Процент армирования фундаментной плиты: Расчет процента армирования плиты перекрытия

Процент армирования железобетонных конструкций: минимальный, максимальный

С целью выполнения армированием своего прямого предназначения, необходим специальный расчет усиления бетона, что соответствует минимальному и максимальному проценту. Эта величина играет важную роль в проектных расчетах. Ее малый показатель не дает права считать изделие усиленным до ЖБИ, а больший приведет к существенному снижению технических характеристик ж/б материала.

Степень армирования

Минимальная величина коэффициента армирования (0,05%) позволяет назвать изделие железобетонным.

Если металлические элементы поместить в бетон, но величина арматурной составляющей не будет соответствовать техническим требованиям ГОСТа, то это изделие относится к бетонным наименованиям с конструкционным укреплением и не допускается к эксплуатации. Для фундамента, колонн, несущих стен и балок степень армирования рассчитывается по формуле: К= (М1÷М2)x100; где

• М1 — вес стального каркаса;
• М2 — масса бетонного монолита.

Для создания арматурного каркаса предпочтительно используются прутья диаметром 12-14 мм.

Площадь сечения стержней обуславливает способность поддерживающего каркаса нести и распределять нагрузки. Чем больше диаметр прутьев, тем выше процент армирования и прочность сооружения. Обычно предпочитают стержни в 12—14 мм диаметром. Удельный показатель веса арматуры уменьшается с увеличением толщины бетонного слоя.

Особенности расчетов

В железобетоне используют только горячекатаную сталь высокого класса, так как она устойчива к коррозии и крепка. Чтобы сваренный металлический каркас, расположенный в бетоне, сделал свое дело, необходим точный расчет, позволяющий уточнить, сколько и какие материалы необходимы. Важность расчетов сложно переоценить. Они выполняются с привлечением технических формул, где учтены сопротивление используемых стройматериалов, соотношение предельно допустимых нагрузок к закладываемым и другие параметры. А также стандартные вычисления предусматривают тип фундамента, наличие дополнительных конструкционных элементов, марку бетона, несущие нагрузки. По окончании математической части все данные наносят на чертеж, где представлена схема армирования. Из проекта исполнители знают, сколько и какого вида стальных стержней нужно взять. А также стоит учесть в каком порядке их расположить и связать.

Значение армирования

Минимальный процент

Наименьшая степень усиления бетона арматурой, что расположена продольно, вычисляется соответственно площади сечения железобетонного объекта и составляет 0,05%. Меньший показатель говорит лишь о локальном укреплении бетонного раствора. Такое сооружение ненадежное и опасное, поскольку возможно его разрушение. Минимальный процент армирования зависит от типа и локализации действующих нагрузок (сжатие, растяжение) вне пределов рабочего бетонного сечения, между прутьями каркаса, и колеблется в пределах от 0,5 до 0,25% для каждой конкретной конструкции.

Максимальный коэффициент арматуры

После заливки важно уплотнить бетон, чтобы не было воздуха возле решетки, который приводит к снижению прочности сооружения.

Предельно допустимая доля стали для ж/б конструкций составляет 4% (в колоннах 5%). Тип стальных элементов и марка бетона влияния не имеют. Превышение максимальной величины приводит к снижению эксплуатационных характеристик изделия и возрастанию его веса, что усилит нагрузку вышерасположенных составляющих на нижние. Укрепляя бетон, важно обеспечить плотное обволакивание всей металлической решетки раствором без образования воздушных карманов.

Сохранение прочности

Бетон создает защиту стали от влияния факторов внешней среды (влаги, химических веществ), поэтому металл должен быть полностью укрыт раствором. Любые манипуляции с железобетонным объектом типа алмазного бурения, резки, отделения частей, образования сквозных тоннелей в стене приводят к значительному уменьшению потенциала прочности.

Все работы, нарушающие монолитность железобетонной конструкции, должны проводиться с учетом схемы расположения и пространственной структуры каркаса.

Защитный слой бетона

В таблице представлена зависимость толщины бетонного слоя от типа строительного элемента:

Посмотреть «СНиП 2.03.01-84» или cкачать в PDF (4.8 MB)

Особое внимание следует уделить фундаментам монолитной структуры. Наличие цементной подушки оправдывает слой бетонной защиты в 3,5 см, без нее — 7 см. Сборный фундамент потребует слоя шириной 3 сантиметра. Чем больше толщина искусственного камня, тем прочнее арматуру рекомендуют использовать. Технические выкладки взяты из свода требований к бетонным и железобетонным конструкциям СНиП 2.03.01—84.

Арматура для бетона – какую лучше использовать

При любых работах с бетоном стоит уделить особое внимание расчёту арматуры. Нехватка арматуры снижает прочность всей конструкции, а её перерасход влечет за собой лишнюю трату денег. В этой статье мы подробно рассмотрим вопрос сколько надо арматуры на куб бетона.

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 270
Источник: https://dompodrobno.ru/rashod_armatury_na_kub_betona/

Использование железобетонных конструкций в частном строительстве

Цемент, как всем хорошо известно, является материалом, без которого нельзя обойтись в строительстве. То же самое можно сказать и о железобетонных конструкциях (ЖБК), создаваемых посредством армирования цементного раствора металлическими прутками для повышения его прочности.

Как в капитальном, так и в частном строительстве могут использоваться и монолитные, и сборные ЖБК. Наиболее распространенными типами последних являются фундаментные блоки и готовые плиты перекрытия. В качестве примеров монолитных конструкций, выполненных из железобетона, можно привести заливной фундамент ленточного типа и цементные стяжки, которые предварительно армируются.

Строительство ленточного фундамента

В тех случаях, когда строительство выполняется в местах, куда затруднена подача подъемного крана, плиты перекрытия также могут выполняться монолитным способом. Поскольку такие ЖБК являются очень ответственными, то при их заливке следует строго соблюдать расход арматуры на куб бетона, оговоренный в вышеуказанных нормативных документах.

Монтаж конструкций из арматуры в условиях частного строительства лучше всего выполнять при помощи вязальной проволоки из стали, так как использование для этих целей сварки может не только ухудшить качество и надежность создаваемого каркаса, но и увеличить стоимость выполняемых работ.

Дорогостоящий пистолет для вязки арматуры успешно заменяется самодельным крючком, согнутым из проволоки и закрепленным в патроне шуруповерта

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 1538
Источник: http://met-all.org/metalloprokat/sortovoj/rashod-skolko-armatury-na-kubometr-betona-fundamenta.html

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.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1774
Источник: https://cementim.ru/armatura-dlya-betona/

Как определить расход арматуры

Нормы расхода арматурных элементов, рассчитываемые на м3 конструкций из железобетона, зависят от целого ряда факторов: назначения таких конструкций, используемых для создания бетона цемента и добавок, которые в нем присутствуют. Такие нормы, как уже говорилось выше, регулируются требованиями ГОСТов, но в частном строительстве можно ориентироваться не на этот нормативный документ, а на Государственные элементарные сметные нормы (ГЭСН) или на Федеральные единичные расценки (ФЕР).

Так, согласно ГЭСН -81, для армирования монолитного фундамента общего назначения, объем которого составляет 5 м3, нужно использовать 1 тонну металла. При этом металл, под которым и подразумевается арматурный каркас, должен быть равномерно распределен по всему объему бетона. В сборнике ФЕР, в отличие от ГЭСН, средний расход арматуры в расчете на 1 м3 бетона приводится для конструкций различных типов. Так, по ФЕР, для армирования 1м3 объемного фундамента (до 1 м в толщину и до 2 м в высоту), в котором имеются пазы, стаканы и подколонники, нужно 187 кг металла, а для бетонных конструкций плоского типа (например, бетонного пола) – 81 кг арматуры на 1 м3.

Расчетная масса 1 м стальной арматуры

Удобство использования ГЭСН заключается в том, что с помощью этих нормативов можно также определить точное количество раствора бетона, используя для этого коэффициенты, учитывающие трудно устранимые отходы арматуры, которая в таком растворе будет содержаться.

Однако, конечно, определить более точное количество арматуры, которое вам потребуется для бетона фундамента или перекрытия, позволяют вышеуказанные ГОСТы.

Минимальные нормативные диаметры арматуры

Параметры арматуры в зависимости от ее диаметра

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 1736
Источник: http://met-all.org/metalloprokat/sortovoj/rashod-skolko-armatury-na-kubometr-betona-fundamenta.html

Минимальный процент армирования в конструкциях из железобетона

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

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

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

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

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 1067
Источник: https://pobetony.expert/armirovanie/minimalnyj-procent-armirovaniya-zhelezobetonnyx-konstrukcij

Формула процента армирования железобетонных конструкций – соотношение бетона

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

Разберемся, как вычисляется данный показатель согласно требованиям стандарта.

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

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

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

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

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

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

Показатель армирования имеет предельные значения:

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

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

Чтобы гарантировать надежность конструкций из железобетона, необходимо соблюдать требования строительных норм

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 2392
Источник: https://pobetony.expert/armirovanie/minimalnyj-procent-armirovaniya-zhelezobetonnyx-konstrukcij

Коэффициент армирования – предельное значение для монолитных фундаментов

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

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

Это приведет к негативным последствиям:

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

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

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 835
Источник: https://pobetony.expert/armirovanie/minimalnyj-procent-armirovaniya-zhelezobetonnyx-konstrukcij

Какова величина защитного слоя бетона

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

Его величина для несущих стен и железобетонных панелей составляет:

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

Размер защитного слоя для ребер усиления и ригелей немного выше:

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

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

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

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

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

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 1173
Источник: https://pobetony.expert/armirovanie/minimalnyj-procent-armirovaniya-zhelezobetonnyx-konstrukcij

Кол-во блоков: 11 | Общее кол-во символов: 15493
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:

1. http://met-all. org/metalloprokat/sortovoj/rashod-skolko-armatury-na-kubometr-betona-fundamenta.html: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 3274 (21%)
2. https://pobetony.expert/armirovanie/minimalnyj-procent-armirovaniya-zhelezobetonnyx-konstrukcij: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 5467 (35%)
3. http://www.AllRemont.ru/showthread.php?t=9090: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 4708 (30%)
4. https://cementim.ru/armatura-dlya-betona/: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 1774 (11%)
5. https://dompodrobno.ru/rashod_armatury_na_kub_betona/: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 270 (2%)

Армирование монолитной фундаментной плиты: технология устройства

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

Зачем использовать арматуру?

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

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

Какой прут выбрать?

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

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

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

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

Сколько материала нужно?

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

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

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

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

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

Подготовка к строительству

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

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

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

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

Схема устройства и армирования монолитной фундаментной плиты.

 Приступаем к работе

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

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

Процесс армирования проводим в следующем порядке:

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

   Пример чертежа по армированию фундаментной плиты.

3. Раскладываем 1 слой арматуры. При нехватке одно целого прута стыкуем их, но следует помнить о правиле, что соседние пруты не соединяются в одном месте, следует сделать разбежку между арматурами. Размер нахлеста 42 диаметра арматуры.
4. Выравниваем пруты по краю, соблюдая защитный слой. И укладываем на них поперёк начиная с края, пруты — монтажки через 200 см, по ним выполняем развязку сетки. Под провязанные через два метра монтажки, подставим фиксаторы для арматуры, для обеспечения защитного слоя.
5. Производим разметку и укладку усиления 1 слоя. Укладываем остальную арматуру 2 слоя, и провязываем, соблюдая шаг. Доставляем фиксаторы, и укладываем и привязываем усиление 2 слоя. Нижнее армирование монолитной плиты закончено.
6. Устанавливаем и провязываем пространственные каркасы для верхнего слоя сетки.
7. Раскладываем 3-й слой основной сетки и привязываем её к каркасам, строго напротив нижней арматуры. Укладываем 3-й слой усиления, и перекрываем все 4 слоем сетки. Провязав усиление с сеткой раскладываем последнее усиление 4 слоя. По краю армирующего каркаса провязываются пешки.
8. На этом армирование фундаментной плиты заканчивается.

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

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

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

Статья «Определение эффективных параметров армирования железобетонных конструкций» из журнала CADmaster №3(85) 2016

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

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

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

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

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

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

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

Как видно из приведенных выше данных, даже при «идеальных» условиях проектирования (отсутствие поперечной арматуры, дополнительного армирования, различных элементов локального усиления и т.п.) величина содержания арматуры, например, для элемента толщиной 200 мм с размещенной в нем арматурой из двух сеток диаметром 10 мм составляет 123,2 кг/м³. При наличии же различных дополнительных факторов суммарное содержание арматуры в бетоне будет резко расти.

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

При этом нужно помнить, что программа считает расход:

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

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

В табл. 2 мы покажем на различных типах реальных зданий и сооружений, насколько изменчивой может быть величина содержания арматуры в бетоне и как она зависит от различных исходных данных — типа фундамента, шага несущих вертикальных элементов, толщины элементов, этажности здания, величины нагрузки и т.д.

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

Более точно содержание арматуры в бетоне можно определить по формуле:

Выводы

• Все вышесказанное дает основания утверждать, что содержание арматуры в бетоне (кг/м³) для монолитных конструкций не является величиной постоянной и в большой степени зависит от меняющихся выходных данных — типа фундамента, шага несущих вертикальных элементов, толщины элементов, этажности здания, величины нагрузки и многих других факторов.
• Величина содержания арматуры в бетоне конструкций является сугубо индивидуальной характеристикой каждой конкретной конструкции и должна базироваться на соответствующих прочностных расчетах, быть следствием этих расчетов, а также отвечать конструктивным требованиям, предъявляемым к данному типу конструкции.
• С помощью новых функций, реализованных в 21-й версии программы SCAD++, появилась возможность на начальном этапе проектирования (стадия расчетной схемы) оперативно получить данные о расходе бетона и арматуры как для отдельного элемента, так и для всего здания в целом. На основании полученных данных проектировщик при необходимости принимает решение об изменении конструктивной схемы здания и оценивает, насколько эти изменения влияют на содержание арматуры в бетоне. В предыдущих версиях ПК SCAD такая задача тоже решалась, но намного более трудоемко, и при этом она требовала от проектировщика очень много времени на выполнение большого количества рутинных операций.

Литература

1. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения (Актуализированная редакция СНиП 52−01−2003).
2. СП 52−101−2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры.
3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций и тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52−101−2003).
4. ГЭСН 81−02−06−2001.
5. ФЕР 06−01−001−17.

Леонид Скорук

к.т.н., доц., старший научный сотрудник

НП ООО «СКАД Софт» (г. Киев)

Необходимый расчёт арматуры на монолитную плиту

Производится расчет арматуры для фундаментной плиты в соответствии с нормативами СНиП 52-01 от 2003 года. Основными задачами при проектировании являются: выбор сечения стержней, хомутов, изготовление схемы армирования каждого пояса, определение количества в метрах, перевод в единицы веса для покупки на стройрынке.

Для чего нужен армопояс?

На фундаментную плиту действуют преимущественно растягивающие нагрузки от веса здания, мебели, жильцов, ветра, снега. Однако присутствуют и сжимающие усилия. Бетон работает исключительно на сжатие, причем подобным нагрузкам этот материал противостоять не может. Поэтому в нижней части плиты у подошвы помещают арматурную сетку, компенсирующую сжатие. В верхней части уложена вторая сетка, воспринимающая усилия растяжения.

Расчет арматуры позволяет обеспечить прочностной запас для максимально возможного ресурса конструкции при минимальном сечении прутка, шага ячейки сетки. Кроме того, для стальных прутков необходим защитный слой (15 – 40 мм), на который их необходимо погрузить в бетон для отсутствия коррозии.

Порядок расчета арматуры

Согласно нормативам СНиП, процент армирования бетона должен составлять 0,15 – 0,3% (М300 – М200, соответственно). Практика проектирования показывает, что пруток периодического сечения 12 мм обладает достаточным запасом прочности для любых малоэтажных зданий с кирпичными, бетонными стенами. Максимально возможный диаметр стержня, используемый индивидуальными застройщиками, составляет 16 мм. То есть, с увеличением сборных нагрузок необходимо увеличивать, как толщину плиты, так и диаметр арматуры.

Расчет арматуры начинается с определения толщины плиты:

• длина пролета делится на 20 – 25
• добавляется 1% погрешности
• получается высота конструкции

Например, для стандартных 6 м пролетов толщина конструкции составляет 30 см. Армируют плиту исключительно горячекатаной арматурой класса А2 и выше. Хомуты, вертикальные перемычки допускается изготавливать из прутков класса А1 диаметром 6 – 8 мм.

Определение сечений

Расчет арматуры по сечению зависит от прочности бетона (класс В10 – В25), арматуры (класс А240 – А500, В500) на сжатие. Чаще используется бетон В25, арматура А500, имеющие расчетное сопротивление 11,5 МПа, 435 МПа, соответственно. Опирание по контуру в кирпичных коттеджах (четыре несущих стены по периметру) встречается редко. Поэтому используется расчет статической конструкции со средними опорами, план нижнего уровня. Конфигурация верхнего, мансардного этажа обычно совпадает с ним.

Принимаются условия:

• фундамент имеется под проемами
• нагрузки распределяются равномерно
• сопротивление грунта минимально возможное 1 кг/м²

Последнее допущение позволяет перестраховаться при незначительном увеличении сметы строительства, не заказывать геологию, топографию, определять грунты на глаз. При сборе нагрузок достаточно производят расчет нагрузки от плиты – объемный вес ж/б (2500 кг/м²) умножается на высоту плиты, коэффициент надежности (1,2). Аналогичным образом добавляются нагрузки от всех конструкций (полы, стропила, кровля, перекрытия, снеговая, ветровая).

Схема армирования

При наличии внутренних стен нагрузки распределяются неравномерно, расчет арматуры производится по нескольким сечениям плиты. Вычисления могут производиться по нескольким методикам с примерно одинаковым результатом (новый СНиП, способ ж/б балки, по моменту сопротивления), изменится высота расположения сетки армопояса.

После чего корректируется принятая на начальном этапе толщина плиты для экономии бетона. После сверки с таблицами СНиП вычисляются необходимые площади сечения, количество прутков, диаметр арматуры. Затем этот параметр унифицируется с учетом коэффициента армирования в зонах опор. При значительных габаритах плиты реальная экономия металлопроката достигает 27% за счет отсутствия нижней сетки в ее центральной части

Расчет количества

Арматура обычно продается весом, у каждого продавца имеется таблица перевода длины прутка в массу и наоборот. Если произвести вычисления заранее, можно проконтролировать эти цифры при покупке. Производится расчет количества арматуры по схеме:

• вычисление количества продольных стержней – из длины короткой стены необходимо отнять два защитных слоя по 2 см, разделить цифру на шаг сетки, отнять еще единицу
• подсчет количества поперечных стержней – аналогично предыдущему способу, только с размером длиной стены

Далее необходимо учесть наращивание прутков по длине:

• стандартный размер арматуры 6 м либо 12 м
• доставить на объект легче 6 м прутки
• если длина стен больше этого размера, потребуется нарастить цельный стержень обрезком
• минимальный нахлест по СНиП 60 диаметров (например, 60 см для 10 мм арматуры)

Останется сложить длину всех прутков, нахлестов, чтобы получить общий погонаж «рифленки». Для хомутов используется гладкая арматура, куски которой изгибаются в пространственные конструкции сложной формы. Подсчитать длину заготовки можно сложением всех сторон.

Для каждого стыка потребуется 30 см кусок вязальной проволоки. Их количество можно вычислить перемножением продольных прутков на поперечные. Если в проект заложена «шведская», чашеобразная плита, расход арматуры автоматически увеличится:

• в каждом ребре жесткости проходят 4 продольных прутка (возможно с нахлестом)
• они связываются квадратными хомутами через каждые 30 – 60 см
• ребра обязательны по периметру
• могут добавляться параллельно короткой стене через 3 м

На последнем этапе расчет арматуры заключается в переводе единиц измерения. Зная массу погонного метра, можно вычислить общий вес каждого сортимента металлопроката для плитного фундамента коттеджа.

Корректировка конструкции ж/б плиты

Если заменить дорогостоящий плитный фундамент ленточным невозможно по ряду объективных причин, можно постараться снизить бюджет строительства. Например, при толщине 30 см крупногабаритные конструкции сложно залить даже при регулярном приеме смеси из миксеров. Выходом часто становится подбетонка:

• при толщине 5 – 7 см она не требует армирования
• заливается в один прием
• выравнивает основание
• защищает гидроизоляцию от порывов щебнем
• снижает толщину защитного слоя (нижнего) на 20 – 35 мм
• использует тощий бетон

Однако в этом случае сечение стержней верхнего слоя придется пересчитать. Для несимметричных плит (внутренняя стена смещена относительно центра конструкции) производится расчет по большему значению длины пролета, как для симметричных. Запас прочности повысится при незначительном повышении сметы.

Подобным способом можно рассчитывать арматуру для плитных фундаментов любой сложности. Кроме того, существует ПО для проектировщиков, делающих это с высокой точностью.

Технология армирования монолитной плиты перекрытия

Несмотря на постоянное совершенствование строительных технологий, монолитная плита перекрытия еще долго будет наиболее востребованным железобетонным изделием. Помимо своей, безусловно, высокой прочности, подобные конструкции имеют одно немаловажное достоинство – они могут быть изготовлены самостоятельно, что исключит необходимость привлечения тяжелой строительной техники, и в определенной мере снизит расходы на строительство. При этом, армирование монолитной плиты перекрытия требует тщательного предварительного расчета, выполнение которого осуществляется профессионалами с использованием компьютера и специального программного обеспечения.

Преимущества плиты перекрытия, изготовленной своими силами

Самостоятельное «производство» ферм перекрытия возможно непосредственно на месте строительства, что неизменно оборачивается такими преимуществами, как:

Плита перекрытия

• экономия времени на поиск производителя/продавца, который предлагает наиболее оптимальные условия продажи;
• отсутствие необходимости найма специальной техники для транспортировки на строительную площадку;
• нет необходимости организовывать площадку для складирования, и привлекать к разгрузке дополнительных людей;
• возможность использовать бетон любой марки, что позволяет создавать более прочные конструкции, по сравнению с заводскими аналогами;
• возможность получать плиты любых, в т. ч. нестандартных размеров.

Конечно, существуют и определенные трудности, к которым можно отнести сложный расчет для того, чтобы армирование плиты перекрытия было выполнено по всем правилам, а также длительный период ожидания, в течение которого изделие будет сохнуть, а также набирать необходимую прочность. Этот период занимает около месяца.

Устройство опалубки – важный и ответственный этап армирования

Для того чтобы получилась надежная опалубка для перекрытий, допустимо использовать все распространенные материалы, включая наиболее дешевый вариант – древесину. При этом, особое внимание необходимо уделять стойкам, поскольку именно они примут на себя основную нагрузку (до 300 кг/м2), что требует их сверх надежного крепления. При возведении опалубки следует принимать во внимание толщину будущей плиты.

Устройство монолитной плиты

Так рекомендованная толщина для межэтажных перекрытий составляет не менее 70 мм (для производственных помещений 80 мм), для покрытий 60 мм, под проездами не менее 100 мм. Следует знать, что под нижней армирующей сеткой плиты должен оставаться слой бетона в 25-30 мм. Для соблюдения условия на опалубке следует закрепить пластиковые или деревянные распорки с шагом не более 1 метра, на которые и укладывается нижний армопояс под плиты перекрытия.

Правила самостоятельного армирования, соблюдение которых необходимо

Существует масса специально разработанных технологических требований, соблюдение которых обязательно как на промышленном производстве плит, так и при их самостоятельном изготовлении. Точное соблюдение этих требований позволит провести качественное и надежное армирование монолитной плиты перекрытия своими руками.

1. В том случае, если плита предназначается для перекрытия пролетов, имеющих более 8-ми метров в длину, необходимо использование напряженной сетки из особо прочных канатов.
2. Для армирования применяют сварные сетки с диаметром прутков не менее 6-ти мм (как правило, 8-14 мм), с расстоянием между ними, не превышающим 600 мм.

   Строительство этажей

3. Заливка плиты проводится раствором марки М-200 и выше. Оптимальным можно считать марку М-350.
4. Процент армирования железобетонных конструкций увеличивается в середине плиты, местах, где предполагается увеличенные нагрузки, места соприкосновения плиты с ж/б опорами, возле технологических отверстий.
5. При толщине плиты до 150 мм можно обойтись одной сеткой, при заливке более толстой плиты используют две сетки, с расположением внизу и сверху.

Правильный расчет при самостоятельном армировании – залог высокой прочности плиты

Вне зависимости от того, как укладывать плиты перекрытия, профессиональный расчет при осуществлении ее армирования позволяет добиться значительных преимуществ:

• достаточно высокая несущая способность;
• возможность существенной экономии, поскольку выбирается оптимальная по толщине арматура, марка и объем бетона;
• возможность использования в качестве опоры, как несущие стены, так и колонны, при их присутствии в здании;
• при точно выдержанной технологии такая монолитная плита будет обладать практически неограниченным сроком эксплуатации.

В достаточной мере снизить стоимость строительства дома любого размера и на любом типе грунта поможет и самостоятельное армирование буронабивных свай, которые будут использоваться в качестве основы фундамента. Их легко можно использовать на грунтах с низкой несущей способностью (к примеру, мелкий песок) или на сильно заболоченной почве.

Буронабивные сваи – оптимальное решение при строительстве на слабых грунтах

Каждая буронабивная свая представляет собой колонну из бетона высокой марки, которая в обязательном порядке армирована стальным «скелетом». Именно металлический каркас придает свае необходимую прочность. В основном, толщина такой колонны составляет не менее 300 мм, а для армирования используются прутки с диаметром 10 мм и выше. Поскольку сваи размещаются непосредственно под фундаментом, закладывают их на самом начальном этапе строительства.

Основным предназначением свай является оптимальное распределение веса дома на малозаглубленный фундамент. Это позволит избежать неравномерной усадки, появления трещин в самом фундаменте и стенах дома, уменьшит возможные теплопотери. Поскольку наиболее дешевым вариантом является самостоятельная заливка свай, в обязательном порядке проводится армирование элементов монолитных железобетонных зданий, что обеспечивает им максимальную прочность и возможность спокойно выдерживать огромные нагрузки.

Армирование плит

При определении места установки свай следует учитывать, что их расположение должно быть максимально равномерным по всему периметру будущего строения, а также под несущими стенами. Их общее количество определяется индивидуально, в соответствии с размерами дома, его массой и типа грунта – чем слабее его несущая способность, тем большее количество свай необходимо установить для обеспечения устойчивости постройки. С этой же целью допускается и уменьшение расстояния между ними.

Внимание и точный расчет гарантируют отличный результат

После проведения необходимых работ по разметке, при помощи специальных буровых установок пробиваются отверстия в грунте. Они могут быть как цилиндрической, так и конической формы, а их глубина зависит от точки промерзания грунта. После того, как все отверстия готовы, следует провести работы по гидроизоляции будущих свай, что существенно продлит срок их эксплуатации. Для этого в полость пробитых отверстий в два слоя укладываются листы рубероида. Обойтись без этого можно лишь в том случае, когда отмечается высокая плотность грунта в месте бурения, который не осыпается самопроизвольно.

Следующим этапом является усиление будущей сваи. В отверстие опускается заранее подготовленный армированный «скелет», при этом расположить его необходимо таким образом, чтобы он немного не доставал до дна отверстия. После того, как выполнена установка каркаса во все подготовленные отверстия, можно приступать к непосредственной заливке свай бетоном. Для ускорения всех работ более целесообразно приобретать готовый раствор необходимой марки, но можно воспользоваться и небольшой бетономешалкой. Заполняя отверстие раствором, необходимо следить за правильным положением арматуры и не допускать ее смещения.

Для формирования прочной сваи необходимо качественно уплотнить бетонный раствор и удалить из него все пузырьки воздуха. Для этого удобно использовать специальную вибрационную машину. Верхняя (выступающая) часть арматуры сваи оставляется как есть, и впоследствии закрепляется в ростверке. В дальнейшем, в подготовленной для фундамента траншее формируется песчаная подушка, оказывающая амортизационный эффект для будущей постройки. После укладки в траншею связанных между собой армирующих решеток и ростверка проводится окончательная заливка фундамента.

Армирование плиты: перекрытия, схема, чертеж, расчет

Изготовление монолитных конструкций не обходится без применения арматуры, которая выступает связующим материалом в любой железобетонной конструкции.

Чертеж армированной плиты

Арматурой для монолитной плиты являются прутки сечением 8-14 миллиметров, толщина фундаментной плиты при этом составляет 150 миллиметров. Таким образом, процент соотношения диаметра прутка к толщине плиты составляет 5%.

Армирование плиты позволяет решить общую концепцию строительства по-настоящему теплых домов. Поперечные и продольные железобетонные плиты перекрытий позволяют надежно защитить от холода чердачные помещения и эксплуатируемые мансарды.

Все армированные фундаментные плиты перекрытия используются, в первую очередь, в перекрытиях общественных и жилых домов, стены которых выполнены из ячеистых бетонных или крупных блоков, а также кирпича. Такие плиты перекрытий применяются для зданий, процент влажности воздуха в которых составляет 60-75%, которые имеют на поверхности стен внутреннюю пароизоляцию. Глубина опирания плит на несущие стены составляет не менее 80 миллиметров.

Схема армирования монолитной плиты.

Армировать фундаментные плиты необходимо не только для качественного утепления постройки и ускорения процесса строительства, но и для повышения звукоизоляции. Армированные железобетонные плиты имеют небольшой вес, поэтому они снижают нагрузку на стены и фундамент здания, тем самым давая возможность получить дополнительный экономический эффект при возведении дома. Очень важно, что для процедуры армирования пустотных плит перекрытия нет необходимости использовать большую строительную технику, в том числе подъемный кран.

Конструкция получается прочной, она способна без проблем выдержать колоссальные нагрузки, а также воздействие высоких температур на протяжении длительного периода. Для сравнения заметим, что деревянные перекрытия способны выдержать огненное воздействие всего 25 минут, а такие плиты выдерживают час, то есть процент превышения составляет 200 единиц.

Современное строительство, в котором применяют армирование фундаментной плиты, позволяет строить здания любой сложности и любых размеров. Используя монолитные стены, появляется возможность перекрывать те помещения, которые имеют неправильную геометрическую форму стен. Так можно создавать нестандартные по габаритам перекрытия.

Технология: как правильно армировать плиты

Если говорить об основных составляющих данной технологии, то традиционная схема армирования фундаментных плит выглядит так: рабочие стержни снизу плиты, рабочие стержни сверху; арматура, перераспределяющая нагрузку; подставки из катанки. Перед началом армирования важно правильно рассчитать будущую нагрузку и необходимую толщину бетона – этого требует правильная технология. Толщина перекрытия должна рассчитываться из пропорции 1:30. Это означает, что требуемую толщину бетона можно узнать, разделив длину пролета на 30, – так получится оптимальная толщина, процент погрешности – +/- 1%.

Схема армирования углов плиты.

Если толщина фундаментной плиты превышает 150 миллиметров, то в таком случае армирование необходимо совершать в два слоя, которые связываются между собой металлической проволокой. Размер ячеек не должен превышать 200х200 миллиметров, но одновременно не должен быть и меньше 150х150 миллиметров.

Если специально уменьшать толщину бетона, то заметно увеличится расход металлопроката, если возрастает толщина, то это ведет к увеличению объемов используемого бетона. Для прочности изделия применяется, как правило, арматура одного диаметра. Дополнительное армирование плиты можно выполнить, используя прутья длиной 400-1500 миллиметров.

Основная часть нагрузки находится на нижних слоях арматуры, сжимающая нагрузка давит на верхние. С этим усилием может легко справиться и бетон. Процесс армирования фундаментной монолитной плиты необходимо выполнять на всю длину изделия, стоит применять опалубку, которая является важным этапом в монтаже всей плиты. Для создания опалубки можно использовать обычные деревянные доски 50х150 миллиметров или обычную фанеру.

Очень важно надежно и прочно закрепить стойки опалубки. Этот связано с тем, что вес бетона, который используется в данной операции, может достигать 300 кг/кв.м перекрытия. Единственный элемент, без которого будет действительно сложно обойтись, – это телескопические стойки. Это очень надежный и удобный инструмент. Такая стойка способна выдержать две тонны веса, ведь доска может иметь сучки или микротрещины.

Вернуться к оглавлению

Особенности армирования фундаментных плит

Схема расположения усилений.

Монолитную плиту, поперечное сечение которой может быть разной, необходимо армировать в два слоя. Первая сетка располагается в нижней части плиты, вторая – должна идти сверху. Сетки должны располагаться строго в середине бетона. Защитный слой, который создается при помощи опалубки, должен быть от 15-20 миллиметров. Арматура и сетка между собой связываются при помощи специальной вязальной проволоки.

В сетке арматура должна будет полностью цельной, не иметь никаких разрывов, иначе процент разрушенных армированных фундаментных плит будет постоянно расти. Если не хватает длины арматуры, то дополнительные прутья нужно подвязывать с нахлестом, который должен равняться 40 диаметрам самой арматуры. Если, например, армируется перекрытие диаметром в 10 миллиметров, то нахлест необходимо сделать в 400 миллиметров. Все стыки должны располагаться строго в шахматном порядке, в разбежку. Края верхней и нижней арматуры можно связывать между собой П-образным усилением.

Так как процент нагрузки на железобетонную плиту передается сверху вниз, то можно сделать следующий вывод: главной рабочей арматурой является именно нижняя, которая испытывает растягивающие нагрузки. Верхняя, в основном, получает нагрузки на сжатие.

При проводимой процедуре армирования нижняя сетка дополнительно прокладывается между несущими опорами строго посередине. При связке верхней сетки необходимо усиление прокладывать над несущими опорами. Требуется дополнительное усиление в местах большого скопления отверстий разного диаметра. Нижняя сетка усиливается между несущими стенами в проеме.

Верхняя сетка, как правило, усиливается над несущими стенами. Армирование монолитных плит перекрытия в тех местах, где они опираются на колонны, требует создания объемных усилий. Плита перекрытия заливается с помощью бетононасоса. При этом в обязательном порядке уплотняется бетон, для этих целей используется глубинный вибратор. Процесс затвердения бетона сопровождается его усадкой, чей процент возрастает по мере высыхания бетона, что приведет к появлению на его поверхности микротрещин. Именно поэтому на протяжении двух-трех дней после совершения заливки бетоном желательно пролить данную конструкцию обычной водой. Бетон лучше увлажнять путем разбрызгивания, а не прямой струей воды.

Вернуться к оглавлению

Формула расчета арматуры

Имеется плита габаритами 6х10 метров. Используется арматура диаметром 10 миллиметров, шаг сетки 20 сантиметров. Произведем расчет количества арматуры, которую необходимо уложить: (6/0,2+1) + (10/0,2+1)= 31 (прутки по 6 метров) + 51 (прутки по 10 метров) = 82 прутка. Необходимо использовать два пояса армирования, поэтому количество арматуры удваивается. В итоге получается 82 *2 = 164 прутка, в том числе 62 прутка по 6 метров и 102 прутка по 10 метров. Итого 62*6+102*10= 1392 метров арматуры для армирования плиты.

Минимальный и максимальный коэффициент усиления

в различных железобетонных элементах

Минимальный коэффициент армирования — это наименьшее возможное количество стали, которое должно быть заделано в конструкционные бетонные элементы, чтобы предотвратить преждевременное разрушение после потери прочности на разрыв. Минимальный коэффициент армирования контролирует растрескивание бетонных элементов.

Максимальный коэффициент армирования — это наибольшая площадь стали, которая может быть помещена в бетонные элементы, такие как колонны и балки.В железобетонной балке обеспечение дополнительной арматуры сверх максимального коэффициента армирования не принесет пользы, поскольку бетон будет раздавлен до того, как будет использована вся прочность стали.

Обрушение бетонной конструкции происходит внезапно и не имеет никаких признаков разрушения. Максимальный коэффициент армирования обеспечивает экономию бетонных элементов и защиту от хрупкого разрушения бетона.

Наконец, требуемая площадь армирования спроектированного бетонного элемента не должна превышать максимального коэффициента армирования и должна быть меньше минимального коэффициента армирования.Следовательно, спроектированный элемент следует проверить на соответствие этому требованию.

Минимальный коэффициент усиления

Цель минимального коэффициента армирования — контролировать растрескивание и предотвращать внезапное разрушение путем придания элементу достаточной пластичности после потери прочности бетона на растяжение из-за растрескивания.

Строительные нормы и правила, такие как ACI 318-19, обеспечивают минимальный коэффициент армирования для различных железобетонных элементов, таких как балки и колонны.

1. Минимальный коэффициент усиления в балках

В железобетонных балках, если прочность на изгиб секции с трещиной ниже, чем момент, вызвавший растрескивание секции без трещин, то балка развалится при образовании первой трещины изгиба без каких-либо повреждений.

Минимальный коэффициент армирования, который можно рассчитать с помощью уравнения, предоставленного ACI 318-19, может предотвратить преждевременное разрушение бетонной балки.Минимальное армирование для балок можно рассчитать с помощью следующего выражения:

Где:

А _{с, не менее} : минимальная площадь стали, мм ²

fc ’: прочность бетона на сжатие, МПа

фу: предел текучести стали, МПа

b _w : ширина стенки в тавровой балке и ширина балки в прямоугольной балке, мм

d: эффективная глубина, измеренная от волокна с крайним сжатием бетона до центра стальных стержней, мм

Рисунок 1: Продольные и поперечные арматурные стержни

2.Минимальный коэффициент армирования в плитах

Минимальная площадь армирования для плиты — это температура и усадочная арматура, установленная для контроля трещин из-за усадки в бетоне и колебаний температуры. Не требуется предусматривать площадь армирования больше температурной и усадочной арматуры.

As = ρbd Уравнение 2

As: усадка и температурное армирование, мм ²

b: ширина полосы перекрытия, учитываемая для проектного назначения, которая составляет 1 м

d: эффективная глубина, мм

Рисунок 2: Распределение или усадка и температурные арматурные стержни в односторонней бетонной плите

3.Минимальный коэффициент усиления в однородной опоре

Минимальный коэффициент армирования для равномерного основания аналогичен коэффициенту армирования плиты, т.е. коэффициент армирования по температуре и усадке.

4. Минимальный коэффициент усиления в колоннах

Минимальный коэффициент усиления для колонн требуется для обеспечения сопротивления изгибу, который может не соответствовать аналитическим результатам. Это также необходимо для уменьшения эффекта усадки и ползучести бетона при длительных сжимающих напряжениях.

Минимальный коэффициент армирования в колонне предотвращает деформацию стальных стержней при длительной эксплуатационной нагрузке. ACI 318-19 определяет минимальный коэффициент продольного армирования для колонны как 0,01 от общей площади колонны.

5. Минимальное армирование для соединений между монолитными элементами и фундаментом

Минимальная площадь армирования, пересекающая монолитную колонну или опору и поверхность раздела фундамента, должна быть в 0,005 раза больше общей площади поддерживаемого элемента.

Максимальный коэффициент усиления

Максимальный коэффициент армирования — это верхний предел количества стали, которое может быть помещено в бетонные элементы. Обычно это предоставляется по разным причинам, которые обсуждаются ниже:

1. Максимальный коэффициент усиления в балках

Максимальный коэффициент армирования балок предназначен для предотвращения раздавливания бетона, что является нежелательным режимом разрушения и предотвращается кодом ACI. Это также позволяет избежать использования чрезмерной площади стали, что не дает реальных преимуществ.Следовательно, это помогает внести экономию при проектировании бетонных балок.

Если балка имеет более высокий коэффициент армирования, чем максимальный коэффициент армирования, она называется чрезмерно армированной бетонной балкой и обычно не выдерживает сжатие.

Сверхармированная бетонная балка выходит из строя при сжатии до того, как будет использован весь потенциал прочности стальных стержней. Максимальный коэффициент усиления для балок можно рассчитать с помощью уравнения 3.

2. Максимальный коэффициент усиления в колоннах

Максимальное армирование было установлено, чтобы гарантировать, что бетон может быть должным образом уплотнен вокруг стальных стержней и гарантировать, что спроектированные колонны аналогичны испытательным образцам в соответствии с ACI 318.19.

Максимальный коэффициент армирования колонн составляет 0,08 общей площади колонны. Это обеспечивает экономию при проектировании колонн и предотвращает скопление стали, что в противном случае затрудняет правильную укладку бетона.

На практике рекомендуется учитывать максимальный коэффициент армирования, равный 0,04 общей площади колонны, чтобы избежать чрезмерного армирования в местах сращивания стальных стержней.

Минимальный коэффициент усиления при сдвиге

Подобно минимальному армированию на изгиб, описанному выше, ACI 318-19 устанавливает минимальный коэффициент усиления для сдвига в балках и т. Д.

1. Минимальный коэффициент усиления сдвигом в балках

Минимальная площадь арматуры на сдвиг должна быть предусмотрена во всех областях балки, где приложенное усилие сдвига превышает половину расчетной прочности бетона на сдвиг.

Минимальная поперечная арматура (A _{v, min} ) в балках должна быть большей из следующих величин:

A _{v, мин.} = 0,062 * fc ’ ^(0,5) * (b _w * s / f _yt ) Уравнение 4

A _{v, мин} = 0.35 * (b _w * s / f _yt ) Уравнение 5

Где:

с: межцентровое расстояние хомутов, мм

f _yt : предел текучести стального стержня хомута, МПа

2. Минимальная продольная и поперечная арматура в монолитных стенах

Если приложенный сдвиг в плоскости (V _и ) монолитной стены равен или меньше значения, полученного из уравнения 6, используйте значения, приведенные в Таблице-1, в качестве минимального армирования как для продольной, так и для продольной арматуры. поперечное направление.

Однако, если приложенный сдвиг в плоскости (V _и ) больше, чем значение, полученное из уравнения 6, тогда ( ρt = 0,0025) и значение ( ρℓ ) будет наибольшим из 0,0025 и результат уравнения 7.

Где:

h _w : высота всей стены от основания до верха, мм

l _w : длина всей стены, мм

Таблица-1: Минимальная продольная и поперечная арматура для стен

Рис.

Часто задаваемые вопросы

Какое минимальное армирование в балке?

Минимальная арматура — это самая нижняя часть стали, которая предотвращает преждевременное вязкое разрушение балки, когда бетон теряет прочность на растяжение из-за приложенных нагрузок.

Почему в балке предусмотрена минимальная поперечная арматура?

1. Для предотвращения внезапного разрушения балки, когда разрывается бетонное покрытие и теряется связь с натяжной сталью.
2. Во избежание хрупкого разрушения при сдвиге, которое может произойти без сдвиговой арматуры
3. Предотвратить разрушение при растяжении из-за усадки и термических напряжений, а также внутреннего растрескивания в балке
4. Удерживать продольные стальные стержни в их положении во время бетонирования.

Каков минимальный коэффициент усиления в колонне?

Минимальный коэффициент армирования для колонны равен 0.01.

Как рассчитать минимальную площадь армирования для колонны?

Минимальная площадь армирования в колонне равна общей площади колонны, умноженной на 0,01.

Почему в плитах используется усиление усадки и температуры?

Бетонная плита расширяется и сжимается при колебаниях температуры. Когда свежий бетон схватывается и быстро теряет влагу, он дает усадку и создает напряжение в бетоне. Усадка и расширение бетона приводят к развитию трещин, если это не учитывается при проектировании.
Таким образом, предусмотрена температурная и усадочная арматура для контроля трещин из-за колебаний температуры и усадки бетона

Подробнее

Расчет прямоугольной железобетонной балки

Руководство по проектированию и детализации железобетонных перекрытий IS456: 2000

Армирование для перекрытий на земле | Журнал Concrete Construction

Существует множество мнений относительно преимуществ или недостатков армирования плит на земле.Не все армирование работает одинаково. Чтобы понять потенциальные преимущества и недостатки любой конкретной системы подкрепления, нужно понимать, как эта система теоретически работает, а также что происходит в реальном мире. Цель этой статьи — обсудить некоторые из этих систем усиления, а также то, что они будут и не будут делать.

Стальные арматурные стержни и арматура из сварной проволоки

Бетон очень прочен, когда он сжимается при сжатии, но очень слаб, когда его разрывают при растяжении.Хорошее практическое правило состоит в том, что он примерно в 10 раз сильнее при сжатии, чем при прямом растяжении. Таким образом, всякий раз, когда вы видите трещину в плите на земле, это связано с тем, что к ней прилагается большее растягивающее напряжение (от линейной усадки, ограничений до этой усадки, скручивания, нагрузок и т. Д.), Чем ее предел прочности. Стальные арматурные стержни и арматура из сварной проволоки очень прочны на растяжение, обладают такими же характеристиками теплового расширения и сжатия, что и бетон, и, таким образом, могут выдерживать высокие напряжения растяжения, в то время как бетон может воспринимать значительные сжимающие напряжения.

Одна из важных концепций заключается в том, что обычно используемая арматура (за исключением арматуры после растяжения и бетонной арматуры с компенсацией усадки) не препятствует растрескиванию бетона. Причина этого в том, что арматура не может начать сопротивляться значительному растяжению, пока бетон не потрескается. До этого момента внутри плиты он в основном неактивен. Правильно подобранная по размеру и расположенная арматура сохранит трещины достаточно плотно и пригодно к эксплуатации, если они возникнут, но не предотвратит их.Кроме того, подавляющее большинство железобетонных конструкций, которые были рассмотрены для плит на земле, не имеют достаточного армирования, чтобы фактически увеличить несущую способность плиты по сравнению с неармированной плитой. Таким образом, если армирование не используется для других целей (таких как концепция «длинного дюбеля / усиленного агрегатного сцепления», описанная далее в этой статье), это обычно довольно дорогое страхование от проблемы растрескивания, которая может никогда не возникнуть, если другие соответствующие процедуры будут соблюдение таких требований, как правильное расстояние между стыками, установка дюбелей на стыках, постоянный контроль допуска толщины плиты, хороший контроль основания и конструкция смеси с низкой усадкой.

Многие люди считают, что плиты на земле, как правило, должны иметь некоторую арматуру, но большинство плит в Северной Америке неармированные бетонные и работают хорошо. Если используется армирование, то количество, которое следует использовать, зависит от того, что должно быть выполнено. Процент армирования относится к площади поперечного сечения стали для данной ширины плиты, деленной на площадь поперечного сечения рассматриваемой площади плиты. Например, если плита толщиной 6 дюймов используется с арматурным стержнем № 3 с центром в 18 дюймов, процентное содержание стали для ширины 12 дюймов будет:

(0.11 дюймов 2) (12 дюймов / 18 дюймов) (100) / (6 дюймов) (12 дюймов) = 0,10%

Для обеспечения достаточного армирования для выполнения улучшенного сцепления из заполнителя Комитет 360 Американского института бетона (ACI) по проектированию плит на земле отметил, что конструкции с использованием деформированной арматуры на 0,10% через усадочные швы успешно используются. Количество арматуры намного меньше 0,10% не обеспечивает надежной передачи нагрузки; и многое другое привело к чрезмерному растрескиванию вне стыков. Эта деформированная арматура является альтернативой гладким стальным дюбелям, и эксперт по плитам Элдон Типпинг придумал для этой концепции термин «длинные дюбели».Продолжая армирование через усадочный шов, трещины, образующиеся под пропилами, будут более плотными, чем они были бы в противном случае. Таким образом, армирование должно усиливать совокупное сцепление, на которое обычно нельзя положиться для длительной передачи повторяющихся нагрузок, если трещина составляет от 0,025 до 0,035 дюйма или больше, согласно исследованиям Портлендской цементной ассоциации. Арматурные стержни №3 с шагом 16 или 18 дюймов по центру являются наиболее распространенными схемами армирования, используемыми на плитах, построенных с помощью лазерной стяжки.Это связано с тем, что они могут вести бетонные тележки и лазерную стяжку по ним, когда они лежат на основании, а затем поднимать их прямо перед укладкой бетона, когда рабочие стоят между прутьями. Как правило, арматура располагается от трети до половины глубины плиты от верха, чтобы пропил не разрезал арматуру. Доступность и использование пил для раннего доступа сделало этот метод еще более надежным, поскольку распилы должны выполняться как можно скорее.

В некоторых ситуациях желательно исключить усадочные швы на больших площадях и использовать достаточно арматуры, чтобы образовалось много очень плотных трещин, которые не раскалываются при движении колес и не являются эстетической проблемой; Типичный пример — это действительно «суперплоское» размещение полосы перекрытия.Чтобы добиться таких характеристик, иногда называемых полом без швов, необходимо использовать армирование от 0,50% до 0,60% в верхней части плиты. Эти трещины будут видны, поэтому их внешний вид следует обсудить с владельцем. В большинстве крупных проектов для перехода на другой тип плиты потребуется несколько шпоночных строительных швов. Эти суставы обычно открываются больше, чем суставы на типичных расстояниях от 10 до 15 футов. Таким образом, если будет значительное движение колес, следует подумать о наличии очень хорошей системы дюбелей, таких как пластинчатые дюбели, на строительном стыке и армировании стыка.

Для армирования 0,10% расстояние между стыками плит должно быть таким же, как и для неармированной плиты. Руководство по расстоянию между стыками для минимизации растрескивания вне стыка для таких плит дано в ACI 360 и обычно должно быть в диапазоне от 10 до 15 футов, отмеченном ранее. Следует проявлять особую осторожность, если принято решение несколько увеличить расстояние между стыками за счет увеличения армирования, но не до 0,50–0,60%, подходящих для полов без стыков. Основная причина особой осторожности заключается в том, что скручивание значительно увеличивается с увеличением расстояния между суставами на 1 фут, что значительно увеличивает вероятность несоответствующего растрескивания неприемлемой ширины и проблем с суставами.

Было высказано множество мнений относительно наилучшего вертикального расположения однослойной арматуры для плит на земле.

Некоторые думают, что это должно быть в нижней части плиты из-за напряжения в нижней части плиты при приложении сосредоточенных нагрузок. Другие считают, что она должна быть посередине, чтобы обеспечить некоторое сопротивление растяжению при изгибном напряжении вверху или внизу плиты. Однако лучше всего спроектировать нижнюю часть плиты как неармированную и расположить арматуру в верхней части плиты.

Размещение арматуры в верхней части плиты лучше всего, если вы пытаетесь контролировать видимую ширину трещин из-за нагрузки, скручивания и трения основания. Скручивание плиты создает значительные напряжения растяжения в верхней части всех обычных бетонных плит; если трещины все же возникают, они имеют V-образную форму с самой широкой частью в верхней части плиты. Таким образом, чем выше арматура, тем плотнее она будет удерживать любые трещины, идущие перпендикулярно направлению армирования. Однако, если арматура слишком высока, это может привести к образованию пластиковых трещин оседания, которые будут проходить прямо поверх и параллельно каждому стержню или проволоке.Таким образом, если стержни расположены на расстоянии 12 дюймов по центру и через каждые 12 дюймов наблюдаются относительно прямые трещины, этот тип растрескивания имеет место. Вероятность образования пластических трещин оседания увеличивается, если происходит одно или несколько из следующих событий: увеличивается диаметр арматуры, уменьшается покрытие бетона, температура арматуры увеличивается, как правило, из-за солнечного света, увеличивается скорость утечки бетона, движение арматуры, пока бетон остается пластичным, или что-либо, что увеличивает влажность скорость испарения с поверхности плиты, например, более высокая температура бетона или окружающей среды, более высокая скорость ветра или более низкая влажность.

Стальные волокна

Стальные волокна доступны в США с середины 1970-х годов. Волокно типа 1 изготовлено из тянутой проволоки различной геометрии, а волокна типа 2 — из листовой стали с прорезями. Как и в случае армирования стальной арматурой и проволокой, стальные волокна не препятствуют образованию трещин, но могут удерживать трещины, если они возникают, достаточно плотными, если используется достаточное количество волокна и соответствующее расстояние между стыками. Если имеется достаточное количество для конкретной ситуации — в зависимости от использования плиты, расстояния между стыками, потенциала усадки бетона и т. Д.- способность стальной фибры выдерживать нагрузку после растрескивания может быть очень полезной. Однако, если трещины становятся достаточно широкими, чтобы расколоться, это может стать серьезной проблемой. Таким образом, как и в случае с другими типами армирования, необходимо тщательно учитывать дозировку волокна в зависимости от конкретной ситуации.

Если стальная фибра должна использоваться для долговременной блокировки заполнителя и расстояние между стыками должно составлять от 10 до 15 футов, минимальное количество фибры, рассматриваемое для бетона с типичными усадочными свойствами, составляет 40 фунтов на кубический ярд.Если ожидается, что бетон будет иметь высокую усадку, расстояние между швами должно быть на нижнем пределе диапазона и / или дозировка волокна должна быть выше. Как и в случае армирования стальной арматурой или проволокой, необходимо соблюдать осторожность, если расстояние между стыками превышает указанные в спецификации. Для более длинных швов рекомендуется не менее 75 фунтов на кубический ярд.

Волокна уменьшают оседание бетона, но это можно компенсировать правильным смешиванием материалов и дозированием. Как правило, то же, что и без волокон, получается хорошее сочетание.При 40 фунтах на кубический ярд или более хороший средне- или высокопроизводительный восстановитель воды (последний при низкой дозировке) может быть очень полезным и необходим при увеличении дозировки клетчатки.

Минимальные требования к армированию — бетонные конструкции Еврокод

Рекомендуемый минимальный диаметр продольной арматуры в колоннах — 12 мм. Минимальная площадь продольной арматуры в колоннах определяется по формуле: As, min = 0,10 NEd / fyd> 0,002Ac Exp. (9.12N) Диаметр поперечной арматуры не должен быть меньше 6 мм или одной четверти максимального диаметра продольных стержней.

As Площадь общей арматуры колонн

A Коэффициент для определения предела гибкости 1 / (1 + 0,2 pf

Ac Площадь поперечного сечения бетона bh

As Площадь общей арматуры колонн

Прочтите здесь: Особые требования к стенам

Была ли эта статья полезной?

CRSI: Экономика строительства

Достижение общей экономии в железобетонном проекте может быть достигнуто путем учета затрат, связанных с опалубкой, бетоном и арматурной сталью, которые являются тремя основными составляющими затрат в любом проекте.Хотя следующие экономические руководящие принципы эффективны, они не претендуют на полноту; другие возможности экономии могут быть доступны в зависимости от проекта.

Затраты на опалубку в среднем составляют примерно 50 процентов от стоимости готового проекта. По этой причине важно учитывать следующие рекомендации в начале любого проекта.

Выберите одну систему каркаса и используйте ее по всей конструкции везде, где это возможно. Было показано, что использование одной и той же системы обрамления по всей конструкции так часто, как это практически возможно, приводит к значительной экономии затрат.Формы используются многократно, и бригаде легче устанавливать формы, что снижает затраты на рабочую силу.

Используйте стандартные фасонные формы. Прямолинейные стержни наиболее экономичны в изготовлении. По возможности избегайте форм, которые должны быть изготовлены поставщиком форм или настроены плотниками на месте.

По возможности используйте модульную опалубку. Модульная опалубка может использоваться в специальных приложениях, например, в шахтах скользящей формы для лифтов и лестниц, а также в криволинейных наружных стенах.Стоимость использования этого типа опалубки обычно может быть оправдана, если ее можно многократно использовать в проекте.

Используйте системы каркаса пола минимальной глубины с постоянной высотой нижней поверхности системы. Обеспечение минимальной глубины, основанной на предписанных кодексами требованиях к удобству эксплуатации, приведет к минимальной высоте от пола до этажа и, таким образом, к общему уменьшению высоты здания. Уменьшение общей высоты приводит к снижению затрат, связанных практически со всеми вертикальными трассами в здании (фасад; лифты; лестницы; внутренние перегородки; а также водопроводные, электрические и механические трубопроводы и воздуховоды).Нижняя сторона железобетонного пола или крыши должна быть ровной для максимальной экономии.

Ориентируйте односторонние элементы конструкции так, чтобы они простирались в одном направлении по всей конструкции. Конструкции с односторонними элементами, ориентированными в одном направлении по всей конструкции, как правило, строятся более эффективно, чем конструкции, в которых используется несколько направлений обрамления. Эта эффективность объясняется меньшим количеством путаницы и меньшим количеством ошибок, сделанных в полевых условиях, благодаря общей регулярности структуры.

Расположите столбцы в правильном порядке. Колонны должны быть расположены равномерно по всему этажу конструкции, если это возможно, потому что это помогает добиться единообразия в расположении опалубки и армирования всех элементов конструкции. Установка опалубки является повторяющейся и эффективной, и ее можно легко использовать повторно; эта эффективность распространяется на все аспекты, связанные с арматурными стержнями.

Используйте столбец постоянного размера. В малоэтажных зданиях следует использовать колонны одного и того же размера по всей высоте здания, как и бетон с одинаковой прочностью на сжатие. Количество арматурных стержней может меняться по высоте по мере необходимости. В более высоких конструкциях размер колонны может изменяться по высоте вместе с прочностью бетона на сжатие. Количество изменений обычно зависит от высоты здания, но должно быть сведено к минимальному практическому количеству.

Укажите время, когда формы могут быть удалены для самонесущих элементов, и прочность, когда формы могут быть удалены для других элементов. Опалубки для колонн и стен можно снимать в зависимости от времени, прошедшего после укладки бетона (например, 12 часов). Для балок и плит формы могут быть сняты после достижения определенного процента прочности бетона на сжатие (например, 75% от указанной 28-дневной прочности на сжатие). Соответствующие спецификации снятия изоляции минимизируют необходимое количество опалубки и приведут к снижению затрат на опалубку.

Использовать бетон высокой ранней прочности. Использование бетона высокой ранней прочности позволяет снимать опалубку раньше, чем обычный бетон.Более быстрое время цикла может позволить сократить общее время строительства, что приводит к значительной общей экономии затрат.

Используйте заранее определенные строительные швы. Местоположение строительных швов должно быть прерогативой подрядчика с участием инженера записи, где это необходимо. Правильно расположенные строительные швы позволят подрядчику эффективно планировать укладку бетона.

Сталь арматурная

Затраты на монтаж стальной арматуры составляют примерно 20% от стоимости готовой конструкции.Следующие ниже рекомендации представляют собой проверенные временем способы достижения экономии при арматуре.

Используйте арматурные стержни класса 60. ASTM A615 Grade 60 стержни являются наиболее широко используемыми и зарегистрированными арматурными стержнями и используются во многих областях. Преимущества использования арматурных стержней с пределом текучести более 60000 фунтов на квадратный дюйм обычно реализуются в высотных зданиях, где высокопрочные стержни используются в колоннах, в основном на нижних уровнях.

Используйте стержень максимального размера. Затраты на размещение и изготовление сводятся к минимуму за счет использования стержней самых больших практических размеров, которые удовлетворяют требованиям как прочности, так и удобства обслуживания.

По возможности используйте прямые стержни. Изготовление и установка прямых стержней быстрее и проще, чем гнутых стержней.

Используйте стандартные типы гибки стержней ACI. Укажите стандартные формы стержней и изгибы. Нестандартные изгибы нарушают распорядок работы магазина и требуют больших затрат на изготовление.

Используйте стержни в одной плоскости. По возможности, арматурные стержни должны иметь изгибы, расположенные в одной геометрической плоскости. Стержни с изгибами в двух или трех плоскостях сложно и дорого изготовить.

Используйте стержни повторяющихся размеров и длины. Стандартная длина арматурных стержней составляет 60 футов. Для снижения затрат на изготовление и размещение следует использовать стержни максимальной длины из имеющихся. Количество размеров стержней, указанных в конкретном проекте, должно быть минимизировано; это уменьшает количество форматов, которые необходимо обрабатывать в магазине и размещать в поле.

Используйте стержни стандартной длины. В случае стен и перекрытий неправильной формы обычно более экономически выгодно использовать стержни стандартной длины, которые разрезаются и сращиваются в полевых условиях, вместо использования отдельных стержней, изготовленных до необходимой длины. Дополнительные затраты, связанные с дополнительным материалом, используемым из-за переменной длины нахлеста, обычно незначительны и более чем компенсируются экономией из-за сокращения трудозатрат, которые в противном случае потребовались бы для резки и сортировки отдельных стержней.

Используйте соответствующий стык для данной ситуации. По возможности, стержни должны стыковаться внахлест, и для данного размера стержней должна быть указана постоянная длина стыка внахлест. Если возникает перегрузка, используйте механические соединения.

Обеспечьте зазор между стержнями от 4 до 6 дюймов. Бетон с осадкой 4 дюйма с заполнителем ¾ дюйма не будет легко проходить через 2-дюймовое пространство между стержнями. Вибрационные головки, которые обычно имеют ширину от 2 до 3 дюймов, могут не помещаться между стержнями или могут запутаться в стержнях, если расстояние между стержнями слишком мало.

Нарисуйте детали в масштабе, чтобы арматурные стержни поместились в разрезе. Масштабные чертежи, на которых показана вся арматура, необходимы, особенно в узких балках, перекрытиях с несколькими отверстиями, соединениях плита-колонна и балка-колонна, а также колоннах с продольной арматурой более 2%. При рисовании деталей в масштабе важно учитывать общие размеры арматурных стержней, а также размеры крюков и радиусы изгиба.

Затраты на строительство, связанные с бетоном, составляют около 30 процентов.Конкретные затраты можно снизить, если учесть следующие рекомендации.

Используйте бетон средней прочности для напольных и кровельных систем. Бетон с прочностью на сжатие от 4 000 до 5 000 фунтов на квадратный дюйм обычно достаточен для традиционных армированных систем перекрытий и крыш. В малоэтажных зданиях, как правило, достаточно использовать бетон для колонн. Использование более прочного бетона в колоннах нижних этажей высотных зданий помогает уменьшить общий размер колонн, тем самым увеличивая полезное пространство.

Размер крупного заполнителя не должен превышать ¾ дюйма. Минимальные требования к свободному расстоянию между стержнями включают 4/3 максимального размера заполнителя. Ограничение размера крупного заполнителя до дюйма помогает гарантировать, что бетон может легко течь между арматурными стержнями.

Экономичные системы перекрытий из железобетона, рассчитанные на пролет и динамическую нагрузку

Доступны многочисленные типы монолитных железобетонных систем перекрытий, которые можно использовать для удовлетворения практически любых требований к пролету и нагрузке.В малоэтажных зданиях система перекрытий составляет большую часть стоимости несущего каркаса на месте. Стоимость колонн и стен, а также стоимость системы сопротивления поперечной силе растут линейно и экспоненциально с высотой здания, соответственно, но стоимость, связанная с системой пола, по-прежнему важна.

Приведенную ниже таблицу можно использовать в качестве предварительного руководства при выборе экономичной системы полов. Размер и географическое положение проекта, наличие квалифицированной рабочей силы и требования местных строительных норм — вот лишь некоторые из факторов, которые могут существенно повлиять на общую стоимость.Каждый проект уникален, и системы перекрытий из железобетона, отличные от рекомендованных в таблице, могут быть более рентабельными.

зданий и сооружений — Процент площадь стали для подпорной стенки — стандартная формула не имеет смысла для меня?

Я смотрю на обычных стандарты формулы UK / EU для процента площади стала армирующим, в подпорной стенке.По существу, в «обычных» случаях она составляет 0,13% площади поперечного сечения Tw (толщины стены) в выступе самой вертикальной стены и Tb (толщина [глубина]) для внешнего и внутреннего основания. Если Fy меньше определенной суммы, процентное значение изменяется, но оно по-прежнему рассчитывается как простой процент.

Я воображал, пытаясь применить это к подпорной стенке, показанной на рисунке ниже. В этой ситуации подпорная стена возводится на одном краю большого и глубокого фундамента.Сама основа очень глубоко и очень широко по сравнению с подпорной стеной, построенной на ней. По существу, когда основание рассматриваются как основание подпорной стенки, она по-прежнему на расстояние, где подпорная стенка больше не затрагивая или пострадавших от него.

Я имею в виду такие размеры: фундамент / основание неограниченно широкие (для этих целей) и, скажем, 900 мм в глубину. Подпорная стенка бортиком, это сказать 200мм в ширину и 600 мм высока, и построен на одном краю этого. Считается, что фундамент не нуждается в арматурной стали (возможно, потому, что это в основном большой монолитный бетонный блок или он стоит на достаточно устойчивом грунте / скале под ним).Таким образом, только арматурной стали является сталь, необходимое для аспекта подпорной стенки.

Очевидно, внутренняя и внешняя площадь стали рассчитывается как процент от площади поперечного сечения основания . Но я смотрю на три диаграммы ниже, которые примерно в масштабе.

• Первая (левая) диаграмма — внешняя сталь спускается к основанию фундамента, поэтому, по сути, фундамент действует как основание толщиной 900 мм и очень широкой.
• Вторая диаграмма — внешняя стальная поверхность спускается только на глубину 350 мм; более типичная глубина, если бы она была на плите, а не на фундаменте.
• Третья диаграмма — вторая компоновка повторно визуализирована как эквивалент двух частей — по сути, 400-миллиметрового основания с арматурным стержнем вдоль дна, опирающегося на неармированную 500-миллиметровую плиту.

Что меня озадачивает, так это почему требования к площади стали, которые основаны на Tb , различаются в этих трех версиях? Интуитивно я ожидал, что для любого заданного бокового давления внутренняя / внешняя сталь достигнет своего рода предельной точки, когда просто не нужно добавлять больше, потому что в первых двух случаях она встроена с прямым углом изгиба в точку. где предельным режимом разрушения в фундаментной плите является разрушение на вырыв / разрушение бетона, а не ограничения упругости стали (т.е. не регулируются площадью поперечного сечения стали ), и если сам фундамент считается конструктивно адекватным, то я бы думал, что второй и третий будут структурно эквивалентными и, следовательно, также потребуют равных площадей из стали, поскольку они по существу имеют одинаковую компоновку.

(В качестве альтернативы, 1-я компоновка кажется на более сильной , чем 2-я, так как там еще больше сцепления и более трудный отвод, и вся фундаментная плита задействована, а не только ее верхняя половина, так почему же, похоже, на больше вместо меньше площадь поперечного сечения стали , чтобы обеспечить равную устойчивость стенок?)

Но вместо этого стандартное уравнение просто 0,13% от Tb , поэтому, если основание сделать толще, что должно добавить , а не снизить прочность, тогда требуемая площадь внутренней / внешней стали, по-видимому, должна увеличиться с до . , а не вниз .Это кажется нелогичным.

Итак, у меня возникла путаница: почему процентная доля площади стали различается в трех показанных случаях? Почему добавляет прочности и твердости нижней части основания (т.е. в качестве дополнительной глубины) вызывает увеличение к требуемой площади стали? Почему нет какого-то ограничения, основанного на боковом давлении, а не на базовых размерах, сверх которых больше не требуется? Почему не дальше достигнут предел, где это не имеет значения, насколько глубже основание и наружные стали идти, так как дополнительная глубина не влияет на устойчивость подпорной стенки? Какова логика того, что площадь поперечного сечения стали составляет неквалифицированный процент Tb ?

Что мне не хватает и что на самом деле должно здесь произойти?

Требуются ли пропилы для моей плиты? Часть 1 — Коммерческие плиты на земле

В первой части этой серии, состоящей из двух частей, мы обсудим разделы управляющих кодов и справочные руководства, которые относятся к усадочным швам с пропилом в типичных коммерческих бетонных плитах на земле.Вторая часть будет посвящена жилым бетонным плитам на земле.

Трещины в бетонных плитах перекрытия на земле для новых коммерческих строительных проектов могут привести к предъявлению претензий о дефектах конструкции и / или конструкции специалисту по проектированию и / или подрядчику проекта соответственно. Требования к усадочным швам (CJ) в бетонных плитах прямо не указаны в коммерческих базовых нормах и, следовательно, могут быть проигнорированы специалистами по проектированию. Однако коммерческие базовые нормы проектирования отсылают специалистов по проектированию к руководствам ACI по требованиям к стыкам в бетонных плитах.Специалист по проектированию может указать относительно большой процент стальной арматуры в плите, чтобы исключить необходимость в CJ, или указать CJ для контроля количества, размера и местоположения высыхающих и усадочных трещин. Поскольку количество стальной арматуры, необходимое для устранения CJ, обычно дороже, чем использование CJ, CJ обычно являются предпочтительной альтернативой. Один из методов создания CJ — это использование пропилов для создания ослабленного поперечного сечения, чтобы контролировать, где плита будет трескаться.Критические параметры при указании пропилов включают расстояние между пропилами, тип пропила, передачу нагрузки по пропилу, глубину пропила и время пропила.

Трещина в плите при распиле

Коммерческие бетонные плиты на земле

В этом блоге представлены разделы управляющих кодов и справочники по коду, относящиеся к распиловке CJ в типичных коммерческих бетонных плитах на одном уровне. Термин типичные бетонные плиты для этого блога относится к бетонным плитам перекрытия на земле, которые не передают вертикальные нагрузки или поперечные силы от других частей конструкции к почве.Этот технический блог ссылается на Международный строительный кодекс 2015 года (IBC) как на основные нормы проектирования для коммерческого строительства.

Управляющие разделы IBC и упомянутого документа ACI следующие:

IBC Раздел 19 — Бетон

IBC 1901.2 — Обычный и железобетонный

«Конструкционный бетон должен быть спроектирован и изготовлен в соответствии с требованиями данной главы и ACI 318 с поправками, внесенными в Разделы 1905 настоящего Кодекса…»

Другие применимые разделы IBC:

МБК 1901.5 — Строительная документация
IBC 1904.1 — Категории и классы воздействия
IBC 1904.2 — Свойства бетона
IBC 1905 — Изменения в ACI 318
IBC 1907 — Минимальные требования к плитам

Контрольные разделы требований строительных норм ACI 318-14 для конструкционного бетона (ACI 318), на которые ссылается IBC 1901.2, следующие:

ACI 318 1.4,7 —

« Настоящий Кодекс не применяется к проектированию и строительству плит на земле, за исключением случаев, когда плита передает вертикальные нагрузки или поперечные силы от других частей конструкции к грунту. »

ACI 318 R1.4.7 —

« Подробные рекомендации по проектированию и возведению плит на земле… приведены в следующих публикациях: ACI 360R… »

Расстояние между сужающимися суставами

ACI 360R-10 (ACI 360), как указано в ACI 318, как указано в IBC, включает рисунок 6.6 для рекомендованного расстояния CJ для неармированных бетонных плит на земле следующим образом:

График расстояния CJ из ACI 360 Рис. 6.6

Обратите внимание, что расстояние CJ в 4-дюймовой плите должно составлять от 8 до 13 футов. Для CJ, расположенных на расстоянии до 20 футов, требуется плита толщиной 8 дюймов или больше. В ACI 360, Раздел 6.1.3 — Усадочные соединения Sawcut , термин «неармированный» относится как к обычному бетону, так и к бетону, армированному только для контроля трещин (т.е. не для прочности на изгиб). Процент стальной арматуры, который применяется только для борьбы с трещинами (и считается «неармированным» для целей этого раздела правил), меньше или равен 0.5% от общего сечения плиты.

Виды пропилов

В ACI 360 обсуждаются два типа распиловки: традиционный мокрый процесс и процесс сухой резки с ранним началом. При обычном мокром процессе для пропила используется бетонная пила и диск, предназначенный для резки затвердевшего бетона. Вода добавляется в пропил, чтобы минимизировать количество пыли и охладить лезвие во время пропила. Глубина лезвия (или оправки) обычно может превышать 1 дюйм.

Обычный мокрый процесс пропила

Для начального процесса «сухой резки» пропилы выполняются с использованием специального типа пилы, имеющего вращающееся вверх лезвие, которое оставляет свежие стыки чистыми и удерживает пилу на месте.Лезвие предназначено для резки бетона до его затвердевания без добавления воды во время пропила. Пилы раннего входа обычно ограничиваются пропилом глубиной 1 дюйм. Пилы для раннего входа используются, когда бетон становится достаточно твердым, чтобы заполнитель не рассыпался, но до его затвердевания.

Бетонная пила для раннего ввода в действие сухой резки

Укрепление перекрытий в стыках

В ACI 360, Раздел 6.2 — Механизмы передачи нагрузки , основным и наиболее эффективным методом передачи нагрузки через CJ является использование гладких дюбелей.

Деталь армирования гладкими дюбелями из ACI 360 Рис. 6.5

В целях экономии времени и средств проектировщики иногда разрешают использование обычных (деформированных) стальных арматурных стержней (арматуры) поперек стыков. ACI 360, раздел 6.2 ссылается на это следующим образом:

– Еще один механизм передачи нагрузки — это улучшенная совокупная блокировка. Усиленная блокировка заполнителя зависит от комбинации эффекта небольшого количества деформированной арматуры, продолжающейся через стык, и неровной поверхности бетона с трещинами в стыках для передачи нагрузки.Продолжение небольшого процента деформированной арматуры (0,1% площади поперечного сечения плиты) через усадочные швы пропилом в сочетании с зазорами швов (рис. 6.6) успешно использовалось некоторыми проектировщиками для обеспечения способности передачи нагрузки без использования дюбеля. Конструкция плиты, в которой используется это небольшое количество деформированной арматуры для усиления сцепления заполнителя в стыках, должна соответствовать следующему:

— Пространство стыков, как показано на рис. 6.6;

— Разместите арматуру выше средней глубины, но достаточно низко, чтобы пропил не разрезал арматуру;

— Разместите конструкцию или усадочное соединение распилом с устройством передачи нагрузки на максимальном расстоянии 125 футов (38 м). Это вызывает активацию этих стыков, когда другие стыки с деформированной арматурой не активируются;

— Используйте пилу для раннего входа, чтобы разрезать все усадочные соединения распила ; и

— Плита должна быть одинаковой толщины.

Как правило, продолжение большего процента деформированных арматурных стержней не должно использоваться в усадочных швах пропила или строительных швах , потому что они препятствуют раскрытию швов при усадке плиты во время высыхания, а это увеличивает вероятность выхода из строя. Беспорядочное растрескивание стыков . »[выделение автором]

Обычная спецификация для промышленных плит — разделить (или разрезать) половину указанной арматуры поперек CJ.Оставшаяся сталь должна быть меньше или равна 0,1% площади поперечного сечения плиты.

Сроки распиловки

Время выполнения пропилов часто не указывается в планах контрактов. Время пиления имеет решающее значение для совместной работы. ACI 360, Раздел 6.3 — Стягивающие соединения распилом , утверждает следующее:

– Обычно стыки, полученные с использованием обычных процессов, выполняются в течение 4–12 часов после завершения обработки плиты на участке — от 4 часов в жаркую погоду до 12 часов в холодную погоду.Для пил для сухой резки с ранним входом период ожидания обычно варьируется от 1 часа в жаркую погоду до 4 часов в холодную погоду после завершения отделки плиты в этом месте стыка … Во всех случаях распил должен быть завершен до бетонирования плиты охлаждение происходит после пика теплоты гидратации ».

Глубина пропила

Глубина пропила часто указывается в планах. Однако глубина пропила фактически зависит от средств и методов распиловки подрядчика.ACI 360, Раздел 6.3 — Стягивающие соединения распилом , утверждает следующее:

“ Минимальная глубина пропила при использовании обычной пилы для мокрой резки должна быть больше, по крайней мере, 1/4 глубины плиты или 1 дюйм (25 мм). Минимальная глубина пропила с использованием пилы для сухой резки для раннего входа должна составлять 1 дюйм (25 мм) для плит толщиной до 9 дюймов (230 мм). Эта рекомендация предполагает, что пила для сухой резки с ранним входом используется в указанные ранее ограничения по времени. Некоторые проектировщики перекрытий требуют на следующий день разрезать плиту на 1/4 глубины плиты, чтобы углубить 1 дюйм.(25 мм) пропил для раннего входа и убедитесь, что соединение активировано. ”

Размер на детали пропила не должен быть единичным. Скорее, размер должен относиться к примечанию к плану, которое направляет подрядчика на основе выбранных средств и методов.

Требования к проектированию коммерческих бетонных плит на земле

Профессиональный проектировщик для проекта, который включает в себя типовые коммерческие бетонные плиты на земле, должен либо указать достаточное количество стальной арматуры для устранения CJ (больше 0.5% площади поперечного сечения плиты) или (чаще) укажите CJ следующим образом:

1. Расстояние между CJs — ACI 360 Рисунок 6-6
2. Армирование плиты в стыках — Дюбели или ограниченное количество деформированных стержней на стыках
3. Время пропилов
   1. Обычный мокрый процесс распиловки должен производиться через 4–12 часов после укладки плиты
      1. 4 часа в жаркую погоду и 12 часов в холодную погоду
   2. Ранний процесс сухой резки должен производиться через 1–4 часа после укладки плиты.
      1. 1 час в жаркую погоду и 4 часа в холодную погоду
4. Глубина пропила
   1. Обычная мокрая пропила — 1 дюйм
   2. Ранний процесс сухой резки — толщины сляба

Специалисты по проектированию коммерческих бетонных плит на земле, которые не включают вышеперечисленные спецификации, могут столкнуться с заявленными ошибками и / или упущениями при проектировании.Вышеуказанная информация может быть включена в планы проекта и / или спецификации проекта под номером 03 81 13 Распиловка по плоскому бетону . Подрядчики, которые не следуют планам и / или спецификациям в отношении CJ, могут иметь заявленные строительные дефекты.

Во второй части мы обсудим разделы управляющих кодов и справочники со ссылками на коды, которые относятся к распиловке CJ в типичных жилых бетонных плитах на земле.

Чтобы узнать больше об услугах VERTEX по проектированию строительных конструкций или поговорить со специалистом по проектированию конструкций, позвоните по телефону 888.298.5162 или отправьте запрос.

Размер арматуры для перекрытий | Sciencing

Сталь для армирования бетона, более известная как арматура, увеличивает прочность на разрыв и увеличивает долговечность бетонных плит. Правильный размер арматуры для конкретной плиты зависит от предполагаемого использования плиты, ее толщины и прочности, а также от того, является ли арматура единственной арматурой. Арматура и бетон хорошо работают вместе, потому что они расширяются и сжимаются одновременно при изменении температуры. Поскольку кислород не может добраться до него, стальная арматура, полностью закрытая бетоном, не разрушается.Для разных работ подходят разные размеры.

Размеры арматуры

Арматура обычно поставляется в виде стержней длиной 20 футов. Ребристые стержни арматуры, также называемые деформированной арматурой, позволяют бетону, залитому вокруг них, надежно удерживать стержень. Чтобы определить размер стержня, диаметр измеряется на одном плоском конце. Измерение не включает оребрение. Размер диаметра указан в восьмых долях дюйма. Например, стержень размера 3 имеет диаметр 3/8 дюйма. Арматура 18 имеет диаметр 2 1/4 дюйма.

Обычные размеры арматуры

Арматура в патио, цокольных этажах, опорах и проездах может варьироваться от 3 до 6. Подрядчики иногда используют «правило 1/8», что означает, что размер арматуры составляет 1/8 толщины плита. Например, на плите толщиной 6 дюймов может быть арматурный стержень размером 6 или 3/4 дюйма.

Плиты для септиков могут потребовать использования как сварной проволочной сетки, так и арматуры. В таких приложениях обычно используется арматурный стержень размером 3 и 4. Расстояние между матами из сварочной проволоки может варьироваться от 6 до 18 дюймов.Более близкое расстояние между матами обеспечивает большую прочность, чтобы компенсировать использование арматуры меньшего диаметра.

Маркировка арматуры

На каждом стержне нанесена маркировка для идентификации стана, размера стержня, типа и марки металла или минимального предела текучести. Буква или символ, ближайшая к концу полосы, обозначает мельницу. Размер бара чуть ниже этого. Затем вы должны найти букву «W» или «S». «W» означает, что пруток изготовлен из низколегированной стали, а «S» означает углеродистую сталь, также называемую мягкой сталью.Оценка дается последней и может быть обозначена цифрой или линиями, проходящими по длине полосы. Одна линия обозначает класс 60, который часто используется для жилищного строительства из бетона. Оценка 60 также может обозначаться цифрой 4, что означает метрическую оценку 420.

Местные строительные нормы и правила

Перед началом нового проекта проверьте свои государственные и местные строительные нормы и правила на предмет требований и рекомендаций по бетону и арматуре.