Zařízení betonových a železobetonových konstrukcí zajišťuje dodatečné vyztužení pomocí výztužných tyčí. Ten je mimochodem jedním z nejžádanějších segmentů hutnictví železa, což potvrzuje jeho široké využití ve stavebnictví. U betonových sloupů hraje výztuž zvláště důležitou roli z důvodu nemožnosti použít jiné nosné konstrukce než spodní a horní podlaží. Vnitřní vyztužení tyčí kovovými tyčemi v různých konfiguracích je optimálním řešením problému.
Obecné požadavky na výztuž
Pro sloupy lze použít za tepla válcované, termomechanicky kalené a za studena tvarované kovové tyče různých profilů. Průměrný průměr se pohybuje od 12 do 40 mm. Pokud plánujete použít tyče tvarované za studenaperiodický profil, pak lze použít i malý průměr 3-12 mm. Z hlediska pevnosti v tahu jsou povoleny třídy A a B, odpovídající zaručeným mezí kluzu s koeficientem minimálně 0,95.
Ve zvláštních případech může mít vyztužení monolitických sloupů zvláštní požadavky týkající se tažnosti, svařitelnosti, odolnosti proti korozi a únavové pevnosti. Zpravidla je to způsobeno specifiky použité betonové směsi a cementu. Téměř v každém případě vyztužení má klíčový význam povaha vazby s betonem. Nedostatek přilnavosti lze kompenzovat provedením profilu s drážkami a hřebeny. Stejné tyče válcované za tepla a za studena mohou mít prstencové a srpkovitě tvarované výstupky různých velikostí. Naopak mnoho značek betonu s křehkou strukturou umožňuje použití pouze hladkých tyčí – například třída A240. Nyní stojí za to přejít k podrobnějšímu zvážení parametrů výztuže použité při zesílení sloupů.
Délka výztuže
Při pokládce prefabrikovaného sloupu jsou pečlivě vypočítány parametry bednění, které by mělo organicky zahrnovat armovací kovové zařízení. Je důležité, aby konce pracovních tyčí, které nejsou připojeny ke kotevním prvkům, byly v následující vzdálenosti od konce dílu:
- 20 mm, pokud je uspořádán monolitický sloup o délce alespoň 6 m.
- 15 mm, pokud je sloup delší než 18 m. Stejné omezení platí pro stožárové konstrukce a podpěry.
- 10 mm, pokud je položen prefabrikovaný sloup s délkou menší než 18m.
V každém případě vyztužení sloupu zahrnuje ponechání části tyče, která musí být chráněna speciálními antikorozními prostředky nebo dodatečně izolována rámovým vybavením.
Průměr výztuže
V případě podélných tyčí se používají prvky o tloušťce minimálně 16 mm. Monolitické prefabrikované konstrukce lze vyztužit i 12mm pruty. Rovněž jsou povoleny malé průměry při použití výztuže z konstrukční oceli s ochranným nátěrem. Zohlednění průměru je důležité také z hlediska konfigurace jeho uložení v těle sloupu. Podélné tyče tedy mohou být instalovány pouze v jedné řadě a nejlépe s rychlostí závěrky stejného průměru. Pokud se plánuje vyztužení sloupu tyčemi různých tlouštěk, jsou povoleny maximálně dva formáty bez zohlednění konstrukčního výztužného zařízení. Obvykle se za účelem úspory peněz používají tyče různých průměrů, ale sousední velikosti nelze použít ve stejném sloupci. Například není povoleno pokládat tyče o průměru 8 a 10 mm nebo 10 a 12 mm.
Výztužná oblast
Výpočet plochy se provádí podle řezů podélné výztuže. V důsledku toho se odhaduje, jaké procento části tyče zabírá na povrchu sloupu. Je povoleno maximálně 5 %, ale pouze v případě měřeného uspořádání tyčí bez přesahu. Překrývající se spojení zdvojnásobuje plochu průřezu výztuže ve spojích, což ne vždy umožňuje správnou montáž sloupu. Měli byste také zachovat symetrii umístěnítyče vzhledem k ploše průřezu konstrukce - zejména pokud jde o budoucí provoz konstrukce s vysokým ohybovým zatížením. Tak či onak, optimální procento vyztužení sloupu bude 2-3%. V samotném řezu je třeba vzít v úvahu nejen základnu tyče, ale také výstupky ve formě hřebenů.
Jaké by mělo být spojování výztužných prutů?
Spojky a vývody výztuže rovněž určují spolehlivost konstrukce. Již byla zaznamenána důležitá role přesahu, která se zvyšuje s použitím monolitických sloupů. Zároveň by se neměl podceňovat dopad těchto vazeb na strukturální integritu sloupu. Faktem je, že například tyč o průměru 25 mm (v průměru) musí být spojena s přesahem v délce nejméně 140 cm, pokud se navíc provádí dokování v běhu, pak se tato vzdálenost zdvojnásobí. Proto se doporučuje usilovat o minimalizaci spojovacích uzlů při vyztužení sloupu podélnými pruty. Pokud se jedná o velká rozpětí a realizace přechodových zón je nevyhnutelná, pak se spoje přenesou do míst, kde se mění samotný řez sloupu. Takové konfigurace se nacházejí ve stupňovitém, dvouvětvovém a zlomovém provedení. Jako alternativa se také doporučuje svařování s podložkami.
Mezery mezi tyčemi
Na začátek stojí za to zdůraznit důležitost rovnováhy mezi vyztuženou hmotou a dutinami v těle sloupu. Přesycení pracovních kovových tyčí oslabuje betonovou konstrukci a činí ji citlivější na dynamické zatížení. Naopak nevýhodavýztužné zařízení zvyšuje riziko poškození sloupu při provozu při statickém zatížení. I když na sebe podlahy a vyztužený sloup působí v mírných indikátorech tlaku, po chvíli se v oslabených částech konstrukce začnou tvořit trhliny. Rovnováhu lze udržet dodržením standardní vzdálenosti mezi výztužnými tyčemi 400 mm. Pokud tato vzdálenost nestačí kvůli minimálnímu zahrnutí drceného kamene nebo kamene do roztoku, pak se velké mezery zředí strukturní tenkou výztuží o průměru 12 mm.
Omezení ochranné výztužné vrstvy
Maximální vrstva podélné výztuže je 50 mm. Tato tloušťka zahrnuje jak základnu tyče, tak její potažené konstrukční prvky. Možnost použití prutů o průměru 40mm při zachování technologických 10mm je dána tím, že samotná výztužná vrstva může vyžadovat dodatečné vyztužení. Zejména vyztužení sloupů o průřezu 600x800 mm umožňuje zahrnutí svařované sítě, svorek a spon. Velkoformátové tyče jsou navíc upevněny k sobě výztužnými vazy. Kromě toho by dodatečné prvky vyztužení samotné výztuže neměly být zaměňovány s překryvy během svařování, které plní důležitý konstrukční úkol spojování dvou nebo více tyčí.
Hlavní omezení se týká tloušťky ochranné vrstvy, která je způsobena úměrným nárůstem rizikpraskání sloupu v místech, kde procházejí tyče. Namáhání betonové konstrukce s cizími vměstky bude nadměrně vysoké a při dynamickém zatížení povede k destrukci. Tento faktor je částečně kompenzován výše uvedenými sítěmi a svorkami, ale je nejlepší zpočátku dodržovat normy pro vytvoření výztužné vrstvy.
Požadavky na příčné vyztužení
U sloupových konstrukcí, kde návrhovou příčnou sílu nemůže zajistit pouze betonová konstrukce, se používá také příčná výztuž. Krok při pokládce by neměl být větší než 300 mm. Pokud se plánuje provedení stlačené výztuže, pak se výpočet výztuže sloupu pomocí posunů provádí na základě tloušťky tyčí - krok by neměl být větší než 15 průměrů, ale vejít se do 500 mm. Pokud jde o interakce příčné a podélné výztuže, bude záležet na průřezu sloupu a jeho nasycení pracovními tyčemi. V zásadě jsou možné dvě konfigurace. V jednom není páření povoleno, protože vrstva podélných tyčí je uspořádána blíže k okraji a příčné tyče jsou položeny v mezerách vlevo. Ve druhé možnosti se spoje provádějí, pokud je podélná výztuž realizována v několika řadách od okraje ke středové části. V zásadě jsou příčné tenké tyče spojeny s konstrukčními tyčemi o průměru nejvýše 12 mm.
Technologie vyztužení sloupů
Metody vyztužení se liší technikami vázání, přístupy bednění a konfiguracemi umístění tyčí. Co se týče pletení, lze to provést drátem popřsvařovaný způsob. V prvním případě se doporučuje použít na armatury pletací stavební pistoli a ve druhém případě invertorová svářečka pro přesné spoje. V této fázi se tvoří rám. Konfigurace výztuže pod sloupy se může lišit v závislosti na vlastnostech konstrukce. Optimální je použít kombinovanou verzi s použitím podélné a příčné výztuže, ve které bude realizováno i sousední pletení dvou rámů. Konstrukce bednění se uspořádá pomocí formovacích přířezů, do kterých se ponoří připravený kovový skelet a následně se zalije betonem. Rozdíly ve způsobech vytváření bednění jsou dány typem použitého materiálu - dřevo, pěnový polystyren nebo kombinované vláknité materiály. Při této volbě je hlavní podmínkou možnost kombinace výztuže a bednění z hlediska hmotnosti a technického zatížení obecně.
Vyztužení základů sloupů
Stavební sloupy jsou osazeny na základ, tzv. nosné sklo, které je rovněž vyztuženo. K vytvoření součásti konstrukční podešve se používají těžké třídy betonu s vysokou třídou pevnosti. Vyztužení skla je provedeno za tepla válcovanými tyčemi s periodickým profilem. Při vyztužení základu pro sloup bude mít klíčový význam napojení patek s prvky hlavní podélné výztuže. U tohoto vazu jsou v místě přechodu z podešve do dříku sloupu ke kostře za tepla válcovaných objímkových tyčí přivařeny tyče s podložkami. Obtížnost spočívá pouze vsprávný přechod z jedné úrovně do druhé při dodržení symetrie posilovacích kontur.
Vlastnosti spirálové výztuže
Nejobtížnější z hlediska uspořádání táhel je vyztužení sloupů kruhového průřezu. Problém spočívá ve složitosti konfigurace výztužné vrstvy, která vyžaduje další podporu. V takových systémech se používá nepřímé vyztužení spirálovými kovovými tyčemi. Vlastnosti vyztužení kulatých sloupů jsou vyjádřeny tím, že podélné tyče jsou navíc po obvodu ovinuty cívkami trolejového drátu. V tomto případě není průměr spirály větší než 20 cm.
Vyztužení sloupových konzol
Kvůli nedostatku možností instalace sloupových podpěr stavitelé často používají konzolové římsy jako prvek konstrukční výztuže. Doporučuje se instalovat takové díly na ocelový výztužný rám, který může být zahrnut do horního stropu nebo do spodního základu. Konzoly jsou v závislosti na konstrukčních parametrech vyztuženy kovovými tyčemi malého průměru, příchytkami a svařovanou sítí. Největšího efektu zpevnění sloupků v kompozici s konzolami lze dosáhnout s homogenním svazkem přesahu, hlavního rámu trupu a podešve.
Závěr
Vlastnosti použití výztuže pod sloupy jsou určeny konstrukční izolací této části konstrukce. Samozřejmě oba přesahy nahoře i dole poskytují potřebnou oporu,ale přetlak se zatížením může přímo ovlivnit strukturu sloupu. Aby se zabránilo vnitřním procesům destrukce, používá se podélná a příčná výztuž. Požadavky přitom dávají konstruktérům značnou volnost jak ve výběru tyčí, tak v konfiguracích jejich pokládky. Zásadní omezení se týkají především výběru materiálů, určení rozměrů a způsobu instalace rámu.
