У концов предварительно напряженных элементов, на длине не менее 0,6 длины передачи предварительного напряжения (см. следует предусматривать установку дополнительной поперечной или косвенной арматуры, охватывающей напрягаемую арматуру, с шагом не более 100 мм.

Для элементов с напрягаемой арматурой класса А при передаточной прочности бетона не менее 22 МПа, указанную поперечную или косвенную арматуру можно не предусматривать, если предварительное напряжение σ_sp(1) c учетом первых потерь не превышает:

460 МПа при d_s = 10 - 14 мм;

420 МПа при d_s = 16 - 20 мм;

380 МПа при d_s = 22 - 32 мм,

(где d_s - диаметр напрягаемых стержней).

В случае отсутствия по длине элемента поперечной арматуры указанные значения σ_sp снижаются на 40 МПа,

При передаточной прочности бетона менее 22 МПа дополнительную поперечную или косвенную арматуру можно не предусматривать лишь при σ_sp ≤ 260 МПа.

Для предотвращения продольных трещин у торцов предварительно напряженных элементов необходимо у торцов на участке не менее 1/4 высоты элемента предусматривать дополнительную поперечную арматуру на всю высоту элемента.

Эта арматура должна быть надежно заанкерена приваркой к нижней закладной детали или представлять собой корытообразную сетку, охватывающую нижнюю продольную арматуру.

Сечение этой поперечной арматуры должно в состоянии воспринимать не менее 20% усилия в напрягаемой арматуре нижней зоны, определяемого по прочности (т.е. равного R_sA_s).

Анкеровку арматуры осуществляют одним из следующих способов:

- в виде прямого окончания стержня (прямая анкеровка);

- с применением специальных анкерных устройств на конце стержня.

Кроме того, анкеровка ненапрягаемой арматуры может осуществляться загибом на конце стержня в виде крюка, отгиба (лапки) или петли, а также приваркой поперечных стержней.

Базовую (основную) длину анкеровки напрягаемой и ненапрягаемой арматуры, необходимую для передачи усилия в арматуре с полным расчетным сопротивление R_s на бетон определяют по формуле

(5.1)

где A_sp(S) и u_s - соответственно площадь сечения анкеруемого стержня напрягаемой (ненапрягаемой) арматуры и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня;

R_bond - расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки и определяемое по формуле

R_bond = η₁η₂R_bt , (5.2)

здесь η₁ - коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры и принимаемый равным:

2,5 -для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры периодического профиля класса А;

2,2 - для арматурных канатов класса А диаметром 9 мм и более;

2,0 - для холоднодеформированной арматуры класса В500;

1,8 -для холоднодеформированной арматуры класса Вр диаметром 4 мм и более;

1,7 - для холоднодеформированной арматуры класса Вр диаметром 3 мм и арматурных канатов класса К диаметром 6 мм;

1,5 - для гладкой арматуры класса А240;

η₂ - коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры и принимаемый равным:

1,0 - для диаметра арматуры d_s ≤ 32 мм;

0,9 - для диаметра арматуры 36 и 40 мм.

Требуемую расчетную длину прямой анкеровки напрягаемой арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяют по формуле

(5.3)

где l_0,an - базовая длина анкеровки, определяемая по формуле (5.1);

A_s,cal , A_s,ef - площадь поперечного сечения арматуры соответственно требуемая по расчету с полным расчетным сопротивлением и фактически установленная.

Для крайних свободных опор балок длину анкеровки можно уменьшить в зависимости от поперечной или косвенной арматуры, охватывающей продольную арматуру, и величины поперечного обжатия бетона.

В любом случае фактическую длину анкеровки принимают не менее 15d и не менее 200 мм.

 Если согласно расчету наклонных сечений на действие изгибающего момента) невозможно или нерационально установить необходимую поперечную арматуру, на концах стержней напрягаемой арматуры устанавливают анкера следующих типов:

высаженные головки - для арматуры классов А600 (марки 200ХГ2Ц) и А800;

обжатые шайбы - для арматуры классов А600 А 800, А1000;

приваренные коротыши - для арматуры классов А600 (марок 2Г2С и 20ХГ2Ц) и А800.

Типы анкеров для ненапрягаемой арматуры приведены в "Пособии по проектированию бетонных и железобетонных конструкции из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003)".

В этом случае усилие в продольной арматуре принимается равной N_s = 2,5R_bA_c, где A_c - площадь контакта анкера с бетоном.

При размещении анкеров на напрягаемой арматуре следует учитывать их перемещение при удлинении в процессе ее натяжения на упоры; после натяжения арматуры анкер должен занимать проектное положение.

6.4 Общие требования при конструировании колонн. Продольное и поперечное армирование.

Форма сечения колонн назначается в зависимости от их нагружения. Для условно центрально сжатых элементов назначают квадратную, круглую или кольцевую форму сечения. При наличии эксцентриситетов e₀ сжимающей силы, размеры колонн в плоскости изгибающего момента - развивают, т.е форму принимают прямоугольной, двутавровой или двух ветвевой. При наличии моментов в двух плоскостях (косое внецентренное сжатие) использование кольцевых или круглых сечений с распределенной по периметру арматурой. При назначении размеров сечения учитываются условия опирания самих колонн и выше лежащих элементов, а также условия изготовления. Размеры монолитных колонн не должны быть менее 250 мм из-за трудностей бетонирования в вертикальном положении. В любом случае сечение колонн назначается так, чтобы их гибкость  ( - расчетный пролет, )  или ( для прямоугольных) не превышала:

- для любых сжатых железобетонных элементов ,

- для колонн зданий                                      ,

- для бетонных элементов            , (b – ширина сечения)

Размеры колонн должны быть типизированы, т.е при кратны 50 мм, при кратны 100 мм при соотношении, как правило (при ). В условно центрально сжатых элементах продольная арматура устанавливается по расчету или конструктивно, т.е она может увеличить несущую способность, уменьшает случайный эксцентриситет, неоднородность сечения, влияние ползучести, а также для восприятия случайных поперечных нагрузок и транспортно-монтажных нагрузок. Во внецентренно сжатых элементах особенно при больших эксцентриситетах продольная арматура как правило устанавливается по расчету в сжатую зону, и всегда в растянутую зону (если она есть). Арматура устанавливается равномерно по периметру сечения с обязательной расстановкой в углах. При и менее армируют четырьмя стержнями в углах. При больших размерах устанавливаются промежуточные стержни с шагом не более 400 мм. Если вся рабочая арматура установленная в углах промежуточные стержни ставят конструктивно при диаметре более 12 мм. В сечении допускается установление не более двух различных диаметров продольных стержней, большие установлены в углах; диаметры менее 40 кроме колонн работающих при тяжелых режимах и нагрузках при бетоне В25 и более. Арматура как правило класса А400 в отдельных случаях до А600. Это обусловлено следующим: при разрушении элемента деформации бетона и арматуры благодаря сцеплению одинаковы, т.е

(6.1)

См.пп (2.1.3.3)  (  -упругая деформация,  -полная деформация)

Тогда напряжение в арматуре:

 (6.2)

При исследовании ступенчатой диаграммы нагружения бетона (п. 2.13 при разрушении, т.е

 (6.3)

Для арматуры А600 и бетона В40 из (6.3) МПа таким образом максимальное значение будет не более 600 МПа, т.е арматуру более высоких классов применять нет смысла, т.к она не сможет проявить в сжатой зоне своей прочности (т.е ). Исключением может являться только сильно армированные элементы с косвенным армированием.

П.Н арматуру применять так же не следует, т.к она может снижать или не оказывать влияние на несущую способность (т.к создает дополнительное напряжение сжатия в сжатой при эксплуатации зоне) П.Н арматуру следует применять только для повышения трещиностойкости на транспортные и монтажные нагрузки , особенно для гибких элементов ( ) работающих при нагрузках с большим эксцентриситетом.

Рис. 102

Продольную арматуру размещают по возможности в первый ряд. При этом армирование может быть симметричным ( ) при небольших или ц.с. или несимметричным (при больших ). Последнее более эффективно но применяется реже из-за технологических трудностей, а так же из-за того что временные нагрузки как правило могут менять значение и направление, тем самым изменяя и даже значение . Минимальное содержание арматуры определяется в зависимости от гибкости элемента:

( ) - =0,1 %; ( ) - =0,15 %

 - =0,2%; ( ) - =0,25%

В направлении действия момента шаг продольных стержней может быть увеличен до 500 мм. Шаг назначается из соображений ограничения ширины трещин, равномерное распределение и  и эффективное вовлечение бетона в работу.

Поперечная арматура устанавливается практически всегда для обеспечения прочности наклонных сечений и недопущение выпучивания (следовательно, исключение из работы) продольных стержней и для обеспечения проектного положения продольных стержней. Допускается не ставить хомуты для негибких элементов,  если  не требуется по расчетуу граней параллельных изгибу. То же для элементов, в которых несущая способность используется менее 50% . у других граней хомуты должны быть установлены при защитном слое .

При опирании на хомут 3-х продольных стержней устойчивость промежуточного стержня не может быть обеспечена(т.к мгновенно изменяющаяся система).

Рис.103

Поэтому противоположные промежуточные стержни объединяют шпильками (1) или ромбовидными хомутами, с этой же целью конструкция хомутов должна обеспечивать такое положение продольных стержней, чтобы они через один располагались в местах перегибов, а перегибы шли с шагом 400 мм по длине грани. При 4х продольных стержнях у одной грани допускается охват всех стержней одним хомутом (ширина грани 400 мм)

Хомуты удерживают поперечные деформации бетона (работая на растяжение), повышают прочность бетона на сжатие. Но это в расчете не учитывают (в запас прочности)

Шаг хомутов принимают не более и ( диаметр ). При  не более и . В месте стыковки продольной арматуры без сварки шаг не более .

Рис.104

Если количество сжатой по расчету поперечная арматура устанавливается с шагом не менее и . Хомуты, как правило, выполняют из арматуры А240 или В500, диаметром более 6 мм и не менее .

Расстояние между продольными стержнями в свету не менее диаметра и 30мм для сборных, 50мм для монолитных. Общее количество арматуры   принимают не более 3%. Оптимальные по цене сечения - .