Betoon- ja raudbetoonkonstruktsioonide seade tagab täiendava tugevduse tänu armatuurvarrastele. Viimane, muide, on mustmetallurgia üks nõutumaid segmente, mida kinnitab selle laialdane kasutamine ehituses. Betoonsammaste puhul on tugevdamisel eriti oluline roll, kuna ei ole võimalik kasutada muid kandekonstruktsioone peale alumise ja ülemise korruse. Sisemine varraste tugevdamine erineva konfiguratsiooniga metallvarrastega on probleemi optimaalne lahendus.
Üldised armatuurinõuded
Sammasteks saab kasutada kuumv altsitud, termomehaaniliselt karastatud ja külmvormitud erineva profiiliga metallvardaid. Keskmine läbimõõt varieerub 12-40 mm. Kui kavatsete kasutada külmvormitud vardaidperioodiline profiil, siis võib kasutada ka väikest läbimõõtu 3-12 mm. Tõmbetugevuse osas on lubatud klassid A ja B, mis vastavad garanteeritud voolavuspiiridele, mille koefitsient on vähem alt 0,95.
Erijuhtudel võivad monoliitsammaste tugevdamisel olla erinõuded elastsuse, keevitatavuse, korrosioonikindluse ja väsimustugevuse osas. Reeglina on see tingitud kasutatava betoonisegu ja tsemendi eripärast. Peaaegu iga tugevdamise puhul on võtmetähtsusega betooniga sideme olemus. Adhesiooni puudumist saab kompenseerida profiili kujundusega koos soonte ja servadega. Samadel kuumv altsitud ja külmvormitud vardadel võivad olla erineva suurusega rõnga- ja poolkuukujulised eendid. Ja vastupidi, paljud rabeda struktuuriga betooni kaubamärgid võimaldavad kasutada ainult siledaid vardaid - näiteks klass A240. Nüüd tasub liikuda edasi sammaste tugevdamisel kasutatava tugevduse parameetrite üksikasjalikuma käsitlemise juurde.
Armatuuri pikkus
Moodustatava samba paigaldamisel arvutatakse hoolik alt raketise parameetrid, mis peaksid orgaaniliselt sisaldama tugevdavaid metallseadmeid. On oluline, et töövarraste otsad, mis ei ole ankurduselementidega ühendatud, oleksid detaili otsast järgmisel kaugusel:
- 20 mm, kui on paigutatud vähem alt 6 m pikkune monoliitsammas.
- 15 mm, kui sammas on pikem kui 18 m. Sama piirang kehtib ka mastikonstruktsioonide ja tugede kohta.
- 10 mm, kui paigaldatakse monteeritav sammas pikkusega alla 18m.
Igal juhul hõlmab samba tugevdamine varda osa jätmist, mida tuleb kaitsta spetsiaalsete korrosioonivastaste ainetega või täiendav alt isoleerida raamivarustusega.
Armatuuri läbimõõt
Pikivarraste puhul kasutatakse elemente paksusega vähem alt 16 mm. Monoliitseid kokkupandavaid konstruktsioone saab tugevdada ka 12 mm varrastega. Samuti on väikesed läbimõõdud lubatud kaitsekattega konstruktsiooniterasest armatuuri kasutamisel. Läbimõõdu arvestamine on oluline ka selle paigutuse konfiguratsiooni seisukoh alt kolonni korpuses. Seega saab pikisuunalisi vardaid paigaldada ainult ühte ritta ja eelistatav alt võrdse läbimõõduga säriaega. Kui kolonni on plaanis tugevdada erineva paksusega varrastega, siis on lubatud maksimaalselt kaks vormingut, arvestamata konstruktsiooni tugevdusseadmeid. Tavaliselt kasutatakse raha säästmiseks erineva läbimõõduga vardaid, kuid samas veerus ei saa kasutada kõrvuti asetsevaid suurusi. Näiteks ei ole lubatud laduda 8 ja 10 mm või 10 ja 12 mm läbimõõduga vardaid.
Tugevdusala
Pindala arvutamine toimub pikisuunalise armatuuri lõikude järgi. Selle tulemusena hinnatakse, mitu protsenti vardade sektsioonist hõivab samba pinnal. Lubatud on maksimaalselt 5%, kuid ainult mõõdetud varraste paigutuse korral ilma kattuvuseta. Kattuvühendus kahekordistab sarruse ristlõike pindala liitekohtades, mis ei võimalda alati samba korrektset kokkupanekut. Samuti peaksite säilitama paigutuse sümmeetriavardad konstruktsiooni ristlõikepinna suhtes - eriti kui tegemist on suure paindekoormusega konstruktsiooni edaspidise tööga. Ühel või teisel viisil on kolonni tugevdamise optimaalne protsent 2–3%. Sektsioonis endas tuleks arvestada mitte ainult varda põhjaga, vaid ka eenditega.
Milline peaks olema armatuurvarraste liitmine?
Ühendus- ja armatuuri väljalaskeavad määravad ka konstruktsiooni töökindluse. Juba on märgitud kattumise olulist rolli, mis suureneb monoliitsete sammaste kasutamisega. Samal ajal ei tohiks alahinnata selliste sidemete mõju kolonni struktuurilisele terviklikkusele. Fakt on see, et näiteks 25 mm varras (läbimõõduga) tuleb ühendada ülekattega vähem alt 140 cm pikkuselt. Pealegi, kui dokkimine toimub jooksv alt, siis see vahemaa kahekordistub. Seetõttu on kolonni pikisuunaliste varrastega tugevdamisel soovitatav püüda ühendussõlmede minimeerida. Kui tegemist on suurte avadega ja üleminekutsoonide rakendamine on vältimatu, siis kantakse vuugid üle kohtadesse, kus samba enda sektsioon muutub. Sellised konfiguratsioonid on astmelise, kaheharulise ja katkendliku kujundusega. Alternatiivina on soovitatav ka keevitamine patjadega.
Varraste vahelised tühikud
Alustuseks tasub rõhutada tugevdatud massi ja samba korpuses olevate tühimike vahelise tasakaalu tähtsust. Töötavate metallvarraste üleküllastumine nõrgendab betoonkonstruktsiooni, muutes selle dünaamiliste koormuste suhtes tundlikumaks. Vastupidi, miinustugevdavad seadmed suurendavad kolonni kahjustamise ohtu staatilise koormuse all töötamisel. Isegi kui põrandad ja tugevdatud sammas mõjutavad üksteist mõõduka rõhunäitajate korral, hakkavad mõne aja pärast konstruktsiooni nõrgestatud osadesse tekkima praod. Tasakaalu saab säilitada, kui armatuurvarraste vahel on standardne kaugus 400 mm. Kui sellest kaugusest ei piisa killustiku või kivi minimaalse sisalduse tõttu lahuses, lahjendatakse suured vahed konstruktsioonilise õhukese armatuuriga, mille läbimõõt on 12 mm.
Kaitsva tugevdava kihi piirangud
Maksimaalne pikisuunalise tugevduse kiht on 50 mm. See paksus hõlmab nii varda põhja kui ka selle kaetud konstruktsioonielemente. Võimalus kasutada 40 mm läbimõõduga vardaid, säilitades samal ajal tehnoloogilise 10 mm, tuleneb asjaolust, et tugevduskiht ise võib vajada täiendavat tugevdamist. Eelkõige näeb 600x800 mm sektsiooniga sammaste tugevdamine ette keevisvõrgu, klambrite ja sidemete lisamise. Suureformaadilised vardad kinnitatakse täiendav alt kokku tugevdavate sidemetega. Lisaks ei tohiks armatuuri enda tugevdamise täiendavaid elemente segi ajada keevitamise ajal ülekatetega, mis täidavad olulist konstruktsiooniülesannet kahe või enama varda ühendamiseks.
Peamine piirang puudutab kaitsekihi paksust, mis on tingitud riskide proportsionaalsest suurenemisestkolonni pragunemine varraste läbipääsu kohtades. Võõrkehadega betoonkonstruktsiooni kogetav pinge on liiga suur ja põhjustab dünaamilise koormuse korral hävimise. Seda tegurit kompenseerivad osaliselt eelnimetatud võrgud ja klambrid, kuid kõige parem on esialgu järgida armeerimiskihi moodustamise norme.
Nõuded põiksarmatuurile
Sammaskonstruktsioonides, kus projekteeritud põikjõudu ei saa tagada ainult betoonkonstruktsioon, kasutatakse ka põiksarrustust. Selle paigaldamise samm ei tohiks olla suurem kui 300 mm. Kui plaanitakse teha kokkusurutud tugevdust, arvutatakse samba tugevdamine nihketega varraste paksuse alusel - samm ei tohiks olla suurem kui 15 läbimõõtu, kuid mahub 500 mm. Mis puutub põiki- ja pikisuunalise tugevduse koostoimesse, siis see sõltub samba sektsioonist ja selle küllastumisest töövarrastega. Põhimõtteliselt on võimalik kaks konfiguratsiooni. Ühes pole paaritumine lubatud, kuna pikivarraste kiht on paigutatud servale lähemale ja põikvardad asetatakse vasakpoolsetesse piludesse. Teises variandis tehakse liitekohad, kui pikisuunaline tugevdus on teostatud mitmes reas servast keskosani. Põhimõtteliselt ühendatakse põikisuunalised õhukesed vardad konstruktsioonivarrastega, mille läbimõõt ei ületa 12 mm.
Samba tugevdamise tehnoloogia
Armatuurimeetodid erinevad sidumistehnikate, raketise lähenemisviiside ja varda paigutuse konfiguratsioonide poolest. Mis puutub kudumisse, siis seda saab teha traadiga võikeevitatud viis. Esimesel juhul on liitmike jaoks soovitatav kasutada kudumist ehituspüstolit, teisel juhul täpsete ühenduste jaoks inverterkeevitusmasinat. Selles etapis moodustatakse raam. Sammaste all oleva tugevduse konfiguratsioon võib olenev alt konstruktsiooni omadustest olla erinev. Optimaalne on kasutada piki- ja põikisuunalise tugevdusega kombineeritud versiooni, milles rakendatakse ka kahe raami külgnevat kudumist. Raketise struktuur korrastatakse vormimistorikute abil, millesse kastetakse ettevalmistatud metallskelett ja seejärel valatakse see betooniga. Raketise loomise meetodite erinevused taanduvad kasutatava materjali tüübile - puit, vahtpolüstüreen või kombineeritud kiudmaterjalid. Selle valiku puhul on põhitingimuseks sarruse ja raketise kombineerimise võimalus kaalu ja tehniliste koormuste osas üldiselt.
Samba vundamentide tugevdamine
Vundamendile paigaldatakse ehitussambad nn kandeklaas, mis on samuti tugevdatud. Konstruktsioonitalla osaks kasutatakse kõrge tugevusklassiga raskeid betoonklasse. Klaasi tugevdamine toimub perioodilise profiiliga kuumv altsitud vardadega. Samba vundamendi tugevdamisel on võtmetähtsusega tallavarraste ühendus peamise pikisuunalise tugevduse elementidega. Selle sideme jaoks keevitatakse talla ja samba võlli üleminekupunktis seibidega vardad kuumv altsitud varraste karkassi külge. Raskus seisneb ainult sellesõige üleminek ühelt tasandilt teisele, jälgides tugevdavate kontuuride sümmeetriat.
Spira altugevduse omadused
Varraste paigutuse seisukoh alt on kõige keerulisem ümmarguse ristlõikega sammaste tugevdamine. Probleem seisneb tugevduskihi konfiguratsiooni keerukuses, mis nõuab täiendavat tuge. Sellistes süsteemides kasutatakse kaudset tugevdamist spiraalsete metallvarrastega. Ümmarguste sammaste tugevdamise omadused väljenduvad selles, et pikisuunalised vardad on täiendav alt ümber perimeetri mähitud õhutraadi rullidega. Sel juhul ei ole spiraali läbimõõt suurem kui 20 cm.
Vambakonsoolide tugevdamine
Sambatugede paigaldamise võimaluste puudumise tõttu kasutavad ehitajad sageli konstruktsiooni tugevdamise elemendina konsoolendeid. Sellised osad on soovitatav paigaldada terasest tugevdusraamile, mille saab lisada ülemisse lakke või alumisse vundamenti. Konsoolid on olenev alt konstruktsiooniparameetritest tugevdatud väikese läbimõõduga metallvarraste, klambrite ja keevitatud võrguga. Suurima efekti kolonnide tugevdamisel konsoolidega kompositsioonis saab saavutada homogeense kattumise, pagasiruumi põhiraami ja tallaga.
Järeldus
Sammaste all oleva tugevduse kasutamise omadused on määratud selle konstruktsiooniosa konstruktsiooni isolatsiooniga. Loomulikult pakuvad nii ülemise kui ka alumise osa kattumine vajalikku tuge,kuid ülerõhk koormusega võib otseselt mõjutada kolonni struktuuri. Sisemiste hävimisprotsesside vältimiseks kasutatakse piki- ja põikisuunalist tugevdust. Samas annavad nõuded disaineritele märkimisväärse vabaduse nii varraste valikul kui ka nende paigaldamise konfiguratsioonidel. Põhilised piirangud on seotud peamiselt materjalide valiku, mõõtmete määramise ja raami paigaldusmeetoditega.
