Il dispositivo delle strutture in cemento armato e cemento armato prevede un'ulteriore armatura grazie alle barre d'armatura. Quest'ultimo, tra l' altro, è uno dei segmenti più richiesti della metallurgia ferrosa, il che è confermato dal suo ampio utilizzo nell'edilizia. Per quanto riguarda le colonne in calcestruzzo, l'armatura gioca un ruolo particolarmente importante per l'impossibilità di utilizzare altre strutture portanti diverse dai piani inferiore e superiore. Il rinforzo interno del tondino con barre metalliche in diverse configurazioni è la soluzione ottimale al problema.
Requisiti generali dell'armatura
Barre di metallo laminate a caldo, temprate termomeccanicamente e formate a freddo di vari profili possono essere utilizzate per le colonne. Il diametro medio varia da 12 a 40 mm. Se prevedi di utilizzare bacchette formate a freddoprofilo periodico, quindi può essere utilizzato anche un piccolo diametro di 3-12 mm. In termini di carico di rottura sono ammesse le classi A e B, corrispondenti a carichi di snervamento garantiti con un coefficiente di almeno 0,95.
In casi speciali, il rinforzo delle colonne monolitiche può avere requisiti speciali in termini di duttilità, saldabilità, resistenza alla corrosione e resistenza alla fatica. Di norma, ciò è dovuto alle specifiche della miscela di calcestruzzo e del cemento utilizzati. Di fondamentale importanza in quasi tutti i casi di armatura è la natura del legame con il calcestruzzo. La mancanza di adesione può essere compensata dal design del profilo con scanalature e creste. Le stesse bacchette laminate a caldo e formate a freddo possono avere sporgenze anulari ea forma di mezzaluna di diverse dimensioni. Al contrario, molte marche di calcestruzzo con una struttura fragile consentono l'uso solo di barre lisce, ad esempio la classe A240. Ora vale la pena passare a una considerazione più dettagliata dei parametri dell'armatura utilizzata per il rinforzo delle colonne.
Lunghezza dell'armatura
Quando si posa una colonna prefabbricata, i parametri della cassaforma sono calcolati con attenzione, che dovrebbero includere organicamente le attrezzature metalliche di rinforzo. È importante che le estremità delle aste di lavoro che non sono collegate agli elementi di ancoraggio siano alla seguente distanza dall'estremità del pezzo:
- 20 mm se si dispone una colonna monolitica di almeno 6 m di lunghezza.
- 15 mm se la colonna è più lunga di 18 m. La stessa restrizione si applica alle strutture e ai supporti dell'albero.
- 10 mm se viene posata una colonna prefabbricata di lunghezza inferiore a 18m.
Il rinforzo della colonna prevede in ogni caso di lasciare una parte della barra, che deve essere protetta con appositi agenti anticorrosivi o ulteriormente isolata con attrezzatura a telaio.
Diametro dell'armatura
Nel caso di aste longitudinali si utilizzano elementi con uno spessore minimo di 16 mm. Le strutture prefabbricate monolitiche possono essere armate anche con tondini da 12 mm. Inoltre, sono consentiti diametri piccoli quando si utilizzano armature in acciaio strutturale con rivestimento protettivo. La contabilizzazione del diametro è importante anche dal punto di vista della configurazione del suo posizionamento nel corpo della colonna. Quindi, le aste longitudinali possono essere installate solo in una fila e preferibilmente con una velocità dell'otturatore di uguale diametro. Se si prevede di rinforzare la colonna con aste di diverso spessore, è consentito un massimo di due formati senza tener conto delle attrezzature di rinforzo strutturale. Di solito vengono utilizzate aste di diverso diametro per risparmiare denaro, ma le dimensioni adiacenti non possono essere utilizzate nella stessa colonna. Ad esempio, non è consentito posare aste con un diametro di 8 e 10 mm o 10 e 12 mm.
Area di rinforzo
Il calcolo dell'area viene eseguito in base alle sezioni dell'armatura longitudinale. Di conseguenza, si stima quale percentuale della sezione delle barre occupa sulla superficie della colonna. È consentito un massimo del 5%, ma solo nel caso di una disposizione misurata delle aste senza sovrapposizione. Il collegamento a sormonto raddoppia l'area della sezione trasversale dell'armatura in corrispondenza dei giunti, cosa che non sempre consente il corretto montaggio della colonna. Dovresti anche mantenere la simmetria del posizionamentoaste relative all'area della sezione trasversale della struttura, soprattutto quando si tratta del futuro funzionamento di una struttura con un carico di flessione elevato. In un modo o nell' altro, la percentuale ottimale di rinforzo della colonna sarà del 2-3%. Nella sezione stessa, si dovrebbe prendere in considerazione non solo la base della barra, ma anche le sporgenze sotto forma di creste.
Quale dovrebbe essere l'unione delle barre d'armatura?
Il collegamento e le uscite delle armature determinano anche l'affidabilità della struttura. È già stato notato l'importante ruolo della sovrapposizione, che aumenta con l'uso di colonne monolitiche. Allo stesso tempo, non è da sottovalutare l'impatto di tali tiranti sull'integrità strutturale della colonna. Il fatto è che, ad esempio, un'asta da 25 mm (di diametro) deve essere unita con una sovrapposizione lungo una lunghezza di almeno 140 cm Inoltre, se l'aggancio viene eseguito in una corsa, questa distanza viene raddoppiata. Pertanto, si consiglia di cercare di ridurre al minimo i nodi di collegamento quando si rinforza la colonna con barre longitudinali. Se si tratta di grandi campate ed è inevitabile l'implementazione di zone di transizione, i giunti vengono trasferiti nei punti in cui cambia la sezione della colonna stessa. Tali configurazioni si trovano nei modelli a gradini, a due rami ea interruzione. In alternativa si consiglia anche la saldatura con pastiglie.
Spazi tra le aste
Per cominciare, vale la pena sottolineare l'importanza dell'equilibrio tra la massa rinforzata ei vuoti nel corpo della colonna. L'eccessiva saturazione delle barre metalliche in lavorazione indebolisce la struttura in calcestruzzo, rendendola più sensibile ai carichi dinamici. Al contrario, lo svantaggiol'attrezzatura di rinforzo aumenta il rischio di danni alla colonna durante il funzionamento con carichi statici. Anche se i pavimenti e la colonna rinforzata agiscono l'uno sull' altro in indicatori di pressione moderata, dopo un po' inizieranno a formarsi delle crepe nelle sezioni indebolite della struttura. L'equilibrio può essere mantenuto mantenendo una distanza standard tra le barre d'armatura di 400 mm. Se questa distanza non è sufficiente a causa dell'inclusione minima di pietrisco o pietrisco nella soluzione, le grandi lacune vengono diluite con un rinforzo strutturale sottile con un diametro di 12 mm.
Restrizioni dello strato protettivo rinforzante
Lo strato massimo di rinforzo longitudinale è di 50 mm. Questo spessore comprende sia la base dell'asta che i suoi elementi strutturali rivestiti. La possibilità di utilizzare tondini con un diametro di 40 mm pur mantenendo tecnologici 10 mm è dovuta al fatto che lo stesso strato di rinforzo potrebbe richiedere un rinforzo aggiuntivo. In particolare il rinforzo delle colonne di sezione 600x800 mm prevede l'inserimento di rete elettrosaldata, morsetti e tiranti. Le aste di grande formato sono inoltre fissate insieme a legamenti di rinforzo. Inoltre, gli elementi aggiuntivi di rinforzo dell'armatura stessa non devono essere confusi con le sovrapposizioni durante la saldatura, che svolgono l'importante compito strutturale di collegare due o più aste.
La principale limitazione riguarda lo spessore dello strato protettivo, dovuto ad un proporzionale aumento dei rischifessurazione della colonna nei punti in cui passano le aste. La sollecitazione subita da una struttura in calcestruzzo con inclusioni estranee sarà eccessivamente elevata e, sotto carichi dinamici, porterà alla distruzione. Questo fattore è in parte compensato dalle suddette maglie e morsetti, ma è meglio rispettare inizialmente le norme per la formazione di uno strato di rinforzo.
Requisiti per il rinforzo trasversale
Nelle strutture a colonna, dove la forza trasversale di progetto non può essere fornita solo dalla struttura in calcestruzzo, viene utilizzata anche l'armatura trasversale. Il gradino durante la posa non deve superare i 300 mm. Se si prevede di eseguire un'armatura compressa, il calcolo del rinforzo della colonna per offset viene effettuato in base allo spessore delle aste: il gradino non deve superare i 15 diametri, ma rientrare in 500 mm. Per quanto riguarda le interazioni di rinforzo trasversale e longitudinale, dipenderà dalla sezione della colonna e dalla sua saturazione con le aste di lavoro. In linea di principio sono possibili due configurazioni. In uno, l'accoppiamento non è consentito, poiché uno strato di aste longitudinali è disposto più vicino al bordo e le aste trasversali sono posate negli spazi vuoti a sinistra. Nella seconda opzione, i giunti vengono realizzati se l'armatura longitudinale è realizzata su più file dal bordo alla parte centrale. Fondamentalmente, le aste sottili trasversali sono collegate a aste strutturali con un diametro non superiore a 12 mm.
Tecnologia di rinforzo della colonna
I metodi di rinforzo differiscono per le tecniche di legatura, gli approcci delle casseforme e le configurazioni di posizionamento delle barre. Per quanto riguarda il lavoro a maglia, può essere fatto con filo omodo saldato. Nel primo caso si consiglia di utilizzare una pistola da costruzione per maglieria per raccordi e nel secondo caso una saldatrice inverter per connessioni precise. A questo punto si forma la cornice. La configurazione dell'armatura sotto le colonne può essere diversa a seconda delle caratteristiche della struttura. È ottimale utilizzare una versione combinata con l'uso di rinforzi longitudinali e trasversali, in cui verrà implementata anche la lavorazione a maglia adiacente di due telai. La struttura della cassaforma è disposta con l'aiuto di grezzi di modanatura, in cui viene immerso lo scheletro metallico preparato e quindi viene colato con calcestruzzo. Le differenze nei metodi di creazione delle casseforme dipendono dal tipo di materiale utilizzato: legno, polistirene espanso o materiali fibrosi combinati. In questa scelta la condizione principale è la possibilità di abbinare armatura e cassaforma in termini di peso e carichi tecnici in genere.
Rinforzo delle fondazioni delle colonne
Le colonne dell'edificio sono installate sulla fondazione, il cosiddetto vetro portante, anch'esso rinforzato. Per formare parte della suola strutturale, vengono utilizzati gradi di cemento pesante con un'elevata classe di resistenza. Il rinforzo del vetro è eseguito da bacchette laminate a caldo con profilo periodico. Nel rinforzare la fondazione della colonna, sarà di fondamentale importanza la giunzione delle sole barre con gli elementi dell'armatura longitudinale principale. Per questo legamento, nel punto di transizione dalla suola all'albero della colonna, le aste con rondelle sono saldate allo scheletro delle aste delle maniche laminate a caldo. La difficoltà sta solo inil corretto passaggio da un livello all' altro, osservando la simmetria dei contorni di rinforzo.
Caratteristiche del rinforzo a spirale
Il più difficile, dal punto di vista della disposizione delle aste, è il rinforzo di colonne a sezione circolare. Il problema sta nella complicazione della configurazione dello strato di rinforzo, che richiede un supporto aggiuntivo. In tali sistemi viene utilizzato il rinforzo indiretto con barre metalliche a spirale. Le caratteristiche del rinforzo delle colonne rotonde sono espresse dal fatto che le aste longitudinali sono ulteriormente avvolte attorno al perimetro con bobine di filo aereo. In questo caso il diametro della spirale non supera i 20 cm.
Rinforzo delle console a colonna
A causa della mancanza di opzioni per l'installazione dei supporti delle colonne, i costruttori utilizzano spesso le sporgenze a sbalzo come elemento di rinforzo strutturale. Si consiglia di installare tali parti su un telaio di rinforzo in acciaio, che può essere incluso nel soffitto superiore o nella fondazione inferiore. Le console sono rinforzate con barre metalliche di piccolo diametro, morsetti e rete saldata, a seconda dei parametri di progettazione. Il massimo effetto di rinforzo delle colonne nella composizione con mensole può essere ottenuto con un fascio omogeneo di sovrapposizione, il telaio principale del tronco e la suola.
Conclusione
Le caratteristiche dell'uso dell'armatura sotto le colonne sono determinate dall'isolamento strutturale di questa parte della struttura. Naturalmente, entrambe le sovrapposizioni in alto e in basso forniscono il supporto necessario,ma la sovrappressione con il carico può influenzare direttamente la struttura della colonna. È per prevenire i processi interni di distruzione che viene utilizzato il rinforzo longitudinale e trasversale. Allo stesso tempo, le esigenze lasciano ampia libertà ai progettisti sia nella scelta delle aste che nelle configurazioni della loro posa. Le limitazioni fondamentali riguardano principalmente la scelta dei materiali, la definizione delle dimensioni e delle modalità di installazione del telaio.
