что это такое, требования к армировке, минимальный показатель, расчеты, схемы и чертежи, как правильно армировать в один и два слоя

Армирование монолитных фундаментов регламентируется действующими стандартами.

Усиление бетона арматурным каркасом повышает степень надежности и эксплуатационный ресурс будущего сооружения.

Для чего необходимо армирование фундамента из плит, как правильно армировать монолитное плитное основание, расскажем в статье.

Содержание

• 1 Что это такое, зачем нужно?
  • 1.1 Что будет, если не армировать?
• 2 Основные требования
• 3 Минимальный показатель
• 4 Схемы и чертежи укладки арматуры
  • 4.1 Основные параметры плиты
  • 4.2 Зоны продавливания
  • 4.3 Дополнительное усиление арматурного каркаса
• 5 Расчеты
• 6 Правильный порядок работ
• 7 Основные ошибки монтажа
• 8 Видео по теме статьи
• 9 Заключение

Что это такое, зачем нужно?

Армирование монолитной плиты называют процедуру помещения в тело бетона стальной силовой конструкции с целью повышения прочных характеристик фундамента и увеличения срока службы дома, который будет эксплуатироваться на нем.

В процессе службы основание подвергается неравномерному давлению как со стороны сооружения, так и почвы вокруг него. В результате возникают изгибающие моменты, которые влекут за собой появление трещин не только в теле фундамента, но и стенках самого дома.

Бетонный массив сам по себе характеризуется стойкостью к сжимающим нагрузкам, а арматура компенсирует действие растягивающих и изгибающих сил.

Таким образом, армирование позволяет:

• повысить прочность основания;
• предотвратить возможные усадки сооружения, связанные с недостаточной прочностью фундамента;
• снизить риск разрушения монолитной плиты под давлением грунта.

Что будет, если не армировать?

С целью экономии некоторые строители отказываются от армирования.

Такой подход практикуется при строительстве легковесных построек, на которые по проекту будут стоять на грунте, не склонному к подвижкам. В других случаях необходимость армирования регламентируется нормативными требованиями.

Нарушение технологии влечет за собой преждевременное разрушение фундамента под действием больших нагрузок со стороны самой конструкции, давления в результате морозного пучения почвы и т.д.

Основные требования

Конструктор, занимающийся проектированием плитного основания, должен придерживаться условий армирования, изложенных в СП 52-101-2003.

В нормативном документе содержатся:

• правила расположения и вязания арматурной сетки,
• описание математически расчетов,
• рекомендации по использованию подставок для нижнего слоя и т.д.

Согласно технологическим требованиям, не допускается использование арматуры со следами ржавчины, старой краски и т.д. Чтобы обеспечить высокую адгезию металла с бетоном, применяют стальные стержни периодического сечения. Для фиксации элементов силовой конструкции используют вязальную проволоку или применяют метод сварки: пластиковые хомуты в данном случае ненадежны.

Перед началом армирования проектировщик должен выбрать рациональную схему расположения прутков, определить потребность в арматуре, продумать способ фиксации конструкции в пространстве с помощью подпорок.

Минимальный показатель

Монолитные плиты, в теле колотых процент армирования составляет менее 0,05%, относят к бетонным конструкциям. Минимальный показатель зависит от проектных нагрузок и может варьироваться в пределах от 0,05 до 0,25% (выбирается по СП 52-101-2003 — СП 63.13330.2018).

По контуру рабочего сечения армокаркаса при повышенных нагрузках минимальный процент армирования может быть увеличен в два раза.

Схемы и чертежи укладки арматуры

Схема армирования дает полное представление о расположении элементов каркаса в пространстве. Когда толщина монолитной плиты меньше 15 см, то фундаменту достаточно жесткости, которую обеспечивает одна сетка из продольных и поперечных прутков, расположенных перпендикулярно друг к другу с проектным шагом.

Для легких блочных построек оптимальной высотой плиты считается 15–25 см, для жилых домов и коттеджей – 25–35 см. В этом случае арматурный каркас представляет собой соединенные между собой вертикальными прутками два пояса – верхний и нижний.

Основные параметры плиты

В простом варианте исполнения армирующий пояс представляет собой сетку, где арматура размещена по отношению друг к другу с одинаковым шагом, равным от 20 до 40 см. Расстояние между прутками, выбирается, исходя из расчетных нагрузок, действующих на фундамент.

Например, для кирпичных и других тяжелых домов выбирают шаг в 20 см, тогда как для одноэтажных каркасных коттеджей расстояние между силовыми элементами может быть увеличено до 30–40 см.

Шаг армирования должен быть меньше толщины фундаментной плиты минимум в 1,5 раза.

На практике чаще всего возникает потребность в армировании в два слоя. Тогда, согласно СП 63.13330.2018, верхний и нижний пояса соединяют между собой П-образными хомутами. Длина такого хомута должна превышать проектную толщину монолитной плиты минимум в два раза.

Концы арматуры должны быть утоплены в тело бетона минимум на 2–3 см со всех сторон. В противном случае металл быстро окисляется и возможно преждевременное разрушение силовой конструкции.

Зоны продавливания

В местах, где несущие стенки опираются на фундамент, возникает необходимость усиления армокаркаса. С этой целью уменьшают шаг армирования.

Например, если по основной площади прутки выкладывались через 20 см, то под стенами можно сократить это расстояние до 10 см. В противном случае остается риск деформации фундамента и появлений трещин.

Когда по проекту в доме предусмотрено подземное помещение, то глубина заложения плитного основания будет напрямую зависеть от высоты подвала. В этом случае проектировщику необходимо жестко объединить конструкции фундамента и стен.

С этой целью в армокаркасе основания оставляют вертикальные выпуски, которые послужат связующим звеном нескольких конструктивных элементов.

Дополнительное усиление арматурного каркаса

На практике часто возникают ситуации, когда требуется усиление арматурного каркаса в местах, где на фундамент действуют максимальные нагрузки, например, под колонами и действующими каминами внутри помещения.

В этом случае можно увеличить размер сечения прутков или ввести дополнительные продольные стержни в нижний пояс, поскольку именно на нижнюю часть силовой конструкции действует максимальное давление.

Расчеты

Зная площадь фундамента и ориентируясь на шаг между арматурой, можно рассчитать необходимое количество металлопроката для армирования. Согласно действующим стандартам, максимальный шаг между прутьями будет составлять 40 см. На значение параметра также влияют класс и размер сечения арматуры.

Занимаясь частным домостроением, лучше принимать шаг, равный не меньше 20 см, при этом, в местах максимальных нагрузок расстояние между элементами силовой конструкции нужно уменьшать.

Алгоритм расчета количества арматурных стержней лучше рассматривать на примере. Например, габариты фундамента – 6 на 6 метров, проектный шаг – 20 см.

Вначале рассчитывают потребность в арматуре для одного слоя сетки: 900 / 20 х 2 = 90 штук продольных и поперечных прутков длиной 6 м каждый. Для двух сеток потребность в арматуре увеличится вдвое – 180 штук. Для вертикальных прутков высотой 10 см понадобится 203 м арматуры. Значение получено методом умножения точек пересечения (45х45=2025 шт.) на длину одного прутка.

Таким образом для выполнения проектных условий потребность в арматуре составит: 180 х 6 + 203 = 1283 м. Если учесть, что один погонный метр арматуры диаметром 14 мм весит 1,21 кг, то необходимо закупить 1,56 т металлопроката. Практикующие строители рекомендуют заказывать арматуру с запасом (5–10%).

Правильный порядок работ

Вначале собирают нижнюю сетку. Для этого на рабочем поле выкладывают продольную и поперечную арматуру перпендикулярно друг к другу, соблюдая проектный шаг между элементами.

После фиксации деталей в местах пересечения крепят вертикальные прутки. Затем монтируют верхний пояс армокаркаса.

По окончании сборки проверяют соответствие размеров проектным значениям.

Фиксация стержней может проводится двумя способами:

1. С помощью вязальной проволоки и специального крючка или реверсивного устройства.
2. Методом электросварки.

Последний вариант позволяет значительно сократить время работы, но остается риск перегрева металла, в результате чего снизится прочность всей силовой конструкции. Поэтому эксперты рекомендуют вязать арматуру ручным или полуавтоматическим способом.

Готовый каркас укладывают на рабочее поле на подпорки, соблюдая технологическое расстояние между дном конструкции и стенками опалубки.

Основные ошибки монтажа

Собираясь заниматься строительством своими руками, собственнику стоит предварительно проанализировать ошибки, которые чаще всего допускают новички:

1. Отсутствие защитного слоя бетона между армокаркасом и боковыми стенкам фундамента (минимум 30 мм). В результате концы стержней будут в большей степени подвержены коррозии, что в целом отражается на сроке службы основания.
2. Использование деревянных фиксаторов для организации защитного слоя бетона. Дополнительные элементы остаются в теле плиты и нарушают его целостность. Дерево – рыхлый материал, который может разбухать и разрушать конструкцию. Поэтому для крепления арматуры используют специальные пластиковые фиксаторы.
3. Сборка каркаса методом сварки при большой силе тока. В результате в местах соединения деталей структура стали разрушается, а силовой потенциал армированного каркаса ослабевает. Подбором силы тока должен заниматься профессионал.

Качественную сборку армокаркаса лучше доверить профессионалам, поскольку в этой работе нужны навыки и понимание технологии.

Много важной и полезной информации о возведении плитного фундамента представлено в этом разделе.

Видео по теме статьи

Как правильно связать каркас фундаментной плиты поставить «лягушки», подскажет видео:

Выводы по процентному содержанию стали в балках, колоннах, плитах и ​​фундаменте

Итак, поясняемые понятия связаны с процентным соотношением минимального и максимального количества стали в здании. Для балки это минимум 1% и максимум 2%, для колонны минимум 1% и максимум 6%, для плиты минимум 0,7% и максимум 1%, а для фундамента минимум 0,7% и максимум 0,8%. Пожалуйста, следите за моим каналом YouTube для получения дополнительной информации о процентном содержании стали в строительстве.

Если у вас есть какие-либо вопросы о процентном содержании стали в бетоне, не стесняйтесь обращаться к нам на странице контактов.

Пожалуйста, смотрите интересные концепты на моем YouTube-канале Гражданское строительство от shravan. Пожалуйста, не стесняйтесь писать нам на странице контактов для любых карьеров.

Спасибо

Ваш Шраван

Добрый день.

 

ACI 318-11: Расчетные параметры железобетонных балок

США: Тел.: 1-206-279-3300
ЕС: Тел.: +30 6986 007 252

Коэффициент армирования

Количество стальной арматуры в бетонных элементах должно быть ограничено . Чрезмерное армирование (размещение слишком большого количества арматуры) не позволит стали деформироваться до разрушения бетона и внезапного разрушения.

Коэффициент армирования в конструкции бетонной балки представляет собой следующую дробь:

Коэффициент армирования ρ должен быть меньше значения, определенного при деформации бетона 0,003 и деформации растяжения 0,004 (минимум). Когда деформация арматуры составляет 0,005 или больше, секция контролируется натяжением. (Для меньших деформаций коэффициент сопротивления снижается до 0,65, поскольку напряжение меньше, чем предел текучести стали. )

 

Максимальная арматура

Исходя из предельной деформации 0,005 в стали, x(или c) = 0,375d поэтому

α = β ₁ (0,375d) значения β ₁ представлены в следующей таблице:

 

Минимальное армирование

Минимальное армирование обеспечивается даже в том случае, если бетон может сопротивляться напряжению, чтобы контролировать растрескивание.

Минимальное необходимое усиление:

, но не менее

где:

f _y — предел текучести в фунтах на квадратный дюйм

b _w — ширина стенки поперечного сечения бетонной тавровой балки

d — эффективная глубина от вершины железобетонной балки до центра тяжести растянутой стали

 

Покрытие для арматуры

Покрытие из бетона над/под арматурой должно быть предусмотрено для защиты стали от коррозии. Для внутреннего воздействия для балок и колонн типично 1,5 дюйма, для плит — 0,75 дюйма, а для бетона, залитого в грунт, требуется минимум 3 дюйма.

 

Расстояние между стержнями

Минимальное расстояние между стержнями указано для обеспечения надлежащего уплотнения бетона вокруг арматуры. Минимальное расстояние составляет максимум 1 дюйм, диаметр стержня, или в 1,33 раза больше максимального размера заполнителя.

 

Эффективная ширина b _eff

В случае тавровых или гамма-балок эффективная плита может быть рассчитана следующим образом: наименьшее из:

L/4, bw + 16t, или от центра к центру балок

 

Для наружных Т-образных профилей, bE или bw + ½ (расстояние в свету до следующей балки)

 

Когда стенка находится в напряжении, минимальное необходимое армирование такое же, как и для прямоугольных профилей

с шириной стенки ( bw ) вместо б .

Когда фланец находится в состоянии растяжения (отрицательный изгиб),

минимальное требуемое усиление равно наибольшему значению

где:

f _y — предел текучести в фунтах на кв.