El dispositiu de formigó i estructures de formigó armat proporciona un reforç addicional a causa de les barres de reforç. Aquest últim, per cert, és un dels segments més demandats de la metal·lúrgia ferrosa, fet que es confirma pel seu ampli ús en la construcció. Pel que fa a les columnes de formigó, el reforç juga un paper especialment important per la impossibilitat d'utilitzar altres estructures de suport diferents dels pisos inferior i superior. El reforç de la vareta interna amb barres metàl·liques en diferents configuracions és la solució òptima al problema.
Requisits generals d'armadura
Per a columnes es poden utilitzar barres metàl·liques laminades en calent, endurides termomecànicament i conformades en fred de diversos perfils. El diàmetre mitjà varia de 12 a 40 mm. Si teniu previst utilitzar varetes formades en fredperfil periòdic, llavors també es pot utilitzar un diàmetre petit de 3-12 mm. Pel que fa a la resistència a la tracció, s'admeten les classes A i B, corresponents a límits de fluència garantits amb un coeficient d'almenys 0,95.
En casos especials, el reforç de columnes monolítices pot tenir requisits especials quant a ductilitat, soldabilitat, resistència a la corrosió i resistència a la fatiga. Com a regla general, això es deu a les especificitats de la barreja de formigó i ciment utilitzats. La naturalesa de l'enllaç amb el formigó és fonamental en gairebé tots els casos de reforç. La manca d'adhesió es pot compensar amb el disseny del perfil amb ranures i crestes. Les mateixes varetes laminades en calent i formades en fred poden tenir sortints anulars i en forma de mitja lluna de diferents mides. Per contra, moltes marques de formigó amb una estructura trencadissa només permeten l'ús de barres llises, per exemple, la classe A240. Ara val la pena passar a una consideració més detallada dels paràmetres del reforç utilitzat per reforçar les columnes.
Longitud de l'armadura
Quan es col·loca una columna prefabricada, es calculen acuradament els paràmetres de l'encofrat, que ha d'incloure orgànicament equips metàl·lics de reforç. És important que els extrems de les barres de treball que no estiguin connectades als elements d'ancoratge estiguin a la següent distància de l'extrem de la peça:
- 20 mm si es disposa d'una columna monolítica amb una longitud d'almenys 6 m.
- 15 mm si la columna és més llarga de 18 m. La mateixa restricció s'aplica a les estructures i suports del pal.
- 10 mm si es col·loca una columna prefabricada amb una longitud inferior a 18m.
En cada cas, el reforç de la columna consisteix a deixar una part de la barra, que s'ha de protegir amb anticorrosius especials o aïllar-se addicionalment amb equips de bastidor.
Diàmetre de l'armadura
En el cas de varetes longitudinals s'utilitzen elements amb un gruix mínim de 16 mm. Les estructures prefabricades monolítices també es poden reforçar amb varetes de 12 mm. A més, es permeten petits diàmetres quan s'utilitzen reforços d'acer estructural amb un recobriment protector. La comptabilització del diàmetre també és important des del punt de vista de la configuració de la seva col·locació al cos de la columna. Per tant, les barres longitudinals només es poden instal·lar en una fila i preferiblement amb una velocitat d'obturació del mateix diàmetre. Si es preveu reforçar la columna amb varetes de diferents gruixos, es permet un màxim de dos formats sense tenir en compte els equips de reforç estructural. Normalment s'utilitzen barres de diferents diàmetres per estalviar diners, però no es poden utilitzar mides adjacents a la mateixa columna. Per exemple, no es permet col·locar barres amb un diàmetre de 8 i 10 mm o de 10 i 12 mm.
Àrea de reforç
El càlcul de l'àrea es realitza segons els trams de l'armadura longitudinal. Com a resultat, s'estima quin percentatge de la secció de les barres ocupen a la superfície de la columna. Es permet un màxim del 5%, però només en el cas d'una disposició mesurada de varetes sense solapament. La connexió solapada duplica l'àrea de la secció transversal del reforç a les juntes, cosa que no sempre permet el muntatge correcte de la columna. També heu de mantenir la simetria de la col·locacióvaretes en relació amb l'àrea de la secció transversal de l'estructura, especialment quan es tracta del futur funcionament d'una estructura amb una elevada càrrega de flexió. D'una manera o altra, el percentatge òptim de reforç de la columna serà del 2-3%. A la secció mateixa, s'ha de tenir en compte no només la base de la barra, sinó també els ress alts en forma de crestes.
Quina hauria de ser la unió de barres de reforç?
La connexió i les sortides d'armadura també determinen la fiabilitat de l'estructura. Ja s'ha observat l'important paper de la superposició, que augmenta amb l'ús de columnes monolítices. Al mateix temps, no s'ha de subestimar l'impacte d'aquests llaços en la integritat estructural de la columna. El fet és que, per exemple, una vareta de 25 mm (de diàmetre) s'ha d'unir amb un solapament al llarg d'una longitud d'almenys 140 cm. A més, si l'acoblament es fa en cursa, aquesta distància es duplica. Per tant, es recomana esforçar-se per minimitzar els nodes de connexió quan es reforça la columna amb barres longitudinals. Si es tracta de grans llums i la implementació de zones de transició és inevitable, les juntes es traslladen als llocs on canvia la secció de la columna. Aquestes configuracions es troben en dissenys escalonats, de dues branques i trencaments. També es recomana soldar amb coixinets com a alternativa.
Espais entre varetes
Per començar, val la pena destacar la importància de l'equilibri entre la massa reforçada i els buits del cos de la columna. La sobresaturació de les barres metàl·liques de treball debilita l'estructura del formigó, fent-la més sensible a les càrregues dinàmiques. Per contra, el desavantatgeL'equip de reforç augmenta el risc de danys a la columna quan es treballa sota càrregues estàtiques. Fins i tot si els sòls i la columna reforçada actuen mútuament en indicadors de pressió moderada, després d'un temps es començaran a formar esquerdes a les seccions debilitats de l'estructura. L'equilibri es pot mantenir mantenint una distància estàndard entre barres de reforç de 400 mm. Si aquesta distància no és suficient a causa de la mínima inclusió de pedra triturada o pedra a la solució, els grans buits es dilueixen amb un reforç estructural prim amb un diàmetre de 12 mm.
Restriccions de la capa protectora de reforç
La capa màxima de reforç longitudinal és de 50 mm. Aquest gruix inclou tant la base de la vareta com els seus elements estructurals recoberts. La possibilitat d'utilitzar varetes amb un diàmetre de 40 mm mantenint els 10 mm tecnològics es deu al fet que la pròpia capa de reforç pot requerir un reforç addicional. En particular, el reforç de columnes amb una secció de 600x800 mm preveu la inclusió d'una malla soldada, pinces i llaços. Les varetes de gran format també es subjecten amb lligaments de reforç. A més, els elements addicionals de reforç del reforç en si no s'han de confondre amb les superposicions durant la soldadura, que realitzen la important tasca estructural de connectar dues o més barres.
La principal limitació es refereix al gruix de la capa protectora, que es deu a un augment proporcional dels riscosesquerdament de la columna als llocs per on passen les varetes. La tensió experimentada per una estructura de formigó amb inclusions estranyes serà excessivament elevada i, sota càrregues dinàmiques, conduirà a la destrucció. Aquest factor es compensa en part amb les malles i pinces esmentades anteriorment, però el millor és complir inicialment les normes per a la formació d'una capa de reforç.
Requisits per al reforç transversal
A les estructures de pilars, on la força transversal de disseny no pot ser proporcionada només per l'estructura de formigó, també s'utilitza el reforç transversal. El pas a l'hora de col·locar-lo no ha de ser superior a 300 mm. Si es preveu realitzar un reforç comprimit, el càlcul del reforç de la columna per desplaçaments es fa en funció del gruix de les barres: el pas no hauria de ser superior a 15 diàmetres, però encaixar en 500 mm. Pel que fa a les interaccions de reforç transversal i longitudinal, dependrà de la secció de la columna i de la seva saturació amb varetes de treball. En principi, són possibles dues configuracions. En un, no es permet l'aparellament, ja que una capa de varetes longitudinals es disposa més a prop de la vora i es col·loquen varetes transversals als buits que queden. En la segona opció, es fan juntes si el reforç longitudinal s'implementa en diverses files des de la vora fins a la part central. Bàsicament, les barres fines transversals estan connectades a barres estructurals amb un diàmetre no superior a 12 mm.
Tecnologia de reforç de columnes
Els mètodes de reforç es diferencien en les tècniques de lligat, els enfocaments d'encofrat i les configuracions de col·locació de barres. Pel que fa a teixir, es pot fer amb filferro omanera soldada. En el primer cas, es recomana utilitzar una pistola de construcció de punt per a accessoris, i en el segon cas, una màquina de soldadura inversora per a connexions precises. En aquesta etapa, es forma el marc. La configuració del reforç sota les columnes pot ser diferent segons les característiques de l'estructura. És òptim utilitzar una versió combinada amb l'ús de reforç longitudinal i transversal, en què també s'implementarà el teixit adjacent de dos marcs. L'estructura de l'encofrat s'organitza amb l'ajuda de peces en blanc d'emmotllament, en les quals s'hi submergeix l'esquelet metàl·lic preparat i després s'aboca amb formigó. Les diferències en els mètodes de creació d'encofrats es redueixen al tipus de material utilitzat: fusta, escuma de poliestirè o materials fibrosos combinats. En aquesta elecció, la condició principal és la possibilitat de combinar armadura i encofrat pel que fa a pes i càrregues tècniques en general.
Reforç de fonaments de pilars
A la base s'instal·len columnes de l'edifici, l'anomenat vidre portador, que també està reforçat. Per formar part de la sola estructural, s'utilitzen graus de formigó pesat amb una classe de resistència alta. El reforç del vidre es realitza mitjançant barres laminades en calent amb un perfil periòdic. A l'hora de reforçar la base de la columna, serà fonamental la unió de les barres de la sola amb els elements del reforç longitudinal principal. Per a aquest lligament, en el punt de transició de la sola a l'eix de la columna, es solden varetes amb volandes a l'esquelet de varetes de màniga laminades en calent. La dificultat rau només enla transició correcta d'un nivell a un altre, observant la simetria dels contorns de reforç.
Característiques del reforç en espiral
El més difícil, des del punt de vista de la disposició de les varetes, és el reforç de columnes de secció circular. El problema rau en la complicació de la configuració de la capa de reforç, que requereix suport addicional. En aquests sistemes, s'utilitza un reforç indirecte amb varetes metàl·liques en espiral. Les característiques del reforç de columnes rodones s'expressen en el fet que les barres longitudinals s'emboliquen addicionalment al voltant del perímetre amb bobines de cable aeri. En aquest cas, el diàmetre de l'espiral no supera els 20 cm.
Reforç de les consoles de la columna
A causa de la manca d'opcions per a la instal·lació de suports de columnes, els constructors sovint utilitzen cornisa en voladís com a element de reforç estructural. Es recomana instal·lar aquestes peces en un marc de reforç d'acer, que es pot incloure al sostre superior o a la base inferior. Les consoles es reforcen amb varetes metàl·liques de petit diàmetre, pinces i malles soldades, en funció dels paràmetres de disseny. El major efecte de reforçar les columnes en la composició amb consoles es pot aconseguir amb un munt de superposició homogeni, el marc principal del tronc i la sola.
Conclusió
Les característiques de l'ús de reforç sota columnes estan determinades per l'aïllament estructural d'aquesta part de l'estructura. Per descomptat, ambdues superposicions a la part superior i inferior proporcionen el suport necessari,però la sobrepressió amb càrrega pot afectar directament l'estructura de la columna. És per evitar processos interns de destrucció que s'utilitza el reforç longitudinal i transversal. Al mateix temps, els requisits donen una llibertat considerable als dissenyadors tant en l'elecció de les barres com en les configuracions de la seva col·locació. Les limitacions fonamentals es relacionen principalment amb la selecció de materials, la determinació de les dimensions i els mètodes d'instal·lació del marc.
