Расчет анкеровки арматуры: Расчет анкеровки арматуры и нахлеста арматуры

Определяем длину арматурных элементов правильно

Чтобы расчет анкеровки был произведен правильно, важно учитывать целый ряд характеристик и показателей. Пожалуй, самым важным параметром является стержневая длина арматуры, которая будет непосредственно в железобетоне. Ее необходимо рассчитывать с особой внимательностью, и без познаний в строительной отрасли вряд ли удастся это сделать. Длина заделки определяется еще на этапе проектировки, учитывая специальные графики. Эти схемы представляют собой данные о классе арматуры, а также параметры нагрузок на армирующие прутки. Таким же способом применяются и 2 другие чертежа. Человеку, который далек от области проектировки конструкций из железобетона, описанная выше технология может быть слишком сложной и замысловатой. А вот профессиональным строителям удастся правильно провести расчет длины арматурных составляющих за несколько минут.
Заглубление стержня в бетон

Внимание! Если случилось так, что рекомендованную длину стержней на конкретном объекте использовать не удается, необходимо позаботиться о монтировке стержней на торцы посредством привлечения дополнительного инструментария и оборудования. Они своего рода будут играть роль анкера, внешне больше напоминая крепежи, пластины, уголки.

Радиус загиба стержней

Комплексные расчеты: все, что нужно знать

Для того, чтобы расчет был качественным и без каких-либо недочетов, важно учесть следующие параметры:

• прочностные показатели железобетонной конструкции;
• способ осуществления анкеровки;
• уровень нагрузки на основание;
• уровень заглубления элементов;
• профиль арматурных элементов;
• сечение применяемых перегородок.

Непосредственное выполнение анкеровки арматуры по бетону

Помните, что даже опытные проектировщики пользуются данным методом только на предварительном этапе . Окончательные показатели рассчитываются только после комплексного анализа глубины закладки всех элементов, а также других характеристик, необходимых для проведения данной операции.

Таблица расчета несущей способности

Опыт практического применения полного комплекса вышеуказанных рекомендаций показывает, что данные расчеты являются стопроцентной гарантией получение максимально точных и эффективных результатов строительных мероприятий. Также важен и формульный расчет на этапе проектировании капитальных строений и конструкций, которые создаются с использованием железобетонных элементов. Конечно же, в этой статье мы не стали сильно загружать вас точными формулами, символикой и непонятными чертежами, потому что неопытному человеку они, в силу весьма понятных причин, будут тяжелы для восприятия. Как итог, можно отметить только то, что исключительно инженерные познания и ориентация в специфике проведения строительных работ, даст вам уверенность в том, что анкеровка арматуры в бетоне будет выполнена как следует.
Завершающий этап работ по анкеровке арматуры

И напоследок стоит отметить одну немаловажную рекомендацию. Известно, что длина анкеровки арматуры является важнейшим критерием, поэтому, если у вас возникают сомнения в правильности ее расчетов, то обратитесь за консультацией не просто к проектировщику, а в соответствующую строительную компанию, ведь ее специалисты выдают не просто расчетные бумаги, но и гарантийную документацию.

Кодовая проверка анкеров (AISC) | IDEA StatiCa

Силы в анкерах, включая вырывающие силы, определяются с помощью анализа методом конечных элементов, но сопротивления проверяются с использованием правил ACI 318-14, глава 17.

Доступен только LFRD. Анкерные стержни спроектированы в соответствии с AISC 360-16 – J9 и ACI 318-14 – глава 17. Оцениваются следующие сопротивления анкерных болтов:

• Прочность стали анкера при растяжении ϕN _sa ,
• Прочность бетона на отрыв при растяжении ϕN _cbg ,
• Прочность бетона на отрыв ϕN _p ,
• Прочность бетона на боковую поверхность на выброс ϕN _sb ,
• Прочность стали анкера на сдвиг ϕV _sa ,
• Прочность бетона на отрыв при сдвиге ϕV _cbg ,
• Прочность бетона на отрыв анкера при сдвиге ϕV _cp .

Пользователь должен выбрать состояние бетона (с трещинами или без трещин – без трещин в рабочем состоянии) и тип анкеров (с шайбами ​​или без них).

Прочность стали анкера при растяжении

Прочность стали анкера при растяжении определяют по ACI 318-14 – 17. 4.1 как _ута

где:

• ϕ = 0,7 – коэффициент снижения прочности анкеров на растяжение по ACI 318-14 – 17.3.3, коэффициент редактируется в настройках кода
• A _se,N – зона растягивающих напряжений
• f _uta – указанная прочность на растяжение анкерной стали не должна превышать 1,9 f _ya и 125 ksi

Прочность бетона на отрыв

Прочность бетона на отрыв рассчитывается в соответствии с Расчетом несущей способности бетона (CCD) в ACI 318-14 – Глава 17. В методе CCD считается, что бетонный конус формируется под углом примерно 34°. (от 1 вертикали до 1,5 горизонтали). Для упрощения конус считается квадратным, а не круглым в плане. Считается, что напряжение разрушения бетона в методе ПЗС уменьшается с увеличением размера поверхности разрыва. Следовательно, увеличение силы прорыва в ПЗС-методе пропорционально глубине заделки в степени 1,5. Анкеры, бетонные конусы которых перекрываются, образуют группу анкеров, образующих общий бетонный конус. Обратите внимание, что не существует эквивалентного решения ASD для расчета конкретной мощности.

\[ \phi N_{cbg} = \phi \frac{A_{Nc}}{A_{Nco}} \psi_{ec,N} \psi_{ed,N} \psi_{c,N} \psi_ {cp,N} N_b \]

где:

• ϕ = 0,7 – коэффициент снижения прочности анкеров при растяжении согласно ACI 318-14 – 17.3.3, коэффициент редактируется в Code setup
• A _Nc – фактическая площадь конуса отрыва бетона для группы анкеров, образующих общий конус бетона
• А _Nco = 9 ч _ef ² – зона конуса отрыва бетона для одиночного анкера, не подверженного влиянию краев
• \( \psi_{ec,N} = \frac{1}{1+\frac{2 e’_N}{3 h_{ef}}} \) — коэффициент модификации для групп анкеров, нагруженных эксцентрично при растяжении; в случае, когда внецентренная нагрузка существует около двух осей, коэффициент модификации Ψ _ec,N рассчитывается для каждой оси отдельно, и используется произведение этих коэффициентов
• \( \psi_{ed,N} = \min \left ( 0,7 + \frac{0,3 c_{a,min}}{1,5 h_{ef}}, 1 \right ) \) — коэффициент модификации для краевого расстояния
• c _a,min – наименьшее расстояние от анкера до края
• Ψ _c,N – поправочный коэффициент для конкретных условий; Ψ _c,N =1 для бетона с трещинами, Ψ _c,N =1,25 для бетона без трещин
• Ψ _cp,N = min ( c _a,min / c _ac ,1) – поправочный коэффициент для расщепления для вставных анкеров, предназначенных для расщепления бетона без расщепления дополнительной арматуры для контроля бетона ; 9{5/3} \)
• k _c = 24 для закладных анкеров
• h _ef – глубина посадки; согласно главе 17. 4.2.3 в ACI 318-14, эффективная глубина анкеровки h _ef уменьшается до \( h_{ef} = \max \left ( \frac{c_{a,max}}{1.5} , \frac{s}{3} \right ) \) если анкеры расположены менее 1,5 h _ef от трех и более ребер
• s – расстояние между анкерами
• c _a,max – максимальное расстояние от анкера до одной из трех близких кромок
• λ _a = 1 – коэффициент модификации для легкого бетона
• f’ _c – прочность бетона на сжатие [psi]

В соответствии с ACI 318-14 – 17.4.2.8, в случае анкеров с головкой, площадь проектируемой поверхности A _Nc определяется по эффективному периметру шайбы, которая является меньшим значением из d _a + 2 t _wp или d _wp , где:

• d 10 – 9001 диаметр якоря
• d _wp – диаметр шайбы или размер кромки
• t _wp – толщина шайбы

Группа анкеров проверяется по сумме растягивающих усилий в анкерах, нагруженных на растяжение и образующих общий бетонный конус.

Участок конуса выламывания бетона для группы анкеров, нагруженных растяжением, образующих общий конус бетона, A _c,N показан красной пунктирной линией.

Согласно АКИ 318-14 – 17.4.2.9, если анкерная арматура разработана в соответствии с АКИ 318-14 – 25 с обеих сторон поверхности отрыва, считается, что анкерная арматура передает усилия растяжения, а прочность бетона на отрыв составляет Не Оценено.

Прочность бетона на отрыв

Прочность бетона на отрыв анкера определена в ACI 318-14 – 17.4.3 как

ϕN _PN = ϕψ _{C, P} N _P

Где:

• ϕ = 0,7-коэффициент снижения прочности для якорей в напряжении в соответствии с ACI 318-14-17.3.3. редактируется в настройках кода
• Ψ _c,P – поправочный коэффициент для состояния бетона; Ψ _c,P = 1,0 для бетона с трещинами, Ψ _c,P = 1,4 для бетона без трещин
• № _P = 8 A _brg f’ _c для якоря с головкой
• A _brg – опорная поверхность головки шпильки или анкерного болта
• f’ _c – прочность бетона на сжатие

Прочность бетона на отрыв для других типов анкеров, кроме головных, не оценивается в программном обеспечении и должна указываться производителем.

Прочность бетона на боковую поверхность на выброс

Прочность бетона на выдавливание боковой грани анкера с головкой при растяжении определяется в ACI 318-14 – 17.4.4 как

\[ \phi N_{sb} = \phi 160 c_{a1} \sqrt{A_{brg}} \sqrt{f’_c} \]

Прочность бетонной боковой грани на выброс умножается на один из понижающих коэффициентов:

• \( \frac{1+\frac{c_{a2}}{c_{a1}} {4} \le 1 \)
• \( \frac{1+\frac{s}{6 c_{a1}}}{2} \le 1 \)

где:

• ϕ = 0,7 – коэффициент снижения прочности анкеров при растяжении согласно ACI 318-14 – 17.3.3, редактируется в Настройках правил
• c _a1 – более короткое расстояние от осевой линии анкера до края
• c _a2 – большее расстояние, перпендикулярное c _a1 , от центральной линии анкера до края
• A _brg – опорная поверхность головки шпильки или анкерного болта
• f’ _c – прочность бетона на сжатие
• h _ef – глубина посадки; согласно главе 17. 4.2.3 в ACI 318-14, эффективная глубина анкеровки h _ef сокращается до \( h_{ef} = \max \left ( \frac{c_{a,max}}{1.5}, \frac{s}{3} \right ) \), если якоря расположены менее 1,5 h _ef от трех и более ребер
• s – расстояние между двумя соседними анкерами возле одного края

Прочность стали на сдвиг

Прочность стали на сдвиг определяется по ACI 318-14 – 17.5.1 как

ϕV _sa = ϕ 0,6 A _se,V f _uta

где:

• ϕ = 0,65 – коэффициент снижения прочности для анкеров на растяжение по коду ACI 314.3, редактируемый –3190.3, код 3190.3.
• A _se,V – зона растягивающих напряжений
• f _uta – указанная прочность на растяжение анкерной стали не должна превышать 1,9 f _ya и 125 ksi

Если выбран растворный шов, прочность стали на сдвиг V _sa умножается на 0,8 (ACI 318-14 – 17. 5.1.3).

Сдвиг на плече рычага, имеющий место в случае опорной плиты с увеличенными отверстиями и шайбами ​​или пластинами, добавленными к верхней части опорной плиты для передачи усилия сдвига, не учитывается.

Прочность бетона анкера на отрыв при сдвиге

Прочность бетона на отрыв анкера или группы анкеров при сдвиге рассчитывается в соответствии с ACI 318 14 – 17.5.2.

\[ \phi V_{cbg} = \phi \frac{A_V}{A_{Vo}} \psi_{ec,V} \psi_{ed,V} \psi_{c,V} \psi_{h, V} \psi_{\alpha,V} V_b \]

где:

• ϕ = 0,65 – коэффициент снижения прочности анкеров при сдвиге в соответствии с ACI 318-14 – 17.3.3, редактируется в настройках кода
• A _v – расчетная зона разрушения бетона анкера или группы анкеров
• A _vo – предполагаемая зона разрушения бетона одного анкера, если она не ограничена угловыми влияниями, расстоянием или толщиной элемента
• \( \psi_{ec,V} = \frac{1}{1+\frac{2 e’_V}{3 c_{a1}}} \) — коэффициент модификации для групп анкеров, нагруженных эксцентрично при сдвиге
• \( \psi_{ed,V} = 0,7 + 0,3 \frac{c_{a2}}{1,5 c_{a1}} \le 1,0 \) – коэффициент модификации для краевого эффекта
• Ψ _c,V – поправочный коэффициент для состояния бетона; Ψ _c,V = 1,0 для бетона с трещинами, Ψ _c,V = 1,4 для бетона без трещин
• \( \psi_{h,V} = \sqrt{\frac{1,5 c_{a1}}{h_a}} \ge 1 \) — коэффициент модификации для анкеров, расположенных в бетонном элементе, где h _{a 9{1. 5} \справа ) \)}
• l _e = h _ef ≤ 8 d _a – длина несущей способности анкера при сдвиге
• d _a – диаметр анкера
• f’ _c – прочность бетона на сжатие
• с _а1 – расстояние от края в направлении нагрузки; согласно Кл. 17.5.2.4, для узкого элемента, c _2,max < 1,5 C ₁ , который также считается тонким, H _A <1,5 C ₁ , C ‘ ₁ используется в предыдущих уравнениях вместо C ₁ ; c’ ₁ = max ( c _2,max / 1,5, h _a / 1,5, s _{1 max 900)}
• c _a2 – расстояние от края в направлении, перпендикулярном нагрузке
• c _2,max – наибольшее краевое расстояние в направлении, перпендикулярном нагрузке
• s _c,max – максимальное расстояние, перпендикулярное направлению сдвига, между анкерами в группе

IF C _A2 ≤ 1,5 C _A1 и H _A ≤ 1,5 C _A1 , \ (C_ {A1} = \ max \ Left (\ frac {C_ {{{{{a1} = \ max \ frac a2}}{1. 5}, \frac{h_a}{1.5}, \frac{s}{3} \right ) \), где s — максимальное расстояние, перпендикулярное направлению сдвига, между анкерами в группе.

Согласно ACI 318-14 – 17-5.2.9, если анкерная арматура разработана в соответствии с ACI 318-14 – 25 с обеих сторон поверхности прорыва, предполагается, что анкерная арматура передает усилия сдвига и разрушения бетона прочность не оценивается.

Прочность бетона на отрыв анкера при сдвиге

Прочность бетона на отрыв рассчитана в соответствии с ACI 318-14 – 17.5.3.

ϕV _CP = ϕK _CP N _CP

Где:

• ϕ = 0,65-Фактор снижения прочности для анкеры в SHEAR в соответствии с ACI 318-14-17. 3, редактируется в настройках кода
• K _CP = 1,0 для H ^EF <2,5 дюйма, K _CP = 2,0 для H _EF ≥ 2,5 в
• Н _кп = N _cb (прочность бетона на отрыв – все анкеры предполагаются на растяжение) в случае закладных анкеров

Согласно АКИ 318-14 – 17. 4.2.9, если анкерная арматура разработана в соответствии с АКИ 318-14 – 25 с обеих сторон поверхности отрыва, предполагается, что анкерная арматура передает усилия растяжения и прочность бетона на отрыв не оценивается.

Взаимодействие растягивающих и сдвигающих усилий

Взаимодействие растягивающих и сдвигающих усилий оценивают в соответствии с ACI 318-14 – R17.6. 9{\zeta} \le 1.0 \]

где:

• N _ua и V _ua — расчетные силы, действующие на анкер
• N _n и V _n – наименьшая расчетная прочность, определенная по всем соответствующим видам отказа
• ς = 5 / 3

Анкеры с зазором

Стержневой элемент разработан в соответствии со стандартом AISC 360-16. Взаимодействием поперечной силы пренебрегают, поскольку минимальная длина анкера для установки гайки под опорную плиту гарантирует, что анкер выйдет из строя до того, как поперечная сила достигнет половины сопротивления сдвигу, а сдвиговое взаимодействие пренебрежимо мало (до 7 %). . Взаимодействие изгибающего момента и сжимающей или растягивающей силы консервативно предполагается линейным. Эффекты второго порядка не учитываются.

Сопротивление сдвигу (AISC 360-16 – G):

\( V_n = \frac{0,6 A_V F_y}{\Omega_V} \)    (ASD)

\( V_n = \phi_V 0,6 A_V F_y \) (LRFD)

• А _В  = 0,844 ∙ А _с – площадь сдвига
• A _s – площадь болта уменьшена резьбой
• F _y – предел текучести болта
• Ом _В – коэффициент безопасности, рекомендуемое значение 2
• ϕ _В – коэффициент сопротивления, рекомендуемое значение 0,75

Сопротивление растяжению (AISC 360-16 – D2):

\( P_n = \frac{A_s F_y}{\Omega_t} \)    (ASD)

\( P_n = \phi_t A_s F_y \)    (LRFD )

• Ом _t – коэффициент запаса, рекомендуемое значение 2
• ϕ _t – коэффициент сопротивления, рекомендуемое значение 0,75

Прочность на сжатие 93}{6} \) – модуль пластического сечения болта

Линейное взаимодействие:

\[ \frac{N}{P_n}+\frac{M}{M_n} \le 1 \]

• N – растяжение (положительный) или сжатие (отрицательный знак ) коэффициент силы
• P _n — расчет на растяжение (положительный) или сжатие (знак минус) или допускаемая прочность
• М – коэффициент изгибающего момента
• M _n – расчетное или допустимое сопротивление изгибу

Усиление анкера

«АНКЕРНАЯ АРМАТУРА». — АНАЛИЗ АРМИРОВАНИЯ АНКЕРА

Описание программы:

«Anchor Reinf.xls» — это рабочая книга в формате MS-Excel для анализа армирования анкерных болтов с целью обеспечения прорыва бетона при растяжении/сдвиге в соответствии с ACI 318-08, Приложение D (Раздел D5.2.9)./ Д6.2.9). Электронная таблица предназначена для определения прочности заделки определенной арматуры при определенных параметрах бетона. Таблицы и рисунки даны рядом с необходимыми ячейками данных, чтобы попытаться самостоятельно содержать расчеты на рабочем листе. Электронная таблица защищена, но пароль не требуется.

Программная среда: Microsoft Office Excel 2003

Дата создания: 20 мая 2008 г.

Ссылки на проект:
1. ACI 318-08
2. Расчет прочности анкерного крепления к бетону Рональда А. Кука.

Эта программа представляет собой рабочую книгу, состоящую из трех (3) рабочих листов, описанных ниже:

Рабочий лист НазваниеОписание
DocThis лист документации
Анкерная арматура на растяжение в соответствии с ACI 318-08 Раздел D. 5.2.9
Анкерная арматура на сдвиг в соответствии с ACI 318-08 Раздел D.6.2.9

Редакция 1.0: 20.05.09 — Оригинальный дизайн

Допущения и ограничения программы:

1. В НАПРЯЖЕНИИ. таблице, расстояние до края не указано в параметрах программы. Пользователь должен помнить, что максимальное расстояние между анкером и арматурой анкера должно быть меньше или равно 0,5 x hefAND (ED — bc). Последнее не ограничено и должно быть проверено пользователем.
2.В УСТРОЙСТВЕ НАТЯЖЕНИЯ. электронной таблицы, если расстояние до края меньше 1,5 x hef, необходимо использовать защитную сталь, такую ​​как хомуты.
3. Требуемая прочность рассчитывается исходя из применимых комбинаций нагрузок в разделе 9.2.
4.Эта программа содержит множество «полей комментариев», которые содержат широкий спектр информации, включая пояснения к элементам ввода или вывода, используемые уравнения, таблицы данных и т. д. (Примечание: наличие «поля комментариев» обозначается «красным треугольник» в верхнем правом углу ячейки. Просто переместите указатель мыши на нужную ячейку, чтобы просмотреть содержимое этого конкретного «поля комментариев».)

Теория и работа программы: В верхней части экрана электронной таблицы можно вводить необходимую информацию в светло-желтых выделенных полях. Требуемая информация включает следующее:
НАТЯЖЕНИЕ REINF. Электронная таблица:
Ввод:
1. Req’d Anchor Reinf. Прочность, Н: Требуемая прочность арматуры анкера должна быть равна или больше, чем прочность стали анкерного болта, ΦNsa, если конструкция анкера включает сейсмические нагрузки для конструкций, которым присвоена категория сейсмостойкости C, D, E или F. (ACI Section D3 .3)
2. Номер верт. Reinf., Nr: количество вертикальных стальных арматурных стержней для сопротивления вертикальным силам.
3. Предполагаемая заделка, hef: Текущая конструкция заделки анкерных болтов пользователем (без прочности на отрыв в соответствии с ACI 318-08 Раздел D.5.2)
4. Размер арматуры анкера: Размер стальной арматуры от №3 до №14.
5. Предел текучести арматуры, fy: в тысячах фунтов на квадратный дюйм
6. Бетон комп. Прочность, f’c: в единицах ksi
7. Легкий бетон: Если бетон легкий, то «Да».
8. Стержни с эпоксидным покрытием: Если стержни имеют эпоксидное покрытие, то «Да».
9. Соотношение: Как (требуется)/Как (предусматривается): В соответствии с Разделом 12.2.5 длина разработки может быть укорочена, если соотношение меньше единицы. (Н/Д для проектирования согласно Главе 21) Глава 21: Если анкеры расположены в конструкции, отнесенной к расчетным категориям сейсмостойкости C, D, E или F (раздел D3.3), то «Да».
11. Расстояние между центрами стержней, bs: Минимальное расстояние между центрами стержней между параллельными стержнями в слое ДОЛЖНО БЫТЬ >= 2*dband >= 1″. Для стен и перекрытий максимальное расстояние между центрами Расстояние между центральными стержнями ДОЛЖНО БЫТЬ <= 3*толщина стены или перекрытия и <= 18 дюймов. 9(1/2))*ye, 8*db или 6 дюймов (раздел 21.7.5)

2. Требуемая длина заделки:
hef,min = Ld+bc+0,7*d
hef,prov = на введенную заделку (см. ввод №3)

3. Требуемый размер анкерной арматуры:
As,min = N/(0,75*fy) (раздел D.5.2.9)
As,prov = в зависимости от размера и введенного количества (см. ввод № 2 и 4)

УСИЛЕНИЕ НА СДВИГ. Электронная таблица:
Ввод:
1. Req’d Anchor Reinf. Прочность, V: Требуемая прочность арматуры анкера должна быть равна или больше, чем прочность стали анкерного болта, ΦVsa, если конструкция анкера включает сейсмические нагрузки для конструкций, которым присвоена категория сейсмостойкости C, D, E или F. (ACI Section D3 .3)
2. Размер арматуры анкера: размер стальной арматуры от №3 до №14.
3. Предел текучести арматуры, fy: в тысячах фунтов на квадратный дюйм
4. Бетон комп. Прочность, f ‘c: в тысячах фунтов на квадратный дюйм
5. Легкий бетон: Укажите, является ли бетон легким или бетоном нормальной плотности.
6. Легкий бетон: Если бетон легкий, то «Да».