Urbos.ru

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

Процент армирования фундаментной плиты

Определение эффективных параметров армирования железобетонных конструкций

Леонид Скорук
К.т.н., доцент, старший научный сотрудник НП ООО «СКАД Софт» (г. Киев).

В настоящее время монолитный железобетон (обеспечивающий произвольную форму изделий, свободу планировочных решений и многое другое) получил большее распространение и применение по сравнению со сборным железобетоном (ограниченная номенклатура сборных изделий и пролет). В то же время сборные изделия прошли проверку временем по надежности и долговечности, а их армирование является оптимальным с точки зрения некоего условного соотношения «материал/стоимость конструкции». В монолитных же конструкциях величина арматуры в большинстве случаев является переменной и зависит от многих исходных факторов: геологии, типа фундамента, нагрузки, геометрии здания и т.д.

Это нужно понимать при проектировании монолитных конструкций и не идти на поводу у заказчиков, далеких от инженерного дела и желающих в первую очередь оптимизировать свои расходы на строительство.

Как известно, чтобы обеспечить необходимую прочность и устойчивость здания или сооружения, следует провести соответствующие расчеты и подобрать необходимое количество арматуры для восприятия действующих нагрузок. При этом в конструкциях должны быть соблюдены требования как по 1­й (прочность, устойчивость), так и по 2­й группе (прогибы, ширина раскрытия трещин) предельных состояний.

В практике проектирования сформировался определенный условный параметр, по которому можно оценить затраты металла в конструкции: содержание арматуры в бетоне (как правило, берут вес всей арматуры в конструкции — продольной и поперечной — и делят на объем ее бетона, получая параметр в килограммах на кубический метр (кг/м3)).

При этом в действующих строительных нормах [1­3] такой параметр напрочь отсутствует и никоим образом не регламентируется. В нормативах указывается только необходимость обеспечить в сечении элемента минимальный процент арматуры от площади бетона (min 0,05­0,25%) и опосредованно рекомендован оптимальный процент армирования в конструкциях на уровне примерно 3% (это опять же отклик оптимизации для сборных конструкций).

До какой­то степени величина содержания арматуры в конструкциях отражена в некоторых сметных нормативах [4, 5]. Там величина арматуры в бетоне находится в пределах 190­200 кг/м3 — опять же без привязки к различным изменчивым исходным данным.

Для оценки величины содержания арматуры в бетоне монолитных конструкций проведем небольшой численный эксперимент. Возьмем для примера фрагмент плиты размерами в плане 1,0×1,0 м с двумя арматурными сетками у каждой грани, имеющими шаг стержней 100×100 мм, и проследим изменение содержания арматуры в бетоне в зависимости от изменения некоторых исходных параметров: толщины плиты и диаметра арматуры (рис. 1).

Рис. 1. Содержание арматуры в бетоне (кг/м3) для монолитного фрагмента площадью 1 м 2 при различных исходных данных: а — при разных диаметрах арматуры; б — при разных толщинах плит

Рис. 2. Интерфейс программы SCAD++. Постпроцессор «Железобетон», режим «Экспертиза железобетона»

Как видно из приведенных данных, даже при «идеальных» условиях проектирования (отсутствие поперечной арматуры, дополнительного армирования, различных элементов локального усиления и т.п.) величина содержания арматуры, например, для элемента толщиной 200 мм с размещенной в нем арматурой из двух сеток диаметром 10 мм составляет 123,2 кг/м 3 . При наличии же различных дополнительных факторов суммарное содержание арматуры в бетоне будет резко расти.

Таблица 1. Факторы, которые влияют на расход бетона и арматуры

Фактор

Следствие

Инженерно­геологические условия строительной площадки

Тип фундамента (свайный, плитный, ленточный)

Шаг сетки несущих вертикальных элементов

Пролет плит, их толщина (жесткость)

Размеры сечения колонн/пилонов/стен

Удельный вес арматуры в бетоне

Класс бетона и арматуры

Расход арматуры в сечении

Довольно трудоемкую и рутинную работу по определению содержания арматуры в бетоне для некоторых отдельных элементов и всего сооружения в целом на начальном этапе проектирования (еще до начала разработки чертежей стадии КЖ/КЖИ) с довольно высокой точностью можно выполнить в программе SCAD++. В режиме «Экспертиза железобетона» постпроцессора «Железобетон», используя операцию Вес заданной арматуры (рис. 2), можно в реальном времени не только определить расход арматуры, но заодно (что очень важно) и проверить, насколько заданная арматура удовлетворяет необходимым критериям прочности конструкции согласно выбранным нормам проектирования.

При этом нужно помнить, что программа считает расход:

  • арматуры без учета ее нахлеста и загибов, которые могут добавлять в реальный расход арматуры около 15­20%;
  • бетона с учетом пересечения элементов, поскольку стыковка элементов происходит по оси стержневых и срединной плоскости плитных элементов (увеличение около 5­10%).

Суммарный расход арматуры и бетона в любом здании зависит от многих факторов, которые можно в некоторой степени скорректировать на начальной стадии расчета и проектирования. Основные факторы, которые влияют на расход бетона и арматуры в конструкциях и зданиях, приведены в табл. 1.

Таблица 2. Содержание арматуры в бетоне для разных типов зданий

Тип здания

Элемент здания

Расход, кг/м3

а) 22­этажное здание на сваях
(шаг колонн/пилонов 6,0 м)

Какой минимальный процент армирования железобетонных конструкций?

В строительной отрасли широко применяются конструкции из железобетона, надежность и долговечность которых обеспечивает металлический каркас. Он способен воспринимать значительную нагрузку, если правильно подобрать сечение рифленого прута арматуры, а также выдержать расстояние между арматурой и поверхностью бетона в стенах, колоннах, фундаментах и балках. Зная процент армирования, для вычисления которого выполняются специальные расчеты, несложно определить минимальное количество арматуры. Проектируя каркас, важно уметь определять армирующий показатель.

Формула процента армирования железобетонных конструкций – соотношение бетона

В процессе длительной эксплуатации строительные конструкции подвергаются воздействию сжимающих и изгибающих нагрузок, а также крутящих моментов. Для усиления выносливости железобетона и расширения сферы его использования выполняется усиление бетона арматурой. В зависимости от массы каркаса, диаметра прутков в поперечном сечении и пропорции бетона изменяется коэффициент армирования железобетонных конструкций.

Разберемся, как вычисляется данный показатель согласно требованиям стандарта.

Для того, чтобы армирование выполняло свое назначение, необходимо расчитать усиление бетона, соответствующий минимальному проценту

Процент армирования колонны, балки, фундаментной основы или капитальных стен определяется следующим образом:

  • масса металлического каркаса делится на вес бетонного монолита;
  • полученное в результате деления значение умножается на 100.

Коэффициент армирования бетона – важный показатель, применяемый при выполнении различных видов прочностных расчетов. Удельный вес арматуры изменяется:

  • при увеличении слоя бетона показатель армирования снижается;
  • при использовании арматуры большого диаметра коэффициент возрастает.

Для определения армирующего показателя на подготовительном этапе выполняются прочностные расчеты, разрабатывается документация и делается чертеж армирования. При этом учитывается толщина бетонного массива, конструкция металлического каркаса и размер сечения прутков. Данная площадь определяет нагрузочную способность силовой решетки. При увеличении сортамента арматуры возрастает степень армирования и, соответственно, прочность бетонных конструкций. Целесообразно отдать предпочтение стержням диаметром 12–14 мм, обладающим повышенным запасом прочности.

Показатель армирования имеет предельные значения:

  • минимальное, составляющее 0,05%. При удельном весе арматуры ниже указанного значения эксплуатация бетонных конструкций не допускается;
  • максимальное, равное 5%. Превышение указанного показателя ведет к ухудшению эксплуатационных показателей железобетонного массива.

Соблюдение требований строительных норм и стандартов по степени армирования гарантирует надежность конструкций из железобетона. Остановимся более детально на предельной величине армирующего процента.

Минимальный процент армирования в конструкциях из железобетона

Рассмотрим, что выражает минимальный процент армирования. Это предельно допустимое значение, ниже которого резко повышается вероятность разрушения строительных конструкций. При показателе ниже 0,05% изделия и конструкции нельзя называть железобетонными. Меньшее значение свидетельствует о локальном усилении бетона с помощью металлической арматуры.

В зависимости от особенностей приложения нагрузки минимальный показатель изменяется в следующих пределах:

  • при величине коэффициента 0,05 конструкция способна воспринимать растяжение и сжатие при воздействии нагрузки за пределами рабочего сечения;
  • минимальная степень армирования возрастает до 0,06% при воздействии нагрузок на слой бетона, расположенный между элементами арматурного каркаса;
  • для строительных конструкций, подверженных внецентренному сжатию, минимальная концентрация стальной арматуры достигает 0,25%.

При выполнении усиления в продольной плоскости по контуру рабочего сечения коэффициент армирования вдвое превышает указанные значения.

Коэффициент армирования – предельное значение для монолитных фундаментов

Желая обеспечить повышенный запас прочности конструкций из железобетона, нецелесообразно превышать максимальный процент армирования.

Нецелесообразно превышать максимальный процент армирования, чтобы обеспечить повышенный запас прочности конструкций

Это приведет к негативным последствиям:

  • ухудшению рабочих показателей конструкции;
  • существенному увеличению веса изделий из железобетона.

Государственный стандарт регламентирует предельную величину уровня армирования, составляющую пять процентов. При изготовлении усиленных конструкций из бетона важно обеспечить проникновение бетона в глубь арматурного каркаса и не допустить появления воздушных полостей внутри бетона. Для армирования следует использовать горячекатаный пруток, обладающий повышенной прочностью.

Какова величина защитного слоя бетона

Для предотвращения коррозионного разрушения силового каркаса следует выдерживать фиксированное расстояние от стальной решетки до поверхности бетонного массива. Этот интервал называется защитным слоем.

Его величина для несущих стен и железобетонных панелей составляет:

  • 1,5 см – для плит толщиной более 10 см;
  • 1 см – при толщине бетонных стен менее 10 см.

Размер защитного слоя для ребер усиления и ригелей немного выше:

  • 2 см – при толщине бетонного массива более 25 см;
  • 1,5 см – при толщине бетона меньше указанного значения.

Важно соблюдать защитный слой для опорных колонн на уровне 2 см и выше, а также выдерживать фиксированный интервал от арматуры до поверхности бетона для фундаментных балок на уровне 3 см и более.

Читать еще:  Гидроизоляция монолитной плиты фундамента

Величина защитного слоя различается для различных видов фундаментных оснований и составляет:

  • 3 см – для сборных фундаментных конструкций из сборного железобетона;
  • 3,5 см – для монолитных основ, выполненных без цементной подушки;
  • 7 см – для цельных фундаментов, не имеющих демпфирующей подушки.

Строительные нормы и правила регламентируют величину защитного слоя для различных видов строительных конструкций.

Заключение

Усиление бетонных конструкций с помощью арматурных каркасов позволяет повысить их долговечность и увеличить прочностные свойства. На расчетном этапе важно правильно определить показатель армирования. При выполнении работ необходимо соблюдать требования строительных норм и правил, а также руководствоваться положениями действующих стандартов.

Процент армирования конструкций из железобетона

Арматурный каркас является необходимой частью в железобетонных конструкциях. Цель его использования — усиление и повышение прочности бетонных изделий. Арматурный каркас изготавливается из стальных прутьев или готовой металлической сетки. Необходимое количество усиления рассчитывается с учетом возможных нагрузок и воздействий на изделие. Расчетная арматура называется рабочей. При укреплении в конструктивных или технологических целях производится монтажное армирование. Чаще используются оба типа для обеспечения более равномерного распределения усилий между отдельными элементами арматурного каркаса. Арматура выдерживает нагрузку от усадки, колебаний температур и прочих воздействий.

Армирование бетона

Прочность на излом, повышенная надежность являются основными характеристиками, которым наделяется железобетонная конструкция при армировании. Стальной каркас многократно усиливает выносливость материала, расширяя область его применения. Горячекатаная сталь используется для армирования в железобетоне. Она наделена максимальной стойкостью к негативным воздействиям и коррозии.

Сваренный скелет из арматуры размещается внутри бетона. Однако недостаточно просто поместить его туда. Чтобы армирование выполняло свое назначение, требуются специальный расчет усиления бетона, соответствующий минимальному и максимальному проценту.

Минимальный армирующий процент

Под предельно минимальным армирующим процентом принято понимать степень преобразования бетона в железобетон. Недостаточная величина этого параметра не дает права считать изделие усиленным до ЖБИ. Это будет простым упрочнением конструкционного типа. Площади сечения бетонного изделия учитываются в минимальном проценте усиления при использовании продольного армирования в обязательном порядке:

  1. Усиление прутьями будет соответствовать 0,05 процентам от площади разреза изделия из бетона. Это актуально для объектов с внецентренно изгибаемыми и растянутыми нагрузками, когда оказывается продольное давление за пределами действительной высоты.
  2. Армирование прутьями равно не менее 0,06 процентам, когда давление во внецентренно растянутых изделиях осуществляется на пространство между армирующими прутьями.
  3. Упрочнение будет составлять 0,1—0,25 процента, если железобетонные материалы усиливаются во внецентренно сжатых частях, то есть между арматурами.

При расположении продольного усиления по периметру сечения, то есть равномерно, степень армирования должна равняться величинам, вдвое большим указанных для всех перечисленных выше случаев. Это правило аналогично и для усиления центрально-растянутых изделий.

Максимальный армирующий процент

При армировании нельзя укреплять бетонную конструкцию слишком большим количеством прутьев. Это приведет к существенному ухудшению технических показателей железобетонного материала. ГОСТ предлагает определенные нормативы максимального процента армирования.

Максимально допустимая величина усиления, вне зависимости от марки бетона и типа арматуры, не должна превышать пяти процентов. Речь идет о расположении в разрез сечения изделия с колоннами. Для других изделий допускается максимально четыре процента. При заливке арматурного каркаса, бетонный раствор должен проходить сквозь каждый отдельный конструкционный элемент.

Защитный слой бетона

Для защиты арматуры от коррозии, влаги и прочих неблагоприятных внешний воздействий, бетон должен полностью покрывать стальной каркас. Толщина бетонного пласта над металлическим скелетом в монолитных стенах более 10 см должна составлять максимально 1,5 см. Для плит толщиной до 10 см величина слоя составляет 1 см. Если речь идет о 25-сантиметровых ребрах, слой бетона должен достигать 2 см. При армировании балок до 25 см пласт цементного раствора равен 1,5 см, но для балок в фундаментах — 3 см. Для колонн стандартных размеров следует заливать бетон слоем более 2 см.

Что касается фундаментов, то для монолитных конструкций с прослойкой из цемента требуемая толщина слоя над арматурным каркасом составляет 3,5 см. При обустройстве сборных основ — 3 см. Монолитные базы без подушки требуют 7-сантиметровый слой бетона над скелетом из арматуры. При использовании толстых защитных слоев бетона рекомендуется проводить дополнительное усиление. Для этого используется стальная проволока, вязанная в виде сетки.

При дальнейшей обработке железобетонных конструкций алмазными кругами важно учитывать расположение каждого армирующего элемента и структуру его скелета. Это особенно касается процессов сверления отверстий в железобетоне и его резки. Такая обработка материалов может снизить потенциальную прочность изделия. Когда железобетон демонтируется полностью, учет перечисленных выше требований не производится.

Заключение

Индивидуальное строительство немыслимо без использования бетонных растворов. Для повышения надежности и прочности возводимых конструкций армирование является важным условием.

При наличии базовых знаний и опытных помощников усиление бетонных объектов не составит труда. В этом деле важно выполнять требования и следовать правилам расположения арматуры. Только так можно получить гарантированно долговечные и надежные железобетонные конструкции.

Как армировать монолитный плитный фундамент

Сегодня монолитный или плитный фундамент пользуется немалой популярностью. Он подойдёт для строительства как уютного частного дома, так и многоэтажного торгового центра. Единственный его минус, это высокая стоимость – большой объем земляных работ, и немалое количество строительных материалов: арматуры и бетона. Зато большая площадь позволяет равномерно распределить нагрузку от конструкции по всему основанию. Его использование оправдано на пучинистых, подвижных и просадочных грунтах. Даже если из-за изменения уровня грунтовых вод происходит сильное пучение грунта, плита не разрушается, а просто немного изменяет угол залегания – поэтому фундамент называется плавающим. Получение надёжного основания для дома, гарантирует правильно выполненное армирование фундаментной плиты. Зачем оно нужно и как сделать его качественно? Ответим на эти вопрос поподробнее.

Зачем использовать арматуру?

Бетон входит в число наиболее распространённых и популярных строительных материалов вовсе не случайно. Его главным достоинством является прочность, позволяющая материалу выдерживать огромные нагрузки на сжатие. Увы, при работе в грунте основание подвергается не только нагрузкам на сжатие, но и на изгиб, а также растяжение. Обычная монолитная плита, залитая без использования арматуры, при таких нагрузках будет повреждена. Следовательно, безопасность сооружений, возведённых на ней также окажется под угрозой.

Зато если правильно выполнить армирование бетонной плиты, это решит проблемы. Благодаря металлическим прутам, бетон сможет выдерживать нагрузки на растяжение и изгиб без вреда для себя. Поэтому, хотя армирование повышает стоимость, его применение оправдано.

Какой прут выбрать?

Прежде чем начинать армирование монолитной плиты, нужно выбрать подходящий вид и диаметр прутов. Существует два вида арматуры металлическая и композитная (пластиковая). Каждая разновидность прутов имеет свои плюсы и минусы, об их сравнении подробнее читайте тут.

Для определения толщины арматуры, профессионалы берут специальный коэффициент, проводят расчёт, и высчитывают минимальный процент армирования фундаментных плит. Но если вас интересует строительство небольшого жилого дома, а не многоэтажного офисного здания, то есть возможность сделать проще. Достаточно запомнить несколько простых правил:

  • при строительстве на прочном, не пучинистом грунте использовать прут диаметром не менее 10 мм;
  • при осуществлении строительства на слабом, пучинистом грунте, где возможны подвижки почвы, применять прут толщиной 14 мм и более;
  • если строительство ведётся из дерева, пенобетона или иных лёгких материалов брать арматуру диаметром от 10 до 12 мм;
  • если основным материалом строительства является бетон или кирпич, воспользоваться арматурой диаметром 14–16 мм.

Обратите внимание! Только расчёты, выполненные проектировщиком, могут гарантировать качественное и правильное армирование фундаментной плиты.

Сколько материала нужно?

Ещё один важный момент, возникающий при строительстве – сколько арматуры нужно для монолитного фундамента? Здесь придётся провести кое-какие расчёты.

В первую очередь нужно высчитать площадь. Прутья обычно укладывают с шагом 20 см. Шаг – это расстояние между арматурой. Следовательно, на один квадратный метр верхней и нижней сетки, будет приходиться 20 метров прутьев. Зная это, подсчитать примерный объем не составит труда. Конечно, берите с запасом – на местах соединений прутья зарезают болгаркой вразбежку, а арматуру укладывать внахлёст, это существенно увеличивает расход материала. Но также следует учесть количество усилений.

К тому же придётся учитывать материал, который уйдёт на поперечное армирование – здесь используйте арматуру А1, она с гладкой поверхностью. По назначению дополнительное армирование является вспомогательным, поэтому не нужно тратить лишние деньги на покупку дорогого материала. Когда бетон застынет, то необходимость в изделиях из гладкой арматуры пропадёт – они должны лишь осуществлять удержание конструкции, чтобы равномерно распределить арматуру по всей толщине бетона, обеспечивая максимальное усиление.

Впрочем, знать общую длину арматуры, которая понадобится при строительстве, недостаточно. Ведь при покупке её обычно отгружают тоннами или сотнями килограмм, а не метрами. Но решить эту проблему несложно. Воспользуйтесь таблицей:

В ней есть все необходимые данные, чтобы, зная выбранный диаметр прутов и длину, подсчитать точный вес материала и приобрести именно столько арматуры, сколько уйдёт на усиление определённого фундамента.

Подготовка к строительству

Первым этапом является рытье котлована. Плитный фундамент нуждается в большом котловане, поэтому оправдано использование спецтехники – экскаватора и грузового автомобиля. На самостоятельное выполнение работы уйдут многие дни. А аренда спецтехники сегодня обходится сравнительно недорого.

Читать еще:  Фундамент плита своими руками пошагово

Следующим этапом является формирование песчаной противопучинистой подушки. Под монолитную плиту нужен слой не меньше 20 см. Песок засыпается на дно котлована, равномерно распределяется по всей площади и трамбуется.

На песчаную подушку, заливаем по уровню бетонную подготовку 9–10 см.

Далее производят устройство гидроизоляции. Есть несколько способов: укладка в два слоя рубероида или использование сыпучие смеси, посыпается перед заливкой на поверхность подготовки и смачивается водой.

Приступаем к работе

Очень важно знать, как правильно армировать плиту. Сразу следует сказать – откажитесь от сварки. Перегрев отрицательно сказывается на арматуре. При значительных нагрузках на растяжение она ломается обычно именно в тех местах, которые подвергались сварке. Кроме того, повреждение кристаллической решётки делает металл более подверженным коррозии.

Если вы работаете с фундаментной плитой, армирование лучше выполнять при помощи прутов, связанных специальной вязальной проволокой. Связи могут быть сделаны вручную или при использовании вязального пистолета. Это очень дорогой инструмент, но он часто сдаётся в аренду. Пистолет позволит существенно снизить затраты времени. Даже неопытный строитель легко будет делать 30–40 вязок в минуту. При использовании обычного вязального крючка этот показатель у новичка будет составлять не более 10.

Процесс армирования проводим в следующем порядке:

  1. Отбиваем контур фундамента. Натягиваем по краю нить или отчертим маркером.
  2. Размечаем месторасположения арматуры, согласно проекта.

Готовый каркас заливаем бетоном. Заливать необходимо беспрерывно, чтобы ранее уложенный бетон не успевал схватываться. В противном случае может произойти расслоение – жидкий бетон, попадая на уже схватившийся, не будет связан с ним. Из-за этого пострадает прочность фундамента и, соответственно, снизится надёжность возведённого здания.

На этом устройство фундамента считается завершённым. Спустя несколько дней, бетон схватится, а через месяц наберёт достаточную прочность для возведения нового дома.

Вот и всё. Теперь вы знаете, как армировать монолитный фундамент, выбирать подходящий материал и проводить необходимые расчёты. А значит, проблем при строительстве наверняка не возникнет.

Армирование фундаментной плиты

Армирование монолитной плиты

Важным этапом строительства дома является возведение фундамента. Эта основная часть принимает на себя нагрузки от подвижек грунта, от массива строения и других внешних факторов. Следовательно, фундамент должен быть достаточно прочным и надежным. Укрепить основание дома помогает армирование, то есть усиление металлическими арматурными прутьями.

  • С какой целью выполняют армирование плиты
  • Армирование плитного фундамента
  • Схема армирования
  • Расчет диаметра арматуры
  • Расчет количества арматуры
  • Способы создания арматурного каркаса
  • Как избежать ошибок при создании армирующего каркаса

С какой целью выполняют армирование плиты

Армирующий каркас является необходимым элементом фундаментной плиты. Однако многие строители пренебрегают этим этапом, считая, что бетон самостоятельно способен противостоять нагрузкам. Чтобы разобраться с вопросом, зачем нужно армирование фундамента, нужно знать, какие проблемы решает этот элемент. В частности речь идет о следующем:

  • Армирующий каркас делает основание прочнее, что позволяет противостоять нагрузкам больше, чем плита из обычного цемента.
  • Чистый бетон характеризуется высокой прочностью на сжатие, но плохо выдерживает изгибы. Металлические прутья не позволяют бетонной плите сгибаться от неравномерного давления. В результате снижается риск неравномерной усадки дома.
  • Армирующий каркас не позволяет бетонной плите деформироваться в результате вспучивания и подвижек грунта. Кроме того усиленный фундамент не боится резкой смены температуры и грунтовых вод. Следовательно, можно сделать вывод, армирование увеличивает срок эксплуатации и основания, и всей постройки.

Создание армирующего каркаса регламентируется специальными документами, где указаны рекомендуемые правила и размеры арматуры.

Армирование плитного фундамента

Армировать монолитную железобетонную плиту рекомендуется в зависимости от предполагаемой нагрузки, так как в некоторых местах она может быть значительной, например, под несущими стенами, колоннами или в углах.

Схема армирования

Укладка арматуры выполняется в зависимости от толщины плиты. Если этот параметр не превышает 15 см, то армирование проводится в один слой. В противном случае усиливать монолитную плиту нужно посредством каркаса.

Каркас представляет собой сетку с ячейками, одинаковыми во всех направлениях. Причем для легких построек расстояние между прутками может составлять до 40 см, при возведении стен из кирпича или бетона расстояние уменьшается до 20 см.

В целом регламентируемый размер ячеек не должен превышать толщину плиты больше, чем в 1,5 раза.

В зонах продавливания, то есть под несущими стенами, размер ячейки уменьшается в 2 раза. Это делает каркас и основание более прочным и надежным.

Расчет диаметра арматуры

Диаметр арматурных прутьев, которые используются для усиления фундаментной плиты, является очень важным параметром. Поэтому необходимо предварительно определить сечение прутьев арматуры.

Чтобы определить минимальный диаметр арматурных прутьев, следует воспользоваться определенной методикой:

  • Рассчитывают сечение плиты, для этого длину умножают на высоту. Для примера можно взять 6 и 0,3 метра: 6*0,3=1,8.
  • Вычисляют допустимую площадь сечения прута, для этого сечение плиты делят на минимальный процент армирования (согласно регламентируемым документам этот параметр равен 0,15%): 1,8:0,15=27.
  • Определяют площадь арматуры в одном ряду:27:2=13,5.
  • Вычисляют минимальное сечение, зная длину плиты и шаг между прутьями: 13,5:31=0,43.

Расчет диаметра прутьев

Узнать диаметр прутка по соответствующему сечению можно в ГОСТ 5781.

В целом опытные строители рекомендуют использовать следующие показатели: при длине основания менее 3 метров, можно использовать прутья диаметром 10 мм. В противном случае следует брать более толстые элементы, до 12 мм. Чаще всего строители используют арматурные прутья сечением 12-16 мм. Кроме того существует ограничение диаметра арматуры: он не может быть более 4 см.

Расчет количества арматуры

Количество требуемой арматуры рассчитывается по достаточно простой схеме. К примеру, армирование будет выполняться для плиты размером 8*8 м.

  1. Принимая во внимание стандартный размер ячеек 0,2 м, определяют количество прутьев: 8:0,2=40.
  2. К этой цифре необходимо добавить еще один прут, в результате получается 41 пруток.
  3. Для получения сетки необходимы и перпендикулярные штыри, следовательно, полученный результат увеличивают вдвое: 41*2=82.
  4. Учитывая, что каркас состоит, как минимум, из двух слоев, удваиваем и это значение: 82*2=164.
  5. Таким образом, для армирования плиты 8*8 метров понадобится 164 прута.
  6. Однако в большинстве случаев арматурные прутья имеют стандартную длину, которая равна 6 метрам. Значит, необходимо вычислить общий метраж арматуры: 164*6=984 м.
  7. Количество вертикальных соединительных прутьев вычисляется аналогичным способом. Если учесть, что соединение выполняется в местах пересечения горизонтальных элементов, то можно получить следующее: 41*41=1681.
  8. Теперь следует определить длину соединительных стержней. Зная, что высота монолитной плиты составляет 20 см, а расстояние от каркаса до верхней и нижней части основания должно быть не меньше 5 см, определяют длину стержня: 20-5-5=10 см.
  9. Теперь можно определить общий метраж соединительных стержней: 1681*0,1=168,1 м.
  10. Суммируем все данные и получаем результат: 984+168,1=1152,1 м.

Если в магазине материал продают по весу, то можно определить и этот параметр. Средняя масса одного погонного метра прута составляет 0,66 кг. Следовательно, общий вес арматуры будет таким: 1152,1*0,66=760 кг.

Способы создания арматурного каркаса

Чтобы собрать армирующий каркас для фундаментной плиты, необходимо соединить между собой прутья арматуры. Для этой цели используют два варианта: соединение сваркой и вязкой.

Сварочный метод используется очень редко, хотя в этом случае на изготовление каркаса требуется меньшее количество времени и сил. Основным недостатком такого способа является жесткое и неподвижное соединение, что не очень хорошо сказывается на качественных характеристиках монолитной плиты. Кроме того в процессе сваривания происходит расплавление металла, следовательно снижаются прочностные свойства арматуры.

Соединение прутьев с помощью вязальной проволоки не имеет особой жесткости. Под действием бетонной массы может наблюдаться растяжение проволоки, но разрыва в месте соединения не произойдет. Еще одним преимуществом соединения с помощью проволоки можно назвать экономию электроэнергии, так как работы проводятся вручную без использования сварочного или другого электрооборудования.

Ранее у нас уже была статья, в которой подробно рассказывается о том, как вязать арматуру.

Как избежать ошибок при создании армирующего каркаса

Ошибки могут совершаться на любом этапе строительства, армирование фундамента не является в этом случае исключением. Даже малейшие недочеты могут способствовать разрушению плитного основания или усложнить процесс бетонирования. Следовательно, необходимо подробнее узнать, какие ошибки совершаются на этапе армирования, чтобы полностью избежать их или свести к минимуму.

  • Самой главной ошибкой при армировании фундаментной плиты можно назвать неправильные расчеты предполагаемой нагрузки на фундамент или их отсутствие. Ведь на основании этих данных выбираются размеры арматурных прутьев, определяется схема расположения арматуры.
  • Прутья арматуры соединяются встык. Такой метод не может гарантировать прочности конструкции, поэтому рекомендуется соединять элементы внахлест, длина должна быть не меньше 15 диаметров.
  • В процессе укладки армирующего каркаса прутья расположены в непосредственной близости к почве или воткнуты в нее. В результате пучения или подвижек грунта происходит врезание арматуры в грунт, что приводит к образованию коррозии на прутьях. Это явление снижает прочность каркаса и всего основания.
  • Несоблюдение правил расположения прутков также может стать причиной разрушения плиты. Рекомендуемое расстояние между прутьями должно быть не более 40 см, а в некоторых ситуациях этот параметр снижается до 20 см.
  • Если торцы арматуры не имеют защитного покрытия, то под воздействием влаги из бетонного раствора может образоваться коррозия элементов.
  • Большое значение имеет правильное армирование под несущими стенами и в углах строения.
  • Установка каркаса проводится не на фиксаторы, а на деревянные бруски или другие нестандартные элементы. Они не только нарушают целостность бетона, но и способствуют проникновения влаги к металлическим элементам.

Армирование фундаментной плиты

Армирование фундаментной плиты — это очень ответственный и сложный этап. Но при соблюдении правил и точном выполнении расчетов можно самостоятельно осуществить этот процесс.

Расчет процента армирования плиты перекрытия

Исходя из количества пролетов и характера крепления, балки и перекрытия из железобетона бывают: однопролетные и многопролетные, а также свободно лежащие, защемленные (как на одной, так и на нескольких опорах), консольные и неразрезные.

Профили и размеры

Лучшим вариантом для плит перекрытия является монолитная плита.

Такие перекрытия применяют отдельно или комплексно: в конструкции самого перекрытия или для фундамента. Перпендикулярный профиль монолитных железобетонных балок в основном имеет прямоугольную или тавровую форму. Существуют и другие виды, например, двутавровая, коробчатая, трапециевидная и др., но их не применяют, так как при выполнении армирования таких железобетонных балок сталкиваются как с техническими, так и с технологическими трудностями.

Расчет поперечного сечения перекладины (ее ширина) производится с учетом того обстоятельства, что она должна равняться 1/2-1/3 высоты самого профиля. А если быть более конкретными, то она должна составлять 10, 12, 15, 20, 22, 25 см и выше (все величины должны быть кратными 5). В том случае если конструкция тонкостенная, тогда толщина балки (ее ребра) составляет 1/5 от высоты сечения.

Перекладины, плиты и перекрытия из монолитного железобетона армируют вязаной и сварной арматурой, при этом используя как продольный, так и поперечный каркас. Для вязаных каркасов можно использовать и отогнутую арматуру. При этом если продольный каркас в балках имеет доведение до опоры не меньше двух стержней, то ее диаметр должен быть 10 мм и выше.

Если перекрытия часторебристые, тогда применяют рабочий каркас 8 мм, причем один стержень доводят до опоры.

Когда возводят вязаный каркас, а высота балок при этом составляет 40 см, тогда вместо ненапрягаемой арматуры используют 12 мм стержни. Если хотят сконструировать продольную арматуру, применяют стержни меньшего диаметра.

Кильсон и перемычки

Схема монтажа плиты перекрытия.

Когда кильсон изготовлен из легкого бетона, а каркас с запасом прочности 500 МПа, тогда можно произвести расчет диаметра стержня для продольной арматуры, величина которого составит от 16-32 мм, что зависит от использованного класса бетона. В случае если для изготовления кильсона используют ячеистый бетон (класс В10 и ниже), тогда, произведя расчет диаметра продольной арматуры, можно выяснить, что его величина должна составить до 1,6 см.

Учтите, что для перемычек используют стержни двух диаметров, при этом не учитываются конструктивные балки и плиты перекрытия. В первом ряду, при вязаном каркасе и в углах перпендикулярного профиля, а также в тех местах, где происходит перегиб хомутов, размещают арматуру большего диаметра.

Основа продольного каркаса (ненапрягаемого) располагается по сечению перекладины равномерно в три ряда. В последнем (третьем) ряду должно располагаться два и более стержня. В последующем ряду стержни нельзя располагать в просветах. При этом расстояние между отдельными стержнями арматуры не должно быть меньше большего диаметра стержня, а также меньше 2,5 см (нижняя арматура) и 3 см (верхняя).

В плитах нижнюю арматуру необходимо распределить и разместить равномерно (произведя соответствующий расчет), но для этого понадобится уложить больше двух рядов, при этом ее высота должна составить около 5 см. Если места мало, тогда в плитах разрешается размещать стержни попарно, без зазоров. Между стержнями периодического сечения расстояние равно номинальному диаметру, при этом не учитывают ребра и выступы.

Непосредственные расчеты

Схема анкеровки плиты перекрытия.

Если нижний каркас должен доходить до последних перекладин, то его заводят за опору на длину базовой анкеровки, расчет которой производят по формуле:

lo, an = Rsp Asp/(Rbond us), где
Rsp – рассчитываемое сопротивление долевого сечения арматуры растяжению;
Asp – номинальная площадь арматуры (установленной);
Rbond – сопротивление сцепления каркаса и бетона;
Us – периметр по профилю арматуры (по номинальному диаметру).

После того как производят расчет анкеровки, необходимо разобраться, какие хомуты и стержни употребить и как их разместить.

Например, некоторые стержни, которые необходимо довести до опоры, обрывают в пролете, а стержни вязаной арматуры иногда отгибаются, причем тогда, когда их количество больше двух и если они двухсрезные. А когда это четырехсрезные хомуты, их число не должно превышать четырех и их тоже можно отгибать на опоры и на плиты.

Монолитные плиты перекрытия частично или полностью опираются по контуру (периметру), а иногда свободно опираются или имеют защемления на опорах. В конструкциях чаще всего используют консольные перекрытия, которые опираются на одну кромку, или такие плиты, которые опираются на углы (безбалочное перекрытие). Какие из них употребить, зависит от расчета, который производится довольно легко. Для него понадобится:

  • Лист;
  • Карандаш;
  • Линейка;
  • Калькулятор;
  • Знание необходимых формул.

Плиты, как и балки, могут быть однопролетные – разрезные (шарнирные и с нешарнирным опиранием), неразрезные – консольные (многопролетные).

Действующие усилия

Схема преднапряженных плит.

Если в одном направлении на плиты и перекрытия действуют определенные усилия, которые малы по сравнению с усилиями, идущими с другого направления, тогда в конструкции используют балочные плиты. К таким плитам можно отнести: прямоугольные, плоские плиты (равномерно нагруженные), которые опираются на противоположные опоры, и те плиты, которые опираются по всему периметру или защемлены с трех-четырех сторон, а соотношение пролетов при этом больше граничного значения. Его определение в документах обозначается цифрами 2 или 3.

К плитам, работающим в обоих направлениях, относятся непрямоугольные плиты (круглые, кольцевидные и др.) и плиты для безбалочного перекрытия, которые опираются на обычные колонны и с капителями. Если пролет – 6-8 м, тогда монолитные перекрытия выполняют плоскими, при большем проеме – с капителями или межколонными перекладинами или стенами, как ребристыми, так и пустотными. Для пролета в 12-15 м используют ребристые, кессонные и пустотные перекрытия (монолитные), которые опираются на стены или перекладины с четырех сторон.

Армирование монолитной железобетонной плиты происходит вязаной арматурой и сварной сеткой (стандартной). Для того чтобы все это правильно сконструировать, необходимо произвести расчет. Процент армирования необходим для вычисления процента армирования поперечного профиля всей конструкции продольными стержнями арматуры.

Его можно рассчитать по формуле:

Процент армирования равен площади бетонного сечения, помноженного на 100% и разделенного на площадь поперечного профиля стержня.

Распространенными видами бетонного сечения являются геометрические фигуры и формы: прямоугольник, круг, сечение с отверстием и площадь, которая выделяется из фрагмента монолитного перекрытия.

Схема плиты перекрытия.

Расчет прямоугольной площади сечения армирования происходит по двум противоположным точкам (по диагонали). Расчет площади сечения армирования по контуру производят, выбрав определяемую площадь по контуру, и строят последовательно по угловым точкам. Расчет площади сечения армирования непосредственно по объекту производится, выбрав ограниченный замкнутый объект (круг, прямоугольник, эллипс и др.). Если производят расчет площади армирования формы с отверстием, тогда расчет производят в два этапа: с использованием армирования внутреннего и внешнего контура, которые строят по угловым точкам.

Допустим, нужно произвести расчет армирования прямоугольного, монолитного железобетонного перекрытия, которое имеет форму прямоугольника. Для этого необходимо отметить первую точку, которая находится в вершине одного из углов. Далее отмечается вторая точка и производится расчет площади бетона. Зная площадь арматуры, легко можно произвести расчет процента армирования монолитного перекрытия.
Если монолитные плиты имеют слабое армирование, тогда их несущая способность будет зависеть от качества бетона. В таких плитах разрушение происходит тогда, когда арматура достигает предела прочности (при растяжении) или текучести.

В таких плитах процент армирования не больше 0,5-0,75 %. В случае если прочность бетона уменьшается в два раза, несущая способность армированной (0,5%) плиты уменьшится с 90 до 82%. Расчет несущей способности плиты производят по определенной формуле, по которой произвели опыт с двумя видами плит:

  1. плита слабого армирования (процент составляет 0,07 – 0,09);
  2. плита среднего армирования (процент – 0,17-0,24).

Для плиты слабого армирования выяснилось, что при пределе текучести с дальнейшим упрочнением изгибающий момент оказался намного меньше, чем для плит среднего армирования. В конструкциях со стохастическими эксцентриситетами и с арматурой (продольной), равномерно расположенной по периметру сечения, процент армирования (минимальный) высчитывается от площади сечения (полной) и всегда равен двойному значению указанных величин.

В конструкциях предварительно напряженных учитывают усадочные, температурные и т. п. воздействия, не учитываемые при простом расчете процента. А объем арматуры вычисляют по условию, чтобы по мере образования трещин несущая способность перекрытия была на порядок больше его трещиностойкости

Для проверки минимального процента армирования используют ультразвуковые преобразователи, которые располагают на участках, у которых процент армирования меньше. Это делается для уменьшения какого-либо влияния металла арматуры на процесс измерения и результаты контроля.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector