zsmk-neft.ru

Правила армирования железобетонных конструкций: Армирование железобетонных конструкций — принципы и правила

01.06.2023
/
By alexxlab
/
0 Comment

Содержание

Армирование железобетонных конструкций по ГОСТу: правила

Самостоятельное строительство уже давно перестало быть чем-то из ряда вон выходящим: при наличии необходимых знаний, навыков и помощников – это вполне осуществимо. Строительные работы редко обходятся без заливки бетона, который в большинстве своем, должен содержать в себе определенное количество армирующих элементов. Надежность и долговечность бетонного объекта может гарантировать только армирование железобетонных конструкций по ГОСТу.

Конечно, самостоятельная заливка железобетонных объектов под строительство многоэтажного дома или другого подобного сооружения не представляется возможным, так как такие масштабы требуют промышленного подхода. В данном случае мы рассмотрим лишь случаи, которые могут возникнуть в частной практике, где вы вполне можно обойтись своими силами.

Усиление фундамента под силу выполнить своими руками

В данной статье будут приведены правила армирования железобетонных конструкций, которые применяются в частном строительстве.

Армирование бетона

Заливка монолитной плиты с усилительным каркасом: фото

Армирование необходимо для повышения прочностного потенциала бетона – железобетон во много раз превосходит обыкновенный аналог по прочности на излом. Повышенную надежность обеспечивает металлический каркас, сваренный из арматуры, который располагается в толще бетона. Он играет роль скелета, который многократно усиливает выносливость объекта (узнайте здесь, как происходит армирование газобетона).

В современном строительстве применение железобетона является стандартом де-факто, несмотря на то, что его цена на порядок выше обычного аналога. Однако наличие арматуры не превращают бетон в железобетон. Иногда в опалубку просто погружаются сваренный наугад каркас, который затем заливается раствором – некоторые строители по ошибке могут назвать это железобетоном, но это заявление ошибочно.

Минимальный процент усиления

Чтобы превратить обычный бетон в железобетон, недостаточно просто заложить в него металлический каркас. Существует такое понятие как минимальный процент армирования железобетонных конструкций, посредством которого определяется степень перехода одного состояния в другое. Если процент вхождения металлических элементов окажется меньше необходимого, то данное изделие относится к бетонным наименованиям.

Обратите внимание! Данный раздел основывается на пункте 5.16 СНиП 2.03.01-84 “Бетонные и железобетонные конструкции”

Готовый каркас и металлического прута

Если количество металлических составляющих будет меньше необходимого, то такой тип усиления считается конструкционным укреплением – при этом изделие не становится железобетоном.

Минимальный процент усиления объекта продольной арматурой рассчитывается исходя из площади сечения бетонного элемента.

  • Во внецентренно растянутых и изгибаемых объектах, в том случае если продольная сила располагается вне пределов рабочей высоты сечения, усиление должно составлять не менее 0,05% (арматура S) от площади сечения бетонного элемента;
  • Во внецентренно растянутых объектах, где продольная сила располагается между арматурами S и S”, усиление должно составлять не менее 0,06% (арматура S и S”) от площади сечения бетонного элемента;
  • Во внецентренно сжатых объектах минимальный процент вхождения металлических элементов составляет от 0,1 до 0,25% (арматура S и S”).

Обратите внимание! Если продольное усиление располагается по контуру сечения (равномерно), то площадь сечения арматуры должна составлять вдвое больше указанных величин. Это также относится к центрально-растянутым объектам.

Максимальный процент усиления

Сборка каркаса перед заливкой

В бетонных работах инструкция – «чем больше, тем лучше» – неуместна.

Чрезмерное количество металлических составляющих существенно ухудшит технические характеристики изделия.

Как и в предыдущем случае, здесь также имеются нормативы.

  • Независимо от класса бетона и усилительных элементов, наибольший процент вхождения арматуры в сечение изделия не должен превышать 5% в случае с колоннами и 4% во всех остальных случаях. При этом бетонный раствор должен эффективно просачиваться между деталями усилительного каркаса;

Обратите внимание! В обоих случаях, в качестве усилительных элементов подразумевается горячекатаная сталь для армирования железобетонных конструкций.

Защитный слой бетона

Схема Ж/б в разрезе

Усилительный каркас должен покрываться защитным слоем бетона, который обеспечивает совместную работу бетона и металлического скелета. Также он защищает металл от коррозии и воздействия окружающей среды (см.также статью «Защита бетона от влаги: способы и применяемые материалы»).

Толщина слоя над металлическим каркасом составляющими должна составлять.

В стенках и плитах (толщиной мм) не менее:

  • Свыше 100 мм – 15 мм;
  • До 100 мм и включительно – 10 мм;

В ребрах и балках:

  • Свыше 250 мм – 20 мм;
  • До 250 и включительно – 15 мм;

В фундаментных балках:

  • Не менее 30 мм;

В колоннах:

  • Не менее 20 мм;

Обратите внимание! Если защитный слой будет иметь большее значение, то для дополнительного укрепления используется проволока для армирования железобетонных конструкций, которая перекроет излишек.

Укрепление лестничного пролета

В фундаментах:

  • Монолитных с цементной подушкой – 35 мм;
  • Сборных – 30 мм
  • Монолитных без цементной подушки – 70 мм;

Обратите внимание! Данный раздел составлен в соответствии с пунктом 5.5 СНиП 2.03.01-84 “Бетонные и железобетонные конструкции”

Также следует отметить, что алмазное бурение отверстий в бетоне или резка железобетона алмазными кругами должна учитывать расположение и структуру усилительного каркаса. Отделение частей или сквозные отверстия могут существенно снизить потенциал прочности объекта. Если же речь идет о полном демонтаже объекта, то данное обстоятельство учитывать нет необходимости.

Итог

Соблюдение норм и стандартов будет надежной гарантией долговечности и надежности железобетонных конструкций. Более подробную информацию по данной теме вы можете получить посредством просмотра видео в этой статье (узнайте также как осуществляется прогрев бетона сварочным аппаратом).

Добавить в избранное Версия для печати

Поделитесь:

Статьи по теме

Все материалы по теме

Для чего используется армирование железобетонных стен и зачем

  1. Армирование железобетонных конструкций – зачем это нужно и как выполняется
  2. История: когда и как появился армированный бетон
  3. Коэффициент армирования как основной показатель прочности конструкции
  4. Армирование монолитной плиты
  5. Армирование фундамента – типичные ошибки
  6. Армирование стен

Железобетонные конструкции активно используются в индивидуальном жилищном строительстве, несмотря на то, что в качестве материала для стен ЖБ не используется практически никогда. Из армированного бетона выполняется монолитный плитный фундамент, железобетонные свали, также из него могут выполняться некоторые виды межэтажных перекрытий.

В этой статье мы хотим рассказать о том, зачем вообще выполняется армирование железобетонных изделий, что такое коэффициент армирования и какова его форма, коснемся истории появления ЖБИ, а также раскроем некоторые аспекты армирования отдельно взятых элементов в частном строительства загородных домов.

Армирование железобетонных конструкций – зачем это нужно и как выполняется

Несмотря на то, что бетон сам по себе является достаточно прочным материалов, который прекрасно выдерживает статические нагрузки, для некоторых целей его естественных механических характеристик оказывается недостаточно. Это связано с тем, что, несмотря на прекрасные показатели, которые дает бетон при нагрузках на сжатие (к примеру, когда мы используем его в качестве элемента фундамента – он легко выдерживает нагрузку дома, однако при нагрузках растяжения бетон легко деформируется, трескается и теряет свои свойства. Именно поэтому так важно использовать арматуру при строительстве основательных конструкций.

В целом армированный бетон представляет собой бетонную массу, в которой находятся металлические арматуры. Существует две разновидности такого материала:

  • Бетон с простым армированием. В нем находится несущая и конструктивная арматуры. Если здание, монолитные стены которого принимают определенные горизонтальные нагрузки, не имеет в бетоне арматур, то такие стены легко пойдут трещинами. Именно здесь включаются в работу арматуры без предварительного напряжения. Таким образом, при растяжении бетон не страдает, так как всю эту нагрузку воспринимает на себя металлическая арматура.
  • Бетон с преднапряженной арматурой. Существует множество конструкций, для которых использование обычного армирования не помогает: они все равно разрушаются в силу большого расстояния между элементами, значительных нагрузок, или других факторов. В таких случаях используется технология предварительного напряжения. Вначале арматуру натягивают между двумя опорами, потом поверх нее заливают бетон, а после того, как он наберет всю свою прочность, опоры убирают. Арматура сжимает бетон, и плита (балка, ригель, или другое ЖБИ), выгибается. После того, как на выгнутую конструкцию дают нагрузку, она возвращается в ровное положение. Таким образом вся готовая конструкция может принимать значительно большие нагрузки без провисания, трещин и прочих деформаций.

Также стоит упомянуть различные виды арматур, которые используются при изготовлении ЖБИ. Они бывают гладкими и ребристыми. Вторые позволяют обеспечить лучшее схватывание между металлической поверхностью и самим бетоном, чтобы при сильной нагрузке арматуру попросту не вырвало из конструкции. Лучше всего покупать максимально длинную арматуру – обычно она достигает 12 метров, в соответствии с длиной транспортного средства, которое ее доставляет. Таким образом можно обеспечить минимальное количество стыков и сделать конструкцию более слитной. При покупке материалов нельзя забывать про гнутые прутки: именно их лучше использовать на стыках – а не применять для этого сварку, которая может отвалиться от нагрузки.

Еще один вид данного материала, который заслуживает отдельного упоминания – композитная арматура. На вид она выглядит как пластиковая, и при этом значительно легче металлической. Однако ее удельная прочность в 10 раз больше последней, она не подвержена воздействиям воды и солей, не создает мостиков холода, а также легко может перевозиться на легковом автомобиле.

Для подбора исполнителя, готового оказать профессиональную помощь в подготовке документов по земельному участку и проекта строительства дома рекомендуем воспользоваться поиском по компаниям в каталоге Building Companion. В профиле подрядчика можно ознакомиться с отзывами, портфолио и запросить оценку стоимости работ.

Получить консультацию специалистов по вопросам подготовки к строительству »

История: когда и как появился армированный бетон

Свое начало данный материал берет от парижского садовника Жозефа Монье. Он искал способы сделать так, чтобы выращиваемые им растения можно было легко продавать и перевозить на значительные расстояния, без риска разбить горшок – а сделать это было затруднительно, учитывая хрупкость обычной глины, из которой они делались в то время. Попытки продавать саженцы в дубовых бочках, обтянутых металлическими обручами, также не привели к значительной выгоде: дороговизна бочек мешала получать от таких сделок выгоду.

Тогда Монье решил объединить преимущества обоих сосудов. Он взял две деревянных бочки – поменьше и побольше, засыпал их цементом, песком и водой, а внутрь положил металлические обручи. Таким образом получилась конструкция, которая не разрушалась от случайных ударов, а также от постепенно разрастающихся корней растений.

Коэффициент армирования как основной показатель прочности конструкции

Строительными нормами устанавливается минимальная прочность арматуры, которая требуется, чтобы ЖБИ выдерживала предназначенную нагрузку. Коэффициент вычисляется по следующей формуле:

μ = [Sa/(В∙Н)]∙100%, где:

Sa — площадь поперечного сечения стержней

В — ширина изделия (плиты, ленты)

Н — его высота

Армирующий показатель различается в зависимости от глубины залегания фундамента, длины и ширины ленты, предполагаемой нагрузки и других факторов.

Армирование монолитной плиты

Монолитные плитные фундаменты – лучший вариант основания для строительства дома на болотистых грунтах, а также в случае, если вы собрались строить дом для постоянного проживания, либо в нем присутствует более 2 этажей. Одно из важнейших условий хорошей несущей способности фундамента – это качественное армирование. От этого зависит долговечность фундамента, удобство при прокладке теплого пола и других коммуникаций. Имеет значение как характеристика самой арматуры, так и порядок ее укладки. Назовем несколько основных правил, которые касаются армирования плиты фундамента.

  • Армирование плиты должно производиться только с использованием арматуры, которая соответствует ГОСТу. Есть определенный перечень заводов, чья продукция соответствует этим требованиям. Перед закупкой необходимо запросить у продавца все документы, подтверждающие соответствие ГОСТ.
  • Поле армирования лучше всего делать с ячейкой 20х20 мм. Всего же армированных поля должно быть два.
  • Расстояние от основания до начала вязки должно быть около 5 см. Для этого используются обычно пластиковые «стульчики» определенной высоты, которые так и остаются на вязке вплоть до заливки основания.
  • Не забывайте выполнять вязку. Для этого можно использовать обычную металлическую проволоку, однако не следует недооценивать ее значение. Это придаст всей конструкции некоторую подвижность при заливке – в отличии от метода сварки, поскольку сварка может попросту отскакивать от арматуры под воздействием нагрузок.

Отметим, что армирование также применяется в ленточном и свайном фундаментах.

Армирование фундамента – типичные ошибки

Теперь поговорим о том, какие ошибки при закладке арматуры могут полностью загубить фундамент, а зачастую еще и сделать невозможным его восстановление. Вот основные из них:

  • Несоблюдение нужного расстояния между арматурами. Вертикальные прутья должны находиться на расстоянии 50-70 см друг от друга. Большее расстояние приведет к проседанию бетона, а меньшее – к повышенному расходу материала.
  • Неправильный диаметр. Диаметр рабочей арматуры должен составлять от 10 до 20 мм, диаметр дополнительной – от 4 до 10 мм. Только в таком случае армпояс будет выполнять свое назначение.
  • Нарушение порядка выполнения работ. Они должны производиться в следующем порядке: вбиваем вертикальные прутья, вяжем горизонтальные снизу, потом сверху.
  • Стыки в углах при помощи сварки. Гораздо лучше использовать загнутый прутки и проволоку.
  • Только один контур обвязки по внешнему периметру, либо, если их два, они никак не связаны между собой.
  • Отсутствие связки между основанием и самим арматурным каркасом.

Отметим, что в открытом доступе можно найти множество онлайн-калькуляторов, которые позволяют на основе нескольких ключевых показателей определить необходимых диаметр и шаг арматуры.

Армирование стен

Как мы говорили, бетон – не самый распространенный материал для частного строительства ввиду его большой массы, а также сложности доставки и необходимости арендовать большое количество специальной техники. Для монолитных стен вначале монтируются вертикальные арматуры, на которых уже размечен шаг будущих горизонтальных стержней. Шаг должен составлять 5-10 сантиметров. Далее выполняется вязка армированного каркаса, затем выполняется заливка.

Отдельного рассмотрения заслуживает вопрос о том, нужно ли армировать стены из газоблока. Большинство строителей сходятся в том, что армировать газобетонную кладку необходимости нет. В России отсутствует законодательная база, которая предусматривала обязательное армирование, кроме случаев, когда расстояние между деформационными швами превышает 30 метров. Для того, чтобы трещины, которые возникают из-за температурной и усадочной деформации, не раскрывались, нужно просто делать фрагменты кладки достаточно короткими, не разделяя их деформационными швами. Делать же армирование нужно в тех глухих участках кладки, длина которых превышает 6 метров, если толщина самой кладки не превышает 300 мм. Стены же большей толщины, при условии правильной укладки, не подвержены трещинам от упомянутых факторов, следовательно, не нуждаются в упрочнении посредством армирования.

В статье использованы фотографии с сайта http://s-stroit.ru/

Для выбора подходящего подрядчика, который досконально разбирается в вопросах строительных норм и правил малоэтажного домостроения воспользуйтесь поиском в каталоге Building Companion. В профиле каждой компании указана необходимая информация, портфолио, отзывы, можно разместить запрос на оценку стоимости услуги.

Найти компанию по генподряду и стройнадзору »

Железобетон

Проектирование — это больше, чем расчет сил в элементах конструкции и определение пропорций сечений. Требования строительных норм и правил Американского института бетона к конструкционному бетону (ACI 318-08), раздел 7.13, и , Примечания PCA к ACI 318-11, строительные нормы и правила , EB712, изложены положения по усилению структурной целостности, предназначенные для повышения непрерывности, улучшения избыточность и пластичность конструкций. Это достигается за счет обеспечения, как минимум, некоторого усиления непрерывности или связи между горизонтальными элементами каркаса. Кодекс предусматривает детализацию армирования, чтобы предотвратить чрезмерную ширину трещины в условиях эксплуатации.

Хороший структурный анализ и проектирование должны быть дополнены соответствующей детализацией арматуры, чтобы гарантировать, что конструкция в целом ведет себя так, как ее смоделировал проектировщик. С другой стороны, плохо детализированная конструкция может страдать от неприглядных трещин, чрезмерного прогиба или даже обрушения. Хорошие детали и расположение стержней должны быть практичными, пригодными для сборки, экономичными и подходящими для их предполагаемого использования.

Армирование предназначено главным образом для сопротивления внутренним силам растяжения, рассчитанным на основе анализа. Кроме того, в зонах сжатия предусмотрено армирование для увеличения способности к сжатию, повышения пластичности, уменьшения долговременных прогибов или увеличения способности балок к изгибу.

Кроме того, армирование требуется для предотвращения чрезмерного растрескивания в результате усадки или изменения температуры в закрепленных элементах конструкции. Боковая арматура (хомуты, связи и обручи) используется для обеспечения устойчивости к основным растягивающим напряжениям, возникающим в результате сдвига. Боковое армирование в высоконапряженных зонах сжатых зон балок и стыков колонн обеспечивает локализацию. Это особенно важно для сооружений, расположенных в зонах повышенной сейсмической опасности.

Важно предусмотреть достаточную площадь арматуры, необходимую для сопротивления внутренним растягивающим или сжимающим усилиям, необходимым для достижения проектной прочности сечения. Предусмотренная область усиления не будет полностью эффективной, если она не будет полностью развита. Основное требование к разработке арматурных стержней заключается в том, что арматурный стержень должен быть заделан в бетон на достаточном расстоянии с каждой стороны от критического сечения, чтобы развить максимальное усилие растяжения или сжатия в стержне в сечении. Армирование может быть выполнено за счет длины заделки, крюков, механических анкерных устройств, деформируемого армирования с оголовком или комбинации этих методов.

В дополнение к обеспечению достаточных площадей армирования и требуемой длины развертывания, необходимо выполнить хорошую детализацию с учетом общей структурной целостности. Общая способность железобетонной конструкции выдерживать аномальные нагрузки, возникающие в результате непредвиденных событий, которые не могут быть учтены при проектировании, может быть существенно повышена за счет внесения относительно небольших изменений в деталировку арматуры.

Публикации

PCA Notes on ACI 318-11 Building Code, EB712
Акцент делается на «как использовать» нормы, включая обсуждения, лежащие в основе положений норм и полностью проработанных проектных решений реальных проблем. Руководство также оказалось неоценимым подспорьем для преподавателей, подрядчиков, производителей материалов и продукции, органов по строительным нормам, инспекторов и других лиц, занимающихся проектированием, строительством и регулированием бетонных конструкций. Публикация объемом более 900 страниц способствует пониманию искусства и науки в области проектирования конструкций путем представления последних исследований и процедур проектирования. Включая обсуждения истории и философии бетонного дизайна, документ стремится проинформировать читателя как о «букве закона», так и, что более важно, о «духе», стоящем за положениями кодекса.

Упрощенное проектирование железобетонных зданий, EB204
В этом новом четвертом издании практикующим инженерам представлены экономящие время методы анализа, проектирования и детализации основных элементов каркаса железобетонного здания. Пересмотренный и обновленный до ACI 318-11, он включает положения о сейсмической и ветровой нагрузке в соответствии с Международными строительными нормами (IBC 2009 г.). Все уравнения, вспомогательные средства проектирования, графики и требования к кодам были обновлены в соответствии с текущими нормами. Были добавлены расширенные иллюстрации теории и основ, а также новые средства проектирования, позволяющие сэкономить время, чтобы включить более широкий диапазон прочности бетона. Также содержит новую главу об устойчивом дизайне.

PCA 100-2012, Нормативное проектирование наружных бетонных стен для жилых домов на одну и две семьи, EB562
несущие и ненесущие, предназначенные преимущественно для использования в отдельно стоящих одно- и двухквартирных домах. Это второе издание стандарта пересмотрено для согласования с критериями издания 2010 года Американского общества инженеров-строителей (ASCE) «Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций» в издании 2011 года Американского института бетона Строительные требования к конструкционному бетону. Стоимость 70 долларов. Доступно в формате PDF с паролем.

Расчет сейсмостойкости бетонных зданий , SP382 
В данной публикации содержится исчерпывающий обзор требований к расчету сейсмостойкости, содержащихся в Строительных нормах и правилах для конструкционного бетона (318-05) и Комментарии (318R-05), который принят посредством ссылки в Международный строительный кодекс 2006 года. Включен дополнительный компакт-диск с деталями армирования для балок, колонн, двусторонних плит, стен и фундаментов. 2007, 80 страниц. Доступен как версия для печати

Примечания PCA к ACI 318-08 Строительные нормы и правила для конструкционного бетона с проектными приложениями

Бетонные полы на грунте, EB075

Долговременная работа бетонных полов не случайна. Необходимо учитывать различные факторы, влияющие на толщину плиты и другие элементы конструкции, такие как стыки и грунтовое основание. В этом расширенном четвертом издании, предназначенном для проектировщиков, описывается проектирование, строительство и ремонт бетонных полов на грунте с акцентом на достижение наилучшего возможного баланса между требованиями к обслуживанию, стоимостью и техническим обслуживанием.

Щелкните здесь для получения технической заметки о Модуле подкласса почвы.

Детализация бетонных зданий с учетом сейсмостойкости , SP382

Эта публикация содержит исчерпывающий обзор требований к детализации сейсмостойкости, содержащихся в Строительных нормах и правилах для конструкционного бетона (318-05) и Комментарии (318R-05), которые приняты по ссылке в Международном строительном кодексе 2006 года. Включен дополнительный компакт-диск с деталями армирования для балок, колонн, двусторонних плит, стен и фундаментов. 2007 г., 80 стр.

Щелкните здесь для получения технической заметки.

Бетонные несущие системы перекрытий и многое другое, CD013

На этом компакт-диске представлен авторитетный обзор систем бетонных перекрытий, который раскрывает проблемы и соображения, которые профессиональные дизайнеры используют при выборе системы бетонных перекрытий. Мультимедийный формат помогает архитекторам, инженерам и преподавателям извлечь выгоду из преимуществ каждого типа напольных покрытий.

Бетонные системы пола Длинн-пяди , СП339

Обсуждаются популярные системы бетонных перекрытий с большими пролетами: ленточно-балочные и широкомодульные балки. Включает предварительные оценки и параметры количества материалов для различных пролетов и условий нагрузки. Графики относительных затрат помогают сделать экономичный выбор. Печатная копия доступна через библиотеку PCA.

Отраслевые ресурсы

 Институт арматурной стали для бетона (CRSI) предлагает множество ресурсов для инженеров, архитекторов, подрядчиков — почти всех, кто работает с железобетоном. CRSI 9Руководство по стандартной практике 0003  предлагает стандарты для оценки, детализации, изготовления и размещения арматурной стали, а их  Справочник по проектированию  (на основе  ACI 318-98 Строительные нормы и правила для конструкционного бетона)  – ценный справочник. Институт сборного/предварительно напряженного бетона (PCI) и Институт пост-напряжения (PTI) также предлагают ресурсы для работы с железобетоном.

CRSI: Институт арматурной стали

ищу

Избранные публикации

Руководство по проектированию требований строительных норм и правил ACI 318

Для участников: 149,95 долл. США

Для нечленов: 199,95 долл. США

Design Checklist Suite

Для участников: 74,95 долл. США

Для лиц, не являющихся участниками: 149,95 долл. США

Размещение арматурных стержней, 10-е издание

Для участников: $34,95

Для нечленов: $69,95

Руководство по стандартной практике

Для участников: $54,95

Для нечленов: $84,95

Руководство по проектированию требований строительных норм и правил ACI 318

Для участников: 149,95 долл. США

Для нечленов: 199,95 долл. США

Design Checklist Suite

Для участников: 74,95 долл. США

Для лиц, не являющихся участниками: 149,95 долл. США

Размещение арматурных стержней, 10-е издание

Для участников: $34,95

Для нечленов: $69,95

Руководство по стандартной практике

Для участников: $54,95

Для нечленов: $84,95