Betoni- ja teräsbetonirakenteiden laite tarjoaa lisäraudoitusta raudoitustankojen ansiosta. Jälkimmäinen on muuten yksi rautametallurgian kysytyimmistä segmenteistä, minkä vahvistaa sen laaja käyttö rakentamisessa. Betonipilareissa raudoitus on erityisen tärkeä rooli, koska muita tukirakenteita ei voida käyttää kuin ala- ja yläkerrosta. Sisäinen tankovahvistus metallitankoilla eri kokoonpanoissa on optimaalinen ratkaisu ongelmaan.
Yleiset raudoitusvaatimukset
Pylväissä voidaan käyttää kuumavalssattuja, termomekaanisesti karkaistuja ja kylmämuovattuja eriprofiilisia metallitankoja. Keskimääräinen halkaisija vaihtelee 12-40 mm. Jos aiot käyttää kylmämuovattuja tankojajaksollinen profiili, silloin voidaan käyttää myös pientä 3-12 mm halkaisijaa. Vetolujuuden os alta luokat A ja B ovat sallittuja, jotka vastaavat taattuja myötörajakertoimia, joiden kerroin on vähintään 0,95.
Erityistapauksissa monoliittisten pylväiden raudoituksella voi olla erityisiä vaatimuksia sitkeyden, hitsattavuuden, korroosionkestävyyden ja väsymislujuuden suhteen. Yleensä tämä johtuu käytetyn betoniseoksen ja sementin erityispiirteistä. Avainasemassa lähes kaikissa raudoitustapauksissa on betonin sidoksen luonne. Tartunnan puute voidaan kompensoida profiilin suunnittelulla urilla ja harjanteilla. Samoissa kuumavalssatuissa ja kylmämuovatuissa tangoissa voi olla erikokoisia rengasmaisia ja puolikuun muotoisia ulkonemia. Sitä vastoin monet hauraan rakenteen omaavat betonimerkit sallivat vain sileiden tankojen käytön - esimerkiksi luokka A240. Nyt kannattaa siirtyä pylväiden vahvistamisessa käytetyn raudoituksen parametrien tarkempaan tarkasteluun.
Terästangon pituus
Esivalmistettua pylvästä asetettaessa muotin parametrit lasketaan huolellisesti, ja niiden tulisi sisältää orgaanisesti vahvistetut metallilaitteet. On tärkeää, että työtankojen päät, joita ei ole liitetty ankkurielementteihin, ovat seuraavalla etäisyydellä osan päästä:
- 20 mm, jos on järjestetty vähintään 6 m pitkä monoliittinen pilari.
- 15 mm, jos pilari on yli 18 m. Sama rajoitus koskee mastorakenteita ja tukia.
- 10 mm, jos asennetaan esivalmistettu pilari, jonka pituus on alle 18m.
Pylän vahvistamiseen kuuluu kussakin tapauksessa jättää osa tangosta, joka on suojattava erityisillä korroosionestoaineilla tai eristettävä lisäksi runkovarusteilla.
Terästangon halkaisija
Pitkittäisten tankojen tapauksessa käytetään elementtejä, joiden paksuus on vähintään 16 mm. Monoliittiset elementtirakenteet voidaan vahvistaa myös 12 mm tangoilla. Myös pienet halkaisijat ovat sallittuja käytettäessä rakenneteräksestä valmistettua raudoitusta suojapinnoitteella. Halkaisijan huomioon ottaminen on myös tärkeää sen sijoituksen kokoonpanon kann alta pilarin runkoon. Pituussauvat voidaan siis asentaa vain yhteen riviin ja mieluiten saman halkaisijan suljinnopeudella. Jos pilari aiotaan vahvistaa eripaksuisilla tangoilla, enintään kaksi muotoa sallitaan ottamatta huomioon rakenteellisia vahvistuslaitteita. Halkaisij altaan eri sauvoja käytetään yleensä rahan säästämiseksi, mutta vierekkäisiä kokoja ei voi käyttää samassa kolonnissa. Esimerkiksi tankoja, joiden halkaisija on 8 ja 10 mm tai 10 ja 12 mm, ei saa asentaa.
Vahvistusalue
Pinta-alan laskenta suoritetaan pitkittäisraudoituksen osien mukaan. Tämän seurauksena arvioidaan, kuinka suuri prosenttiosuus tankojen osasta vie pylvään pinnalla. Enintään 5 % sallitaan, mutta vain siinä tapauksessa, että tangot on mitoitettu ilman päällekkäisyyttä. Limitysliitäntä kaksinkertaistaa raudoituksen poikkipinta-alan liitoksissa, mikä ei aina mahdollista pilarin oikeaa kokoamista. Sinun tulee myös säilyttää sijoituksen symmetriatangot suhteessa rakenteen poikkipinta-alaan - varsinkin kun on kyse rakenteen tulevasta käytöstä suurella taivutuskuormalla. Tavalla tai toisella pylvään vahvistuksen optimaalinen prosenttiosuus on 2-3%. Itse osassa tulee ottaa huomioon tangon pohjan lisäksi myös harjanteen muodossa olevat ulkonemat.
Mikä pitäisi olla raudoitustankojen liitos?
Liitännät ja raudoitusaukot määräävät myös rakenteen luotettavuuden. Päällekkäisyyden tärkeä rooli on jo todettu, mikä lisääntyy monoliittisten pylväiden käytön myötä. Samanaikaisesti tällaisten siteiden vaikutusta pylvään rakenteelliseen eheyteen ei pidä aliarvioida. Tosiasia on, että esimerkiksi 25 mm:n sauva (halkaisij altaan) on liitettävä limittäin vähintään 140 cm pituudelta. Lisäksi jos telakointi tehdään ajon aikana, tämä etäisyys kaksinkertaistuu. Siksi on suositeltavaa pyrkiä minimoimaan liitossolmut, kun pylvästä vahvistetaan pitkittäistankoilla. Jos kyseessä on suuria jännevälejä ja siirtymävyöhykkeiden toteuttaminen on väistämätöntä, liitokset siirretään paikkoihin, joissa itse pilarin osa muuttuu. Tällaisia kokoonpanoja löytyy porrastetuista, kaksihaaraisista ja katkomalleista. Vaihtoehtona suositellaan myös hitsausta tyynyillä.
Vavojen välit
Aluksi kannattaa korostaa vahvistetun massan ja pylvään rungossa olevien onteloiden välisen tasapainon tärkeyttä. Työskentelevien metallitankojen ylikyllästyminen heikentää betonirakennetta tehden siitä herkemmän dynaamisille kuormituksille. Päinvastoin, haittavahvistuslaitteet lisäävät pilarin vaurioitumisriskiä käytettäessä staattisen kuormituksen alaisena. Vaikka lattiat ja vahvistettu pylväs vaikuttaisivat toisiinsa kohtalaisissa paineindikaattoreissa, jonkin ajan kuluttua rakenteen heikennettyihin osiin alkaa muodostua halkeamia. Tasapainoa voidaan ylläpitää pitämällä vakioetäisyys raudoitustankojen välillä 400 mm. Jos tämä etäisyys ei riitä murskeen tai kiven minimaalisen sisällyttämisen vuoksi liuokseen, suuret raot laimennetaan rakenteellisella ohuella raudoituksella, jonka halkaisija on 12 mm.
Suojaavan vahvistuskerroksen rajoitukset
Pitkittäisraudoituksen enimmäiskerros on 50 mm. Tämä paksuus sisältää sekä tangon pohjan että sen pinnoitetut rakenneosat. Mahdollisuus käyttää tankoja, joiden halkaisija on 40 mm, samalla kun säilytetään tekninen 10 mm, johtuu siitä, että itse vahvistuskerros saattaa vaatia lisävahvistusta. Erityisesti pylväiden, joiden poikkileikkaus on 600x800 mm, vahvistaminen mahdollistaa hitsatun verkon, puristimien ja siteiden sisällyttämisen. Suurikokoiset tangot on lisäksi kiinnitetty yhteen vahvistavilla nivelsiteillä. Lisäksi itse raudoituksen lisäelementtejä ei pidä sekoittaa hitsauksen aikana oleviin pinnoitteisiin, jotka suorittavat tärkeän rakenteellisen tehtävän kahden tai useamman tangon liittämisenä.
Tärkein rajoitus koskee suojakerroksen paksuutta, joka johtuu riskien suhteellisesta lisääntymisestäpylvään halkeilu paikoissa, joissa tangot kulkevat. Vieraita sulkeumia sisältävän betonirakenteen kokema jännitys on liian suuri ja johtaa dynaamisten kuormien alaisena tuhoutumiseen. Tätä tekijää kompensoivat osittain edellä mainitut verkot ja puristimet, mutta on parasta noudattaa aluksi vahvistuskerroksen muodostusta koskevia normeja.
Poikittaisraudoituksen vaatimukset
Pylväsrakenteissa, joissa mitoituspoikittaisvoimaa ei voida tuottaa pelkästään betonirakenteella, käytetään myös poikittaisraudoitusta. Askeleen asettamisen tulee olla enintään 300 mm. Jos aiotaan suorittaa puristettu raudoitus, pylvään vahvistuksen laskeminen siirtymillä tehdään tankojen paksuuden perusteella - askeleen tulee olla enintään 15 halkaisijaa, mutta mahtuu 500 mm: iin. Mitä tulee poikittaisen ja pitkittäisen vahvistuksen vuorovaikutukseen, se riippuu pylvään leikkauksesta ja sen kyllästymisestä työsauvojen kanssa. Periaatteessa kaksi konfiguraatiota on mahdollista. Yhdessä pariuttaminen ei ole sallittua, koska pituussuuntaisten tankojen kerros on järjestetty lähemmäksi reunaa ja poikittaiset sauvat asetetaan vasemmalle jääneisiin rakoihin. Toisessa vaihtoehdossa liitokset tehdään, jos pitkittäisvahvistus toteutetaan useissa riveissä reunasta keskiosaan. Pohjimmiltaan poikittaiset ohuet tangot liitetään rakennetankoihin, joiden halkaisija on enintään 12 mm.
Pylänvahvistustekniikka
Vahvistusmenetelmät eroavat sidontatekniikoista, muottimenetelmistä ja tankojen sijoituskokoonpanoista. Mitä tulee neulomiseen, se voidaan tehdä langalla taihitsattu tapa. Ensimmäisessä tapauksessa on suositeltavaa käyttää neulerakennepistoolia liittimiin ja toisessa tapauksessa invertterihitsauskonetta tarkkoja liitoksia varten. Tässä vaiheessa kehys muodostetaan. Pylväiden alla olevan vahvistuksen kokoonpano voi olla erilainen rakenteen ominaisuuksien mukaan. On optimaalista käyttää yhdistettyä versiota, jossa käytetään pitkittäistä ja poikittaista vahvistusta, jossa myös kahden kehyksen vierekkäinen neulonta toteutetaan. Muottirakenne järjestetään muovausaihioiden avulla, joihin upotetaan valmistettu metallirunko ja sitten se kaadetaan betonilla. Erot muotin luontimenetelmissä johtuvat käytetyn materiaalin tyypistä - puusta, polystyreenivaahto- tai yhdistetyistä kuitumateriaaleista. Tässä valinnassa pääehtona on mahdollisuus yhdistää raudoitus ja muotti painon ja teknisen kuormituksen kann alta yleensä.
Pylän perustusten vahvistaminen
Rakennuspilarit asennetaan perustukseen, ns. kannatinlasiin, joka on myös vahvistettu. Osana rakennepohjaa käytetään raskaita betonilaatuja, joilla on korkea lujuusluokka. Lasin vahvistaminen suoritetaan kuumavalssatuilla tankoilla, joilla on jaksollinen profiili. Pilarin perustaa vahvistettaessa pohjatankojen liitos pääpitkittäisraudoituksen elementtien kanssa on avainasemassa. Tämän nivelsiteen siirtymäkohdassa pohjasta pylvään akseliin tangot, joissa on aluslevyt, hitsataan kuumavalssattujen holkkitankojen runkoon. Vaikeus piilee vain siinäoikea siirtyminen tasolta toiselle vahvistavien ääriviivojen symmetriaa huomioiden.
Spiraalivahvistuksen ominaisuudet
Tankojen järjestelyn kann alta vaikein on pyöreän poikkileikkauksen omaavien pilarien vahvistaminen. Ongelmana on vahvistuskerroksen kokoonpanon monimutkaisuus, mikä vaatii lisätukea. Tällaisissa järjestelmissä käytetään epäsuoraa vahvistusta spiraalimetallitangoilla. Pyöreiden pylväiden vahvistamisen ominaisuudet ilmenevät siinä, että pitkittäiset tangot on lisäksi kääritty kehän ympärille ylälangan keloilla. Tässä tapauksessa spiraalin halkaisija on enintään 20 cm.
Pyläkonsolien vahvistus
Koska pylväiden kannattimien asennusvaihtoehtoja ei ole, rakentajat käyttävät usein ulokereunuksia rakenteellisen vahvistuksen elementtinä. On suositeltavaa asentaa tällaiset osat teräsvahvikekehykseen, joka voidaan sisällyttää yläkattoon tai alempaan perustukseen. Konsolit on vahvistettu halkaisij altaan pienillä metallitangoilla, puristimilla ja hitsatulla verkolla suunnitteluparametreista riippuen. Suurin vaikutus pylväiden vahvistamiseen konsolilla tehdyssä koostumuksessa voidaan saavuttaa homogeenisella limityksellä, rungon päärungolla ja pohjalla.
Johtopäätös
Pylän alla olevan raudoituksen käytön ominaisuudet määräytyvät tämän rakenteen osan rakenteellisen eristyksen mukaan. Tietysti molemmat päällekkäisyydet ylä- ja alaosassa tarjoavat tarvittavan tuen,mutta ylipaine kuorman kanssa voi vaikuttaa suoraan kolonnin rakenteeseen. Sisäisten tuhoutumisprosessien estämiseksi käytetään pitkittäis- ja poikittaisraudoitusta. Samalla vaatimukset antavat suunnittelijoille huomattavan vapauden sekä tankojen valinnassa että niiden asennuksen kokoonpanoissa. Perusrajoitukset liittyvät pääasiassa materiaalien valintaan, mittojen määrittämiseen ja rungon asennusmenetelmiin.
