3. Понятие о минимальном проценте армирования

Для того, чтобы несущая способность железобетонного элемента работающего с трещинами в растянутой зоне по стадии разрушения была не меньше несущей способности бетонного элемента работающего до образования трещин устанавливают величины минимального процента армирования сечения в зависимости от площади бетонного сечения элемента, т.е. площадь арматуры в сечении элемента должна быть не менее минимальной площади (). Для изгибаемых элементов минимальный процент армирования сечения= 0,1%.

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.

Стальное армирование дорожной плиты

В соответствии с действующими нормативами (ГОСТ, СНиП) любая дорожная плита должна изготавливаться с армированием элементами горячекатаной стали, сваренными в единую арматурную конструкцию.

Армирование монолитной дорожной плиты может выполняться по ненапрягаемой технологии или с предварительным напряжением осевых стержней. Изделия с преднапряжением прочнее ненапрягаемых, для дорожных плит это означает более высокую нагрузку.

Технология предварительного напряжения состоит в фиксации стержней арматуры в специальных зажимах стенда с последующим растяжением их домкратами или путём разогрева. В арматуру с растянутыми стержнями заливают бетон и выдерживают его до определённой стадии набора прочности. Затем фиксаторы освобождают и отправляют плиту на склад для «дозревания».

Армирование дорожных плит можно проводить только по схемам, установленным для каждого типоразмера ГОСТ В нём приведены типовые чертежи с обозначением видов элементов, составляющих армоконструкцию.

В таблице спецификаций по каждой плите приводятся номера элементов, обозначенных индексами:

  • арматурная сетка — С;
  • арматурный каркас — К;
  • петля монтажная — П;
  • скоба — Ск;
  • фиксатор — Ф;
  • отдельный стержень — словом.

Другая таблица определяет параметры элементов — диаметр, класс стали и общий вес металла.

Таким образом, чертежи армирования дорожных плит позволяют рассчитать стоимость металла и трудоёмкость работ по изготовлению стальной конструкции.

Пример расчета армирования ленточного фундамента

Проектируется ленточный фундамент с сечением:

  • высота 1,8 м;
  • ширина ленты 0,4 м.

Требуется рассчитать возможные варианты продольной арматуры и выбрать оптимальный.

Рассчитаем площадь сечения фундамента: 1,8 х 0,4 = 0,72

Минимальное суммарное сечение арматуры: 0,72 / 1000 = 0,00072

Разделив полученное значение на площади сечения арматуры различных диаметров (из вышеприведённой таблицы), получим минимально необходимое количество прожилин. Так для арматуры диаметром 6 мм имеем:

0,00072 / 0,0000285 = 25,30580079 шт.

Округлив полученное значение в большую сторону (для запаса прочности), получим: для того, чтобы произвести армирование фундамента с заданными размерами арматурой «шестёркой», понадобится смонтировать 26 продольных стержней. Конечно же – не самое лучшее инженерное решение.

Продолжив расчёт для других диаметров арматуры, получим следующие варианты:

  • для стержней диаметра 6 мм — 26 шт, по аналогии ниже(пропущены мм. и шт.):
  • 8 — 15;
  • 10 — 10;
  • 12 — 7 ;
  • 14 — 5 ;
  • 16 — 4 ;
  • 18 — 4 ;
  • 20 — 3 ;
  • 22 — 3 ;
  • 25 — 2 ;
  • 28 — 2 ;
  • 32 — 2 ;
  • 36 — 1 ;
  • 40 — 1 .

Нетрудно заметить, что «наши» варианты – это стержни арматуры диаметром 16 или 18 мм. Их на фундамент требуется 4 штуки — по два на нижний и верхний ярусы.

Арматура плитного фундамента

Расчёт изгибаемых элементов таврового сечения

с полкой в растянутой зоне

Рисунок 8.3 – К расчёту тавровых сечений с полкой в растянутой зоне

В данном случае полка находится в растянутой зоне. Растянутый бетон в расчёте не учитывают, так как в нём имеются трещины. Поэтому расчёт прочности таких элементов выполняют как прямоугольных сечений с размерами .

3. Расчёт изгибаемых элементов таврового сечения

с полкой в сжатой зоне

При расчёте изгибаемых элементов таврового сечения с полкой в сжатой зоне в зависимости от положения нейтральной оси возможны два случая расчёта:

— нейтральная ось находится в пределах полки (1 случай);

— нейтральная ось находится в пределах ребра>(2 случай).

1) Определение случая расчёта

Рисунок 8.4 – Схема усилий при определении случая расчёта

Читайте также:  Гараж из пеноблоков своими руками: технология постройки

изгибаемых элементов таврового сечения

Предположим, что нейтральная ось проходит по низу полки, т.е. вся полка сжата и тогда .

Равнодействующие нормальных напряжений в сжатом бетоне и в растянутой арматуре равны:

, .

Плечо внутренней пары сил .

Рассмотрим равновесие элемента (рис. 15) под действием изгибающего момента от нагрузки и внутренних усилий, возникающих в сжатом бетонеи растянутой арматуре.

1. ;

; ;.

Если , то, т.е. нейтральная ось находится в пределах полки и будем иметь 1 случай расчёта тавровых сечений.

Если >, то>, т.е. нейтральная ось находится в пределах ребра и будем иметь 2 случай расчёта тавровых сечений.

Данные уравнения применяют для определения случай расчёта тавровых сечений при решении I типа задач – проверки прочности, заданного сечения элемента.

2.;

; ;.

Выражение представляет собой изгибающий момент, воспринимаемый сжатой полкой.

Если, то, т.е. нейтральная ось находится в пределах полки и будем иметь 1 случай расчёта тавровых сечений.

Если >, то>, т.е. нейтральная ось находится в пределах ребра и будем иметь 2 случай расчёта тавровых сечений.

Данные уравнения применяют для определения случай расчёта тавровых сечений при решении II типа задач – расчёта сечений элемента.

Основные этапы монтажа

Укладка начинается с расчета и закупки стройматериалов (в идеале – используются данные проекта). Подготавливаются опалубочные конструкции: щиты из толстой влагостойкой фанеры, металла или пластика, брусья и телескопические подпорки (1 шт/м2), оборудование для приготовления, подачи и уплотнения бетона, инструмент для загиба арматуры и специальные подставки. При необходимости по периметру несущих стен закладывается армопояс, такая потребность возникает при возведении перекрытий в доме из газобетона.

Основные этапы включают:

  • Сборку и установку опалубки.
  • Размещение армокаркаса.
  • Заливку монолитной плиты бетоном, уплотнение и выравнивание.
  • Влажностной уход за раствором, укрывание, демонтаж опалубки через 28 дней.

1. Требования к опорам и щитам.

Монтаж подразумевает заливку бетона в герметичную горизонтальную опалубку, предпочтение отдается специальным сборно-разборным конструкциям. Щиты в принципе несложно сделать самому из фанеры толщиной не менее 20 мм (доски лучше не использовать из-за сложностей при подгонке). Обязательным условием является установка телескопических металлических стоек (при возведении перекрытия первого этажа дома они заменяются стационарными опорами). При их отсутствии допускается замена бревнами диаметром не менее 8 см, но следует быть готовыми к проблемам при подгонке уровня.

Для поддержки щитов укладывается ригель – продольный брус сечением не менее 10×10 см, при необходимости опалубка усиливается поперечными элементами (такая ситуация чаще всего возникает при работе с самоделками). Щиты укладывают без зазоров, края плотно упираются в стену. При монтаже вертикальных конструкций учитывается величина захода на несущие системы. Для исключения риска протекания дно застилается пленкой, герметичные заводские разновидности многократного использования смазываются для облегчения процесса снятия. Этап завершается проверкой уровня, отклонения недопустимы.

2. Что нужно учесть при армировании?

Усиление металлом – главное требование технологии. Предусматривается расстояние от края бетона до металла не менее 25 мм. Соединение стыков обвязывается проволокой с сечением 1,2-1,5 мм, сварка не допускается. Для развода сеток используются заранее подготовленные фиксаторы: из стали толщиной не менее 10 мм, с интервалом до 1 м, аналогичные элементы размещаются на торцах. Армирование монолитного железобетонного перекрытия завершается закладкой соединителей, обеспечивающих равномерное восприятие нагрузки на всю систему – через 40 см возле стен, через 70 от нее, с последующим шагом в 20.

3. Нюансы бетонирования.

Главное требование технологии – непрерывность процесса, в идеале раствор заказывается на заводах и заливается с помощью соответствующего оборудования. Рекомендуемая толщина слоя бетона – 20 см, что в большинстве случаев совпадает с высотой самого перекрытия. Минимальная марка составляет М200, с целью усиления теплоизоляционных свойств и облегчения веса часть крупнофракционного высокопрочного наполнителя может заменяться керамзитом, но такой способ требует одобрения специалистами (проверки прочности).

Отверстия для подвода коммуникаций и вентиляционных каналов закладываются до начала заливки, сверление застывшей монолитной плиты относится к нарушениям. Этап завершается обязательным уплотнением бетона с помощью глубинных вибраторов. Правила ухода за поверхностью в целом стандартные, но обильно поливать конструкцию водой нельзя, в отличие от фундамента или вертикальных стен она смачивается более аккуратно.

Расценки

Стоимость заливки при обращении в профессиональные фирмы варьируется от 4000 до 9000 рублей/м3 (при условии использовании опалубки заказчика). Итоговая величина затрат зависит от выбранной схемы армирования, высоты расположения будущей плиты (от уровня грунта или от отметки предыдущей горизонтальной опоры) и ее толщины, способа размещения (на колонны или несущие стены), общего объема работ. В перечень услуг строительных фирм входит установка и демонтаж опалубочных конструкций, сборка армокаркаса согласно подготовленного заранее проекта (оплачивается отдельно), непрерывное бетонирование и уход за уложенной смесью: полив, укрывание, при необходимости – прогрев. Преимуществом обращения к профессионалам является обязательный контроль качества, проводимый по окончании набора прочности.

К дополнительным затратам при выполнении работ своими руками относят потребность в спецтехнике и тары для поднятия раствора наверх (бадьи-туфельки и крана или бетононасоса). Это не является проблемой при обустройстве сплошных полов на цокольных этажах дома, но в остальных случаях без соответствующего оборудования не обойтись. Это объясняется главным требованием технологии – непрерывным процессом бетонирования, монолитные перекрытия с отдельными латками, застывшими в разные дни, уступают по качеству залитым за один раз. Минимальные затраты при выполнении всех этапов самостоятельно составляют 3200 рублей на 1 м2 при толщине плиты в 20 см.

Читайте также:  Как правильно утеплить чердачное перекрытие своими руками

Расчет количества комплектующих для опалубки перекрытий

Как посчитать количество листов фанеры для опалубки перекрытия

Чтобы поверхность монолитного перекрытия получилась ровной для опалубки перекрытия лучше всего использовать ламинированную фанеру. Она очень прочная, не трескается и не расслаивается при намокании и отлично пилится.

Чтобы уменьшить отходы при распиловке и подгонке фанеры для начала посчитаем количество целых листов фанеры размером 1200 * 3000 мм (площадь листа 3,6 кв.м.). Учитываем, что у нас в доме два помещения с размерами 6*3 и 6*4

N = Sпом/Sлиста=6*4/3,6 +6*3/3,6=11,7 листов

Таким образом, нам нужно 11 целых листов ламинированной фанеры, размером 1,2*3м

Для зашивки оставшихся незакрытых фанерой мест можно использовать обрезки фанеры, доску или обычную более дешевую фанеру.

Как посчитать количество балок БДК для опалубки перекрытий

Сборная опалубка перекрытий на телескопических стойках включает в свой состав продольные и поперечные балки. Чтобы принять верный шаг балок воспользуйтесь таблицей «Таблица для определения допустимых расстояний между основными и второстепенными стойками, главными балками, второстепенными балками при монтаже опалубки перекрытий с использованием фанеры толщиной 18 мм»

Для того, чтобы определить количество продольных балок БДК нужно ширину помещения разделить на шаг балок. Учитывая размер нашего помещения, принимает шаг продольных балок 1,5 метра, тогда для двух помещений получится:

N1прод = 4 / 1,5 = 3

N2прод= 3 / 1,5 = 2

Итого, в первом помещении четыре линии продольных балок , во втором помещении три линии продольных балок. Итого это 7 линий умножаем на длину помещений 6 получается 42 метра балки БДК. Значит всего нам нужно 14 балок по 3,3 м (0,3 м для нахлеста) .

Чтобы определить количество поперечных балок надо ширину помещения разделить на шаг балок. При толщине нашего монолитного перекрытия шаг балок должен быть 500 мм. Делим длину помещения (6м) на шаг балок (0,5м) получается, что нам нужно 13 линий балок. Для помещения шириной 3 метра нам нужно 26 балок БДК длиной 1,8 м. Для помещения шириной 4 метра будем использовать 26 балок по 2,4 метра.

Как посчитать количество телескопических стоек

Телескопические стойки устанавливаются под продольные балки, еще их называют главными балками. Шаг мы определим из таблицы и примем его 1500 мм. Мы уже знаем, что для наших помещений надо 7 линий продольных балок БДК, умножаем на длину помещения (6 метров) и делим это количество на шаг между стойками. Получаем:

Nстоек =7*6/1,5=28 шт. телескопических стоек.

Для каждой телескопической стойки нужна одна унивилка, ещё её называют короной, на 28 стоек надо 28 унивилок.

Тренога ставится под стойки, расположенные по углам и через одну стойку, то есть на 28 стоек нам понадобиться 14 треног.

Высоту телескопической стойки подбираем в зависимости от высоты нашего помещения. Для нашего помещения высотой 2,75 метра оптимальной будет телескопическая стойка СД 3,1, её рабочий диапазон 1,7-3,1 метра.

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.

Минимальный армирующий процент

Расчетная схема нормального сечения железобетонного элемента с внешним армированием.

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.

Читайте также:  Перекрытия из газобетона: способы монтажа и требования технологии

Максимальный армирующий процент

При армировании нельзя укреплять бетонную конструкцию слишком большим количеством прутьев. Это приведет к существенному ухудшению технических показателей железобетонного 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.

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 связывать арматурный каркас

Эскиз создания правильной связки арматуры фундамента

Некоторые чертежи уже предусматривают метод соединения, если проведен расчет допустимой нагрузки на основание. Но большинство строителей используют метод сварки или связывания. Сварку сейчас мало используют, ведь из-за длительного локального нагрева металл меняет свою структуру и слегка деформируется. А вот связывание обеспечивает достаточную гибкость. Для связывания рекомендуется использовать мягкую прочную стальную проволоку диаметром 3−4 мм, а также плоскогубцы или зажимы.

Принцип армирования монолитной плиты:

  1. Сначала нужно сделать опалубку, на внутренней части за 5 см от края установить рулонную гидроизоляцию.
  2. Затем установить на расстоянии до 5 см от песчано-гравийной подушки горизонтальный арматурный пояс, укрепить его колышками или уплотнителями. Арматура не должна соприкасаться с подушкой и боковыми стенками опалубки.
  3. С интервалом 200−400 мм устанавливают вертикальные прутья, в нижней кромке связываются с горизонтальным поясом. С целью увеличить прочность здания, в углах армирование устанавливают чаще, дополнительно усиливают продольными прутьями.
  4. Горизонтальные пояса монтируют с интервалом 15 см, но учитывают толщину плиты. В некоторых случаях дистанцию можно уменьшить, но не увеличивать. Последовательно связывают вертикали с горизонтальным поясом.
  5. Выводят вертикальный слой арматуры выше залегания верхней кромки фундамента. Она затем свяжется с нижним краем несущих стен.

По окончании армирования вся конструкция заливается бетоном.

Применение арматуры в строительных целях

Арматурные стержни в первую очередь служат для того, чтобы уберечь бетонное основание от значительных нагрузок и, как следствие, образования разрушений и трещин. Бетон сам по себе не может дать прочностные характеристики, особенно при большой площади использования, заливки.

В первую очередь арматура, стальная или композитная . позволяет фундаменту справляться с резкими скачками температур и подвижностью грунта. Здесь сразу становится актуальным информация о фундаменте на пучинистых грунтах, и о том, как именно его собирать и заливать.

В свою очередь, бетонное покрытие же спасает арматуру от плавления под воздействием огня и уберегает от коррозии, правда, последнее относится к стальному материалу, если же в работе используется современная стеклопластиковая арматура, то коррозия ей совершенно не страшна.

Неровная поверхность арматуры позволяет прочно сцепляться материалам при заливке бетонного раствора. Стержни арматуры укладываются продольно и поперечно для прочности всей конструкции. При этом укладку следует проводить по всем правилам.

Важно! Приступая к работе с армированием монолита, нужно понимать, как на практике реализовывается схема армирования .

Кроме того, необходимо выбрать способ соединения арматуры. Если это стальные стержни, то можно использовать и вязательную проволоку и сварку, если композитная, то проволоку.

Особенности

Монолитные плиты представляют собой сооружения из качественного бетона. Материал отличается высокой прочностью. Недостатком фундаментной плиты является ее низкая пластичность. Бетонные конструкции очень быстро трескаются при высоких нагрузках, что может приводить к образованию трещин и проседанию фундамента.

Решением данной проблемы является армирование плиты с помощью различных видов стальной проволоки. Технически этот процесс предполагает формирование металлического каркаса внутри самого фундамента.

Производятся все подобные операции на основе специальных СНиП, где описана основная технология армирования.

Наличие стальных каркасов позволяет увеличить пластичность плиты, так как высокие нагрузки уже воспринимаются также и металлом. Армирование позволяет решить несколько важных проблем:

  • Увеличивается прочность материала, который уже может воспринимать высокие механические нагрузки.
  • Снижается риск возникновения усадки сооружения, а также минимизируется вероятность возникновения трещин, возникающих на относительно нестабильных грунтах.

Следует отметить, что все технические характеристики подобных процессов регламентируются специальными стандартами. В этих документах указаны параметры монолитных сооружений и приведены основные правила их монтажа. Армирующим элементом для таких плит является металлическая сетка, которую формируют вручную. В зависимости от толщины монолита, арматура может располагаться в один или два ряда с определенным расстоянием между слоями.

Важно правильно рассчитать все эти технические характеристики, чтобы получить надежный каркас.