвержденной в установленном порядке.

3 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты и классификаторы:

4 Термины и определения

В настоящем стандарте используются термины и определения, установленные в национальном стандарте Российской Федерации на термины и определения ГОСТ 1.1, ГОСТ Р 1.12 или в действующем в этом качестве межгосударственном стандарте на термины и определения, а также термины и определения, принятые Европейской Организацией по Техническому нормированию (ЕОТА) и утвержденных директивами (нормативными документами) ETAG. Отдельные термины на анкерные крепления с соответствующими определениями приведены ниже.

4.1 Специальные термины

Пригодность к эксплуатации - способность изделия (анкерного) соответствовать своему целевому назначению и обеспечивать расчетный срок службы.

Срок службы - период времени, в течение которого эксплуатационные характеристики изделия (анкерного крепления) поддерживается на соответствующем эксплуатационном уровне, т.е. на уровне, соответствующем их целевому назначению.

Долговечность - способность изделия (анкера) обеспечивать заданный срок службы анкерного крепления (при условии соответствующего технического обслуживания).

Арматурный выпуск, вклеенный в железобетон - арматурный стержень, заделываемый в какую-либо конструкцию здания или сооружения и предназначенный для обеспечения совместной работы существующих и вновь возводимых железобетонных конструкций.

Арматурный крепежный элемент включает в себя:

- собственно арматурный стержень;

- основание - несущие или ограждающие конструкции зданий, выполненные из монолитного или сборного железобетона, в которые устанавливается арматурный стержень;

- клеевой состав - материал, обеспечивающий связь арматурного стержня с основанием и закачиваемый в заранее просверленное отверстие.

4.2 Общие термины

Усилия, прикладываемые к арматурному стержню:

- усилие вырыва (F) - усилие, приложенное вдоль оси арматурного стержня;

- усилие среза (Q) - усилие, приложенное перпендикулярно (поперек) оси арматурного стержня;

Несущая способность арматурного стержня - характеристика арматурного стержня, которая выражается величиной нагрузки, отвечающей предельному состоянию анкерного крепления (бетонного основания или непосредственно арматурного стержня) по прочности.

Предельное состояние - состояние, при превышении которого узел крепления арматурного стержня в железобетон перестает удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям.

Предельные состояния анкерного узла подразделяются на:

- первое предельное состояние характеризуется разрушением анкерного узла по разным схемам: разрушение непосредственно анкера или разрушение основания;

- второе предельное состояние характеризуется достижением предельных деформаций (перемещений) элементов анкерного узла.

5 Технические требования к элементам крепления конструкций по технологии Hilti REBAR

5.1 Технические требования к материалам основания

5.1.1 Железобетонные и бетонные конструкции, в которые осуществляется вклеивание арматурных стержней, должны отвечать требованиям соответствующих нормативных документов и проекта в части прочности, трещиностойкости, огнестойкости и влажности.

5.1.2 Настоящий Стандарт распространяется на железобетонные и бетонные конструкции, минимальная толщина элементов которых при анкеровки (вклеивании) в них арматурных стержней должна быть не менее 100 мм. В случае, если толщина конструкции менее 100 мм применение технологии вклеивания арматурных стержней (Hilti REBAR) должно быть обосновано на основе расчета и натурных испытаний.

5.1.3 Оценка прочностных и деформационных характеристик материала основания должна осуществляться в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

5.1.4 При вклеивании арматурных стержней по технологии Hilti REBAR в бетонное (железобетонное) основание необходимо учитывать прочность бетона, степень трещиностойкости материала и наличия раковин и сколов.

Указанное необходимо для правильного выбора марки клеевого состава, геометрических характеристик арматурных стержней и глубины их заделки в основании.

5.1.5 На поверхности соединяемых по технологии Hilti REBAR конструктивных элементов не должно быть повреждений, за исключением поверхностных усадочных или силовых трещин, ширина раскрытия которых регламентируется СП 52-101-2003

Применение технологии Hilti REBAR рекомендуется в конструкциях из бетона класса не менее В15.

5.1.7 При вклеивании арматурных стержней по технологии Hilti REBAR в стержневые железобетонные конструкции - ригели и балки и в плоские элементы - плиты перекрытий и покрытий необходимо учитывать следующие требования:

- минимальные расстояния от края конструкции до вклеиваемого арматурного стержня и между арматурными стержнями должны определяться в соответствии с указаниями данного Стандарта;

- при установке арматурных стержней в плиты должны учитываться их конструктивные особенности.

5.2 Технические требования к клеевому составу

Для вклеивания арматурных стержней в бетон на основе использования технологии Hilti REBAR следует использовать следующие клеевые составы:

- состав быстрого твердения - HIT-HY 150 МАХ;

- состав высокой прочности и медленного твердения - HIT-RE 500.

5.2.1 Требования к клеевому составу HILTI HIT-HY 150 МАХ

5.2.1.1 Передача усилий на вклеенные в бетон по технологии Hilti REBAR арматурные стержни должна осуществляться после затвердения клеевого состава согласно данных табл. 5.1.

5.2.1.2 Температурный диапазон эксплуатации клеевого состава от минус 40 °С до 80 °С. При этом максимальная продолжительная температура должна быть не более 50 °С, максимальная кратковременная температура - 80 °С.

5.2.1.3 Максимальный диаметр арматурных стержней, вклеиваемых в бетон по технологии Hilti REBAR с использованием клеевой массы HIT-HY 150 МАХ, не должен превышать 25 мм.

Время твердения клеевого состава HILTI HIT-HY 150 МАХ

Таблица 5.1

5.2.1.4 Величину сопротивления сцепления арматуры с бетоном в зависимости от класса бетона следует определять по табл. 5.2.

5.2.1.5 При установке анкеров по технологии Hilti REBAR с использованием клеевой массы марки HIT-HY 150 МАХ необходимо соблюдать параметры глубины посадки анкеров в бетон и длину нахлеста на существующую рабочую арматуру усиливаемых конструкций, указанные в табл. 5.3.

Расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном для клеевого состава HILTI HIT-HY 150 МАХ, f_bd (Н/мм²)

Таблица 5.2

Минимальная/максимальная глубина установки и длина перехлеста для клеевого состава HILTI HIT-HY 150 МАХ (Бетон В20)

Таблица 5.3

5.2.2 Требования к клеевому составу HIT-RE 500

5.2.2.1 Температурный диапазон эксплуатации клеевого состава HIT-RE 500 от минус 40 °С до 80 °С. При этом максимальная продолжительная температура должна быть не более 50 °С, максимальная кратковременная температура - 80 °С.

5.2.2.2 Время твердения клеевого состава HIT-RE 500 и начальный момент приложения нагрузки к анкеру при установке в сухой бетон приведены в таблице 5.4. При вклейке арматуры при температурах ниже 5 °С расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном должно быть уменьшено на величину понижающего коэффициента (табл. 5.4).

Время твердения клеевого состава HIT-RE 500

Таблица 5.4

5.2.2.3 Усилие сцепления анкера с бетоном в зависимости от способа бурения отверстия в бетоне следует определять по табл. 5.5 и 5.6.

Расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном для клеевого состава HILTI HIT-RE 500 при бурении электроперфоратором, пневмоперфоратором и для сухого алмазного бурения, f_bd (Н/мм²)

Таблица 5.5

5.2.2.4 При вклейке арматуры по технологии Hilti REBAR с использованием клеевого состава HIT-RE 500 необходимо соблюдать параметры глубины посадки анкеров в бетон и длину перехлеста на существующую рабочую арматуру усиливаемых конструкций, указанные в табл. 5.7.

Расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном для клеевого состава HILTI HIT-RE 500 для влажного алмазного бурения, f_bd (Н/мм²)

Таблица 5.6

Минимальная/максимальная глубина установки и длина перехлеста для клеевого состава HILTI HIT-RE-500 (Бетон В20)

Таблица 5.7

5.3 Требования к арматурным стержням, вклеенным в бетон

5.3.1 Материал арматурных стержней должен удовлетворять требованиям действующих нормативных документов.

5.3.2 Срок службы арматурных стержней должен соответствовать сроку службы конструкций, соединяемых по технологии Hilti REBAR.

5.3.4 Крепление (соединение) бетонных (железобетонных) элементов по технологии Hilti REBAR должны проектироваться и выполняться таким образом, чтобы нагрузки, воздействиям которых они подвергаются при эксплуатации, не приводили бы к любому из перечисленных ниже последствий:

- полному или частичному разрушению арматурного стержня или основания;

- к значительным деформациям (перемещениям) анкерных стержней или основания, в результате которых эксплуатационная надежность самих конструкций или их соединений не обеспечена, т.е. имеет место их повреждение или разрушение.

5.3.5 Требования по коррозионной защите вклеенных арматурных выпусков аналогичны требованиям, предъявляемым к арматуре монолитных железобетонных конструкций.

6 Расчет анкерного крепления по технологии Hilti REBAR (стандарт EN 1992-1-1-2004/E п. 8.4.4)

6.1 Базовую (основную) длину установки для вклеенной арматуры (l_b,rqd) следует определять по формуле

l_b,rqd = (d_s/4)(s_sd/f_bd),

где d_s - диаметр арматуры;

s_sd - расчетное напряжение в арматуре;

f_bd - расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, определяется по таблицам (5.2, 5.5, 5.6).

6.2 Требуемую расчетную глубину установки (l_bd) арматуры следует определять по формуле:

l_bd = a₁a₂a₃a₄a₅l_b,rqd ³ l_b,мин;

l_b,мин - минимальная глубина посадки (см. таб. 5.3 и 5.7)

6.2.1 При работе арматуры на сжатие a₁ = a₂ = a₃ = a₄ = a₅ = 1 и принимать:

l_bd = l_b,rqd ³ l_b,мин

6.2.2 При работе арматуры на растяжение значения коэффициентов a₁, a₂, a₃, a₄ и a₅ принимать равными:

а₁ - коэффициент, учитывающий форму арматурных стержней. Для технологии Hilti REBAR а₁ = l;

а₂ - коэффициент, учитывающий краевые расстояния до кромки бетона и межосевое расстояние.

a₂ = 1 - 0,15(c_d - d_s)/d_s,

0,7 < а₂ < 1,

где d_s - диаметр арматуры

c_d = min{а/2, с₁, с} - см. рис. 6.1.

Рисунок 6.1

а₃ - коэффициент, учитывающий влияние усиления кромки. Для технологии Hilti REBAR а₃ = 1;

а₄ - коэффициент, учитывающий влияние одной или более сварной поперечной арматуры вдоль расчетной длины анкеровки (l_cd). Для технологии Hilti REBAR а₄ = 1;

a₅ - коэффициент, учитывающий влияние дополнительного поперечного давления на арматуру. Для технологии Hilti REBAR a₅ = 1;

При назначении коэффициентов должно соблюдаться условие:

(а₂а₃а₅) ³ 0,7

В случае если произведение а₂, а₃, а₅ меньше 0,7, принимается 0,7.

6.3 При соединении арматурных стержней внахлест необходимо учитывать следующее.

6.3.1 Перехлест арматуры должен обеспечивать:

- передачу усилий между арматурными стержнями;

- отсутствие сколов бетона в области арматурных соединений;

- отсутствие трещин в зоне нахлеста арматуры;

6.3.2 Перехлесты арматур не должны быть расположены в областях повышенных значений моментов сил.

6.3.3 Армирование внахлест должно выполняться с соблюдением указаний, приведенных на рис. 6.2.

Рисунок 6.2

6.3.4 Расчетная длина перехлеста (l₀) определяется по формуле:

l₀ = a₁a₂a₃a₄a₅a₆l_b,rqd ³ l_0,мин, где

l_b,rqd - см. формулу п. 6.1;

l_0,мин - минимальная длина перехлеста равная (см. таб. 5.3 и 5.7)

l_0,мин > max{0,3a₆l_b,rqd; 15´d_s; 200 мм};

Значения коэффициентов а₁, а₂, a₃ и a₅ - см. п. 6.2.

a₆ - коэффициент, учитывающий отношение количества существующей и вклеиваемой арматуры. Для технологии Hilti REBAR a₆ = 1,5;

7 Оценка прочности арматурных соединений при использовании технологии Hilti REBAR в зависимости от класса огнестойкости конструкции

7.1 При применении технологии вклейки арматуры Hilti REBAR с использованием клеевого состава HILTI HIT-HY 150 МАХ допускаемый защитный слой бетона в зависимости от предъявляемой к конструкции класса огнестойкости следует определять по табл. 7.1.

Зависимость величины расчетного сопротивления сцепления арматуры с бетоном f_bd клеевого состава HILTI HIT-HY 150 МАХ от толщины защитного слоя и класса огнестойкости конструкции

Таблица 7.1

7.2 При использовании клеевой массы HIT-HY 150MAX усилие вырыва вклеенных в железобетон арматурных стержней при заданном классе огнестойкости конструкций следует определять по табл. 7.2.

Зависимость усилия вырыва (кН) арматуры от глубины установки и класса огнестойкости конструкций

Таблица 7.2

7.3. При применении технологии вклейки арматуры Hilti REBAR с использованием клеевого состава HILTI HIT-RE500 допускаемый защитный слой бетона в зависимости от предъявляемой к конструкции класса огнестойкости следует определять по табл. 7.3.

Зависимость величины расчетного сопротивления сцепления арматуры с бетоном f_bd клеевого состава HILTI HIT-RE 500 от толщины защитного слоя и класса огнестойкости конструкции

Таблица 7.3

7.4 При использовании клеевой массы HIT-RE500 усилие вырыва вклеенных в железобетон арматурных стержней при заданном классе огнестойкости конструкций следует определять по табл. 7.4.

Зависимость усилия вырыва (кН) арматуры от глубины установки и класса огнестойкости конструкций.

Таблица 7.4

8 Производство работ при использовании технологии Hilti REBAR

8.1 Для распределения срезающего усилия поверхность в месте соединения нового и старого бетона должна быть обработана путем устройства насечек.

8.2 Варианты применения технологии крепления Hilti REBAR показаны на рис. 8.1. Расчетную длину вклеивания (l_bd) и длину перехлеста (l₀) вклеенных арматурных стержней следует принимать согласно раздела 6.

8.3 Для исключения разрушения бетона во время бурения отверстия под арматурные стержни необходимо обеспечить выполнение следующих требований:

- минимальный защитный слой бетона при установке вклеенных стержней должен составлять:

Рисунок 8.1 Варианты применения технологии крепления Hilti REBAR для различных конструкций:

а) стык плиты перекрытия с балкой; б) стык колонны с плитой при наличии усилий растяжения; в) стык плиты перекрытия со стеной; г) стык колонны с плитой при отсутствии усилий растяжения; г) усиление конструкций в зоне растяжения.

c_min = 30 + 0,06´L_v ³ 2´d_s (мм) для отверстий, выполненных электроперфоратором;

c_min = 50 + 0,08´L_v ³ 2´d_s (мм) для отверстий, выполненных пневмоперфоратором;

- расстояние в свету между вклеенным арматурном выпуском и существующей арматурой должно приниматься £ 50 мм или £ 4´d_s

где d_s - диаметр арматуры (мм).

8.4 Для вычисления глубины бурения отверстия l_v (mm), необходимо учесть защитный слой бетона в торцевой поверхности вклеиваемой арматуры c₁:

l_v ³ l₀ + с₁

l₀ - необходимая длина напуска согласно параграфу 4.4.

с₁ - защитный слой бетона (см. рис. 8.2).

Рисунок 8.2

8.5 Бурение и очистка отверстий, а также установка вклеенных арматурных стержней должна быть осуществлена с использованием оборудования, рекомендуемого производителем.

8.6 Установка арматурных вклеенных стержней производиться согласно инструкции по технологии крепления Hilti REBAR специально обученным персоналом.

8.7 На рис. 8.3 приведен комплект компонентов и оборудования технологии Hilti REBAR при использовании клеевой массы HILTI HIT-HY 150 МАХ, а также указаны основные параметры при которых может использоваться данная клеевая масса.

Рисунок 8.3

8.8 На рис. 8.4 показана последовательность работ при установке вклеиваемой арматуры в бетон в случае использования клеевого состава HILTI HIT-HY 150МАХ.

Влажный и водонасыщеннный бетон, бурение перфоратором

Ручную очистку отверстий допускается производить при диаметре отверстия < 20 мм и глубине отверстия < 250 мм.

Рисунок 8.4

8.9 Клеевой состав HILTI HIT-HY 150MAX допускается применять в агрессивных средах, содержащих химические вещества, указанные в табл. 8.1.

Сопротивление химическим веществам

Таблица 8.1

8.10 На рис. 8.5 приведен комплект компонентов и оборудования технологии Hilti REBAR при использовании клеевого состава HILTI HIT-RE 500, а также указаны основные параметры при которых может использоваться данная клеевая масса.

Рисунок 8.5

8.11 На рис. 8.6 а, б показана последовательность работ при установке вклеиваемой арматуры в бетон в случае использования клеевого состава HILTI HIT-RE 500. На рис. 8.6а рассмотрен вариант влажного и водонасыщенного бетона (бурение перфоратором), на рис. 8.6б - сухого и насыщенного водой бетона (технология алмазного бурения).

Влажный и водонасыщенный бетон, бурение перфоратором

Ручную очистку отверстий допускается производить при диаметре отверстия £ 20 мм и глубине отверстия £ 250 мм.

Рисунок 8.6а

Сухой и насыщенный водой бетон, технология алмазного бурения

Ручную очистку отверстий допускается производить при диаметре отверстия £ 20 мм и глубине отверстия £ 250 мм.

Рисунок 8.6б

8.12 Клеевой состав НILTI HIT-RE 500 допускается применять в агрессивных средах, содержащих химические вещества, указанные в табл. 8.2.

Сопротивление химическим веществам

Таблица 8.2

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(рекомендуемое)

Технология вклеивания арматуры Hilti REBAR может использоваться как при возведении новых строительных объектов, так и при проведении работ по реконструкции зданий.

1 Применение арматуры при устройстве примыкания фундаментной плиты к существующей «стене в грунте»

2 Наращивание парапета и устройство балконных плит

3 Работы по устройству новых плит перекрытий и увеличению их толщины

4 Устройство вертикальных и горизонтальных соединений

5 Увеличение толщины стен при их усилении

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(примеры расчета)

Пример расчета 1

Задача:

Определить длину перехлеста вклеиваемой арматуры по технологии HILTI Rebar

Исходные данные:

М_d = 120 кНм/м;

Бетон В30;

Толщина плиты h = 300 мм;

c₁ = 30 мм; Æ 16; s = 150 мм;

с₂ = 30 мм; Æ 12; s = 200 мм;

c_1,нов = 55 мм;

c_2,нов = 55 мм;

с_f = 30 мм;

Определение длины перехлеста для вклеиваемой арматуры:

Диаметр вклеиваемой арматуры принимаем равным диаметру соответствующей арматуры в существующей части конструкции.

Рабочая высота для вклеенной верхней арматуры равна:

h₀ = h - c₁ - d_s/2 = 300 - 55 - 16/2 = 237 мм;

Плечо сил упрощенно находим по формуле:

z = 0,9 h_о = 0,9 × 237 = 213,3 мм;

Усилие в верхней арматуре от действия внешних нагрузок:

F_s = M_d/z = 120/0,2133 = 562,6 кН/м = 562,6 × 10³ Н/м.

В соответствии с пунктом 6.1 данного стандарта базовую (основную) длину установки для вклеенной арматуры определяем по формуле:

l_b,rqd = (d_s/4)´(s_sd/f_bd),

где - d_s = 16 мм - диаметр арматуры;

f_bd = 3,0 Н/мм² - расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, определяется по таблицам (5.2, 5.5, 5.6).

s_sd - расчетное напряжение в арматуре, находим по формуле:

s_sd = F_s/А_{существ}, где А_{существ} = 1340 мм²/м (для Æ 16; s = 150 мм)

s_sd = 562,6 × 10³/1340 = 419,82 Н/мм²

Базовая (основная) длина установки для вклеенной арматуры:

l_b,rqd = (16/4)(419,82/3,0) = 559,76 мм.

В соответствии с пунктом 6.3.4 данного стандарта расчетная длина перехлеста (l₀) определяется по формуле:

l₀ = a₁a₂a₃a₅a₆l_b,rqd ³ l_0,min;

l_b,min - минимальная глубина посадки (см. таб. 5.3 и 5.7 данного стандарта);

l_0,min > max{0,3a₆l_b,rqd; 15d_s; 200 мм};

a₁ = 1 - коэффициент, учитывающий форму арматурных стержней;

а₂ - коэффициент, учитывающий краевые расстояния до кромки бетона и межосевое расстояние;

а₂ = 1 - 0,15×(c_d - d_s)/d_s, при этом 0,7 £ а₂ £ 1,

а₂ = 1 - 0,15×(55 - 16)/16 = 0,63 → а₂ = 0,7

а₃ = 1 - коэффициент, учитывающий влияние усиления кромки;

a₅ = 1 - коэффициент, учитывающий влияние дополнительного поперечного давления на арматуру;

а₆ = 1,5 - коэффициент, учитывающий отношение количества существующей и вклеиваемой арматуры.

Расчетная длина перехлеста для вклеенной верхней арматуры:

l₀ = а₂а₃а₅а₆l_b,rqd = 1,0 × 0,7 × 1,0 × 1,0 × 1,5 × 559,76 = 587,75 мм;

l₀ > l_0,мин = max{0,3a₆l_b,rqd; 15d_s; 200 мм} = 251,9 мм;

Определение длины перехлеста для существующей арматуры:

Рабочая высота для верхней арматуры в существующей конструкции равна:

h₀ = h - c₁ - d_s/2 = 300 - 30 - 16/2 = 262 мм;

Плечо сил упрощенно находим по формуле

z = 0,9h₀ = 0,9 × 262 = 235,8 мм;

Усилие в верхней арматуре от действия внешних нагрузок:

F_s = M_d/z = 120/0,2358 = 508,9 кH/м = 508,9 × 10³ Н/м.

Базовую (основную) длину установки для вклеенной арматуры определяем по формуле:

l_b,rqd = (d_s/4)(s_sd/f_bd),

s_sd = 508,9 × 10³/1340 = 379,78 Н/мм²

f_bd = 3,0 Н/мм²

l_b,rqd = (16/4)(379,78/3) = 506,4 мм;

a₁ = 1;

a₂ = 1 - 0,15 × (c_d - d_s)/d_s, при этом 0,7 £ a₂ £ 1,

a₂ = 1 - 0,15 × (30 - 16)/16 = 0,87;

a₃ = 1;

a₅ = l;

a₆ = 1,5;

Расчетная длина перехлеста для верхней арматуры в существующей конструкции:

l₀ = а₂а₃а₅а₆l_b,rqd = 1,0 × 0,87 × 1,0 × 1,0 × 1,5 × 506,4 = 660,85 мм;

l₀ > l_0,мин = max{0,3a₆l_b,rqd; 15d_s; 200 мм} = 227,88 мм;

Окончательно длину перехлеста принимаем максимальную из найденных для существующей и вклеенной арматуры:

l₀ = 660,85 мм;

Глубина бурения отверстия для верхней вклеиваемой арматуры определятся в соответствии с п. 8.4. данного стандарта:

l_v = l₀ + c_f = 660,85 + 30 = 690,85 мм;

Длину перехлеста для нижней арматуры принимаем конструктивно:

l_0,мин = max{0,3a₆l_b,rqd; 15d_s; 200 мм} = 200 мм;

Глубина бурения отверстия для нижней вклеиваемой арматуры:

l_v = l₀ + c_f = 200 + 30 = 230 мм;

Поверхность в месте соединения нового и старого бетона согласно п. 8.1. данного СТО должна быть обработана путем устройства насечек.

Пример расчета 2

Задача:

Определить длину перехлеста вклеиваемой арматуры по технологии HILTI Rebar с учетом предела огнестойкости конструкции F30.

Исходные данные:

Огнестойкость конструкции F30.

М_d = 120 кHм/м;

Бетон В30;

Толщина плиты h = 300 мм;

c₁ = 30 мм; Æ 16; s = 150 мм;

с₂ = 30 мм; Æ 12; s = 200 мм;

с_1,нов = 55 мм;

с_2,нов = 55 мм;

с_f = 30 мм;

Определение длины перехлеста для вклеиваемой арматуры:

Диаметр вклеиваемой арматуры принимаем равным диаметру соответствующей арматуры в существующей части конструкции.

Рабочая высота для вклеенной верхней арматуры равна:

h₀ = h - c₁ - d_s/2 = 300 - 55 - 16/2 = 237 мм;

Плечо сил упрощенно находим по формуле:

z = 0,9h₀ = 0,9 × 237 = 213,3 мм;

Усилие в верхней арматуре от действия внешних нагрузок:

F_s = M_d/z = 120/0,2133 = 562,6 кH/м = 562,6 × 10³ Н/м.

В соответствии с пунктом 6.1 данного СТО базовую (основную) длину установки для вклеенной арматуры определяем по формуле:

l_b,rqd = (d_s/4)´(s_sd/f_bd), где -

d_s = 16 мм - диаметр арматуры;

f_bd = 1,4 Н/мм² - расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном с учетом огнестойкости конструкции, определяется по таблице 7.3.

s_sd - расчетное напряжение в арматуре, находим по формуле:

s_sd = F_s/А_{существ}, где А_{существ}, 1340 мм²/м (для Æ 16; s = 150 мм)

s_sd = 562,6 × 10³/1340 = 419,82 Н/мм²

Базовая (основная) длина установки для вклеенной арматуры:

l_b,rqd = (16/4)×(419,82/1,4) = 1199,48 мм.

a₁ = 1;

a₂ = 1 - 0,15 × (c_d - d_s)/d_s, при этом 0,7 £ a₂ £ 1,

a₂ = 1 - 0,15 × (55 - 16)/16 = 0,63;→а₂ = 0,7

a₃ = 1;

a₅ = l;

a₆ = 1,5;

Расчетная длина перехлеста для вклеенной верхней арматуры с учетом огнестойкости конструкции:

l₀ = а₂а₃а₅а₆l_b,rqd = 1,0 × 0,7 × 1,0 × 1,0 × 1,5 × 1199,48 = 1259,45 мм;

l₀ > l_0,мин = max{0,3a₆l_b,rqd; 15d_s; 200 мм} = 251,9 мм;

Определение длины перехлеста для существующей арматуры (огнестойкость конструкции не влияет на f_bd):

Рабочая высота для верхней арматуры в существующей конструкции равна:

h₀ = h - c₁ - d_s/2 = 300 - 30 - 16/2 = 262 мм;

Плечо сил упрощенно находим по формуле

z = 0,9 h₀ = 0,9 × 262 = 235,8 мм;

Усилие в верхней арматуре от действия внешних нагрузок:

F_s = M_d/z = 120/0,2358 = 508,9 кH/м = 508,9 × 10³ Н/м.

Базовую (основную) длину установки для вклеенной арматуры определяем по формуле:

l_b,rqd = (d_s/4)(s_sd/f_bd),

s_sd = 508,9 × 10³/1340 = 379,78 Н/мм²

f_bd = 3,0 Н/мм²

l_b,rqd = (16/4)(379,78/3) = 506,4 мм;

a₁ = 1;

a₂ = 1 - 0,15 × (c_d - d_s)/d_s, при этом 0,7 £ a₂ £ 1,

a₂ = 1 - 0,15 × (30 - 16)/16 = 0,87;

a₃ = 1;

a₅ = l;

a₆ = 1,5;

Расчетная длина перехлеста для верхней арматуры в существующей конструкции:

L_о = а₂а₃а₅а₆l_b,rqd = 1,0 × 0,87 × 1,0 × 1,0 × 1,5 × 506,4 = 660,85 мм;

L_о > l_о,мин = max{0,3a₆l_b,rqd; 15d_s; 200 мм} = 227,88 мм;

Окончательно длину перехлеста принимаем максимальную из найденных для существующей и вклеенной арматуры:

L_о = 1259,45 мм;

Глубина бурения отверстия для верхней вклеиваемой арматуры определятся в соответствии с п. 8.4. данного СТО:

l_v = l_о + c_f = 1259,45 + 30 = 1289,45 мм;

Длину перехлеста для нижней арматуры принимаем конструктивно:

L_о > l_0,мин = max{0,3a₆l_b,rqd; 15d_s; 200 мм} = 200 мм;

Глубина бурения отверстия для нижней вклеиваемой арматуры

l_v = l_о + c_f = 200 + 30 = 230 мм;

Поверхность в месте соединения нового и старого бетона согласно п. 8.1 данного СТО должна быть обработана путем устройства насечек.