Н И И Ж Б ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТАКТНЫХ стыков С ОБРЫВОМ АРМАТУРЫ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОННАХ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

МОСКВА 1985

Госстрое СССР

Одажа Трудового Кровного ftianni ■аучно-кесдедовательсхжИ кнстштут б огона ■ жвлоаоботона (ШИЖБ)

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТАКТНЫХ стеков С ОБРЫВОМ АРМАТУРЫ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОННАХ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЯ

Утверждены _

джректором НОНБ

15 имя 1985 г.

Москва 1965

100x100x10 км, которая при монтаже играет роль центрирующей прокладки. Сопряжение сердечников при монтаже колонны осуществляется за счет свободного опнрання с передачей усилия через центрирующую стальную прокладку размером 50x50 мм к толщиной 3-5 мм.

В том случае, когда установка арматурного сердечника предусматривает повышение несушей способности только стыка, его длину следует назначать не менее, чем на 200 мм больше длины косвенного армирова -ния с таким расчетом, чтобы общая длина анкеровки сердечника соста -вила не менее 000 мм. Арматурные сердечники рекомендуется также использовать для замены сеток в случае их частого расположения,которое затрудняет процесс бетонирования стыка.

Рис.2. Армирование контактных стыков с полным обрывом продольной арматуры а - стык с центрирующим штырем и прокладкой (тип I); б - то же, с бетонным выступом (тип П); в - стык со стальными заклад -ными листами (тип Ш)

Рис.З. Армирование контактного стыка типа 1У (с обрывом части продольной арматуры и выпуском угловых стержней с их анкеровкой в соответствующих гнездах)

а - конструкция стыка; б - узел сварки и обжям трубок;

I - обрываемая продольная арматура; 2 - полимерраст-вор; 3 - гнездо в виде трубки с прорезями или канала в бетоне; 4 - выпуски угловых стержней

3.3.    Толщина жва между элементами колонны обусловлена высотой центрирующей прокладки и принимается равной:

для стыков типа I, П и 1У.......... 10    мм;

для стыков типа Ш..... 5    мм.

3.4.    Обрыв продольной арматуры следует производить под углом 90° к оси стержня с образованием ровной поверхности среза при со-

ТТ

блюд емки следующих условий:

а)    в стыках типа I, П и I    оборванные концы    арма

турных стержне! должны отстоять от бетонной поверхности торца элемента на 10 щ, а в стыке типа 1У, кроме того, должна быть обеспе -иена проектная длина угловых выпусков;

б)    в стыке типа Ш длина оборванных стержней должна обеспечить возможность их сварки с закладным листом.

Рис.4. Контактный стык, усиленный арматурнш сердечником а - конструкция стыка; б - конструкция сердечника из стали класса А-Ш с приваренными по торцам пластинами; в - то же, из стали класса Ат-У с заделкой на полимер-растворе в опорный стакан I - сердечник; 2 - сварной ноз; 3 - торцевая пластина с центрирующей прокладкой; 4 - полимерраствор; 5 -опорный стакан

3.5. В зоне стыка по длине анкеровки продольной арматуры , принимаемой по расчету (см. п.4.5 настоящих Рекомендаций) и равной не менее, чем полусуше размеров сечения колонны, устанавливаются сварные сетки с размером ячеек 70-100 Mi.

3.6. Сетки соединяются в пакеты с вагон 70-130 мм, но не более 1/4 длины меньжей стороны сечения колонны и скрепляются по высоте монтажньми стержням. Число сеток в пакете должно быть: для стыков типа I, П и ТУ не менее 4;

для стыка типа Ш, в котором закладной стальной лист считается эквивалентным одной сетке, не менее 3.

Пакеты устанавливаются таким образом, чтобы крайняя сетка не доходила до торца элемента либо на 20 ми (стыки типа I, Пи 1У), либо на величину нага сеток (стык типа Ш). При этом все стержни продольной арматуры должны находиться внутри контура сеток. Объем -кый процент насыщения зоны стыка сетками назначают по расчету (см . п.4.3 настоящих Рекомендаций), но не менее I %.

4. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ КОНТАКТНЫХ СТЫКОВ. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

4.1.    Расчет прочности стыков с полным или частичным обрывом продольной арматуры следует производить для двух стадий (см. п. 1.4 настоящих Рекомендаций) - эксплуатационной (А) и монтажной (Б).

А. Эксплуатационная стадия

4.2.    В расчет прочности контактных стыков для эксплуатационной стадии входит определение:

а)    прочности нормального сечения колонны (над нвом) в зоне расположения поперечных сеток;

б)    прочности защитного слоя бетона в зоне стыка;

в)    длины зоны анкеровки обрываемой продольной арматуры в бетоне и соответственно высоты зоны армирования поперечник сетками;

г)    прочности мва между элементами на сдвиг при полном •брыие стержней,

4.3. Расчет прочности нормальных сечений элементов колонны в зоне стыка N в случае обрыва всех стержней продольной арматуры (рис.2) следует производить как для внецентренного сжатого бетонного элемента с уяетом увеличения расчетного сопротивления бетона сжатию за счет косвенного армирования (обрываемая продольная арматура в расчете не учитывается)

i* * ^Rs. re* '** .    (2)

где /₁ - коэффициент, учитывающий степень влияния ива между элементами на прочность стыка и принимаемый равным: при замоноли -чивании цементно-песчаным раствором -    * 0,9; при замоноли-

13

чивании подммерраствором ми при установке в стыке закладного листа - I;    A_b    rej - приведенная

прочность бетона

*t,red ~ ^Rl * Ч> ' У i,x„ ■ D_s ,    О)

где А ₆ - расчетное сопротивление бетона сжатию; if - коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле (4); fi_s - расчетное сопротивление растяжению арматуры сеток; ju_{s ty} - коэффициент косвенного армирования, определяемый по формуле (5);

/	(4), где V	J* а, *У ‘ R $ .	(4а)
0,23+ V		А$ + 10
	• Я 5х • 1 X * п у	■ А зу ‘ t у	(5)
J s, *9	А е/ • S

В формуле (5); п_х , A_sx , / * - соответственно число стержней в сетке, площадь поперечного сечений одного стержня и его длина на участке между осями крайних стержней перпендикулярного направ -ления; п_и , A_sy , t _у - то же, в другом направлении; А -площадь сечения колонны,заключенная между осями крайних стержней сетки (ядро сечения); 5 - расстояние (шаг) между сетками; Aej, - расчетная площадь ядра сечения, определяемая из условия, что центр ее тяжести совпадает с точкой приложения равнодействующей внешних сил к определяемая:

а)    при расчетном или случайном эксцентрицитете в одном направлении - по формуле (случайный эксцентрицитет в другом направлении не учитывается)

Яtii ^г‘Ь_еу(Ьу-2е₀ у)’,    (6)

б)    при расчетных эксцентрицитетах в двух направлениях - по формуле

Я у, “ (by ~ 2е₀₎ ■ 1>)'(^h'f ***«•?«).    ^

где bgf и hfj - соответственно ширина и высота ядра сечения колонны, ограниченного контурами сетки; е₀ - эксцентриситет действия внешних (нормальных) сил; q - коэффициент, учитывающий влияние прогиба колонны на величину эксцентрицитета от действия продольных сил в направлениях X и У.

Печатается по решению секции бетонных и железобетонных конструкций от I июля 1983 г.

Рекомендации по проектированию и выполнению контактных стыков с обрывом арматуры в железобетонных колоннах многоэтажных зданий . М., НИИ1Б Госстроя СССР, Ц85, с.49.

Содержат основные положения по проектированию и выполнению контактных стыков с полным и частичным обрывом продольной арматуры, осуществляемых путем совмещения плоских торцов сборных железобетонных колонн через тонкий слой раствора или через специальные прокладки.

Даны рекомендации по расчету и конструированию контактных стыков на монтажные и эксплуатационные усилия, а также рекомендации по изготовлению колонн, устройству опалубки и формированию швов между сборню» железобетонными элементами. Приведены примеры расчета.

Предназначены для инженерно-технических работников научно-исс -ледовательских, проектных и строительных организаций и заводов железобетонных конструкций.

Табл.6, илл.15.

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт бетона и железобетона Госстроя СССР, 1985

ПРВДИСЮВИК

В НИИЖБ Госстроя СССР проведены экспериментммш> мсследованмя ■ ииолмены проектные разработки конструкций контактных стихов _с обрывом всей ш частя продояьмой ирштури применительно к колоннам каркасов явогоетажявх вдаяяй проваленного ■ гражданского назначе -нмя, когда в воке ста действурт спмте усжжяя с ив и— эхсцен-тршртеташ, при которых не могут возникать нормальные растягявав -«не напрятал. Обрыв продольной арматуры кошеиснруется за счет установки в воне стыка сварных поперечных сеток, а соединенно элементов колонны осуществляется путем совмещения плоских торцов через слой цементно-песчаного раствора нли полимер раствора или через специальные (асбестовые или полимере») прокладки. Предлагается несколько типов контакта стыков, разлжчаящкшся конструктивное ре-манием под разлит» расчетные нагрузки.

По сравнению с типорли стыками, выполняемы» с применением ванной сварки выпусков аркатуры я сварки закладных деталей с последующим заюнолячиванием сва,устройство контактных стыков предлагаемых типов, как показали исследования и опыт внедрения на ряде объектов, возведенных СУ треста "Стальмонтаж" Мкнмонтажспецстроя и Таллннстроя Минстроя ЭССР, позволяет существенно снизить трудозат -рати при монтаже, сократить сроки возведения здания, а такие получить значительную эконо юге стали и электроэнергия.

Рекомендации разработаны лабораторией железобетонных хонструк -ций НИИБ Госстроя СССР (д-р техн.наук, проф. А.П.Васильев, кандидаты техн.наук Н.Г.Матков, М.б.Аансектов, инк. B.M.Iyx) при участии лаборатории полимербетонов (д-р техн.наук, проф.В.В.Патуроев, кацд. техн.наук А.Н.Волгумев, кнх. I.M.Сулейманова)    и КГБ НИИЖБ

(инж. В.В.Иванов).

При составлении нестояща Рекомендаций были использованы отдельные проектные решения ЦИИКЭП ТБЗ я ТК Госграиданстроя, Моспро-ехта-1, ГлавАПУ Моегорясполхома, ЦНИИПромаданжй Госстроя СССР, Эстонпроекта и НИИ по строительству Госстроя ЭССР и др., а также отдельные составы полжмеррастворов, разработанные в МИСИ км. В. В. Куй -б лева. Казанском ИСИ Минвуза СССР, ЮСА Г щдро проекта    Минэнерго

СССР и др.

Все замечанкя и предложения по содержанию Рекомендаций просим направлять в НИИЖБ по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская ул.,

Д.6.

Дирекция НИИЖБ

1.1.    Настоящие Рекомендации распространяются на проектирование и выполнение контактных стыков сборных железобетонных колонн, осуществляемое при монтаже путем сопряжения плоских торцов элементов через слой цементно-песчаного раствора или полимерраствора» а также через податливые прокладки с обрывом всей или части продольной арматуры (см.п.3.1 настоящих Рекомендаций).

1.2.    Для повшенил прочности бетона и компенсации обрыва продольной арматуры в зоне стыка по длине аихеровжи устанавливаются сварные поперечные сетки. При этом количество обрываемой арматуры не должно превымять:

дня стержней не горячекатаной стали класса АЛ.........5    %;

для стержней ка высокопрочной стали класса Ат-У........4    %.

1.3.    Контактные стыкк такого типа рекомендуется применять в сборных железобетонных колоннах мюгоэтажных гражданских ж промышленных зданий и сооружений в зоне вкецентренного сжатия с малыми э ксцентрнситетами.

В эксплуатационной стадии работы колонн эксцентриситеты нормального сжимающего усилия, возникаищего в сечении колонны по длине анкеровки обрываемой арматуры (в зове косвенного аршрования) в направлениях осей Х-Х и У-У, долины удовлетворять условиям:

* 0,17h ;    е* $ 0,17 Ь ,    (I)

где h и b - соответственно высота и ширина сечения колонны.

Ирм расчете по недеформцюванной схеме значения эксцентриситетов е _ох и еоу следует ужокать соответственно на коэффициенты ц_х и q_y , учитывающие прогибы колонн и определяемые согласно "Руководству по проектированию бетонных и железобетонных конструкций ж^э тяжелого бетона (без предварительного напряжения)" (М., Стройжадат, 1978).

1.4.    Расчет прочности каркаса, в состав которого входят колонны с контактными стыками, необходимо производить для двух стадий -эксплуатационной (А) и монтажной (Б) (см.раэд.4).

При расчете каркаса для эксплуатационной стадии следует, пренебрегая наличием стыков, исходить из предположения монолитности колонны, что обеспечивается проектной прочностью жвов после замоноли-чивания цементно-песчаным раствором или полммерраствором.

4

При расчете каркаса дхя стадам монтажа, т.е. до приобретения уложенным в иов материалом проектной прочности, стыки следует рассматривать как иарнжрные.

1.5. При проектирования сборных железобетонных колонн с контактными стыкам* помимо настоящих Рекомендаций необходимо учитывать требования главы СНжП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции".

2. МАТЕРИЛИ

2.1.    Ддя изготовления колонн с контактными стыками следует предусматривать тяжелый бетон классов не ниже В20.

2.2.    В качестве продольной арматуры рекомендуется применять стержни периодического профиля диаметром:

из горячекатанной стали класса А-1...........18-40    мм;

из высокопрочной стали классов А-1У и Ат-У ... 18-32 mi;

Поперечные сетки рекомендуется изготовлять кз арматурных стержней класса А-ffl диаметром 6-14 ш и из проволоки марки Вр-I диаметром 5 мм.

2.3.    Для замонолнчнвання ив о в между элементами колонны рекомендуется применять:

а)    цементно-песчаные растворы прочностью на сжатие, полученной при испытании образцов-кубов нормального твердения с ребром 10 см в возрасте 28 сут, не менее 30 МПа (см. пп. 6.3-6.6 настоящих Ре ко -мендаций);

б)    полимеррастворы прочностью на сжатие, полученной при испытании образцов-кубов с ребром 5 см в возрасте I сут, равной 40 МПа (см. п.6.7 настоящих Рекомендаций);

в)    эластичные полимерные кии сухие асбестовые и др. (сплошные иля перфорированные )про кладам размером, соответствующим размеру сечения колонны (см. табл.З и рис.5).

2.4.    Для приготовления полимеррастворов в зависимости от условий сопряжения конструкций рекомендуется применять:

а)    в качестве связующего -

эпоксидные смолы марок: ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22 (ГОСТ 10667-76);

ЭД-24 (ТУ 6-05-241-23-72); ЗИС-1 (ТУ 38-1091-76); полиэфирную смолу марки ПН-I (ГОСТ 6-05.431.78); метилметакрилат (ГОСТ 20370-74);

б)    в качестве модифицирующих добавок -

5

полиэфирную смолу марки МГФ-9 (ТУ 6-01-450-76); фенольную смолу я дибутнлфтахат;

полхиэоцианат К - типа кубового остатка (ТУ 6.03.242-77);

в) в качестве отвердителей -

полиэтяленполяамян (ТУ 6-02-594-80Е); триэтаноламин (ТУ 6-09-3207-76); дкэтжлентряамин (ТУ 6-02-914-31);

УП-0633М (ТУ 6-06-1863-78); амннофенол АФ-2 (ТУ 6-06-1663-74).

3. КОНСТРУКЦИИ КОНТАКТНЫХ стыков

3.1. Контактные стыки сборных железобетонных колонн могут выполняться как с полным, так и с частичнш обрывом продольной арматуры; типы стыков приедены на рмс.1.

Рис Л. Типы контажных стыков сборных железобетонных колонн с обрывом продольной арматуры

а - контактный стык с центрирующим штырем и прокладкой (тип I); б) то же, с бетонным выступом и лункой (тип П): в - то же, с закладными деталями в виде стальных листов (тип Ш); г - то не: с обрывом части продольной арматуры я выпуском угловых стержней с их заделкой в соответствующее гнездах (тип ПО

I - штырь; 2 - прокладка; 3 - гнездо; 4 - бетонный выступ;

5 - лунка; 6 - закладной стальной лист; 7 - анкерные стержни; р - выпуск арматуры; 9 - стальная трубка или канал в бетоне;

10 - место сварки или обжатжя конца трубки на 2,5-3d_s .

Тип I - стык с полный обрывом продольной арматуры. Для повыме -ни я прочности стыка на сдвиг в центре нижнего торца одного ив сопрягаемых элементов предусмотрен штырь на арматурного стержня диаметром d_s ш 32-36 ш и длиной выступающей за торец части, равной 3-5 диаметрам стержня; в центре торца другого элемента - гнездо диаметром на 15 мм больше диаметра штыря и глубиной на 10-15 мм больше длины его выступающей части (см.рис.I,а).

Гнездо образуют с помощью извлекаемого по окончании формования обр&зователя или выполняют из остающейся в бетоне стальной трубки. На конце штыря с целью наиболее эффективного выдавливания раствора при замонолкчжвакии предусмотрен срез под углом 45°.

Для обеспечения заданной толщины шва (см.п.3.4 настоящих Рекомендаций) между элементами колонны устанавливается стальная прокладка толщиной Ю ш с отверстием в центре для пропуска штыря.

По периметру нижнего торца элемента должна быть предусмотрена фаска глубиной, равной толщине защ*тного слоя бетона.

Тип П - стык с полным обрывом продольной арматуры. Для по вмени я прочности стыка на сдвиг в центре торца одного из сопрягаемое элементов предусмотрен бетонный выступ, в центре другого - лунка (рис.1,6). Бетонный выступ может быть круглой или прямоугольной формы в плане диаметром (или с размерами сторон), равным    1/3-1/4

площади сечения колонны,и высотой, больше глубины соответствующей лунки на толщину шва (см.п.3.5 настоящих Рекомендаций) между сопрягаемыми элементами. Размер лунки в плане рекомендуется принимать на 20 мм больше размера бетонного выступа.

Тип Ш - стык с полным обрывом продольной арматуры и двумя закладными деталями в виде металлических листов толщиной 6-6 мм, устанавливаемых в торцах сопрягаемых элементов и закрепляемых в бетоне путем приварки втавр к анкернш стержням (рис.1,в).

Для обеспечения заданной толщины шва (см.п.3.5 настоящих Рекомендаций) между элементами колонны устанавливается центрирующая стальная прокладка толщиной 10 мм. Для закрепления стыкуемых элементов при монтаже и для повшекяя прочности на сдвиг закладные листы по периметру или по двум граням соединяются с помощью сварки или специальных накладок.

Тип 1У - стык с обрывом части продольной арматуры и выпуском в торце одного элемента угловых стержней, анкеруемых в соответствующих гнездах, предусмотренных в торце другого элемента (рис. I, г) ,

7

что позволяет повысить несущую способность стыка с одновременным восприятием растягивающих усилий, а такие обеспечить закрепление элементов колонны при монтаже. Для образования гнезд к концам арматурных стержней в заводских условиях приваривают или опрессовы-вают специальные стальные трубки. В сварном варианте с целью увеличения длины сварочного ива, по бокам арматурных выпусков приваривают стальные пластины, а в трубке предусматривают соответствующие прорези.

В случае применения термоупрочненной высокопрочной несварива-емой арматуры производится опрессовка в разъёмных матрицах одного конца цельнотянутых трубок совместно со стержнем ь установках (прессах) с гидравлическим или пневматическим приводом, обеспечивающих необходимые усилия опрессовки (1000 - 4000 кН) в зависимости от диаметра стержня (см.рис.3,6,узел С^). При этом зазор между внутренней поверхностью трубки и арматурным стержнем должен приниматься на участке опрессовки трубки равным 2-3 тл, а на участке длины анкеровки стержня в растворе равнь* 5-7 isi, что достигается применением специально изготовленных трубок или установкой вкладышей на участке опрессовки, компенсирующих разницу в зазоре. Длина учатка обжатия принимается равной 2,5 - 3d* .В качестве материала обойм (трубок) для получения плотного заполнения впадин между рядами стержня, используются мягкие стали марок (Ст.З, Ст.5, Ст.Ю и Ст.15). Для определения положения трубки на конце стыкуемого стержня до обжатия необходимо нанести фиксирующие риски. При обжатии трубки продольные выступы стержня не должны находиться в плоскости смыкания зазора разъемных матриц. Ось матрицы должна совпадать с центром участка опрессовки трубки со стержнем.

Контроль бессварвых трубчатых стыков арматуры выполняют испытанием на растяжение специально изготовленных составных образцов, состоящих из одной трубки, опрессованной на концах двух стыкуемых отрезков стержней общей длиной 80 см., как правило, в количестве Ъ% от изготовленной заводской партии за смену, но не менее 3 и не более 9 образцов. При этом разрушение должно происходить по сечению целого стержня.

Анкеровка выпусков продольной арматуры в гнездах и замоноличи -ванне шва выполняется с помощью полимерраствора или цементно-песчаного раствора (см. п.2.3 настоящих Рекомендаций).

8

Глубину гнезда следует принимать на 10 ш больше длины выпуска арматурного стержня, внутренний диаметр трубки - на 10 — 15 мм больше диаметра арматурного стержня. Сечение трубки должно быть равнопрочным сечению стержня.

Длину выпусков продольной арматуры при ваделке на полимер-растворе следует принимать равной:

для горячекатанных стержней из стали класса А-Ш ......8,5

для термоупрочненных стержней из стали класса Ат-У... .10 При заделке цементно-песчаным раствором длину анкеровки арматуры (классов А-Ш и Ат-У) рекомендуется принимать не менее I4d«, .

Для центрирования колонны при монтаже, как и в стыке типа П, может быть предусмотрен бетонный выступ и лунка, либо по торцу колонны устанавливается центрирующая прокладка размером 100x100x10 мм.

Установка верхних колонн на мшнтаже производится после заполнения трубок раствором на 2/3 высоты с одновременной укладкой раствора на торцы нижних колонн.

Армирование контактных стыков с полна! и частичным рбрывом продольной арматуры приведено на рис. 2 и 3.

3.2. С целью повышения несущей способности стыка и колонны для случая, когда эксцентриситет сжимающего усилия в зоне стыка 6₀ не превышает случайного 0^СО* , в центре сечения рекомендуется предусматригать арматурный сердечник (рис.4), выполняемый из 4 - 9 стержней диаметром (не более):

для горячекатанной стали класса А-Ш.....40 ш (с приваркой

к опорной плите),

для высокопрочной стали классов А-1У и Ат-У.....32 мм ( с

заделкой на полимеррастворе в опорный стакан). Арматурные сердечники могут также выполняться нз специально изготовленных укрупненных стержней диаметром до 90 мм.

Опорная плита выполняется из стального листа толщиной 30 —

40 мм (см. рис.4,а), а опорный стакан представляет собой стальную трубку высотой 200 мм,приваренную к стальной пластине размером

9