АНКЕРОВКА АРМАТУРЫ

Надежная совместная работа арматуры и бетона исключает проскальзывание арматуры в теле бетона. Это предполагает необходимость обеспечения надежной анкеровки арматуры в бетоне. Сцепление арматуры с бетоном зависит от следующих факторов:

— механическое зацепление арматуры за бетон для арматуры периодического профиля обеспечивает 75% сопротивления арматуры сдвигу;

— клеящей способности цементного геля (адгезия);

— силы трения по площади контакта стержень-бетон – некоторое обжатие арматуры в теле бетона вследствие его усадки.

Методы анкеровки ненапрягаемой арматуры (отдельные стержни, сварные сетки или каркасы) зависят от ее класса и от усилия в арматуре (сжатие, растяжение).

Ненапрягаемая растянутая и сжатая арматура заводится за нормальное сечение элемента, в котором она должна работать полным расчетным сопротивлением, на длину зоны заделки l_ан=(ω_анR_s/R_ь+∆λ_ан)d ≥ λ_анd – длина зоны передачи напряжений с арматуры на бетон (под зоной заделки понимают длину концов арматуры, заделываемых в бетон, при которых усилия ее разрыва и сопротивления выдергиванию из бетона равны между собой); здесь все коэффициенты эмпирические и принимаются по таблицам норм в зависимости от напряженного состояния элемента.

Если l=lан, то анкеровка периодических стержней обеспечена, а гладкая арматура должна заканчиваться крюками, лапками или петлями. Если l<lан, любая по профилю арматура требует специальной анкеровки в виде высаженных головок, коротышей, пластин, анкерного зажима с фиксацией на торцевую грань, может быть приварена к опорной закладной детали, взаимно обеспечивая её анкеровку;

основной способ – использование поперечных стержней по всей длине l (до первой нормальной трещины) – так называемое косвенное армирование.

Напрягаемая арматура должна быть надежно заанкерена в зависимости от вида и профиля и в зависимости от способа создания преднапряжения.

Способы создания преднапряжения:

— натяжение арматуры на упоры силового стенда или формы (до бетонирования).

Электротермический метод Механический метод Комбинированный метод

Способ отвечает заводским условиям и используется для изготовления сборных элементов (при армировании элементов сборных конструкций стержнями, проволоками и канатами). Арматура стержневая или проволочная периодического профиля, канаты. Линейные элементы l≤24м, плитные конструкции l≤12м. Отпуск арматуры при прочности бетона Rbр≥0,5В – передаточная прочность бетона. Отпуск арматуры поэтапный – 50% от усилия Р, затем до 0 (чтобы избежать разрушения бетона в торцах элементов, отпуск натяжения арматуры производят посредством натяжной машины или спецустройств).

— натяжение арматуры на бетон после его твердения до R_bр (после бетонирования и затвердения бетона).

Только механический метод

Способ применим для заводских условий и в построечных условиях (целесообразен при изготовлении длинномерных и большемерных неразрезных конструкций l≥24м) при возведении монолитных железобетонных конструкций и объединении сборных блоков составных конструкций при отсутствии сварки в стыках. Армирование – проволочной, канатной или пучковой арматурой.

Сцепление и защита арматуры от коррозии обеспечивается инъекцированием каналов раствором или мелкозернистым бетоном. Каналы, превышающие диаметр арматуры на 5…15мм, создают в бетоне укладкой извлекаемых пустотообразователей (стальные спирали, резиновые шланги) или оставляемых гофрированных стальных трубок.

Способ более трудоемкий из-за устройства каналов, их инъекцирования и сложности натяжения арматуры и анкеровки ее в бетоне.

При производстве предварительно напряженных конструкций получили распространение 4 метода натяжения арматуры:

• Электротермический: электронагрев арматуры до температуры 300…400°С в зависимости от её вида, но не выше критической, при которой происходит её разупрочнение, при этом контролируется необходимое относительное удлинение ε_sp=σ_sp/Е_s=α_s,t*t; концы нагретой арматуры анкеруются на упорах формы или стенда и при охлаждении создается напряжение σ_sp=0,9_*R_sп – для стержневой арматуры и σ_sp=(0,55…0,6)_*R_sп для проволочной (канатной) арматуры, рекомендуется при l≤24м и заводских условий;
• Механический: вытяжка арматуры гидравлическими и винтовыми домкратами или намоточными машинами (при непрерывном армировании) до напряжений σ_sp= ε_sp*Е_s, где ε_sp=∆l/l₀ (∆l – абсолютное удлинение), и фиксация анкерами различного типа; применяется при натяжении на упоры, на бетон, в любых условиях, с обеспечением высокой точности и быстроты натяжения до любого уровня (до заданных предварительных напряжений в арматуре);
• Электротермомеханический (комбинированный): рекомендован для проволочной арматуры, особенно при непрерывном армировании; 25…30% от усилия Р обеспечивается механическим натяжением, что исключает обрывы арматуры на перегибах или при высоком уровне натяжения на упоры;
• Физико-химический: самонапряжение железобетонных конструкций обеспечивается за счет энергии расширяющегося цемента; при твердении бетона формируется его сцепление с арматурой; при увеличении объема бетона в забетонированной арматуре создается натяжение σ_sp, а в бетоне обжатие σ_bр ; регулируя дозировкой расширение напрягающего цемента и соотношением площадей сечения арматуры и бетона расширение железобетона, получают широкий диапазон предварительного обжатия бетона σ_bр=3…10МПа; марки бетона по самонапряжению S_p0,6…S_p4 указывают величину преднапряжения в бетоне в МПа при содержании арматуры – 1 % площади сечения элемента.

Анкеровка арматуры периодического профиля обеспечивается при натяжении на упоры без каких-либо анкерных устройств. Но при отпуске арматуры имеет место динамический эффект – вследствие концентраций напряжений в бетоне или расклинивающего воздействия арматуры в бетоне могут появляться трещины на торцах и вдоль арматуры.

	Усиление бетона концевых участков выполняется косвенным армированием в виде спиралей – ВрII Ø3…4 с шагом 25…30мм и диаметром витков на 20…30мм больше диаметра арматуры или поперечными сетками в количестве 4 с шагом 50…100мм из арматуры Ø 4…5 AI или BpI. Вся косвенная арматура устанавливается по длине l≥0,6*lp, где lp=(ωp σsp/ Rbр+λр)d≥15d и l≥200мм.
	Гладкая арматура проволочная при натяжении на бетон анкеруется на концах высаженными головками, анкерными плитами, а при натяжении на упоры – петлевыми анкерами (анкеровка посредством анкерных колец).

Канатная арматура анкеруется при натяжении на бетон инвентарными зажимами, обжатыми муфтами. Для анкеровки арматурных пучков может использоваться колодочный или гильзоклиновый анкер.