Het apparaat van beton en gewapende betonconstructies zorgt voor extra wapening door wapeningsstaven. Dit laatste is trouwens een van de meest gevraagde segmenten van de ferrometallurgie, wat wordt bevestigd door het brede gebruik ervan in de bouw. Met betrekking tot betonnen kolommen speelt wapening een bijzonder belangrijke rol vanwege de onmogelijkheid om andere ondersteunende structuren te gebruiken dan de onder- en bovenverdieping. Interne staafversterking met metalen staven in verschillende configuraties is de optimale oplossing voor het probleem.
Algemene vereisten voor wapening
Warmgewalste, thermomechanisch geharde en koudgevormde metalen staven van verschillende profielen kunnen worden gebruikt voor kolommen. De gemiddelde diameter varieert van 12 tot 40 mm. Als u van plan bent koudgevormde staven te gebruikenperiodiek profiel, dan kan ook een kleine diameter van 3-12 mm worden gebruikt. Wat de treksterkte betreft, zijn de klassen A en B toegestaan, overeenkomend met gegarandeerde rekgrens met een coëfficiënt van minimaal 0,95.
In speciale gevallen kan de wapening van monolithische kolommen speciale vereisten hebben met betrekking tot ductiliteit, lasbaarheid, corrosieweerstand en vermoeiingssterkte. In de regel is dit te wijten aan de specifieke kenmerken van het gebruikte betonmengsel en cement. Van cruciaal belang in bijna elk geval van wapening is de aard van de binding met beton. Het gebrek aan hechting kan worden gecompenseerd door de vormgeving van het profiel met groeven en ribbels. Dezelfde warmgewalste en koudgevormde staven kunnen ringvormige en halvemaanvormige uitsteeksels van verschillende afmetingen hebben. Omgekeerd laten veel merken beton met een broze structuur het gebruik van alleen gladde staven toe, bijvoorbeeld klasse A240. Nu is het de moeite waard om over te gaan tot een meer gedetailleerde beschouwing van de parameters van de wapening die wordt gebruikt bij het versterken van de kolommen.
Bewapening lengte
Bij het leggen van een geprefabriceerde kolom worden de parameters van de bekisting zorgvuldig berekend, die organisch versterkende metalen apparatuur moet omvatten. Het is belangrijk dat de uiteinden van de werkstaven die niet zijn verbonden met de ankerelementen zich op de volgende afstand van het uiteinde van het onderdeel bevinden:
- 20 mm als een monolithische kolom met een lengte van minimaal 6 m is opgesteld.
- 15 mm als de kolom langer is dan 18 m. Dezelfde beperking geldt voor mastconstructies en steunen.
- 10 mm als een geprefabriceerde kolom met een lengte van minder dan 18 wordt gelegdm.
In elk geval houdt de versterking van de kolom in dat er een deel van de staaf overblijft, die moet worden beschermd met speciale anticorrosiemiddelen of extra moet worden geïsoleerd met frameapparatuur.
Wapeningsdiameter
Bij langsstaven worden elementen met een dikte van minimaal 16 mm gebruikt. Monolithische geprefabriceerde constructies kunnen ook worden versterkt met staven van 12 mm. Ook zijn kleine diameters toegestaan bij gebruik van wapening van constructiestaal met een beschermende coating. Rekening houden met de diameter is ook belangrijk vanuit het oogpunt van de configuratie van de plaatsing in het lichaam van de kolom. De langsstaven kunnen dus slechts in één rij worden geïnstalleerd en bij voorkeur met een sluitertijd van gelijke diameter. Als het de bedoeling is om de kolom te versterken met staven van verschillende diktes, zijn maximaal twee formaten toegestaan zonder rekening te houden met structurele versterkende apparatuur. Staven met verschillende diameters worden meestal gebruikt om geld te besparen, maar aangrenzende maten kunnen niet in dezelfde kolom worden gebruikt. Het is bijvoorbeeld niet toegestaan om staven te leggen met een diameter van 8 en 10 mm of 10 en 12 mm.
Versterkingsgebied
Berekening van het gebied wordt uitgevoerd volgens de secties van de langswapening. Als resultaat wordt geschat welk percentage van de doorsnede van de staven op het oppervlak van de kolom wordt ingenomen. Maximaal 5% is toegestaan, maar alleen bij een afgemeten opstelling van staven zonder overlap. De overlapverbinding verdubbelt het dwarsdoorsnede-oppervlak van de wapening bij de voegen, wat niet altijd een juiste montage van de kolom mogelijk maakt. Je moet ook de symmetrie van de plaatsing behoudenstaven ten opzichte van het dwarsdoorsnede-oppervlak van de constructie - vooral als het gaat om de toekomstige werking van een constructie met een hoge buigbelasting. Op de een of andere manier zal het optimale percentage kolomwapening 2-3% zijn. In de sectie zelf moet men niet alleen rekening houden met de basis van de balk, maar ook met uitsteeksels in de vorm van richels.
Wat moet de verbinding van wapeningsstaven zijn?
Verbindings- en wapeningsuitgangen bepalen ook de betrouwbaarheid van de constructie. De belangrijke rol van overlap is al opgemerkt, die toeneemt met het gebruik van monolithische kolommen. Tegelijkertijd mag de impact van dergelijke banden op de structurele integriteit van de kolom niet worden onderschat. Feit is dat bijvoorbeeld een staaf van 25 mm (diameter) moet worden verbonden met een overlap over een lengte van minimaal 140 cm. Bovendien wordt deze afstand verdubbeld als het aandocken in een run gebeurt. Daarom wordt aanbevolen om te streven naar het minimaliseren van de verbindingsknopen bij het versterken van de kolom met langsstaven. Gaat het om grote overspanningen en is het aanbrengen van overgangszones onvermijdelijk, dan worden de voegen overgebracht naar de plekken waar het profiel van de kolom zelf verandert. Dergelijke configuraties zijn te vinden in getrapte, tweetakt- en breukontwerpen. Als alternatief wordt ook lassen met pads aanbevolen.
Spaties tussen de staven
Om te beginnen is het de moeite waard om het belang te benadrukken van het evenwicht tussen de versterkte massa en de holtes in het lichaam van de kolom. Oververzadiging van werkende metalen staven verzwakt de betonconstructie, waardoor deze gevoeliger wordt voor dynamische belastingen. Omgekeerd, het nadeel:versterkende uitrusting verhoogt het risico op beschadiging van de kolom bij gebruik onder statische belasting. Zelfs als de vloeren en de versterkte kolom op elkaar inwerken in matige drukindicatoren, zullen zich na een tijdje scheuren beginnen te vormen in de verzwakte delen van de constructie. Het evenwicht kan worden gehandhaafd door een standaardafstand tussen wapeningsstaven van 400 mm aan te houden. Als deze afstand niet voldoende is vanwege de minimale opname van steenslag of steen in de oplossing, dan worden grote openingen verdund met structurele dunne wapening met een diameter van 12 mm.
Beperkingen van de beschermende versterkingslaag
De maximale laag langswapening is 50 mm. Deze dikte omvat zowel de basis van de staaf als de gecoate structurele elementen. De mogelijkheid om staven met een diameter van 40 mm te gebruiken met behoud van technologische 10 mm is te wijten aan het feit dat de versterkende laag zelf mogelijk extra versterking vereist. In het bijzonder zorgt de wapening van kolommen met een doorsnede van 600x800 mm voor het opnemen van een gelast gaas, klemmen en banden. Grootformaat staven worden bovendien aan elkaar bevestigd met versterkende banden. Bovendien moeten aanvullende elementen voor het versterken van de wapening zelf niet worden verward met overlays tijdens het lassen, die de belangrijke structurele taak vervullen van het verbinden van twee of meer staven.
De belangrijkste beperking betreft de dikte van de beschermende laag, die te wijten is aan een evenredige toename van risico'sbarsten van de kolom op de plaatsen waar de staven passeren. De spanning die wordt ervaren door een betonconstructie met vreemde insluitsels zal te hoog zijn en, onder dynamische belastingen, leiden tot vernietiging. Deze factor wordt deels gecompenseerd door de eerder genoemde mazen en klemmen, maar het is het beste om in eerste instantie te voldoen aan de normen voor de vorming van een versterkende laag.
Vereisten voor dwarswapening
In kolomconstructies, waar de ontwerpdwarskracht niet alleen door de betonconstructie kan worden geleverd, wordt ook dwarswapening gebruikt. De stap bij het leggen mag niet meer dan 300 mm zijn. Als het de bedoeling is om een gecomprimeerde wapening uit te voeren, wordt de berekening van de wapening van de kolom door offsets gedaan op basis van de dikte van de staven - de stap mag niet meer dan 15 diameters hebben, maar passen in 500 mm. Wat betreft de interacties van transversale en longitudinale wapening, deze zal afhangen van de sectie van de kolom en de verzadiging ervan met werkstaven. Er zijn in principe twee configuraties mogelijk. In één is paring niet toegestaan, omdat een laag longitudinale staven dichter bij de rand is aangebracht en dwarsstaven in de resterende openingen worden gelegd. In de tweede optie worden verbindingen gemaakt als de langswapening in meerdere rijen van de rand tot het centrale deel wordt geïmplementeerd. In principe zijn dwarse dunne staven verbonden met structurele staven met een diameter van niet meer dan 12 mm.
Kolomversterkingstechnologie
Bewapeningsmethoden verschillen in bindtechnieken, bekistingsbenaderingen en configuraties voor het plaatsen van staven. Wat betreft breien, het kan worden gedaan met draad ofgelaste manier. In het eerste geval wordt aanbevolen om een brei-constructiepistool te gebruiken voor fittingen en in het tweede geval een inverter-lasapparaat voor nauwkeurige verbindingen. In dit stadium wordt het frame gevormd. De configuratie van de wapening onder de kolommen kan verschillen, afhankelijk van de kenmerken van de constructie. Het is optimaal om een gecombineerde versie te gebruiken met behulp van langs- en dwarswapening, waarbij ook aangrenzend breien van twee frames zal worden geïmplementeerd. De bekistingsstructuur is gerangschikt met behulp van vormstukken, waarin het voorbereide metalen skelet wordt ondergedompeld en vervolgens met beton wordt gegoten. Verschillen in de methoden voor het maken van bekisting komen neer op het type materiaal dat wordt gebruikt - hout, polystyreenschuim of gecombineerde vezelachtige materialen. Bij deze keuze is de belangrijkste voorwaarde de mogelijkheid om wapening en bekisting te combineren in termen van gewicht en technische belastingen in het algemeen.
Versterking van kolomfunderingen
Bouwkolommen worden op de fundering geplaatst, het zogenaamde draagglas, dat ook is versterkt. Om deel uit te maken van de structurele zool, worden zware betonsoorten met een hoge sterkteklasse gebruikt. Versterking van het glas wordt uitgevoerd door warmgewalste staven met een periodiek profiel. Bij het versterken van de fundering voor de kolom zal de verbinding van de zoolstaven met de elementen van de hoofdlangswapening van cruciaal belang zijn. Voor dit ligament worden op het overgangspunt van de zool naar de kolomschacht staven met ringen gelast aan het skelet van warmgewalste hulsstaven. De moeilijkheid ligt alleen in:de juiste overgang van het ene niveau naar het andere, met inachtneming van de symmetrie van de versterkingscontouren.
Kenmerken van spiraalversterking
Het moeilijkste, vanuit het oogpunt van de opstelling van staven, is de versterking van kolommen met een cirkelvormige dwarsdoorsnede. Het probleem ligt in de complicatie van de configuratie van de versterkende laag, die extra ondersteuning vereist. In dergelijke systemen wordt indirecte wapening met spiraalvormige metalen staven gebruikt. Kenmerken van de versterking van ronde kolommen komen tot uiting in het feit dat de langsstaven bovendien rond de omtrek zijn gewikkeld met spoelen van bovenleiding. In dit geval is de diameter van de spiraal niet meer dan 20 cm.
Versterking van kolomconsoles
Vanwege het gebrek aan opties voor het installeren van kolomsteunen, gebruiken bouwers vaak uitkragende richels als een element van structurele versterking. Het wordt aanbevolen om dergelijke onderdelen op een stalen versterkingsframe te installeren, dat in het bovenste plafond of in de onderste fundering kan worden opgenomen. Consoles zijn versterkt met metalen staven met een kleine diameter, klemmen en gelast gaas, afhankelijk van de ontwerpparameters. Het grootste effect van het versterken van kolommen in de compositie met consoles kan worden bereikt met een homogene bundel overlap, het hoofdframe van de romp en de zool.
Conclusie
Kenmerken van het gebruik van wapening onder kolommen worden bepaald door de structurele isolatie van dit deel van de constructie. Uiteraard zorgen beide overlappingen aan de boven- en onderkant voor de nodige ondersteuning,maar overdruk met belasting kan de structuur van de kolom direct beïnvloeden. Om interne vernietigingsprocessen te voorkomen, wordt langs- en dwarswapening gebruikt. Tegelijkertijd geven de vereisten ontwerpers aanzienlijke vrijheid, zowel bij de keuze van de staven als bij de configuraties van hun plaatsing. Fundamentele beperkingen hebben voornamelijk betrekking op de selectie van materialen, de benoeming van afmetingen en methoden voor het installeren van het frame.
