Urbos.ru

Стройка и ремонт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает арматура в бетоне?

Зачем арматура в бетоне

Армирование бетона используется для придания материалу дополнительного укрепления, прочности. Этот метод успешно применяют уже не один десяток лет. Несмотря на постоянное развитие технологий, разработку новых материалов, бетон, как и много лет назад, является ключевым стройматериалом, заменить который ничем невозможно. Он обладает рядом достоинств – прочность, долговечность, легкий монтаж/демонтаж. Вот только есть один важный нюанс — характеристики его ухудшаются при растяжении раз в 10.

Неравномерные нагрузки в местах растяжения провоцируют появление трещин, которые впоследствии приводят к разрушению конструкции. Чтобы увеличить долговечность и надежность здания, строения, не допустить возникновения коррозии и используют метод армирования. Тандем стали и бетона позволяет создавать долговечные и надежные постройки.

В чем секрет наличия арматуры в бетоне?

Бетон дополняет сталь, выполняет защитную функцию — не допускает коррозии, перегрева. Использование арматуры в бетоне повышает устойчивость к деформации, температурным перепадам, позволяет правильно распределить нагрузку. Одним словом, сделать строение надежным.

К ключевым показателям конструкций из бетона можно отнести растяжение, сжатие, сдвиг. Материал деформируется в зависимости от параметров, условий эксплуатаций. Например, при сжатии бетон достаточно прочный и может использоваться для перекрытий, которые выдерживают сильное сжатие. Если же «подключается» еще и растяжение, то тогда обязательно использовать арматуру, так как такое «испытание» нагрузкой только бетон выдержать не сможет.

Бетон армированный имеет гораздо больший запас прочности на растяжение. Связано это с тем, что арматуру производят из высокопрочной стали, а при правильном соединении элементов достигаются максимальные показатели прочности и надежности.

Есть ли альтернатива стальной арматуре?

Бетонную конструкцию укрепить можно не только стальной арматурой. Пластиковая арматура для фундамента – это современный материал, который превосходит по своим характеристикам стальные изделия. Стоимость ее практически такая же, но вот работать с пластиковым материалом значительно удобнее и проще. Кроме того, прочность на растяжение его в 2-3 раза больше стального. И еще важное преимущество — при армировании фундамента стеклопластиком трещины не образуются, так как бетон и стеклопластик имеют похожие коэффициенты теплового расширения.

Союзу арматура/бетон быть!

Этот тандем позволяет возводить прочные строения. Преимущества железобетонной конструкции:

  • Возможность выдерживать удары, изгиб, растяжения, усадку.
  • Жесткость.
  • Придание конструкции разной формы без потери прочности.
  • Долгий срок службы.
  • Устойчивость к температурным перепадам, влаге.

Но не только преимущества есть у этого союза. К недостаткам можно отнести большой вес конструкции, так как стальная арматура ее существенно утяжеляет (исключение — использование стеклопластиковых изделий). Это обязательно нужно принимать во внимание на этапе проектирования и тщательно просчитывать все показатели. Перестроить армированную конструкцию также будет непросто, как и изменить ее.

Собственно, недостатки не такие и значительные при правильном подходе. Армирование – верный и пока единственный способ укрепить любую конструкцию, возвести ее на века.

Для чего нужна арматура?

Такой строительный материал, как железобетон, использующийся практически во всех видах строений по сей день, известен уже более 100 лет. На его высокую востребованность влияют многие факторы, среди которых главным является прочность материала, обеспечивающая устойчивость любых возведенных конструкций. При этом сам бетон (чистый) обладает слабой прочностью. Однако этот материал настолько хорош, настолько выгоден по стоимости, что отказываться от него было бы экономическим преступлением. Именно по этой причине был изобретен железобетон или бетон, в состав которого входит арматура определенного типа и сечения. Она обеспечивает прочность бетона, позволяя ему выступать в роли основы для зданий многоэтажного типа, для промышленных площадок, при изготовлении несущих элементов и т.д. Железобетон является одним из самых экономически выгодных и прочных материалов.

Для чего нужна арматура в бетоне и её виды

Любая конструкция из бетона, после её возведения, подвергается двум типам основных нагрузок: растяжение и сжатие. Каждая из них влечет постоянную и временную деформацию, невидимую глазу. По достижению определенной степени деформации, бетон начинает разрушаться. Итогом становится аварийное состояние здания. Применение арматуры в конструкциях из бетона обеспечивает защиту бетонных плит от возможной деформации: стальные стержни, используемые в качестве элементов арматуры, способны выдержать нагрузки, значительно большие, чем самый твердый бетон.

Арматура для бетона изготавливается в виде сетки. Стальные пруты соединяются между собою сваркой. В качестве прутов могут использоваться:

  • витые стержни — для соединения в этом случае электросварку можно не использовать;
  • стержни деформированного типа (с зазубринами) — неровная поверхность таких стержней обеспечивает максимальное сцепление арматуры с бетоном. При этом надежность соединения увеличивается пропорционально росту усилия на сдвиг: чем больше усилие, тем лучше элементы сцепляются между собою. Такая арматура применяется вместе со стальной проволокой;
  • стальная арматура листового типа, представляющая собою листовую сталь в виде пластин со специальными отогнутыми прорезями. В этом случае получается аналог сита, ячейки которого могут быть различными по конструкции. Такой вид арматуры применяется при изготовлении перекрытий и стеновых панелей. Для лучшего сцепления стальные листы могут быть шероховатыми.

Для армирования бетона может использоваться сталь:

  • среднеуглеродистая;
  • высокоуглеродистая;
  • холоднокатаная проволока.

При выборе арматуры четко подбирается сечение, при котором она наилучшим образом укладывается в бетон, не образуя полостей. Для дополнительного усиления сцепления бетон длительное время выдерживается после заливки или увеличивается шероховатость используемых стержней арматуры. При последующей усадке бетона также происходит дополнительное укрепление — он сжимает пруты арматуры настолько сильно, что они становятся с бетоном практически единым целым.

Читать еще:  Маркировка арматуры строительной

Защита арматуры в бетоне от изменения температуры обеспечивается слабой теплопроводностью самого бетона. Влияние высоких/низких температур на стальные пруты внутри плит практически исключено.

Цены на всю арматуру смотрите в прайсе. Арматуру купить в компании «Стиллар» очень выгодно, возможна порезка по Вашим размерам!

Другие диаметры: 8 мм | 10 мм | 12 мм | 14 мм | 16 мм | 18 мм | 20 мм | 22 мм | 25 мм | 28 мм | 30 мм | 32 мм

Железобетон: как «работает» арматура в бетоне

Железобетон используется при строительстве сооружений различной конфигурации уже более 100 лет. Несмотря на то, что сегодня разработано множество новых материалов и технологий возведения зданий, железобетон не теряет свой актуальности. Все дело в прочности этого материала. А она достигается, прежде всего, за счет наличия в составе железобетона, арматуры. В этой статье я расскажу, как она помогает бетону стать очень прочным.

Бетон и сталь – крепкий союз

Союз бетона и стали стал возможен благодаря усиливающим друг друга характеристикам этих материалов. Сталь значительно улучшает физические характеристики бетона, а бетон дополняет сталь. Прежде всего, такой союз влияет на прочность получаемого материала. Железобетон прочнее бетона и стали взятых в отдельности. По таким параметрам как сжатие и растяжение «союз бетона и стали» значительно превосходит материалы из которых он сделан. Что помогает использовать железобетон там, где по отдельности бетон и сталь использовать нельзя.

Особенно важен железобетону такой фактор как «растяжение». Там, где помимо сжатия на бетон влияет этот фактор, возможно использование только железобетона. Это обусловлено тем, что сталь, из которой производится арматура, очень прочный материал. Правильное использование арматуры при изготовлении железобетона, правильно созданная связь между ней и бетоном, позволяет создать сверхпрочный материал. Материал, без которого немыслимо современное строительство.

Как выбрать арматуру

В производстве железобетона используется различные виды арматуры. Их выбор обусловлен назначением железобетона и прописан в специальных нормативных строительных документах. Исходя из них, для изготовления арматуры применяемой в железобетоне может использоваться:

  • Стальная проволока;
  • Мягкая сталь;
  • Высоко- и среднеуглеродистая сталь.

Арматура, использующаяся в железобетоне, должна иметь рифленую поверхность. Благодаря такой форме поверхности арматуры обеспечивается наилучшая связь между ней и бетоном. Выбрать и приобрести арматуру можно на http://prstroi.com/metalloprokat/armatura/ указанном сайте.

При производстве железобетона из стальной арматуры изготавливается сетка по всей площади материала. Прутья в такой сетке должны быть соединены между собой под прямым углом. Соединение прутьев может быть изготовлено путем сварки или вязки. Для предотвращения пагубного влияния коррозии, перед заливкой бетона ее покрывают специальным составом, препятствующим развитию ржавчины.

Благодаря наличию в составе железобетона арматуры, этот материал становится не только долговечным, но и не боится сильных перепадов температуры, большой влажности и не подвергается биологическому влиянию. Кроме того, этот материал обладает еще одним преимуществом – низкой стоимостью.

Как правильно сделать расчёт арматуры и армировать фундамент

Собственноручное производство железобетонного фундамента — наиболее ответственный из всех этапов строительства. Требуемая жёсткость и прочность обеспечивается закладной арматурой, поэтому сегодня мы устраним пробелы в понимании функций армирования и поясним методологию расчёта арматуры для фундамента.

Как работает фундаментное армирование

Бетон обладает превосходной прочностью на сжатие. Это означает, что если бетонный брусок поместить под пресс, он начнёт разрушаться только под очень высоким давлением.

Реалии эксплуатации ЖБИ таковы, что нельзя точно предусмотреть, какие силы будут действовать в отдельно взятой точке массива. Всё потому, что конфигурация бетонного изделия значит не так много, как физико-механические характеристики основы, на которой это изделие установлено. А они почти всегда непредсказуемы.

Нагрузка в бетоне распределяется неравномерно. Максимальное напряжение приходится на точку опоры, при этом всегда действует правило рычага — сила возрастает пропорционально плечу воздействия. Если подвесить бетонную балку за оба края, воздействие на центр будет напрямую зависеть от длины балки.


Схема работы балки на изгиб: a — бетонная балка; б — железобетонная балка; 1 — арматура.

Также интересен характер и направление деформаций в разных точках. При изгибе одна сторона будет сжиматься, но это, как мы выяснили, не сулит больших неприятностей. Гораздо хуже, что с обратной стороны изделия бетон будет растягиваться, что при невысоких показателях упругости выльется в трещину и слом.

Главная задача арматуры — не позволить бетону растягиваться. Это достигается за счёт сил трения, которые передают нагрузку от бетонного слоя закладным элементам, имеющим модуль упругости гораздо выше, чем у бетона. И, конечно, арматура должна быть распределена максимально равномерно, чтобы каждый отдельный участок конструкции не имел слабых мест с плохой перевязкой. Иначе армирование теряет всякий смысл.

Чем укрепляют фундамент

Существует два типа арматуры. Рабочая арматура выполняет непосредственную функцию армирования — принимает на себя нагрузку в приложенной плоскости. Конструктивная арматура служит для упорядочивания линий рабочего армирования в слое бетона и получения дополнительных связей, если это необходимо.

В качестве рабочей арматуры традиционно используется горячекатаные стержни периодического или гладкого профиля по ГОСТ 5781–82. Стальная арматура может быть свариваемой и несвариваемой, в зависимости от термомеханического укрепления и области использования.

Читать еще:  Опалубка для армопояса своими руками

Для фундамента в качестве рабочего армирования целесообразно применять именно периодический профиль, который обладает наивысшим показателем сцепления с окружающей массой. Вспомогательное армирование, напротив, выполняется гладкими стержнями, хотя это не категоричное правило.

Важен и материал, марка стали определяет класс арматуры. Наиболее востребованы для частного застройщика классы А400–А600: они наиболее широко распространены на строительных базах и не требуют специальных средств стыковки: весь каркас собирается вязкой. Всё чаще применяют композитную арматуру (ГОСТ 31938) из пластика, укреплённого углеродным и стекловолокном. Такая арматура значительно легче стальной и абсолютно не подвержена коррозии, а вот насколько это важно в рамках конкретного проекта — решать только вам.

Основные параметры армирования

В каждом конкретном расчёте есть ряд ключевых значений, описанных в пособии к СНиП 2.03.01:

1. Плотность закладки арматуры (коэффициент армирования). Определяется по поперечному срезу изделия как отношение суммы сечений арматурных стержней к сечению бетонной массы. Установленный нормами минимум — 0,05%, хотя коэффициент может увеличиваться по мере роста отношения длины сегмента к его высоте вплоть до 0,25%.

2. Толщина стержней. При длине сегмента свыше 3-х метров используется арматура диаметром не менее 12 мм, более 6-ти метров — свыше 14 мм, а при протяжённости от 10-ти метров — 16 мм и более.

3. Распределение армирования. Если фундамент имеет глубину около метра, то какую грань укреплять от растяжения: верхнюю или нижнюю? Что лучше — малое количество толстых стержней или много линий тонкой арматуры? На практике часто всю рабочую арматуру помещают у одной грани, разбивая на как можно большее число прутьев, не мешающих заливке бетона. Затем такой же пояс дублируется у противоположной грани.

4. Коэффициент надёжности (переармирование) — прямо вытекающее из предыдущего пункта понятие. Прочность фундамента может быть намеренно завышена в 2 или 3 раза на случай непредвиденных изменений в геоморфологии региона или при отсутствии на момент строительства завершённого проекта.

Последнее должно относиться к разряду исключений, но на практике так строится чуть ли не половина объектов ИЖС. Проблема в том, что без исчерпывающих проектных данных вы не имеете возможности точно установить вес здания, определить по нему достаточную площадь и глубину залегания, соответствующие опорной способности грунта, затем по нормативным пропорциям рассчитать линейные характеристики фундамента, а из них вывести оптимальные методы укрепления его структуры, адекватные расчётной нагрузке.

Конфигурация арматуры для НЗЛФ, ленты и плиты

Ленточные фундаменты, залегающие выше глубины промерзания, армируются каркасом прямоугольной формы. Между внешними рёбрами может располагаться неограниченное количество линий армирования, между которыми обязательно соблюдается нормативный просвет. Как правило, такие каркасы состоят из отдельно связанных модулей, длина которых удобна для транспортировки и установки. Конструктивная арматура здесь представлена П-образными или замкнутыми хомутами, опоясывающими прутья рабочего армирования каждые 0,6–1,1 метра.


Армирование прямого участка ленточного фундамента: 1 — рабочая продольная арматура; 2 — конструктивная арматура (хомуты).

Заглубленные фундаменты укрепляются как и лента — каркасом. Линии армирования, как упоминалось, дублированы и сосредоточены у верхней и нижней граней. Дополнительно могут закладываться промежуточные линии, компенсирующие силы давления и пучения грунта, если того требует проект. Между собой армирование соединяется вертикальными прутьями. Это армирование выглядит как конструктивное, но оно же выполняет функцию рабочего, в значительной степени препятствуя скручивающим и боковым давящим деформациям.

Плита армируется наиболее просто: две арматурные сетки, каждая может состоять из нескольких слоёв. Разносятся сетки к верхней и нижней плоскости в соответствии с нормативным защитным слоём. Параметры арматурных сеток — табличные, прут и ячейка рассчитываются в зависимости от габаритов плиты. Что касается рёбер жёсткости под плитой, они формируются как и каркасы МЗЛФ, а затем скрепляются с сеткой плиты вертикальными прутьями конструктивной арматуры.

Вязка, установка и контроль

С линейными участками все просто, но ведь фундамент имеет повороты и пересечения. На них линии сходящихся каркасов соединяются гнутыми закладными элементами из арматуры того же сечения. Края устанавливаются с нахлёстом от 40 до почти 100 номинальных диаметров. Довольно распространена практика укрепления углов фундамента арматурными сетками 12х150х150 мм, особенно на слабых грунтах и в сейсмоопасных регионах.


Армирование примыканий и углов ленточного фундамента: 1 — рабочая продольная арматура; 2 — поперечная арматура; 3 — вертикальная арматура; 4 — Г-образные хомуты.

Каждый последующий сегмент каркаса устанавливается на дистанционных подкладках или кольцах, которые препятствуют нарушению защитных слоёв. Прутья на торцах связываются с нормативным перехлёстом, по 2–3 проволочных хомутах на каждом стыке.

В итоге армирующий каркас должен быть сформирован таким образом, чтобы по нему спокойно могли передвигаться люди. Перед заливкой каркас тщательно проверяется на прочность скрепления. Если при заливке бетоном разойдутся перевязки линий, это чревато полной выбраковкой всей конструкции. Поэтому во время заливки и усадки нужно уделять особое внимание положению и целостности соединений арматуры.

Как работает арматура в бетоне?

Одним из важных этапов работы по заливке бетона является связывание арматуры. Армирование служит дополнительным укрепителем готовой железобетонной конструкции. Правильный выбор металла и его закрепление имеет не менее важную роль, чем марка бетона. Поэтому перед началом строительных работ определяются с видом арматуры, которая соответствует назначению планируемой конструкции.

Читать еще:  Максимальный процент армирования колонны

  1. Что собой представляет?
  2. Зачем нужна?
  3. Классификация
  4. Как выбрать?

Что собой представляет?

Арматура — это профиль из стали, имеющий круглое сечение и рифленую форму. Материал имеет высокую прочность на растяжение, что в сочетании с бетоном позволяет сделать покрытие или стену крепче. На поверхности металлических прутьев нанесены выступы, которые располагаются под уклоном относительно главной оси арматурной проволоки.

Физические характеристики арматуры регламентируются ГОСТом 30062—93, которым предусмотрено использование специальной аппаратуры для оценки качества стройматериала.

Зачем нужна?

Бетонные конструкции имеют высокую прочность на сжатие, поэтому их использование широко распространено в сооружении кровель и несущих конструкций. Так как сжимание не является единственным фактором воздействия на покрытие, то стяжка из бетона требует дополнительного укрепления. Это обусловлено тем, что при сжатии верхнего слоя происходит растяжение нижней части бетонной балки. Такое напряжение приводит к образованию трещин. Чтобы избежать преждевременного разрушения покрытия, применяется армирование. Арматура укрепляет конструкцию и придает ей устойчивости к растяжению. Только применение металла в бетонных балках делает возможным использование стройматериала для возведения несущих сооружений.

Классификация

В зависимости от характеристик материала выделяют различные виды арматуры. Существует такая классификация стройматериала:

Для данного раствора подходит именно рифленые стержни.

  • По форме:
    • Круглая. Используется для укрепления железобетонных блоков.
    • Квадратная. Применяется для угловых сооружений.
  • По рифлености:
    • Гладкая. Не применяется для железобетонных блоков.
    • Рифленая. Чаще всего используется при заливке бетона, так как имеет граненую форму. Это способствует хорошей сцепке материала с бетонной смесью.
  • По форме:
    • Продольная. Делает возможным растяжение бетонной связки, что предотвращает разрушение бетона при растяжке.
    • Поперечная. Название обусловлено размещением арматуры перпендикулярно к продольным прутьям.
    • Напрягаемая. Работа по заливке бетона начинается с натяжения арматуры, что после формирования поверхности делает готовое изделие крепче.
  • По типу материала:
    • Стальная. Имеет вид стержня с поперечными сечениями. Именно этот вид обеспечивает прочность железобетонных блоков.
    • Композитная. Составляющими этого вида стройматериала являются волокна стеклянного, углеродного, арамидного или базальтового типа.

Как выбрать?

Арматура для заливки бетона используется стального вида круглого сечения, так как она будет выдерживать довольно большие механические воздействия.

Для лучшей адгезии с бетоном выбирают прутья, имеющие выступы. Толщина материала зависит от размера предполагаемых нагрузок. Положительной стороной использования металлических стержней вместе с бетоном является их одинаковая реакция на воздействие перепадов температуры. Если связывание арматуры предполагает сварочные работы, то выбирается материал, который рассчитан на нагревание, что не влияет на качество готового изделия.

1. Сущность железобетона, роль арматуры в бетоне. Достоинства и недостатки железобетона.

ЖБК, в настоящее время, являются самыми распространенными строительными конструкциями. Они обладают высокой прочностью, долговечностью, огнестойкостью, простотой формообразования, возможностью использования дешёвых местных материалов.

Недостатками ЖБК являются, в первую очередь, большая масса и невозможность вторичного использования и недостаточные санитарно-гигиенические свойства.

ЖЕЛЕЗОБЕТОН — ЭТО КОМПОЗИТНЫЙ МАТЕРИАЛ, В КОТОРОМ ЕГО СОСТАВЛЯЮЩИЕ — БЕТОН И АРМАТУРА, ПОДОБРАНЫ С УЧЁТОМ ИХ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ.

Совместная работа (совместная деформация) достигается:

Одинаковыми коэффициентами линейного расширения стали и бетона (линейной температурной деформации от -40 0 С до +50 0 С)

=1·10 -5 0 С -1 — для тяжелого бетона,

=0,7·10 -5 0 С -1 — для легкого бетона

Сцеплением арматуры с бетоном вплоть до разрушения.

Защитой металлической арматуры бетоном от коррозии.

Сцепление арматуры с бетоном обеспечивается:

Зацеплением периодического профиля в бетоне (70-80%).

Клеящей способностью цементного геля (10-15%).

Силами трения, вследствие усадки бетона (10-15%).

Силы сцепления определяют с помощью опытов на выдергивание или вдавливание с помощью стержней, заделанных в бетонные массивы (рис 1.2)

4P/d 2 d l

По результатам многочисленных экспериментов, возможно, принимать следующие величины напряжений сцепления

    МПа для гладкой арматуры,

    МПа для арматуры периодического профиля.

Бетон обладает высоким сопротивлением сжатию Rи меньшим в 10-15 раз сопротивлением растяжениюRbt, т.е. обладает свойствами натурального камня. Сталь имеет высокое сопротивление сжатиюRscи адекватное сопротивление растяжениюRs.

Таким образом, резонно в сжатых элементах использовать бетон, а в растянутых металлическую арматуру. Возможно также в отдельных местах конструкции, испытывающих сжатие, ставить бетон, а в местах, работающих на растяжение арматуру. При этом небольшое количество арматуры повышает несущую способность элемента в несколько раз.

В бетонной балке появление лишь одной трещины вызывает общее разрушение элемента, в то время как балка с арматурой пригодна к эксплуатации с многочисленными трещинами и воспринимает нагрузку в 10-15 раз большую, чем первая.

Применение арматуры в сжатых элементах увеличивает несущую способность последних до 50%. Важной характеристикой железобетонного элемента является содержание арматуры в поперечном сечении, называемое коэффициентом армирования.

АS— площадь поперечного сечения арматуры,

b — ширина сечения,

h— рабочая высота сечения(ho = h a).

Арматура в ЖБК устанавливается с целью:

восприятия растягивающих напряжений,

усиления сжатой зоны изгибаемых и сжатых элементов,

для восприятия усадочных и температурных напряжений.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector