Арматура в бетоне зачем: Зачем бетону нужна арматура, деформация бетонной конструкции |

Зачем бетону нужна арматура, деформация бетонной конструкции |

Ведя разговор о бетоне, нельзя забывать о железобетоне. За счет исключительных качеств, он широко применяется в современном строительстве. Железобетон – это прежде всего бетон, в который вводятся стальные стержни называемые арматурой. Само слово «арматура» – итальянского происхождения и в переводе на русский означает «вооружение». Зачем же нужно «армировать» бетон?

Деформация конструкции вследствие сжатия и растяжения

На строительные конструкции действуют сжатие и растяжение. Из-за этого конструкции деформируются. Для примера, наглядно можно представить обе силы, если взять обыкновенную резинку, положить ее на две опоры и нажать на нее в середине. Резинка сожмется в верхней части, но зато растянется в нижней. В средней же части длина резинки не изменится. Та условная линия, которая разделяет резинку на две части – сжатую и растянутую, называется нейтральной осью. При работе бетонной конструкции на изгиб получается аналогичная картина ее деформации.

Конструкции из бетона при изгибе разрушаются при очень малой нагрузке. Прочность же стального стержня на растяжение в 100 – 200 раз выше, чем у бетона. Значит, если заставить оба материала (бетон и сталь) работать как одно целое, т. е. добиться одинаковой прочности в зоне сжатия и в зоне растяжения изгибаемой конструкции, то можно в несколько раз повысить прочность сооружения на изгиб. Для этого в растянутую часть вводят несколько стальных стержней (арматуру) определенного сечения. Теперь уже конструкция не ломается при изгибе и может выдерживать во много раз большую разрушающую нагрузку.

Может возникнуть вопрос, как же могут совместно работать в одной конструкции два таких разнородных материала, как бетон и сталь?

Все дело в их свойствах: большая прочность на сжатие; высокая прочность арматурной стали на растяжение; большая сила сцепления бетона со сталью; почти одинаковое изменение длины бетона и стали при изменении температуры.

За счет прочного сцепления бетона с арматурой, ее нельзя выдернуть. При твердении бетон уменьшается в объеме и обжимает арматуру, а значит еще прочнее сцепляется с ней. Сила сцепления с арматурой будет возрастать со временем и тем больше, чем плотнее бетон и чем больше шероховатость поверхности арматуры.

Очень малая теплопроводность бетона весьма полезна для железобетонных конструкций: бетон хорошо защищает арматуру от резких изменений температуры.

плюсы и минусы, полезные советы

Армирование бетона применяется повсеместно с целью придания материалу вспомогательного укрепления и прочности благодаря добавлению в конструкцию арматуры. Бетон – ключевой строительный материал, который нецелесообразно или невозможно заменить в процессе реализации различных этапов сооружения зданий.

Несмотря на хорошие показатели прочности, бетонные конструкции легко деформируются, прекрасно справляясь с усадкой и сжатием, но демонстрируя ухудшение характеристик в 10-12 раз при растяжении. Неравномерные нагрузки в зонах растяжения провоцируют трещины, что в дальнейшем ведет к разрушению строения. Для повышения износоустойчивости зданий и препятствования преждевременной коррозии используется метод армирования.

Союз бетона и стали

Для начала нужно рассмотреть основные свойства сочетания двух материалов. Благодаря своим физическим характеристикам бетон дополняет сталь, защищает от коррозии, перегревов. А за счет арматуры в бетоне значительно повышается стойкость материала к общим и локальным деформациям, перепадам температур, правильно распределяются нагрузки.

Основные показатели прочности бетонных конструкций:

• Сжатие
• Растяжение
• Сдвиг

В разных состояниях материал демонстрирует иные значения данных параметров. Он очень прочен при сжатии, поэтому применяется при возведении перекрытий, выдерживающих постоянно сильное сжатие. Но если, кроме этого фактора, работает еще и растяжение, обязательно применяется железобетон, так как самостоятельно выдержать нагрузку бетон не может.

Армированный бетон обладает большим запасом прочности на растяжение, так как используемая в его производстве арматура сделана из прочной стали. При правильном соединении двух материалов они обеспечивают максимальные показатели, делая здания и сооружения прочными и долговечными.

Железобетонные правила

Прочность всей железобетонной конструкции определяется правильностью связи двух материалов. Самым важным является то, каким образом бетон отдает появляющееся в результате нагрузки напряжение стальной арматуре. Если в процессе энергия не теряется, прочность будет максимальной.

Здесь нужно, чтобы не было сдвига связи – допускается показатель, равный 0.12 миллиметра. Соединение арматуры и бетона должно быть прочным, точным и полностью недвижимым. Важно правильно выполнить теоретические расчеты и верно реализовать их на практике, соблюдая все правила производства железобетонных конструкций.

Поведение железобетона

Армированный бетон – это прочный и надежный материал, который используется в самых разных сферах строительства. В соответствии с поставленными задачами к армирующей системе предъявляют такие основные требования: хорошая механическая прочность, адгезия с массой бетона, малогабаритность, небольшой вес, близость коэффициента линейного температурного расширения к показателям бетона, стойкость к влиянию компонентов раствора.

Стальные прутья и сетки в значительной степени улучшают свойства строительного материала, для чего бетон армируют практически всегда в процессе выполнения сложных работ. В основном усиливают балки, плиты и колонны.

Элементы, где есть нагрузки на бетон:

• Балки – напряжение однородное, растяжение больше действует на нижнюю часть, которую укрепляют каркасом, усиливая сопротивление растяжению и передачу его стали.
• Плита – опирается на 2 или 4 стороны, наибольшее растяжение посредине, сетку крепят с двух сторон, укрепляя их одинаково.

Армирование бетона осуществляется несколькими методами: дисперсное, с использованием сетки, монолитное (стержневое, каркасное). Обычно армируют фундамент, конструкции жилых домов, монолитные сооружения, перекрытия и т.д.

Характеристики и работа с арматурой

Чтобы понять, как работает арматура в бетоне, необходимо рассмотреть особенности самих материалов. Стальные элементы изготавливают с рифленой поверхностью для увеличения адгезии с бетонным раствором. Поверхности могут быть с кольцевым, серповидным, а также четырехсторонним либо смешанным покрытием (демонстрируют наилучшую адгезию).

При сооружении своими руками обязательно четко следуют нормам расхода стали и заполнителя. В зависимости от проекта показатели будут разные. Обычно для фундамента берут около 160-200 килограммов на 1 метр кубический, несущих перекрытий – около 200 килограммов. Чаще всего предпочтение отдают стальным прутьям, но сегодня рынок предлагает также суперпрочные соединения из базальта, стекла, стеклопластика. Последний, кстати, лучше всего укрепляет элементы конструкции, обеспечивая малый вес и хорошую износоустойчивость.

Заливка бетона с армированием – способы усиления:

1) Монолитное – производят каркасы на заводе, из выложенных несколькими слоями соединенными между собой прутьев диаметром 6-40 миллиметров, соединенных проволокой поперечно и вертикально. Может использоваться проволока металлическая диаметром 2-4 миллиметра. Стержни используются в напряженном и ненапряженном состоянии. В итоге получается каркас с крупными ячейками размером до 20 сантиметров.

2) Дисперсное – путем добавлением фибры из базальта, стали, стекловолокна (используется чаще всего) или полипропилена в определенный объем жидкого раствора. Стальную фибру делают из металлических опилок, в среднем добавку вводят в объеме 0.3-1.2 килограмма на кубический метр раствора (для особо прочных растворов повышают до 2-3 килограммов) на этапе замешивания. Значительно повышается стойкость бетона к воде, истиранию, растрескиванию.

Большой популярностью пользуется стекловолоконная фибра. Для самых прочных смесей берут до 3-10 килограммов на кубический метр.

3) С использованием сетки (из полимера, композита, стали) – работы выполняются легко, для разных задач сетки продаются с ячейками 15-20 сантиметров листами размером 0.5х2 или 1.5х2 метра. Конструкция прочна, но боится коррозии, может проводить холод и понижать теплоизоляционные свойства здания.

Арматура для бетона должна быть качественной: без большого слоя ржавчины (чтобы не отпадали крупные куски при обработке), с соответствующим маркировке и параметрам диаметром стержня, который может меняться в зависимости от условий хранения.

Способы обработки арматуры:

• Гнутье – осуществляется вручную, на специальном гибочном станке, обращая внимание на радиус изгиба, указанный в СНиП.
• Вязка – элементы связывают в единый каркас на месте или отдельно, потом перемещая.
• Сварка – может выполняться встык или вприхватку.

Чтобы понять, как правильно армировать бетон, необходимо рассмотреть свойства разных материалов и конструкций, изучить основные правила и нормы, этапы реализации задачи.

Основные этапы выполнения работ:

• Осмотр, подготовка площади, учет наклона, контура участка, измерение уровнем.
• Создание опалубки из деревянных щитков, закрепление досок забитыми в землю кольями, оклейка внутренней части досок пергамином.
• Подготовка арматуры.
• Просчет расстояния между прутьями.
• Соединение связкой или сваркой.
• Заливка объекта, утрамбовка бетона для устранения воздушных карманов.
• Ожидание полного затвердевания – около 2-3 недель, съем опалубки.

Выбор стальной арматуры

Металлическая армация производится с использованием разных видов стали, из которой изготавливают необходимые элементы, каркасы, измельчают и добавляют в виде добавки в раствор и обрабатывают различными способами.

Материалы, из которых производят элементы конструкции:

• Мягкая сталь
• Среднеуглеродистая сталь
• Высокоуглеродистая сталь
• Стальная холоднокатаная проволока

Обычно используют деформированные стержни с рельефной поверхностью, что обеспечивает максимальную адгезию и исключает возможность сдвига. Чем выше усилие на сдвиг, тем больше сопротивление материала. Самостоятельно стержни с рельефом не применяются, только со стальной проволокой, исключающей сколы бетона.

Для производства железобетонных плит применяют арматурную сетку из стальной проволоки, соединяя ее электросваркой или витыми стержнями. Такие плиты необходимы в процессе строительства дорог, домов.

Стальная листовая арматура – тонкий лист стали с отогнутыми краями ячеек разной конфигурации, который чем-то похож на сито. Данным материалом армируют плиты перекрытия, стеновые панели.

Подготовка стержней к связке

Первым этапом выполнения задачи является проверка стержней на предмет ржавчины и соответствия указанным физическим параметрам. Прутья должны быть ровными, точно соответствовать спецификациям. Далее прутья сгибают на специальных станках в соответствии с проектом, и только после придания нужной формы и конструкции вяжут или сваривают.

Что понадобится:

• Проверенные и изогнутые прутья
• Специальная вязальная мягкая металлическая проволока либо пружины для крепления
• Сварочный аппарат – если выбран этот метод соединения
• Ровная поверхность
• Прокладки и ограничители – чтобы сделать все ровно и не сместить элементы
• Подъемный механизм – чтобы закрепить конструкцию в бетоне

Создание арматурной сетки

В процессе вязки нужно верно выбрать расположение элементов, зафиксировать сетку на идеально ровной поверхности, исключить смещения по вертикали или горизонтали. Уже сделанное крепление исправить сложно – придется разбирать секцию, заново скреплять. Проводить работы отдельно от уже готовой опалубки проще, но при реализации задачи непосредственно на месте нет необходимости привлекать спецтехнику для перемещения конструкции.

При выполнении вязки нужно верно определить расстояние между прутьями, которое выбирается с учетом их диаметра: значение не должно быть меньше диаметра стержня, при использовании нескольких прутьев разного диаметра расстояние высчитывают в соответствии с самым большим. В вертикальной плоскости между основными прутьями выдерживают минимум 12 миллиметров, за исключением мест пересечения или скрещивания с поперечными прутьями.

Для качественной связи нужно правильно рассчитать толщину слоя бетона над сеткой – он призван защитить конструкцию из стали от воздействия влаги и воздуха.

Сварка деталей

Второй способ закрепления арматуры – сварка, которая гарантирует прочность и качество исполнения железобетона. Обычно используют электродуговую сварку, правильно подобранные электроды, соединяют встык или внахлест.

Второй вариант не требует особого контроля за качеством, соединение встык должно быть сделано профессионалом, чтобы железобетон соответствовал заявленным механическим свойствам и выдерживал серьезные нагрузки.  Сварка обеспечивает повышенную жесткость каркаса, уменьшает итоговое поперечное сечение участков соединений.

До сваривания прутья зачищают, обрезают, гнут (если нужно), подгоняют по вертикали и горизонтали с использованием специального устройства, выполняют проверочное сваривание, испытывают швы на сжатие и разрыв. Если все в порядке, продолжают.

Защита от коррозии

Можно было бы спросить: если арматура в бетоне, зачем ее защищать? Но тут речь идет не о защитных средствах, а о достаточном слое бетона, который точно защитит каркас. Чтобы избежать проблем, до расчета бетона и его заливки проверяют правильность расположения конструкции, устраняют неточности.

Толщина защитного слоя:

• Плиты – минимум 1 миллиметр
• Продольные балки – минимум 25 миллиметров
• Конец прута – минимум 25 миллиметров
• Все остальные случаи – минимум 1 миллиметр либо диаметр арматуры

Игнорирование данных показателей приводит к появлению коррозии, трещинам, деформациям, разрушениям сооружения. Отдельно нужно позаботиться о защите элементов, выходящих на поверхность – для усиления краев используют лак, инертную краску, шеллак, в некоторых случаях медь. Элементы с покрытием алюминием, кадмием, цинком коррозируют еще в свежем растворе, поэтому их вообще не рекомендуется применять.

При возникновении влажности в бетоне могут присутствовать блуждающие электротоки, что стремительно разрушает металл. Для защиты желательно использовать разные способы гидроизоляции – материалы, добавки, покрытия, отделка и т.д.

Таблица сравнительных характеристик стальной и стеклопластиковой арматуры

По диаметру Композитная (стекловолоконная арматура) меньше стальной, вот таблица для соответствия:

Плюсы и минусы

Если задаться вопросом о том, зачем нужна арматура в бетоне, зачем использовать сразу два материала в конструкции вместо того, чтобы выбрать какой-то один, становится очевидно, что все свои лучшие свойства сталь и бетонный раствор проявляют исключительно в тандеме.

Основные преимущества железобетонной конструкции:

• Жесткость, способность выдерживать изгиб, растяжения, удары, усадку, принимать любую форму без потери прочности, принимая любые виды воздействия
• Длительный срок службы
• Стойкость к температурным воздействиям, влаге

К недостаткам причисляют увеличение веса конструкции (что обязательно нужно учитывать в проекте и просчитывать все показатели), сложности в перестройке, изменении уже готовых систем.

Полезные советы при армировании

• Вводя фибру или другие добавки при дисперсном усилении в раствор, вымешивать массу с волокном минимум 15 минут, после сразу работать.
• При выборе типа материала для армирования учитывать тип упрочняемой конструкции – для перекрытий, стен, колонн выставляются разные требования, то же самое и с фундаментом (учитывать его тип).
• Разделять монтажную арматуру (обеспечивает прочное соединение элементов) и специальную распределительную (понижает локальное влияние нагрузок).
• Использование разных приемов и материалов с учетом назначения армируемой конструкции и предельных нагрузок позволит добиться наилучшего результата – так, к примеру, защитить здание от усадки поможет сеточное армирование с использованием обычной дорожной сетки, а при работе с отдельными важными элементами желательно дополнительно использовать фибру.
• Нежелательно применять: алюминиевые прутья, листовую сталь, сетку-рабицу, рельсы, демонтированные трубы, стержни длиной до 1 метра и другие неподходящие материалы.
• Выбирая между связкой и сваркой, лучше отдать предпочтение первому варианту (меньше деформации).
• В сам раствор нужно вводить гидроизоляционные присадки.
• Не лениться оклеивать внутреннюю сторону досок опалубки пергамином, который устранит излишнее испарение влаги, сделает поверхность более ровной, продлит срок службы щитов.
• На прутья и сетки не должны попадать маслянистые вещества или краски.
• Работая с полом и стенами, нужно оставлять отверстия для вентиляции и электрических проводов.

Армирование бетона позволяет значительно продлить срок службы конструкции за счет усиления ее несущих способностей, добавления прочности и стойкости к разным типам воздействий. Главное – выбрать правильные материалы и методы, которые позволят добиться наилучшего результата.

Принцип работы арматуры в фундаменте

Фундамент работает как несущее основание, на которое воздействуют все виды нагрузок от вышестоящих конструкций и которое равномерно распределяет их на почву.

Арматура из стали может абсолютно спокойно выдерживать нагрузки на растяжение в 10 раз больше, чем голый бетон.

В частном строительстве наиболее распространенным является фундамент ленточного типа. Он работает в виде замкнутой контур-ленты из сборного или монолитного железобетона, которая укладывается под несущими стенами постройки и по всему своему периметру распределяет вес строения. Большее распространение имеет ленточный фундамент из монолитного железобетона.

В процессе эксплуатации на фундамент воздействуют различные нагрузки, возникающие от веса самого здания, от морозного пучения и от движения грунтов. Нижняя часть при давлении дома имеет нагрузку на растяжения, а верхняя – на сжатие. Не стоит забывать и о силах морозного пучения, чья подъемная сила может значительно превышать вес здания и провоцировать растяжение в верхних частях ленточного фундамента.

В эпоху Петра І термин «арматура» обозначал армейское вооружение. Сегодня мы называем так «вооружение» стальными стержнями бетонного фундамента.

Смысл армирования

Ленточный малозаглубленный фундамент нужно армировать для того, чтобы компенсировать воздействующие на него нагрузки в процессе эксплуатации. Бетону свойственна большая прочность на сжатие, но вызывающие растяжение или срез бетона нагрузки могут с легкостью нарушить его структурную целостность. Устойчивость бетона к растяжению в 50 раз ниже, чем к сжатию. Трансформация при помощи стальной арматуры обычного бетона в совершенно новый материал, железобетон, дает возможность ленточному фундаменту получить улучшенную устойчивость к растягиванию.

Противостояние различным нагрузкам

Ленточный армированный фундамент является монолитной железобетонной рамой из надежно связанных балок, которая свободно лежит на упругом основании. Почва под основой фундамента не является неподвижной монолитной платформой; чаще всего она представляет собой неоднородную структуру, на которую воздействуют, провоцируя движение, влага, грунтовые воды, влияние снежного и растительного покровов, температура воздуха и пр. На конструкцию фундамента постоянно действуют различные нагрузки, возникающие от возможных движений почвы. Если представить, как работает нагрузка на ленточном фундаменте упрощенно, то можно говорить, что на нижнюю часть действует преимущественно растяжение, а верхняя часть испытывает сжатие.

Схема устройства ленточного фундамента.

Арматура из стали может спокойно, абсолютно без разрушений, выдерживать нагрузки на растяжение в 10 раз больше, чем голый бетон. Сталь имеет свойство удлиняться без разрывов при воздействии нагрузок на растяжение от 4 до 25 мм (тогда как бетон только на 0,2-0,4 мм). Бетон же лучше переносит нагрузку на сжатие. Соединенные в одном материале, железобетоне, бетон и сталь позволяют лучше переносить комплексные нагрузки на растяжение и сжатие. Равноудаленная от нижней и верхней частей ленточного фундамента часть фактически не воспринимает нагрузки. Это говорит от том, что использование срединного слоя продольных элементов, который нередко монтируют «для большей прочности», лишено необходимости. В том случае если вы возводите заглубленный фундамент (подземную стену), то и армировать его необходимо как монолитную бетонную стену.

Бывают такие случаи в самостоятельном дачном строительстве, когда строители работают так: они проводят армирование только нижней части фундамента. Аргументируется это тем, что нагрузка от здания не позволит балке выгнуться вверх, создавая этим самым растяжение в ее верхней части, в которой можно «сэкономить». Но такие горе-строители не берут во внимание немалую подъемную силу намокающей расширяющейся почвы или же силу морозного пучения при замерзании воды в почве. Нагрузка от этих сил может стать больше нагрузки от строения, и она вызовет растяжение в верхних частях фундамента, которое повлечет за собой разрушение его структурной целостности.

http://youtu.be/_xKAqYFUG-U

При неправильном армировании ленточного фундамента может произойти его разрушение, что повлечет за собой разрушение стен и всей постройки.

Виды материала

В России для армирования монолитного ленточного фундамента применяется арматура класса А-ІІІ (А400) периодического профиля. Эта арматура представлена в виде стальных круглых профилей с парой продольных ребер и поперечными выступами, которые идут по трехзаходной винтовой линии. Периодические профили предназначены для более надежного сцепления бетона с арматурой, что отличается от материала с гладким профилем, которая больше подходит для использования в качестве обвязки (хомута) продольных элементов. Маркировка стальной арматуры А400 обозначает предел текучести этого класса (390 Н/мм²). Но такая арматура сегодня уже считается устаревшей. В начале 90-х годов страны Европы перешли на один класс, которую можно варить, предел текучести которой равен 500 Н/мм². Применяя класс А500С вместо устаревшего класса А400, вы экономите свыше 10% стали в строительстве.

Схема плитного фундамента под коттедж с использованием армирования.

Арматура периодического профиля класса А-ІІІ производится в отечественном экземпляре с выступами в форме колец и в экземпляре «европрофиль» с выступами в виде серпов. Кольцевой профиль отечественного производства работает на повышение прочности сцепления бетона с арматурой, а профили в форме серпа повышают стойкость к часто повторяющимся нагрузкам. Для армирования ленточного фундамента стоит выбирать кольцевой профиль отечественного производства. Порой можно встретить 4-сторонние серповидные профили, которые объединяют плюсы обоих типов.

Арматуру марки А400 (А-ІІІ) не рекомендуется варить для соединения стержней. Если варить сталь, то есть локально воздействовать высокой температурой, происходит значительное структурное ослабление стали. Эти изменения в стальных стержнях происходят на том участке, который варят, и в прилегающих участках на длину, которая равняется четырем диаметрам стержня в обе стороны. Если вы хотите варить соединение между стержнями, то вам следует выбирать специальные, предназначенные для этого классы, которые можно узнать по букве «С» в названии: А400С, А500С. Именно их можно варить для соединения стержней в каркас. Если вы не знаете, арматурой какого именно класса вы располагаете, но вам необходимо варить место соединения продольных стержней, то арматуру предварительно необходимо нагреть до 200 градусов по Цельсию, чтобы свести к минимуму потери стальной прочности. Длина сварного шва как минимум должна быть равной 10 диаметрам одного стержня свариваемой арматуры (45-55% длины стержня).

Сварка сетки

Варить отдельные стержни сетки железобетонного фундамента можно двумя видами контактной электрической сварки: стыковой и точечной.

Точечная контактная сварка основывается на использовании тепла, которое выделяется в местах контакта стержней во время пропускания электрического тока, чтобы разогреть металл на этих участках до температуры плавления. Осаживая разогретые стержни друг к другу, получается их надежное соединение. Контактной точечной сваркой можно варить узлы каркасов и сеток, которые представляют собой два или три пересекающихся стержня под углами 60 и 90 градусов.

Вязка прутьев

Схема конструкции фундамента.

Также требуется гнуть арматуру для изготовления соединительных элементов, которые работают на растяжение (лапка или стандартный крюк) и для армирования примыканий и углов. Некоторые строители производят армирование примыканий лент и углов ленточного фундамента, используя перекрестия стержневой арматуры. Этот метод является очень грубым нарушением типовых схем армирования примыканий и углов, которые ослабляют конструкцию. Такой способ может повлечь за собой расслоение бетона.

Класс А-ІІІ гнется в холодном состоянии на прямой угол по диаметру изгиба без потерей прочности. Если гнуть арматуру на 180 градусов, то прочность снизится на 10%. Сегодня работает минимум два очень распространенных и недопустимых способа гибки стержней. Недобросовестные рабочие, не желающие выполнять лишнюю работу, или надпиливают точку, где будет производиться гибка стержня, с помощью угловой отрезной машинки, или греют место сгиба паяльной лампой (автогеном или же на костре). Ясно, что оба приема в разы ослабляют стержни, что может повлечь разрушение их целостности под влиянием нагрузок. Запомните, что все типы должны гнуться в холодном состоянии, если другое не указано проектировщиком.

Схема расчета арматуры для фундамента.

Арматура А-ІІІ (А400) применяется для поперечного и продольного армирования фундамента. Для дополнительного (вспомогательного) поперечного армирования (хомуты) можно также использовать стержневую гладкую горячекатаную арматуру класса А-І (А240) или А-ІІ.

Еще для армирования фундамента можно применять конструктивную арматуру, которая монтируется для восприятия непредвиденных усилий (к примеру, усилия от температурных деформаций или усадки бетона). Следует по возможности устанавливать арматуру пространственными или укрупненными заранее подготовленными элементами, сокращая при этом объем использования отдельных стержней. С бетонной подушки (подготовки) на месте монтажа стержней должны удаляться грязь, пыль, мусор, лед и снег.

Поверхность

Стержни необходимо обезжиривать, очищать от всех неметаллических покрытий посредством металлической щетки. Допускается наличие на арматуре эпоксидного покрытия. Оно в разы снижает сцепление с поверхностью бетона, но также повышает стойкость к коррозионному процессу.

Разрешается наличие на стержнях арматуры неотслаивающейся ржавчины. Кстати, обыкновенная неотслаивающаяся ржавчина даже усиливает прочность сцепления бетонной поверхности с арматурой.

Зачем бетону нужна арматура, деформация бетонной конструкции

Обычный бетон обладает некоторыми недостатками, которые сохраняются независимо от используемой марки цемента и тщательности подбора примесей. Один из таких недостатков – недостаточная прочность несущих конструкций из чистого бетона. Однако материал сам по себе слишком хорош, чтобы отказываться от него в пользу металлических конструкций, к тому же, он гораздо дешевле. Железобетон решает проблему прочности и экономичности при производстве бетона. Именно укрепленный арматурой бетон становится основной для многоэтажных зданий и обширных промышленных площадок.
 

Деформация конструкции вследствие сжатия и растяжения

Как именно арматура помогает сделать железобетон таким прочным? Любая несущая конструкция из бетона подвергается нагрузкам на сжатие и растяжение, что вызывает временную или постоянную деформацию. Чтобы понимать, как работает деформация, можно представить на месте железобетонной плиты большой блок резины, который сжимается, растягивается и сгибается по определенным правилам. Бетон подвержен почти тем же законам физики, хотя его деформация менее заметна глазу. А чрезмерная деформация недостаточно укрепленного бетона вызовет разрушение конструкций, что чревато приведением здания в аварийный вид.

Чистый бетон, хоть и выглядит довольно прочным, разрушается при относительно малых усилиях. Поэтому его используют там, где предполагается лишь один вид деформации в один момент времени. Несущие конструкции в зданиях требуют большей прочности и гибкости. Стержень арматуры из стали выдерживает значительные нагрузки по сравнению с твердым бетоном, он выдерживает в сто раз более сильное растяжение, чем самый крепкий неармированный бетон. Таким образом, стержни из стали способны удерживать целые бетонные плиты от сильной деформации, принимая на себя многие виды нагрузок, в том числе резкие вибрации. 

Важно подбирать арматуру определенного сечения, чтобы она хорошо укладывалась в бетон, не создавая полостей или слабых областей в плите. Сцепление может быть усилено длительным выдерживанием бетона после заливки, а также повышением исходной шероховатости стальных стержней. Сама же сталь отлично сцепляется с бетоном, при этом они имеют примерно одинаковые физические свойства в плане изменения температуры – например, они одинаково меняют свой объем. Дополнительное укрепление происходит при усадке бетона – он так плотно сжимает стальные прутья, что они практически становятся неотъемлемой частью готовой железобетонной плиты. Железобетон становится частью прочных стен, полов и потолочных плит в жилых и промышленных зданиях.

Так как бетон является слабым проводником тепла, стальная арматура надежно защищена от одного из своих главных недостатков – хрупкости при резком изменении температур. Арматура внутри железобетонной плиты практически не испытывает влияния температуры в самые жаркие или холодные сезоны года.

что это такое и для чего она нужна

Арматура – это металлическое изделия в виде стержня. Арматурные прутья относят к важным элементам строительства. Их получают путем проката стали на металлургических заводах, подвергая высоким температурам. Из стали удаляют отходы и добавляют примеси, снижая уровень углерода и повышая прочность прутьев. После изготовления арматура подвергается проверкам и соответствиям ГОСТу. Производство и продажа арматуры — сферы высокого спроса, так как её используют в гражданском и в промышленном строительстве. Данная статья поможет детальней рассмотреть, что такое арматура.

Необходимость применения

Арматура нужна для прочности и выносливости бетона и используется в процессе любого строительства. Устойчивость бетона к растяжению, намного меньше чем к фактору сжатия. Благодаря рифленой поверхности арматура хорошо закрепляется в бетоне и уменьшает его деформацию.

Арматура – это металлическое изделия в виде стержня

Чистый бетон не имеет высокого свойства прочности, и чтобы увеличить его долговечность, бетон и арматуру соединили в железобетоне. Железобетонные конструкции предназначены надежному укреплению постройки в сравнении с обычным бетоном:

• арматура защищает бетон от резких перепадов температуры;
• повышается прочность при одновременном воздействии факторов сдавливания и растяжения;
• арматура препятствует образованию бетонных трещин.

Арматура используется и в фундаменте. Он берет на себя любые виды нагрузок от вышестоящих конструкций и потому должен быть максимально прочным. Дополнительно на фундамент воздействуют движения грунтов и морозное пучение. Арматура в фундаменте работает как эффективная защита и помогает сопротивляться разрушению бетона.

Общая классификация арматуры: виды

В зависимости от вида изготовленного материала, арматурные стержни бывают:

1. Металлические. Из металлов изготавливают традиционную арматуру, она высокая по теплостойкости. В процессе армирования её могут сгибать и сваривать.
2. Композитные. Они изготовлены из стеклянных, базальтовых и углеродных волокон. Наиболее востребована стеклопластиковая арматура, не проводит электроток и не подвержена коррозии.

Арматура металлическая

В зависимости от способа изготовления арматура может быть:

1. Стержневой. Подобная арматура используется чаще всего. Диаметр прутьев от 6 до 80 мм, они изготавливаются путем холодного и горячего проката, служат каркасом железобетонным конструкциям и могут быть:

• Гладкими. Без выступающих изгибов на поверхности.
• Периодического профиля. Состоят из периодичных мелких выступов по всему периметру.

1. Проволочной. Размер данной арматуры доходит до 10 мм. Изготавливается способом холодной протяжки стержней через ряд уменьшающихся в диаметре отверстий. В результате стержни проволочной арматуры сужаются в диаметре и увеличиваются в длине.
2. Канатной. Арматура изготавливается из проволоки. Диаметр высокопрочных канатных прутьев от 6-15 мм. В ней не должно быть оборванной проволоки и вмятин.

В зависимости от установки арматура делится на три вида:

• Штучный. Используется в опалубках на частном строительстве работ небольших объемов. Отдельные элементы используются в каркасах и арматурных сетках.
• Арматурная сетка. Уже готовые переплетения вертикальных и горизонтальных стержней фундаменту и плитам перекрытия.
• Каркас. Каркасные конструкции предназначены армировать колонны и балки.

Выбор конкретного вида арматуры зависит от места и способа её применения.

Сетка арматурная 50х50х3 мм в картах

Разновидности

По своему назначению арматура бывает таких видов:

1. Рабочая. Самый значимый вид арматуры, обладающий высокой прочностью, принимает основные нагрузки строения. В свою очередь, выделяется:

• Поперечная рабочая арматура часто производится в виде хомутов. Удерживает нагрузку от поперечной силы конструкции и устанавливается перпендикулярно к продольным арматурным прутьям.
• Продольная арматура принимает нагрузку от факторов сжатия и растяжения по вертикальной оси напряженных конструкций.

1. Распределительная (конструктивная) — распределяет нагрузку рабочей арматуры по всей площади и обеспечивает её цельность. Ставится в места концентрации напряжений и резких изменений сечения конструкции.
2. Монтажная. Применяется для усиления каркаса и объединяет все части. В некоторых случаях конструктивная и рабочая арматура может одновременно выполнять функции монтажной.

Каждый из этих видов арматуры обеспечивает максимальную прочность и долговечность в конкретном месте строительной конструкции.

Область применения

Арматура очень широко применяется в строительстве:

• гражданские здания;
• мосты, гидроэлектростанции и плотины;

Арматура в строительстве

• заводы и фабрики;
• применяется в закладке фундаментов;
• шахты, аэродромы и портовые сооружения.

Арматуру используют в изготовлении ломов и штифтов, кроме того, прутья популярны в частном применении на дачных участках (в пристройках, заборах и сараях).

Специфика маркировки

Маркировка арматуры – специальное обозначение, помогает лучше разобраться в диаметре арматуры, её внешнем виде и характеристиках. Созданное чтобы упростить выбор и быстро сориентироваться в различных видах арматурных прутьев. Стержневую арматуру поделили на 6 классов:

• Класс А240 (А1). Арматурные прутья класса А240 гладкие и без углублений, из-за чего обладают худшими свойствами сцепления с бетоном в сравнении с профильной арматурой. Применяется дополнением к основной арматуре и выпускается разными диаметрами и длиной. Используется в формировании каркасов. Если здание небольшое, её можно применять самостоятельно (в ленточном фундаменте дачи либо бассейна). Имеет невысокую стоимость и повышенную эластичность.
• Класс А300 (А2). Арматура периодического профиля с различным диаметром от 10 до 80 мм пользуется высокой популярностью и нужна в изготовлении железобетонных плит и возведения частных домов. Плотнее чем арматура класса А1.

Специфика маркировки арматуры

• Класс А400 (А3). Прутья указанного класса наделены ребристой поверхностью. Их диаметр составляет от 6 до 40 мм. Арматура весьма популярна из-за недорогой стоимости и высокой прочности. Её применяют в сварочных и железобетонных конструкциях, в строительстве дорожных плит и покрытий, а также при армировании бетонных стен зданий.
• Класс А600 (А4). Используют в напряженных и ненапряженных железобетонных конструкциях. Арматура класса А600 диаметром от 10 до 32 мм используется в армировании фундаментов зданий и производстве железобетонных конструкций, их часто связывают в каркасы.
• Класс А800 (А5) и А1000 (А6). Прутья с рифлеными ребрами диаметром 6-36 мм производится из низколегированной стали. Арматура класса А5 и А6 высокой прочности и стоимости. Их применяют лишь в промышленном строительстве больших фабрик, заводов и сооружений.

Существуют и более детальные характеристики в маркировке с различным обозначением:

• Буква «К» говорит о дополнительной обработке арматурной стали антикоррозийными веществами (Ат800К).
• Буква «С» дает возможность понять, что стержни хорошо свариваются (Ат400С).
• Буква «т», добавленная к индексу, обозначает — арматура термически упрочненная (Ат800К).
• Буква «в» — арматура, упрочнённая вытяжкой.

Заключение

Строительные объекты с применением арматурного каркаса становятся надежными и долгосрочными. Арматура увеличивает прочность конструкции и важна в процессе заложения фундамента здания.

Арматурный каркас для ленточного фундамента

Арматурный каркас для ленточного фундамента играет роль скелетного основания, который полностью берет на себя напряжение от внешнего и внутреннего давления. Арматурные прутья принято соединять в каркасы или сетки с помощью сваривания или связывания специальной проволокой. В самостоятельном строительстве вязание арматуры занимает длительный период времени и требует соответствующих навыков, поэтому многих волнует вопрос: «Можно ли сваривать арматуру для фундамента?»

Вязать арматуру стоит тогда, когда строительство происходит на сложном грунте (с высоким уровнем подземных вод, значительным промерзанием грунта). Если свариваются крупные прутья с маркировкой «С» в строительстве частного здания небольшого размера — сварка не повлияет на прочность конструкции.

В процессе армирования следует обратить повышенное внимание на правильное армирование углов фундамента. Неправильная стыковка прутьев может привести к появлению трещин и расслоений. На углах необходима жесткость соединения арматуры и вязка тогда не подходит. На угловом месте стыков арматуры хорошо использовать Г-образные пруты.

Современные технологии позволяют использовать не только металлическую, но и композитную арматуру. Пластиковая арматура плюсы и минусы:

• имеет малый вес;
• не подвержена коррозии;
• высокая прочность на разрыв;
• низкая теплопроводность;
• не изгибается;
• прутья соединяются исключительно вязкой.

Пластиковую арматуру спокойно применяют в малоэтажном строительстве, в различных фундаментах и плитах.

Кроме вязки и сварки, используют муфтовое соединение арматуры, что позволяет надежно соединить концы арматурных прутьев друг с другом. У такого способа есть преимущества и недостатки:

• высокая скорость соединения прутьев;
• прочность соединения;
• снижается расход материала;
• высокая стоимость;
• требуется нарезать резьбу и прикрутить муфту.

Данный способ соединения арматуры часто применяется в промышленном строительстве и в больших объемах работ.

Арматура в бетоне — подготовка к созданию железобетона и функции

• Почему металл отлично сочетается с бетоном? v
• Особенности взаимодействия арматуры и бетона v
• Как стержни готовятся к созданию железобетона? v
• Как создается армосетка? v
• Как арматура работает внутри бетона и что такое напряженная арматура? v
• Разновидности железобетона? v
• Заключение v

Железобетон появился уже очень давно. Несмотря на то, что он применяется уже больше ста лет, ему так и не нашлось достойной альтернативы. Слишком хороши его свойства и бонусы, которые можно получить от его применения. Из железобетона делаются практически все капитальные строение и несущие конструкции. Его повсеместно применяют для создания монолитного и сборного фундамент. В общем придумать более надежный и востребованный материал было бы очень непросто.

Особенность железобетона в том, что в нем одновременно используется обычный бетонный раствор и арматура. Как раз об этом мы и будем говорить — как работает арматура в бетоне?

Почему металл отлично сочетается с бетоном?

Опытным путем и уже очень давно установлено, что стальные конструкции добавляют бетонные растворам больше прочности, долговечности и устойчивости. Каждая строительная компания разрабатывает свой рецепт железобетона. Но суть у всех примерно одна и та же. Все добиваются таких качеств:

• улучшение эксплуатационных свойств;
• увеличение прочности и долговечности возводимых конструкций;
• устойчивость материала перед растяжением, сдвигами и прочими механическими воздействиями.

Главное свойство бетона — это высокие показатели прочности на сжатие. Поэтому если конструкция будет подвергаться большим нагрузка, его использование является обязательным. Сталь в этом тандеме отвечает за продольные нагрузки, то есть растяжение. Под ними она не теряет прочности.

Вот и получается, что объединение арматуры и бетонного раствора оказалось самой удачной идеей в строительной отрасли в последние 100 с лишним лет.

Особенности взаимодействия арматуры и бетона

Чтобы конструкция имела высокую прочность и долговечность, между раствором и сталью должна быть отличная адгезия. При застывании они должны стать единым целым. Только так фундамент, стяжка или залитая стена, будут крепкими и простоят очень долго.

Если вышло так, что адгезивные свойства оказались на низком уровне, арматура будет скользить внутри застывшего камня, и через некоторое время полностью его разрушит.

За адгезивные свойства арматурных прутьев отвечает особенность их строения. Их поверхность усеяна многочисленными выступами, напоминающими спираль. Такая форма придаются прутам во время проката или путем прессования двух стержней друг о друга. Для такого метода требуется специальное оборудование.

Концы арматурных стержней оборудуются крюками, что придает больше сцепления с раствором. Сетки и каркасы обладают большей надежностью и лучше связываются с раствором, так как имеют множество неподвижных элементов.

Перед тем как использовать арматуру в создании железобетона, она должна пройти подготовку. Ее следует очистить от грязи и ржавчины. На ее поверхности не должно быть ничего, что могло бы навредить адгезии с компонентами бетонной смеси.

Защита от образования ржавчины необходима не только перед заливкой раствора, но также в процессе эксплуатации готовой конструкции. Бетон — пористый материал, а это значит, что через него может проникать воздух и влага. Чтобы минимизировать такие проникновения, рекомендуется заливать все металлические пруты толстым слоем бетона. Тогда плотности раствора будет достаточно, чтобы уберечь внутренний каркас.

Толстый слой бетона также важен для огнеупорности конструкции. Ведь на распространение огня может повлиять приток воздуха и высокая температура.

Слишком большой защитный слой может стать причиной снижения прочности конструкции. Это особенно важно, когда речь идет о несущих узлах. Поэтому важно соблюдать оптимальные значения, как в количество используемой арматуры, так и в объемах заливаемого раствора.

Арматура и бетон имеют практически одинаковые рамки стойкости к низким температурам и их перепадам. Материалы одновременно уплотняются и растягиваются. Такая синхронизация позволяет готовой конструкции легко справляться с климатическими нагрузками.

Как стержни готовятся к созданию железобетона?

Перед использованием стержней, их следует проверить и подготовить. Они должны быть достаточно прочными, сделанными из качественного материала. На стержнях не должно быть никакой ржавчины или ее следов. Это очень важный этап проверки. Ржавые участки не только ухудшают адгезию, но и делают прилегание бетона на этих участках плохим.

Если при выявлении арматуры, пораженной коррозией, обнаружились лишь небольшие участки, то такие стержни могут использоваться в железобетоне. Но их необходимо обработать антикоррозийными составами. Это обеспечит дополнительную защиту и продлит срок службы.

Обязательно следует проверить все стержни на наличие механических дефектов — сколов, кривизны, неправильных размеров и пр.

После проверки стали, производится сгибание. Это необходимо, чтобы потом сделать арматурную сетку. Сгибание делается на специальных станках или приспособлениях. После этого собирается армокаркас. Все элементы соединяются между собой стальными хомутам или сваркой. Вот что понадобится для создания арматурной сетки:

• проверенные и подготовленные стальные прутья;
• металлическая проволока для связки прутьев;
• сварочный аппарат, если каркас будет собираться сваркой;
• ровная рабочая поверхность — каркас не должен двигаться во время сборки;
• подъемный механизм для установки стального каркаса в опалубку;
• ограничители и прокладки, при помощи которых соблюдается ровность каркаса и его фиксация при сборке.

Как создается армосетка?

Металлические каркасы для заливки бетоном соединяются при помощи сварки или вязки. Второй вариант является более популярным и предпочтительным, особенно при создании фундаментных каркасов. Надежность хуже чем у сварки, но крепкая вязка в состоянии покоя без каких-либо нагрузок отрабатывает отлично. Единственным отличием является необходимость более пристально следить за ровностью поверхности и ограничителями.

Крепить прутья надо сразу надежно, потому что для исправления ошибок придется разбирать целые секции и переделывать всю работу. Для вязки используется мягкая, но прочная проволока. Иногда применяются и пружинные крепления. Они проще в обращении, и ими можно работать очень быстро.

Сварка арматуры в единый каркас обеспечивает более надежное соединение. С ее помощью можно сделать жесткую конструкцию, которой не грозят перекосы и неровности. Она будет хорошо ложиться в опалубку.

При соединении арматуры сваркой, применяется электродуговой метод. Он прост и не требует специальных навыков сварки. Соединение может вестись внахлест или на одной прямой. Первый метод значительно проще и не требует контроля.

Сварка армокаркаса является более предпочтительной, если создается высокий каркас.

Вот какие преимущества обеспечивает сварка арматурных прутьев:

• большая жесткость всего каркаса;
• небольшое поперечное сечение соединений;
• сварку внахлест выполнять не обязательно.

Перед началом работ необходимо зачистить свариваемые поверхности. На них не должно быть грязи или ржавчины. Желательно также закрепить заготовки в тисках или зажимах.

Контроль за качеством и надежностью соединений должен вестись постоянно, на всех этапах. Это позволит создать надежную конструкцию. При этом важно провести предварительную сварку, чтобы проверить как будет вести себя материал и достаточно ли надежными будут соединения.

Всегда важно точно знать чего именно можно ждать от материала. Необходимо заранее подбирать все инструменты, а также расходники (в данном случае электроды), которые будут иметь высокую эффективность.

Как арматура работает внутри бетона и что такое напряженная арматура?

Главное свойство, которое арматура придает бетонным блокам или плитам — это жесткость. Благодаря этой жесткости, бетон получает дополнительную “опору” и может противостоять еще большим нагрузкам. Благодаря таким свойствам, железобетон может использоваться на ответственных узлах и при сооружении очень тяжелых объектов как в частном, так и в промышленном строительстве.

Однако и арматура имеет максимальную прочность. Предельное сопротивление прутьев выражается в растяжении. Вернее в ее амплитуде. При воздействии продольных нагрузок, пруты могут растягиваться. При снижении нагрузок они возвращаются в исходное состояние. Такие процессы в уже застывшем бетоне могут стать причиной его разрушения.

Чтобы этого не происходило, на объектах с динамическими нагрузками подобного рода, используется сборный железобетон с напряженной арматурой. Во время заливки каркаса, арматура находится под напряжением, то есть в растянутом состоянии. По мере твердения бетона, она возвращается в исходное положение. Чтобы создает внутри изделия некоторое пространство, в котором при рабочих нагрузках арматура может свободно двигаться, не повреждая конструкцию и не снижая ее надежность.

Разновидности железобетона?

Такой материал используется практически для всех видов строительных работ. Он универсален. Из него могут делаться фундаменты, стены, плиты, блоки и т. д.

Железобетон может быть монолитным, т. е. заливаться прямо на площадке, как это часто бывает при создании фундаментов под частные дома. Он может быть и сборным — производиться на предприятии. Чаще всего так делаются плиты и блоки с обычной и напряженной арматурой.

Особо прочные и надежные марки железобетона используются для создания автомагистралей и взлетных полос аэродромов. Есть модели плит, арматура из которых выступает. Это нужно для того, чтобы надежно соединить плиты между собой при помощи сварки. Швы между плитами при этом заливаются высокопрочным бетоном.

Данный материал часто используется для создания объектов с повышенными требованиями ко внешним нагрузкам, а также для сооружений, работающий под землей, например для строительства метро и бункеров. В дополнении к армированию, в таких растворах используются особые добавки вроде алюминиевой крошки, которая препятствуют проникновению радиоактивных элементов через стены.

Заключение

Арматура является такой же важной частью железобетона, как и раствор. Она обеспечивает конструкции жесткость, надежность и долговечность. Без такого сочетания материалов было бы невозможно создать многие современные сооружения и объекты, к примеру стадионы, автодромы, многоэтажные дома и т. д.

Арматура для бетона: виды, расход, применение

Тяжелый бетон это прочный материал, который обладает высокой «несущей» способностью «на сжатие». В то же время его способность воспринимать растягивающие и изгибающие напряжения оставляют желать лучшего.

СодержаниеСвернуть

Поэтому для обеспечения стойкости сооружений ко всем видам механических нагрузок применяется арматура для бетона, закладываемая сооружение на этапе подготовки к заливке. Бетон без арматуры может воспринимать лишь незначительные нагрузки на изгиб и растяжение. При превышении определенной величины, измеряемой в МПа или кгс/см2 конструкция начинает идти трещинами или полностью разрушается.

Арматура под бетон: виды и классификация

Арматура, применяющаяся в современном строительстве, классифицируется в соответствии со следующими факторами:

• Материал изготовления – углеродистая сталь или стеклопластик.
• Технология производства и физическое состояние: стержневая, канатная и проволочная.
• Вид профиля сечения: круглый, гладкий или рифленый.
• Работа арматуры в бетоне: напрягаемая или ненапрягаемая.
• Назначение: рабочая, распределительная и монтажная.
• Способ установки: сварная или связанная мягкой стальной, медной или алюминиевой проволокой.

Также армирование бетона арматурой может быть иметь поперечный или продольный характер:

• Поперечное армирование исключает образование наклонных трещин от скалывающих механических нагрузок и связывает бетон сжатой зоны с арматурой в «растянутой» зоне.
• Продольное армирование воспринимает нагрузку на «растяжение» и препятствует возникновению вертикальных трещин в нагруженной зоне.

Какой вид, тип, диаметр и количество арматуры использовать в каждом конкретном случае, указывается в проектной документации на то или иное здание или сооружение. Тем не менее, многих застройщиков, которые возводят дома, и сооружения без проекта интересует распространенный вопрос: какой расход арматуры на 1 м3 бетона необходимый для обеспечения долговечности сооружения. Рассмотрим расход арматуры на куб бетона подробнее.

Сколько арматуры нужно на куб бетона

Этот законный вопрос задают себе многие застройщики частных и дачных домов, возводящих объекты капитального строительства без разработки дорогостоящего проекта.

При определении количества арматуры на куб бетона учитываются следующие факторы: условия эксплуатации в конкретном регионе России (состояние грунта, глубина промерзания почвы и высота стояния грунтовых вод), вес сооружения, тип конструкции и технические характеристики доступной арматуры.

Приблизительные нормы расхода стального армирования диаметром 12 мм на ленточный фундамент частного дома следующих габаритов 9х6 метров – 18,7 кг на 1 м3 тяжелого бетона.

Отмечая, что расчет характеристики – расход арматуры на м3 бетона должен производиться в каждом конкретном случае индивидуально. В соответствии с требованиями действующего нормативного документа СНиП 52-01-2003, в общем случае количество продольной арматуры не может быть меньше 0,1% от площади поперечного сечения конструкции.

В качестве примера рассмотрим сечение ленточного фундамента частного дома высотой 1 метр и шириной 0,5 метра.Для его усиления потребуется 1х0,5= 0,05 м2 арматуры соответствующего сечения.

Абстрагируясь от нормативных документов регламентирующих количество арматуры на 1 м3 бетона, сообщим читателям этой публикации практические нормы расхода, обеспечивающие высокий уровень прочности и долговечности частного здания.

Образец расчета арматуры для фундамента

Правильно уложенная на фундамент рабочая арматура увеличит его прочность на разрыв и изгиб. Есть еще и вспомогательная арматура, устанавливаемая вертикально. Она обеспечивает прочностью на срез.

В обоих вариантах используются различные виды армирования, что следует учитывать:

• Первые шаги начинаются с того, что по периметру опалубки, собранной в ленточном котловане, вбиваются вертикально прутья. При этом выдерживаются одинаковые расстояния между стержнями – 50-80 см. Диаметр самой арматуры находится в пределах 0,8-1 см, а высота прутьев равна глубине котлована.
• К вспомогательным прутам вяжут внизу и вверху горизонтальные пояса, количество прутьев в которых выбирают с учетом рекомендаций, приведенных в таблице:

При достаточно глубоком котловане допускается в горизонтальных поясах прокладывать по четыре прута.

• Расстояние от наружного края пояса до оконечной точки вертикального стержня не должно превышать 10 см.
• Чтобы армировочный каркас был единой неподвижной конструкцией, особое внимание нужно уделять соединению углов. Здесь лучше использовать систему перекрестных лент, объединив между собой пруты двух горизонтальных поясов. Не помешает для усиления углов и использование арматурной сетки.

Нужно взять во внимание и такой момент – арматура для ленточного фундамента не должна ложиться на землю. Рекомендуется использовать бетонную подложку. До того, как будет выполняться окончательная сборка каркаса, делают первую заливку толщиной в 5-7 см. Когда бетон застынет, можно выполнять сварку (или привязку) друг с другом нижнего и верхнего поясов.

Немного математики

До того, как приступать к укреплению ленточного фундамента, необходимо произвести расчет арматуры. Это позволит заранее запастись нужным количеством материала и выбрать правильные параметры.

Сначала рассматривают схему будущего дома, чтобы определиться с количеством лент под фундамент. У стандартного здания четыре наружные стены и несколько внутренних (в нашем случае пусть будет две несущих), значит, всего лент фундамента – шесть.

Математические вычисления можно рассмотреть на конкретном варианте.

К примеру, строится дом квадратного типа с длиной стены 10 м. Количество прутьев в каждом из основных поясов берется по 2. В данном случае расчет арматуры будет выглядеть так:

1. Длина дома умножается на количество лент и количество прутьев в двух поясах:
   10 х 6 х 4 = 240 м – общая длина основной арматуры с прутьями d=12 мм.
2. К периметру дома прибавляют длину внутренних стен (допустим, каждая по 10 м):
   40 + 2 х 10 = 60 м – общая длина ленты.
3. Предыдущий параметр умножают на 5,4 – средний коэффициент на каждый метр ленты:
   60 х 5,4 = 324 м – общая длина вспомогательной арматуры

Расчет производился для ленты высотой 80 см и шириной 40 см. Математические действия достаточно просты, так что рассчитать нужное количество прутьев не составит труда.

Если идет речь о фундаменте, то это арматура диаметром не менее 12 мм сваренная или связанная в формате ячейки габаритами 50х50 миллиметров. Стены здания из бетона допускается армировать в продольном направлении с шагом 0,4-0,5 метра. При этом сцепление арматуры с бетоном обеспечивается ее конструктивными особенностями – продольным и поперечным рифлением.

Заключение

В заключение повествования стоит отметить, что системных рецептов по армированию конструкций приемлемых для всех возможных случаев нет и не может быть. Частный застройщик, принимающий решение, сколько арматуры на 1 м3 бетона должен руководствоваться климатическими условиями и массой планируемого сооружения.

Это переменные величины, нуждающиеся в уточнении в каждом конкретном случае строительства здания и сооружения.

Зачем бетону армирование? — Практическая инженерия

В прошлом видео мы говорили о бетоне 101 и о том, почему бетон является таким прекрасным строительным материалом. Но я не упомянул о его самой большой слабости.

Чтобы понять самую большую слабость бетона, во-первых, нам нужно немного узнать о механике материалов, что является причудливым способом сказать «Как материалы ведут себя под нагрузкой». Под стрессом в данном случае подразумевается не тревога или экзистенциальный страх, а скорее внутренние силы материала.Существует три основных типа напряжения: сжатие (сдвигание), растяжение (растяжение) и сдвиг (скольжение по линии или плоскости). И не все материалы могут одинаково противостоять каждому типу нагрузки. Оказывается, бетон очень силен на сжатие, но очень слаб на растяжение. Но вам не нужно верить мне на слово. Вот демонстрация:

Эти два бетонных цилиндра были отлиты из одной партии, и мы посмотрим, какую нагрузку они могут выдержать до разрушения.Во-первых, испытание на сжатие. (Кляп для ручного насоса). При сжатии цилиндр сломался при нагрузке около 1000 фунтов (то есть 450 кг). Для бетона это довольно мало, потому что я добавил в эту смесь много воды. Причина в том, что мой стенд для проверки прочности на разрыв не такой сложный. Я забросил в этот образец несколько рым-болтов и теперь вешаю его на стропила в магазине. Я наполнил это ведро гравием, но его веса не хватило для того, чтобы образец не выдержал. Итак, я добавил еще одну гантель, чтобы подтолкнуть ее к краю.Вес этого ковша составлял всего около 80 фунтов или 36 кг — это менее 10% прочности на сжатие.

Все это говорит о том, что веревку из бетона делать не надо. Фактически, без какого-либо способа исправить эту слабость, связанную с растягивающим напряжением, вам не следует делать какой-либо конструктивный элемент из бетона, потому что он редко испытывает только сжатие. На самом деле почти все конструкции испытывают разные нагрузки. Это не яснее, чем в классическом луче. Эта классическая балка сделана мной из чистого бетона в моем гараже.Приложение силы к этой балке вызывает развитие внутренних напряжений, и вот как они выглядят: верхняя часть балки испытывает сжимающее напряжение. А нижняя часть балки испытывает растягивающее напряжение. Вы, вероятно, догадались, где произойдет разрушение этой бетонной балки, поскольку я продолжаю увеличивать нагрузку. Это происходит почти мгновенно, но вы можете видеть, что трещина образуется в нижней части балки, где растягивающее напряжение является наибольшим, и распространяется вверх, пока балка не выйдет из строя.

Вы видите, к чему я клоню: бетон сам по себе не является хорошим конструкционным материалом.Существует слишком много источников напряжения, которым он не может противостоять самостоятельно. Итак, в большинстве ситуаций мы добавляем усиление, чтобы повысить его прочность. Армирование в бетоне создает композитный материал, при этом бетон обеспечивает прочность против напряжения сжатия, а арматура обеспечивает прочность против напряжения растяжения. И наиболее распространенным типом арматуры, используемой в бетоне, является деформированная сталь, более известная как арматура.

Я сделал новую балку из пары стальных стержней с резьбой, залитых в нижнюю часть бетона.Эти резьбы должны действовать так же, как деформированные выступы в обычном арматурном стержне, чтобы создать некоторое сцепление между бетоном и сталью. Под прессом первое, что бросается в глаза, это то, что этот луч намного прочнее предыдущего. Мы уже намного выше силы, которая провалила неармированный образец. Но второе, что вы заметите, это то, что сбой происходит немного медленнее. Вы можете легко увидеть, как трещина образуется и распространяется до того, как балка выйдет из строя. На самом деле это очень важная часть армирования бетона сталью.Он изменяет тип разрушения с хрупкого режима, когда нет предупреждения о том, что что-то не так, на вязкий, когда вы видите образование трещин до полной потери прочности. Это дает вам возможность распознать потенциальную катастрофу и, надеюсь, устранить ее до того, как она произойдет.

Арматура отлично подходит для большинства ситуаций с армированием. Это относительно дешево, хорошо протестировано и понятно. Но у него есть несколько недостатков, один из главных — это пассивное подкрепление.Сталь удлиняется под действием напряжения, поэтому арматурный стержень не может начать работать, чтобы помочь противостоять растяжению, пока у него не будет возможности растянуться. Часто это означает, что бетон должен треснуть, прежде чем арматурный стержень сможет принять на себя какое-либо растягивающее напряжение элемента. Растрескивание бетона не обязательно плохо — в конце концов, мы просим бетон только противостоять сжимающим силам, с которыми он прекрасно справляется с трещинами. Но есть некоторые случаи, когда вы хотите избежать трещин или чрезмерного прогиба, который может возникнуть из-за пассивной арматуры.В этих случаях вы можете рассмотреть возможность использования активного армирования, также известного как предварительно напряженный бетон.

Предварительное напряжение означает приложение напряжения к арматуре перед вводом бетона в эксплуатацию. Один из способов сделать это — натянуть стальные арматурные стержни во время заливки бетона. Когда бетон затвердеет, напряжение останется внутри, передавая сжимающее напряжение на бетон за счет трения с арматурой. Таким образом происходит предварительное напряжение большинства бетонных мостовых балок.Обратите внимание на усиление внизу этой балки. Другой способ предварительного напряжения армирования называется последующим напряжением. В этом методе напряжение в арматуре создается после затвердевания бетона. Для следующего образца я залил в бетон пластиковые втулки. Стальные стержни могут плавно скользить в этих втулках. Когда балка затвердела, я затянул гайки на стержнях, чтобы натянуть их. Под прессом эта балка была не прочнее, чем обычно армированная балка, но потребовалось большее давление, прежде чем образовались трещины.Кроме того, это было не так драматично, потому что вместо настоящих стальных стержней сначала вышла из строя резьба на гайках.

Я надеюсь, что эти демонстрации помогли показать, почему армирование необходимо для большинства применений бетона — для увеличения прочности на разрыв и изменения режима разрушения с хрупкого на пластичный. Как и в прошлом видео, я лишь поверхностно касаюсь очень сложной и подробной темы. Многие инженеры всю свою карьеру занимаются изучением и проектированием железобетонных конструкций.Но я получаю удовольствие, играя с бетоном, и надеюсь, вам это интересно. Я хотел бы продолжить эту серию статей о бетоне, поэтому, если у вас есть вопросы по теме, задавайте их в комментариях ниже. Возможно, я смогу ответить на них в следующем видео. Спасибо за просмотр и дайте мне знать, что вы думаете!

.

Что такое арматура | Зачем использовать армирование в бетоне

Мы знаем, что Rebar. Он известен как арматурная сталь и арматурная сталь. Это стальной стержень или сетчатый стержень из стальной проволоки, который используется в железобетонных и каменных конструкциях для усиления и удержания этого бетона в напряжении.

Арматурные стержни

помогают бетону выдерживать силы растяжения.

Самый важный момент в этой статье

Зачем использовать Rinforcmnet в бетоне?

Стальная арматура / арматура используются для повышения прочности бетона на растяжение, поэтому бетон очень слаб на растяжение, но прочен на сжатие.Это причина для использования Ринфоэнмента в бетоне.

Кроме того, сталь используется только в качестве арматуры из-за удлинения стали из-за высоких температур, почти равного таковому у бетона.

Также прочтите: Соотношение бетонной смеси | Что такое соотношение бетонной смеси | Тип бетонной смеси Соотношение

Почему арматура важна в строительстве?

Арматура / армирование делает бетонный сервал более устойчивым к разрушению. Арматура обеспечивается прочностью на разрыв с помощью арматурного стержня, устойчивого к исправлению.

Если вы хотите создать бетонную конструкцию, эта арматура обеспечивает гораздо более прочную опору, чем стальная проволока, армирующий стекловолокно и многие другие продукты, доступные на рынке.

Потому что обеспечивает самостоятельную прочность конструкции.

Арматура, изготовленная в различных формах, как показано ниже.

• Круглая форма.
  
• Ребристый.
• Ребристые и скрученные.
• Растянутые, скрученные и ребристые.
• Квадрат скрученный.

Типы стальных арматурных стержней

1. Пруток из мягкой стали
2. Деформированный стальной стержень
   1. стержни TMT (стержни с термомеханической обработкой)
   2. Высокопрочные деформированные стержни
   3. Прочие виды арматуры
      • Арматура из нержавеющей стали
      • Полимер, армированный стекловолокном (GFRP)
      • Оцинкованная арматура
      • Арматура с эпоксидным покрытием
      • Арматура из углеродистой стали
      • Европейская арматура

Также прочтите: Что такое сливовый бетон | Приложение | Смешайте Дизайн | Методология

Пруток из мягкой стали

Этот тип стальных стержней используется для растяжения балок железобетонных плит и т. Д.Этот стержень из мягкой стали бывает простой и круглой формы.

Размер стальных прутков диаметром от 6 до 50 мм. Этот стержень изготавливается большой длины, его можно быстро разрезать и легко гнуть без повреждений.

Марки в прутках из мягкой стали, Обозначены как Fe 410 -S или Grade 60. Это сорт I, а сорт II — как Fe-410 руда сорт 40

Соответствующий код: IS: 432, часть I -1982

Деформированный стальной стержень

Поскольку деформированные стержни представляют собой стержни из стали, снабженные проушинами, ребрами или деформируемыми на поверхности стержня, эти стержни минимизируют скольжение в бетоне и увеличивают связь между обоими материалами.

Thi Деформированные стержни имеют более высокие растягивающие напряжения, чем стержни из гладкой стали из мягкой стали. Эти штанги можно использовать без концевых крюков. Деформация должна располагаться вдоль стержня на практически одинаковых расстояниях.

Для ограничения трещин, которые могут развиваться в железобетоне вокруг стержней из мягкой стали из-за растяжения стержней и некоторой потери сцепления под нагрузкой, нередко используют деформированные стержни с выступающими ребрами или скрученными для улучшения сцепления с бетоном. Эти прутки изготавливаются секциями диаметром от 6 мм до 50 мм.

Марки прутков из низкоуглеродистой стали, Разработаны как Fe 540-S или Grade 75.

Соответствующий Код: IS: 1786-1985

Также прочтите: Что такое покрытие в бетоне | Прозрачная крышка в балках, перекрытиях, колоннах и опорах

стержни TMT (стержни с термомеханической обработкой)

Термомеханически обработанные стержни — это стержни, прошедшие горячую обработку, которые обладают большой прочностью, используемой при работе с армированным цементом (RCC).

Это новейшая индукционная установка для стальных стержней MS с превосходными свойствами, такими как прочность, пластичность, способность к сварке, изгибу и высочайшими стандартами качества на международном уровне.

Высокопрочные деформированные стержни

Высокопрочные деформированные стержни — это стержни из стали холодной скрутки с выступами, ребрами, выступами или деформациями на поверхности.

Он широко и в основном используется для функций усиления в строительстве. Эти стержни изготавливаются секциями или размерами от 4 мм до 50 миллиметров в диаметре.

Различные типы арматуры и имеет ли это значение?

Прочность бетона на сжатие очень высока (потрясающе).Чтобы раздавить бетон, требуется невероятная сила.

Но бетон имеет относительно низкую прочность на разрыв. Таким образом, для растрескивания бетона при его скручивании или изгибе требуется меньшее усилие, чем для его дробления.

Также прочтите: Деталь соединения балок | Простое соединение каркаса | Соединение полужесткого каркаса | Соединение с жесткой рамой

Арматура из нержавеющей стали

Арматура из нержавеющей стали стала самым дорогим арматурным стержнем из имеющихся, что примерно в восемь раз превышает стоимость арматуры с эпоксидным покрытием.

Это также лучший арматурный стержень для многих проектов. Но использование нержавеющей стали во всех случаях, кроме самых особых, часто является излишним.

Тем не менее, для тех, у кого есть причина ее использовать, арматура из нержавеющей стали в 1500 раз более устойчива к коррозии, чем черный стержень.

Эта арматура более устойчива к повреждениям, чем любой другой коррозионно-стойкий или коррозионно-стойкий тип арматуры, и ее можно согнуть в полевых условиях.

Полимер, армированный стекловолокном (GFRP)

GFRP — композит, похожий на углеродное волокно.В результате изгиб поля недопустим при использовании GFRP. Но это не разъедет, точка.

В этом отношении GFRP (полимер, армированный стекловолокном) является беспрецедентным арматурным стержнем для бетона.

Поскольку он стоит в десять раз дороже, чем арматурный стержень с эпоксидным покрытием за фунт, он чрезвычайно легкий, так что его стоимость примерно вдвое выше, если учесть линейные футы.

Также прочтите: Что такое соты в бетоне | Причина | Лечение | Тип затирки

Оцинкованная арматура

Оцинкованная арматура просто в сорок раз более устойчива к ржавчине, чем черная арматура, но повредить покрытие оцинкованной арматуры сложнее.

В этом отношении он дороже арматуры с эпоксидным покрытием. Но это примерно на 40 процентов дороже, чем арматура с эпоксидным покрытием.

Арматура с эпоксидным покрытием

Арматура с эпоксидным покрытием — это черная арматура с эпоксидным покрытием. Он имеет такую ​​же прочность текстиля, но в 70–1700 раз более устойчив к ржавчине.

Однако эпоксидное покрытие невероятно хрупкое. Чем больше повреждено покрытие, тем менее оно устойчиво к ржавчине.

Арматура из углеродистой стали

Самый распространенный арматурный стержень, «черный» стержень, используется в каждом типе и масштабе этого проекта за некоторыми исключениями.Самая большая слабость черной арматуры в том, что она подвержена коррозии.

При коррозии арматуры она расширяется, растрескиваясь и разрушая бетон вокруг себя. Для ситуаций, когда арматурный стержень может подвергаться воздействию воды или влажности, есть лучшие варианты, чем черный арматурный стержень.

Но с точки зрения соотношения цена / прочность на разрыв черный арматурный стержень — лучший арматурный стержень из имеющихся.

Европейская арматура

Сила европейской арматуры в ее стоимости. Европейская арматура, изготовленная в основном из марганца, является наименее стойким типом арматуры в отношении изгиба.

Хотя с ним легко работать, его обычно не рекомендуется использовать в зонах, подверженных землетрясениям, или для проектов, требующих значительной структурной целостности арматуры.

Различные коды в Марках арматуры

Q — Американский стандарт (ASTM A 615)

A — Марка 75 (520), Марка 80 (550)

Q — Евростандарт (DIN 488)

A — BST 500 S, BST 500 M

Q — Британский стандарт BS4449: 1997

A — GR 460 A, GR 460 B

Q — Индийский стандарт (IS: 1786)

A — Марка Fe — 415, Fe — 500, Fe — 500D, Марка Fe — 550

Понравился этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Рекомендуемое чтение —

.