Треугольные арматурные каркасы
Особое место среди объемных арматурных каркасов занимают треугольные арматурные каркасы. Треугольник — жесткая геометрическая фигура, поэтому и каркасы, плоскости или сечения выполненные в такой форме, также обладают высокой жесткостью. На этом и базируется высокая популярность подобных армирующих конструкций.
Виды и устройство треугольных каркасов
В строительстве используют два вида описываемых каркасов:
Закрытый. Представляет собой в сечении классический треугольный каркас из арматуры. В вершинах треугольника расположены продольные рабочие стержни, связанные замкнутым треугольным хомутом. Толщина рабочих стержней обычно более 12 мм, арматуры хомута — 5–8 мм. Расстояние между хомутами, как, впрочем, и остальные размерные характеристики задаются проектировщиком. Используется закрытый треугольный вид каркаса для фундамента, балок, буронабивных свай и иных железобетонных изделий.
Открытый. Этот каркас треугольного сечения выглядит в виде буквы «А» без горизонтальной перемычки. В вершине и нижних концах устанавливают продольно рабочие стержни арматуры, а две боковые плоскости каркаса выполняют из тонкого арматурного прута, изогнутого непрерывным зигзагом, и приваренного своими вершинами к рабочим стержням.
Таким образом, жесткость треугольника заложена в конструкции как в продольном, так и в поперечном сечениях. Такие изделия работают как вертикально несущие фермы. В странах Европы они известны как треугольные каркасы тригон или решетчатые каркасы (фермы).
Большое значение имеет форма сварного каркаса тригон, позволяющая при транспортировке компактно размещать изделия на грузовой площадке, вкладывая одно в другое. Такие наборные пакеты занимают небольшой объем, что снижает транспортные расходы на единицу продукции.
Применение треугольных каркасов
Для изготовления каркасов используется арматура классов А1 иА3.
Диаметр рабочих стержней каркасов тригон — 5–12 мм, диагональной связки — 4–6 мм. Высота каркасов — от 80 до 300 мм, а ширина в нижней части — от 80 до 124 мм. Шаг треугольников на боковых плоскостях составляет, как правило, 200 мм.
Производство каркасов тригон ведется на специально разработанных электросварных станках высокой производительности, что обеспечивает низкую себестоимость и короткие сроки выполнения заказов. Цена на треугольные арматурные каркасы практически у всех производителей адекватна вложенным в продукцию затратам.
Преимущества при использовании треугольных каркасов:
Изделия используются в качестве силовых элементов конструкций междуэтажных перекрытий, при строительстве вертикальных стен в монолитных зданиях, для изготовления железобетонных изделий — балок, свай и других.
Что такое тригон в строительстве
Кафедрой «Материаловедение в строительстве» Института новых материалов и технологий совместно с кафедрой «Городское строительство» СтИ УрФУ по заказу производственной компании «Юниклинкер» проведено исследование характеристик арматурных каркасов треугольного сечения. Целью данного исследования явилось изучение их работы в качестве воспринимающих нагрузку металлических конструкций – прутковых ферм и для анализа работы каркасов в составе балок сборно-монолитных перекрытий. Изучение каркасов данного типа для применения в железобетонных перемычках из полистиролбетона ранее проводилось в 2006 г. при участии одного из авторов и с.н.с., к.т.н. В.А. Никишкина под руководством к.т.н. В.Г. Трынова в Испытательном центре ОАО «Уральский научно-исследовательский институт архитектуры и строительства» [1, 2].
Общий вид балки-перемычки из полистиролбетона приведен на рис. 1.
Рис. 1. Полистиролбетонная балка на опорах в Испытательном центре
По итогам исследований строительных конструкций и изделий из полистиролбетона в 2010 г. c применением новых видов армирования автором В.А. Беляковым была защищена диссертация на ученую степень кандидата технических наук [3].
Объект исследования
Пространственные арматурные каркасы треугольного сечения (тригоны) изготавливаются методом контактной сварки промышленным способом на автоматическом оборудовании [4]. Тригоны изготавливаются из арматуры класса B500С согласно действующим российским и зарубежным строительным нормам [5].
Каркасы треугольного сечения перспективны для применения в качестве армирования монолитных железобетонных конструкций стен и перекрытий, а также специальных железобетонных и легкобетонных элементов [6]. Для армирования железобетонных плит перекрытий, панелей стен с целью повышения пространственной жесткости и технологичности конструкции ранее были разработаны варианты близких по конструкции треугольных каркасов, в которых параллельно разнесенные прямолинейные арматурные стержни соединены с непрерывным зигзагообразным элементом, расположенным внутри пространства, ограниченного прямолинейными арматурными стержнями, и имеющим V-образный, трапецеидальный или петлеобразный контур [7]. Прямолинейные арматурные стержни также могут быть разнесены по контуру треугольного каркаса и при необходимости могут располагаться группами [8, 9].
Диаметр арматуры и высота тригонов назначается в соответствии с расчетом рабочего армирования монолитных железобетонных конструкций.
Общий вид каркаса показан на рис. 2.
Рис. 2. Общий вид каркаса-тригона
Основные технические характеристики каркаса:
– рабочая высота каркаса (H1) – расстояние между самой низкой точкой стержней нижнего пояса и самой высокой точкой стержня верхнего пояса и может составлять от 80 до 300 мм;
– общая высота каркаса (H2) считается с учетом выступов диагоналей за пределами верхнего и нижнего поясов. Выступ диагоналей составляет 2/5 мм в зависимости от диаметра арматуры;
– ширина основания каркаса (В1) – расстояние между диагоналями на уровне стержней нижнего пояса, составляет 48 мм;
– общая ширина каркаса (В2) – расстояние между внешними точками нижнего пояса, зависящее от диаметра стержней нижнего пояса и диагоналей;
– шаг диагоналей (L1) – расстояние между осями изгибов диагонали одного пояса. Стандартный шаг диагоналей 200 мм, при необходимости шаг может составлять от 190 до 210 мм, при этом шаг диагоналей в отдельном изделии является постоянным;
– длина (L) – общая длина каркаса по нижнему поясу. Может составлять от 2000 до 14000 мм, исходя из предполагаемой длины железобетонного элемента, в составе которого может быть использован каркас. Резка каркаса выполняется по центру узла сварки.
Методика испытаний и задачи работы
Задачами испытаний являлось исследование прочности сопряжений элементов в зоне контактной сварки и устойчивости сжатых элементов с учетом особенностей примыкающих зон сварки. Образцы запроектированы таким образом, чтобы получить потерю устойчивости как продольных, так и наклонных стержней (см. табл. 1), геометрия подобрана с целью получения обоих видов разрушения.
Исследования арматурных каркасов, как прутковых ферм
Исследуемое напряженное состояние
Поперечная сила, изгиб
Расстановка приборов должна была уточнить момент начала выпучивания стержней, для этого были установлены индикаторы, замеряющие общие деформации образца, и индикаторы, замеряющие укорочение отдельного сжатого стержня. В ходе испытаний с учетом полученных результатов испытаний расстановка приборов была несколько изменена. Расстановка приборов на опоре показана на рис. 3.
Рис. 3. Расстановка приборов на опоре
Рис. 4. Общий вид испытания каркаса
Общий вид испытания показан на рис. 4.
Результаты испытаний и их анализ
Основные результаты испытаний приведены в табл. 2. Исчерпание несущей способности каркасов в пяти случаях из шести произошло в результате потери устойчивости отдельных стержней.
Результаты испытаний арматурных каркасов – тригонов
Максимальная нагрузка N, кг
Потеря устойчивости крайнего раскоса
Разрушение сварного узла крайнего раскоса
Потеря устойчивости центрального стержня сжатого пояса
Потеря устойчивости центрального стержня сжатого пояса
Потеря устойчивости средних стержней сжатого пояса
Потеря устойчивости раскоса под грузом
В одном из образцов произошло исчерпание несущей способности каркасов в результате разрушения сварки в месте соединения поперечного и продольного стержней. Разрушение сварного соединения в узле арматурного каркаса в процессе испытания показано на рис. 5.
Рис. 5. Разрушение сварного соединения каркаса-тригона под нагрузкой
Фактическая прочность образцов сопоставлена с расчетной, подсчитанной, как для прутковой металлической фермы по СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции», при этом характеристики материалов принимались по СП 52-101-2003. При определении расчетной длины для сжатого пояса принималось μ = 1, для раскосов – μ = 0,75, как для элементов структурных конструкций согласно данным нормативной документации.
Соотношение теоретической и фактической прочности при разрушении сжатого пояса находится в интервале С = 0,812 – 1,134, раскоса – в интервале 1,114–1,54. Теоретический коэффициент безопасности (С) в данном случае представляет собой произведение коэффициента надежности по материалу (γm) и коэффициента условий работы (γy). Коэффициент надежности по материалу определялся как отношение предела текучести (σт, σ0,2) к расчетному сопротивлению (Rs). Для арматуры класса А400 σт = 4000 кг/см2 (ГОСТ 5781-82), Rs = 3620 кг/см2, γm = 4000/3620 = 1,105, соответственно коэффициент условий работы для сжатого пояса γy = 0,735 – 1,026 (среднее значение 0,880). Для арматуры диаметром 5 мм класса В500 σ0,2 = 5016,5 кг/см2 (ГОСТ 6727 – 80*), Rs = 4230 кг/см2, γm = 5016,5 / 4230 = 1,186, соответственно коэффициент условий работы для раскосов γy = 0,939–1,298 (среднее значение 1,12).
В ходе испытаний замерялись деформации отдельных элементов каркасов и конструкции в целом. Были построены кривые деформаций. На первых ступенях нагружения зависимость между деформациями и нагрузкой носит линейный характер, далее в большинстве случаев отмечено отклонение кривых от прямой. Неупругие деформации появляются при нагрузке, составляющей величину в 0,65–0,88 от разрушающей. Причиной появления неупругих деформаций является изгиб сжатых стержней, связанный с их начальной погибью. Коэффициент условий работы, введенный выше, учитывает эти начальные погиби. Более высокое значение этого коэффициента для раскосов связано с тем, что проволока В500С не имеет площадки текучести, и деформации стали после достижения напряжения в арматуре величины σ0.2 продолжают нарастать плавно. Установлено, что при расчетной оценке каркаса как самостоятельного элемента необходимо вводить дополнительный коэффициент условий работы, величина которого может быть принята не более 0,735.
Потеря устойчивости стержней проходила плавно при постоянной неизменяющейся нагрузке и подобна текучести арматуры. Однако окончание процесса потери устойчивости стержней сопровождается снижением общей несущей способности конструкции.
В одном из испытаний исчерпание несущей способности произошло вследствие разрушения узла сварки. Из этого факта можно сделать вывод о необходимости контроля за качеством точечной сварки, соединяющей стержни. Преждевременное разрушение сварных соединений может существенно снизить несущую способность каркасов.
Максимальный прогиб каркасов при испытании до начала потери устойчивости арматурных стержней во всех случаях не превышал 13 мм, что меньше рассчитанного предельно допустимого прогиба, равного 14,66 мм. Указанная величина прогиба является применимой также для результатов, представленных в табл. 3 ниже по тексту статьи.
Что такое тригон в строительстве
8 812 438 13 61 Офис в Санкт-Петербурге
8 800 555 54 05 Бесплатно по России
Станок для изготовления круглых арматурных каркасов
Станок для изготовления арматурных сеток
Если раньше каркасы в основном изготавливались (вязались) на стройке, то в настоящее время большой объем каркасов производится в заводских условиях. Вязка арматуры здесь заменена контактной сваркой. Это позволяет значительно повысить производительность и поднять качество работ. Каркасы могут иметь самую различную форму. Если армирование фундамента чаще всего производится арматурными сетками, то для армирования свай необходимы круглые каркасы.
Классический треугольный каркас
Треугольный арматурный решетчатый каркас МАРКО
Классический треугольный каркас отличается от других типов каркасов только формой и особых преимуществами не обладает. Хомуты (поперечная арматура) такого каркаса замкнуты. Назовем такой каркас закрытым.
Существует другой тип треугольного арматурного каркаса, в котором роль хомутов выполняет диагональная арматура. Назовем такой каркас открытым. В 1961 году инженер-строитель из Нижней Австрии предложил господину Фильцмозеру (FILZMOSER) начать производство машин для своей новой решетчатой балки. Его фамилия Коеберл (Koeberl). В 1962 году Франц Фильцмозер запатентовал в Австрии решетчатую балку с бесконечной диагональной арматурой, которая используется до настоящего времени. Через год он же представил первую машину для производства нового типа арматурного каркаса. В разработках Фильцмозеру помогал молодой стажер Хельмут Хакер ( Helmut Hacker). Им совместно удалось разработать машину, которая представляла собой некий технический стандарт, определивший на многие годы технологию производства треугольных арматурных каркасов. Г-н Хакер создал свою собственную фабрику по производству решетчатой балки в Австрии, которая и сегодня является лидером в своей стране.
Станок для производства треугольных арматурных решатчатых каркасов
Незначительные на первый взгляд изменения конструкции каркаса позволили существенно расширить области его применения. В первую очередь выросла производительность оборудования по изготовлению каркасов. В настоящее время специализированные станки позволяют выпускать до 2000 погонных метров каркасов в час.
В этом месте имеет смысл остановиться и подчеркнуть, что новый каркас позволил резко увеличить производство сборно-монолитных перекрытий в Европе. Доля таких конструкций здесь доходит до 30%. Российская система сборно-монолитных перекрытий МАРКО тоже ориентированна на использование треугольных арматурных решетчатых каркасов. Бетонные балки перекрытий МАРКО-СТАНДАРТ включают десять вариантов армирования, основанных на использовании треугольных каркасов из арматуры классов А500С и В500С. В облегченных перекрытиях с тонкостенной профильной балкой МАРКО-ПРОФИЛЬ число вариантов армирования увеличилось до 15, но треугольных арматурный каркас сохранил свое место. Одна из последних разработок нашей компании тонкостенная профильная балка МАРКО-УНИВЕРСАЛ, позволяет использовать для устройства сборно-монолитных перекрытий любые стеновые блоки.
Несомненное преимущество открытого каркаса – сокращение транспортных объемов. Каркасы при транспортировке укладываются в стопки и занимают минимальный объем. Треугольная форма каркаса наиболее целесообразна, если исходить из условия обеспечения необходимой несущей способности плит перекрытия. Дело в том, что в плитах наиболее нагружена нижняя арматура.
Каркасы МАРКО на складе завода
Схема треугольного арматурного каркас TERIVA (Польша)
Треугольный арматурный каркас TERIVA (Польша)
Поляки даже запатентовали оригинальный вариант каркаса с полочками для укладки дополнительной арматуры.
В Европе существуют несколько конструктивных вариантов каркасов. На фотографии представлен один из таких вариантов.
Специальные треугольные каркасы для усиления плиты перекрытия в районе расположения отверстия под колонну
Каркасы МАРКО в стенах из несъемной опалубки VELOX
Треугольные арматурные каркасы в перекрытиях VELOX
Треугольные каркасы являются основой несущей конструкции системы монолитного строительстваVELOX (ВЕЛОКС). Здесь они используются для армирования стен и перекрытий.
Каркас МАРКО вошел в состав системы монолитного строительства МАРКО, основанной на использовании несъемной опалубки. Система разработана нашей компанией. В составе системы опалубка стен и опалубка перекрытий. Здесь каркасы используются для формирования колонн, перемычек, монолитных поясов.
Фотография с одного из немецких сайтов позволяет понять масштабы использования треугольных каркасов в Европе
Арматурный каркас МАРКО в составе свай буронабивного фундамента индивидуального жилого дома в деревне Клишева Московской области, который наша компания строила в 2012 году
Преимущества использования треугольных арматурных решетчатых каркасов особенно хорошо понимают, работающие в России строители из Европы. В 2010 году польская строительная компания «Траско-Инвест», которая строит многоярусный гараж на Ново-Рижском шоссе в Москве, закупила у нас более 20000 метров каркасов.
Польские строители используют каркасы для устройства мощных монолитных перекрытий.
Использование каркасов МАРКО для армирования стен, перемычек
Использование каркасов МАРКО для армировании колонны и монолитных поясов
Каркас ТАКО вошел в состав системы монолитного строительства МАРКО, основанной на использовании мелкоштучной опалубки. Система разработана нашей компанией. В составе системы опалубка стен и опалубка перекрытий. Для армирования угловых колонн можно использовать два каркаса.
Для армирования угловых колонн можно использовать два каркаса.
1. Перегородочный блок из газобетона толщиной 100 мм.
2. Пенопласт – утепление монолитного пояса для предотвращения промерзания
3. Треугольный арматурный каркас МАРКО
4. Деревянная опалубка монолитного пояса.
Использование треугольных каркасов в России набирает обороты. Постепенно архитекторы и конструкторы приобретают опыт расчета и применения этой сравнительно молодой для нашей страны технологии. Через 50 лет после первого упоминания треугольные каркасы возвращаются в Россию.
Специалисты нашей компании часто используют треугольные каркасы для армирования монолитных поясов. На фотографии монолитный пояс дома из газобетона, который строила наша компания в 2011 году.
Второе направление использования треугольных каркасов – армирование свай буронабивных фундаментов. Готовый каркас значительно ускоряет процесс устройства свай. На фотографии представлен фундамент дома, который наша компания строила в 2011 году. Вы как застройщик можете с использованием каркасов изготовить железобетонные перемычки, произвести армирование плиты перекрытия. Некоторые наши заказчики даже армирование ленточного фундамента производят треугольными каркасами. Необходимо подчеркнуть, что расчет армирования с использование каркасов требует определенных навыков. Армирование свай буронабивных фундаментов мы также часто производим тригонами.
Каркасы, которые предлагает наша компания, изготовлены из самой современной арматурной стали. Это прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С по ГОСТ Р 52544-2006 с пределом текучести не менее 500Н/мм2.
Диапазон возможных параметров каркасов приведен на чертеже и в таблице.
| Показатель | Обозначение на чертеже | Характеристики |
| Диаметр верхней арматуры | А | 5-12 мм |
| Диаметр нижней арматуры | B | 5-12 мм |
| Диаметр диагональной арматуры | C | 4-6 мм |
| Ширина внутреннего основания каркаса | D | 60-100 мм |
| Высота каркаса | E | 70-300 мм |
| Длина каркаса | G | 1.6-12 м |
| Шаг диагональной арматуры | F | 200 мм |
| Шаг резки | F/2 | кратный 100 мм |
| Хотите купить? Смотрите цены! |
Чаще всего с этой страницы посетители сайта переходят на следующие страницы: