Гибка арматуры: оправка и длина заготовки

Нормативная база

СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции» с Изменениями № 1 и № 2, п. 10.3.33 (наименьший диаметр оправки гнутых стержней); справочно ГОСТ 34028-2016, пп. 5.7.1, 5.7.2, табл. 6 (оправка испытания проката на изгиб)

Как считается

Метод и нормативная база

Наименьший диаметр оправки для гибки арматуры (отгибы, загибы концов стержней) принимается по СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», п. 10.3.33: загиб не должен вызывать раскалывания бетона внутри загиба и разрушения стержня в месте загиба. Для гладких стержней dоп = 2,5ds при ds < 20 мм и 4ds при ds ≥ 20 мм, для стержней периодического профиля — 5ds и 8ds соответственно. Пункт Изменениями № 1 и № 2 к своду правил не затронут.

Справочно рядом показывается оправка приёмочного испытания проката на изгиб по ГОСТ 34028-2016: для А240 — изгиб на 180° вокруг оправки dн (п. 5.7.1), для А400 и А500 — на 180° вокруг оправки не более 3dн при диаметре до 16 мм включительно и 6dн свыше 16 мм (п. 5.7.2, табл. 6). Это характеристика пластичности самого проката и о бетоне внутри загиба ничего не говорит, поэтому в расчёт заготовки не идёт. Значения — «сверено по сторонним»: три независимые перепечатки стандарта совпали слово в слово, официального издания в открытом доступе не найдено.

Длина заготовки считается по оси стержня: сумма прямых участков между точками касания и длин дуг. Радиус дуги по оси R = dоп/2 + ds/2. При повороте оси на угол θ точка касания отстоит от точки пересечения осей соседних участков на R·tg(θ/2), длина дуги R·θ. Размеры, заданные по наружным граням, переводятся в размеры по оси: при загибе 90° точка пересечения наружных граней отстоит от точки пересечения осей на ds/2 вдоль каждого участка.

Замкнутый хомут задаётся наружными габаритами и длиной прямого конца крюка. Оси сторон меньше габаритов на ds. В трёх углах загиб 90°, в четвёртом оба конца стержня огибают один и тот же угловой стержень на 135°. Точка касания стороны с окружностью загиба отстоит от угла осевого прямоугольника на R при любом угле поворота, поэтому каждая сторона между точками касания равна A − 2R. Дуги крюков проходят угол дважды и ещё по 45° сверх него: заготовка хомута длиннее скруглённого осевого контура на πR плюс два прямых конца. Прямой конец крюка отсчитывается от конца дуги.

Развёртка — последовательность прямых участков и дуг от левого конца с отметками начала каждого загиба; масса — по массе 1 м проката сортамента.

Формулы

dоп ≥ 2,5ds (ds < 20 мм), 4ds (ds ≥ 20 мм) — гладкие; 5ds (ds < 20 мм), 8ds (ds ≥ 20 мм) — периодического профиля

СП 63.13330.2018, п. 10.3.33

dоп,исп = dн (А240); ≤ 3dн при dн ≤ 16 мм, ≤ 6dн при dн > 16 мм (А400, А500), угол 180°

ГОСТ 34028-2016, пп. 5.7.1, 5.7.2, табл. 6 — справочно

R = dоп/2 + ds/2

радиус загиба по оси стержня

lзаг = Σ lпр + Σ R · θ, lпр = lоси − Σ R · tg(θ/2)

длина заготовки по оси; lоси — участок между точками пересечения осей, θ — угол поворота оси в радианах

lоси = lнар − ds/2 на каждый соседний загиб 90°

перевод размера по наружным граням в размер по оси

Что вводится

• Класс арматуры А240 (гладкая), А400 или А500 (периодического профиля) и диаметр 6-40 мм.
• Форма: Г-образный стержень, П-образная скоба, стержень с отгибом на угол α, замкнутый хомут с крюками 135°.
• Размеры участков, мм, и способ их отсчёта: по наружным граням или по оси; для отгиба — горизонтальные участки по оси и высота отгиба между осями; для хомута — наружные габариты и прямой конец крюка.
• Принятый диаметр оправки, мм (по умолчанию — наименьший по п. 10.3.33), и число одинаковых стержней.

Что получается

• Наименьший диаметр оправки по п. 10.3.33 и проверка принятого; справочно — оправка испытания по ГОСТ 34028-2016.
• Радиус загиба по внутренней грани и по оси, длина заготовки, укорочение против суммы размеров, отметки загибов от левого конца.
• Развёртка по участкам, масса одного стержня и партии; схема загиба и развёртки на экране и в PDF.

Пример расчёта

Г-образный стержень ⌀12 А500, размеры по наружным граням a = 500 мм, b = 300 мм, оправка — наименьшая по норме, 10 стержней.

1. Периодический профиль, ds = 12 мм < 20 мм: dоп = 5 · 12 = 60 мм (п. 10.3.33); испытание проката — оправка 3 · 12 = 36 мм (ГОСТ 34028-2016, табл. 6).
2. r = 60/2 = 30 мм; R = 30 + 12/2 = 36 мм.
3. По оси: a = 500 − 6 = 494 мм, b = 300 − 6 = 294 мм.
4. Прямые участки: 494 − 36 · tg 45° = 458 мм и 294 − 36 = 258 мм; дуга 36 · π/2 = 56,5 мм.
5. lзаг = 458 + 56,5 + 258 = 772,5 мм; против суммы размеров 800 мм короче на 27,5 мм; загиб начинается на отметке 458 мм от конца.
6. Масса: 0,7725 · 0,888 = 0,686 кг на стержень, 6,860 кг на 10 стержней.

Оправка не меньше 60 мм, радиус по оси 36 мм, длина заготовки 772,5 мм, загиб на отметке 458 мм, масса партии 6,860 кг.

Окончательные значения принимаются в составе проектной документации — с учётом задания, местных условий и решений смежных разделов.

Границы применимости

• Считается гибка отдельного стержня ненапрягаемой арматуры классов А240, А400 и А500. Гнутые сетки и каркасы, напрягаемая и холоднодеформированная арматура, гибка с подогревом не рассматриваются.
• Длина заготовки получена по оси стержня в предположении, что ось при гибке не удлиняется и сечение не сплющивается; припуск на разброс гибочного станка и на обрезку не добавляется.
• Прямые концы крюков хомута и длины участков норма числом не задаёт — их назначает конструктор по условиям анкеровки (пп. 10.3.19, 10.3.25) и охвата продольной арматуры.
• Оправка испытания по ГОСТ 34028-2016 показана справочно и в расчёт не входит: п. 10.3.33 требует исключить раскалывание бетона внутри загиба, чего испытание проката не проверяет.
• Проверка бетона на смятие внутри загиба под усилием в стержне не выполняется: п. 10.3.33 задаёт наименьшую оправку без расчёта, больший диаметр при высоком напряжении в стержне назначает инженер.
• У замкнутого хомута оба крюка отнесены к одному углу осевого прямоугольника: фактическое смещение концов друг относительно друга порядка ds, а также нахлёст концов при гибке на станке в длину заготовки не входят.

Смежные расчёты: Конструктивные решения (КР)

• Снеговая нагрузка (СП 20)
• Ветровая нагрузка (СП 20)
• Балка: прогиб, прочность, эпюры M/Q
• Сортамент проката и труб
• Фундамент (основание)
• Проверка на всплытие
• Колонна на сжатие (СП 63)
• Плита перекрытия (СП 63)
• Продавливание плиты (СП 63)
• Несущая способность сваи (СП 24)
• Анкеровка и нахлёстка арматуры (СП 63)
• Узлы стальных конструкций (СП 16)
• Сопротивление грунта R (СП 22)
• Сейсмические нагрузки (СП 14)
• Стальная колонна (СП 16)
• Крановые нагрузки (СП 20)
• Кирпичный столб (СП 15)