Объем арматуры в бетоне: Как рассчитать расход арматуры на 1 м3 бетона – Как посчитать объем арматуры в бетоне — Портал о стройке

Расчет арматуры на монолитную плиту фундамента

Очень часто для усиления того или иного монолитного строения или литья используется арматура. По определению, арматура — это различного рода стержни и профили, состоящие из металлических конструкций любых типов металла.

В строительстве этот термин звучит достаточно часто, так как вопрос об усилении строящейся конструкции стоит достаточно жестко и остро. В основном арматура используется как средство для связи бетонного раствора и его сцепки между литыми профилями здания или сооружения.

Зачем нужен каркас из арматуры?

Подобный тип строительного элемента позволяет значительно увеличить нагрузку на единицу площади поверхности. Как правило, в подобных конструкциях используется металл относительно мягкой плотности, такой как железный стержень, швеллер и иные заготовки.

Но случается, что для усиления конструкции применяют и более плотный и тяжелый материал, к примеру, уголок или иные прокатные металлы. По своим физическим и строительным характеристикам, такие усиленные бетонные конструкции имеют ряд классификации, основа которых состоит в классе прочности железобетона.

Так выделяются следующие классы железобетонных конструкций:

1. Конструкция горячего качения.
2. Произведенные бетонные сооружения с применением термической и химической обработки.
3. Прочненная.
4. Термически прочненная конструкция.

От данных классификация и ряда прочностей зависят те или иные характеристики, возлагаемые на громадную прочность и устойчивость железобетонных конструкций в строительстве. Для любого строительного материала отличительной характеристикой является ГОСТ, по которому производители железобетонных элементов конструкции выкатывают материал.

Именно по данному стандарту регламентируется применение того или иного типа или класса прочности арматуры в бетонном растворе. В основном их использование неразрывно связано с понятием железобетонного материала.

Как правило, железобетонный элемент, будь то плита или блок, состоит из некоторого каркаса — металлической арматуры, на которой находится оболочкой бетонного раствора. Как правило, вопрос о применении того или иного типа арматуры, является достаточно актуальным, а зачастую, вовсе постоянным среди строителей и инженеров.

Связь таких двух специальностей достаточно проста. Каждому из них хочется, чтобы сооружение, построенное ими, стояло как можно дольше и крепче. К тому же на то имеются свои законодательные и нормативные акты, установленные государственным стандартом строительства. Для усиления строящейся конструкции используется арматурные железные заготовки различных прочностей и толщин.

Применение арматуры в строительных целях

Арматура – материал, который наиболее часто применяется в строительных целях.

Этот элемент считается наиболее удобны и оптимальным среди аналогичных связывающих систем, производимых с подобными размерами.

Примечательно и то, что арматура с таким определенным достаточно легко поддается гнутию и сама по себе имеет низкую массу.

Но при связывании между собой, арматура образует достаточную прочность и твердость, необходимую для удержания многотонных конструкций.

Мало того, для строительства и возведения стен в коттеджах и частных домах, по стандарту должен использоваться армированный фундамент, который усилен арматурой. В таком варианте используется ленточный вид фундамента, который также предусматривает установку металлических конструкций под заливку бетонным раствором.

Чтобы грамотно подсчитать стоимость необходимого количества арматуры с определенным диаметром, необходимо знать ее вес на длине в один метр. Но подобные расчеты необходимы лишь тогда, когда строение не имеет планировки в установленном порядке, или же происходит процесс замены армированного фундамента на более качественный слой железобетона.

Все основные характеристики всех сооружений обязательно записываются в документации на строительство объекта.

Правила выбора арматуры

Для точности проведения строительных работ, а также для правильного выбора арматуры, необходимо знать ее вес и остальные параметры. Узнать вес достаточно просто, для этого нужно сложить общий вес всех стержней, используемых для строительства и разделить сумму на количество погонных метров.

Но погонные метры имеют различную ценовую характеристику, которая также связана с параметрами арматуры, в частности — диаметром. Для этого необходимо воспользоваться расчетной таблицей арматурных параметров, в которой указано, что арматура с определенными параметрами имеет определенную длину одного метра.

Очевидно, что для расчетов стоимости, необходимо знать все параметры данного типа арматуры, которые связаны с погонным метром. Так, в одной тонне арматурных стержней имеется более километра арматуры.

Расход арматуры при армировании

Для того, чтобы произвести расчет массы используемой арматуры, необходимо знать некоторые минимальные параметры данной железобетонной конструкции, а это:

Для точного подсчета необходимо умножить общую длину используемой арматуры на ее погонный метр. Также, не трудно рассчитать и себестоимость арматуры. Для этого нужно знать цену за один метр длины арматуры определенного диаметра.

Кстати говоря, для удобства расчетов, лучше всего воспользоваться специальной таблицей арматурных данных, которые имеются в любом специализированном строительном магазине.

В этих таблицах указаны соотношения длины, ширины и плотности каждого арматурного материала, а также их удельный вес, рассчитанный на один кубический метр. При покупке небольшого количества арматуры, ее вес указывается в килограммах. Но если покупка происходит в более высоких массовых показателях, то для обозначения веса используют тонны.

В любом случае, если знать цену на 1 метр арматуры определенного диаметра, можно будет легко рассчитать стоимость денежных затрат на общую длину арматуры.

Расчет на примере плиты 8х8

Имеются некоторые общепринятые рамки и меры подсчитывания расхода арматуры на определенном промежутке объема бетона.

Для удобства и наглядного пособия расчета, стоит показать эту процедуру на примере плиты размером 8*8 метров.

Как правило, чтобы возвести монолитную плиту такого параметра, необходимо применять определенный диаметр арматурного стержня.

В данном случае, для плиты с длиной 8 метров и шириной 8 метров идеально подойдет арматурный стержень с диаметром в 10 миллиметров.

Раскладывать арматурную сетку необходимо в строго определенном интервале. В нашем случае, самым оптимальным расстоянием будет интервал в 200 миллиметров. Для такой процедуры длина всей плиты делится на длину шага в метровом эквиваленте и к этому значению прибавляется еще один стержень.

Выглядит этот расчет таким образом:

8/ 0,2 + 1 = 41 стержень.

Чтобы получить вид стержней в сетку, необходимо положить такое же количество арматуры перпендикулярно данному. В таком случае, их количество удваивается и будет равно 82 стержням.

Важно помнить о том, что при укладке сетки на монолитную плиту, следует соблюдать и следующий параметр: укладка сетки на монолит происходит с двух сторон, а это значит, что арматура должна быть выложена как снизу, так и сверху плиты.

В таком случае, для получения качественной и прочной плиты 8*8 метров, нужно 82 стержня умножить на 2. В итоге получаем 164 арматуры.

Стоит помнить, что длина обычного традиционного стержня арматуры равна 6 метрам.

Поэтому, нетрудно подсчитать общую длину всех стержней, для этого необходимо 184 * 6 = 984 метра.

Но на этом расчет использованной арматуры не заканчивается, ведь необходимо сделать некую связь между слоями сеток арматуры, а для этого укладывается несколько перпендикулярных слоев.

Чтобы рассчитать количество стержней в таком слое необходимо 41*41=1681 стержень.

Толщина плиты также играет немаловажную роль в использовании арматуры. Так, при толщине в 20 см, необходимое число арматуры будет равно 168,1 стержень. Дело в том, что при такой толщине, необходима длина стержня в 10 сантиметров, а это значит, нужно 1681. 0,1 = 168,1.

В итоге, суммировав все данные, получаем:

984 метра * 168,1 метр = 1152,1 метр.

Цифровые параметры могут меняться, в зависимости от выбранного параметра будущей монолитной плиты.

Звоните +7 (499) 380-69-97

Мы проконсультируем по выбору марки и объема бетона для вашего строительного объекта. Сделаем расчет и предложим лучшее коммерческое предложение.

Расчет арматуры для монолитной плиты

Монолитные плиты применяются, когда планируется отойти от стандартных параметров при строительстве и использовать особенные характеристики зданий.

Благодаря повышенной жесткости, использование монолитных плит является наиболее экономически выгодным вариантом. Единственный минус – монолитные плиты сложно укладывать при пониженных температурах.

Чтобы перекрытие было устойчивым и прочным и прослужило долгие годы, важно производить точный расчет монолитной конструкции, а если она заливается самостоятельно, то здесь не обойтись без расчета арматуры, которая является основой конструкции.

Во время создания составления проекта необходимо:

• определить марку бетона
• тип арматуры,
• просчитать схему ее укладывания,
• продумать систему изоляции от воздействия воды и тепла,
• подсчитать, сколько стройматериала необходимо для проведения работ.

Применение арматуры в строительных целях

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

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

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

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

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

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

Правила выбора арматуры

Перед тем, как подобрать материал, важно выяснить уровень планируемой нагрузки. Для этого выбирается фундамент и производится анализ грунта.

Далее производится расчет арматурного сечения. Для монолитной плиты выбирается диаметр стержней свыше 10 мм. При этом важно помнить о степени нагрузки на грунт.

При слабом грунте применяются более толстые арматурные стержни, к примеру, от 12 мм. Что касается углов строения, то здесь может быть использована и арматура до 16 мм.

Арматура бывает нескольких видов в зависимости от особенностей:

• Арматура продольного типа не позволяет растягиваться конструкции и появляться вертикальным трещинам. При воздействии арматурный стержень берет на себя часть нагрузки и равномерно распределяет по всей поверхности плиты.
• Арматура поперечного типа защищает от появления трещин в момент воздействия напряжения на опоры.

Расход арматуры при армировании

Обладая точными цифрами, можно правильно подобрать арматуру, толщину плиты, марку и количество бетона. Это в свою очередь позволит сэкономить силы и финансовые средства.

Напомним снова, как бы банально это не было, но не стоит экономить на покупке качественных стройматериалов, особенно, когда дело касается фундамента. В противном случае то может сказаться на сроке эксплуатации конструкции, и при ремонте потребуется выложить гораздо больше денег, чем было сэкономлено.

Существуют общепринятые нормы, как рассчитать расход арматурного материала в расчете на 1 кубометр бетонного раствора. При укладке арматура размещается вплотную на поверхности плиты, при этом от края остается 3-5 см.

Расчет на примере плиты 8х8

Точное количество арматуры рассчитывается на примере плиты размером 8х8 метров.

Для устойчивости грунта идеально подойдет стержень арматуры ∅ 10 мм. Как правило, сетка из арматуры выкладывается через шаг до 200 мм. Исходя из этого, не сложно вычислить нужное количество стержней.

Для этого ширина плиты делится на размер шага в метрах и прибавляется 1 прут (8/0,2+1=41). Для получения сетки стержни размещаются в перпендикулярном направлении. Значит, полученный результат нужно умножить на два (41х2=82 стержня).

Важно! При монтаже монолитной плиты требуется укладка двух слове сетки из арматуры сверху и снизу. Следовательно, данные снова умножаем на два (82х2=164 стержня).

Длина стандартного арматурного стержня составляет 6 метров. Исходя из этого, получается следующий расчет: 164х6=984 м.

Слои связаны между собой точками пересечения, количество которых легко вычислить, если количество стержней умножить на этот же показатель (41х41=1681 штук). Арматура в виде сетки укладывается в 5 см от основания плиты.

Толщина монолитной плиты равняется 200 мм. Чтобы произвести соединение, потребуется стержень длиной 0,1 метров.

Для осуществления всех соединений понадобится 0,1х1681=168,1 метров арматурного материала. Итого для проведения строительных работ потребуется 984+168,1=1152,1 метров арматуры, это теперь можно посчитать и в весе, если знать, сколько весит метр арматуры . Цифра получится также важной для расчета нагрузок на основания строения.

Практически всегда арматурные стержни продаются в строительных магазинах в килограммах. Один стержень весит в среднем 0,66 кг, значит, потребуется 0,66х1152,1=760 килограмм арматуры.

Читайте также:

Расход арматуры на 1 м3 бетона фундамента: нормы армирования

При возведении крупных промышленных и жилых строительных объектов вопроса о том, сколько арматуры требуется на заливку 1 м 3 бетона, не возникает: нормы ее расхода регулируются соответствующими ГОСТами (5781-82, 10884-94) и изначально закладываются в проект. В частном строительстве, где мало кто обращает внимание на требования нормативных документов, придерживаться норм расхода арматурных изделий все-таки следует, так как это позволит создать надежные бетонные конструкции, которые прослужат вам долгие годы. Для определения таких норм можно воспользоваться несложной методикой, позволяющей вычислить их с помощью несложных расчетов.

Арматурный каркас напрямую определяет эксплуатационные характеристики фундамента

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

Как определить расход арматуры

Нормы расхода арматурных элементов, рассчитываемые на м 3 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 81-02-06-81, для армирования монолитного фундамента общего назначения, объем которого составляет 5 м 3. 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 м 3 бетона приводится для конструкций различных типов. Так, по ФЕР, для армирования 1м 3 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 м 3 .

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

Количество арматуры для укрепления фундамента

Для того чтобы определить количество арматуры, которое необходимо для укрепления бетона, требуется учесть следующие данные:

• тип фундамента, который может быть столбчатым, плитным или ленточным;
• площадь фундамента (в м 2 ) и его высота;
• диаметр арматурных прутков, а также их тип;
• тип грунта, на котором возводится строение;
• общий вес строительной конструкции.

Принцип армирования ленточного фундамента

Для армирования фундаментов плитного и ленточного типов преимущественно применяются изделия с ребристым профилем класса A-III и размерами поперечного сечения не меньше 10 мм. В качестве элементов для соединения каркасных решеток допускается использование арматуры гладкого типа и меньшего сечения. Бетон монолитного фундамента для тяжелых строений армируется прутками большего сечения – 14–16 мм.

Арматурный каркас состоит из нижнего и верхнего поясов, в каждом из которых прутки укладываются таким образом, чтобы размер формируемых ячеек составлял приблизительно 20 см. Пояса соединяются между собой вертикальными прутьями, которые фиксируются при помощи вязальной проволоки. Высота и площадь фундамента позволит вам определить, сколько метров арматуры вам потребуется для укрепления бетона. Зная расход арматуры на 1 м 3 вашей ЖБК, вы сможете подобрать размер поперечного сечения прутков, который будет зависеть от толщины фундамента.

Схема раскладки арматуры ленточного фундамента

После того как вы определите, сколько арматуры вам будет нужно, вы должны распределить конструкцию из нее таким образом, чтобы на 1 м 3 бетона приходилось требуемое количество массы металла. Создавая арматурный каркас, следует обращать внимание на то, чтобы все его элементы были покрыты слоем бетона толщиной не меньше 50 мм.

Определить, сколько нужно арматуры для укрепления ленточного фундамента, несколько проще, чем для более массивных конструкций из бетона. В этом случае также следует придерживаться норм, оговоренных в ФЕР – 81 кг металла на 1 м 3 раствора бетона. Ориентироваться следует на размеры вашего ленточного фундамента. Например, если его ширина не превышает 40 см, то на формирование одного армирующего пояса можно пустить два прута с поперечным сечением 10–12 мм. Соответственно, если ширина больше, то и количество арматурных прутков в ряду следует увеличить.

Расчетные площади пеперечного сечения в зависимости от количества стержней

Для фундаментов, глубина которых не превышает 60 см, арматурный каркас создают из двух уровней. Если глубина больше, то количество уровней каркаса рассчитывают так, чтобы они располагались на расстоянии 40 см друг от друга. Для соединения армирующих поясов между собой, как уже говорилось выше, используются вертикальные перемычки, которые монтируют по всей длине каркаса, располагая их с шагом 40–50 см.

Способы армирования углов

Составив несложный чертеж вашего будущего армирующего каркаса и проставив на нем все размеры, вы сможете легко рассчитать, сколько всего метров прутков определенного диаметра вам будет нужно. Вычислив общую длину прутков, вам нужно будет разделить ее на стандартную длину арматуры (5 или 6), и вы узнаете, сколько таких прутков надо приобрести.

Если вы собираетесь заливать ленточный фундамент для легкого строения, а почва на вашем участке крепкая, то для укрепления бетона можно использовать арматуру сечением и до 10 мм, создавая из нее каркас по описанной выше методике.

Источники: http://poznaibeton.ru/stroika/raschet-armatury-na-monolitnuyu-plitu.html, http://dom-fundament.ru/raschet-armatury-dlya-monolitnoj-plity.html, http://met-all.org/metalloprokat/sortovoj/rashod-skolko-armatury-na-kubometr-betona-fundamenta.html

Source: 1pofundamentu.ru

Читайте также

Сколько арматуры нужно на 1 куб бетона и как правильно посчитать?

В вопросе, сколько арматуры пойдет на 1 м3 бетона не стоит «изобретать велосипед». Законодатели «строительных норм» давным-давно рассчитали, подчитали и проверили практикой количество арматуры на 1 м3 бетона и изложили их в соответствующих нормах и правилах:

• Государственные элементные сметные нормативы. В соответствии с этим документом масса стержней для армирования бетона должна составлять 1 тонну на 5 м3, то есть 200 кг на 1 м3;
• Федеральные единичные расценки. В соответствии с этим документом для железобетонных конструкций высотой до 2 метров, масса стержней должна быть не менее 187 кг на «куб» бетона;
• Для наиболее точных подсчетов рекомендуется пользоваться данными документов ГОСТ 5781-82, ГОСТ 10884-94 и данными таблицы зависимости массы стальных стержней от их длины и марки.

как рассчитать необходимое количество арматуры на фундамент?

Таблица зависимости массы железных прутьев от их длины и марки

Рассмотрим несколько примеров, сколько арматуры нужно на 1 куб бетона для заливки фундаментов разных видов

Плитный фундамент. В любом случае на выбор марки и диаметра арматуры влияет тип почвы и вес возводимого сооружения. Если грунт стабильный с малой вероятностью зимнего пучения, допустимо армировать конструкцию прутьями Ø 10 мм (для деревянных зданий) и Ø14-16 мм для каменных (кирпичных, блочных, пеноблочных и шлакоблочных) домов. Это значительно удешевляет стоимость конструкции.

В качестве примера можно рассмотреть расчет количества прутьев арматуры для строительства монолитного фундамента под одноэтажный дом 6х6 метров в плане.

Изготавливаем каркас из арматурных прутьев диаметром 14-16 мм с шагом между прутками 200 мм. Для фундамента здания размерами 6х6 метров потребуется установить 31 пруток в одном направлении и 31 пруток в противоположном направлении. То есть 62 стержня.

Также монолитный фундамент должен иметь два арматурных пояса – верхний и нижний. Для их изготовления потребуется 124 «арматурины» длиной 6 метров. Зачастую бывает трудно приобрести прутки нужной длины. Поэтому для точности подсчетов необходимо определить количество погонных метров прутка – 124х6=744 метра. Если быть очень точным, то к этой цифре стоит добавить длину «перехлеста» которым будет соединяться пруток с прутком (не менее 100-150 мм на одно соединение). Длина перехлестов подсчитывается индивидуально в каждом конкретном случае в зависимости от длины имеющейся арматуры.

Оба пояса должны быть соединены в единое целое. Для определения пересечений, «наш» 31 пруток умножаем на 21 и получаем – 961 пруток. В случае если пояс каркаса имеет мощность 0,2 метра и расположен в 0,05 метрах от поверхности почвы длина соединительных «арматурин» составляет не менее 100 мм. Другими словами для соединения каркасов потребуется 96 метров стержней или 960 штук.

Получается, что для возведения фундамента под частный дом размерами в плане 6х6 метров потребуется закупить 240 погонных метров арматуры диаметром 14-16 мм. Напоминаем, что вы можете воспользоваться нашими строительными калькуляторами для подсчета арматуры, песка, бетона и других материалов.

Минимальный процент армирования железобетонных конструкций

В строительной отрасли широко применяются конструкции из железобетона, надежность и долговечность которых обеспечивает металлический каркас. Он способен воспринимать значительную нагрузку, если правильно подобрать сечение рифленого прута арматуры, а также выдержать расстояние между арматурой и поверхностью бетона в стенах, колоннах, фундаментах и балках. Зная процент армирования, для вычисления которого выполняются специальные расчеты, несложно определить минимальное количество арматуры. Проектируя каркас, важно уметь определять армирующий показатель.

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.

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.

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.

Коэффициент армирования – предельное значение для монолитных фундаментов

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

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.

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.

Заключение

Усиление бетонных конструкций с помощью арматурных каркасов позволяет повысить их долговечность и увеличить прочностные свойства. На расчетном этапе важно правильно определить показатель армирования. При выполнении работ необходимо соблюдать требования строительных норм и правил, а также руководствоваться положениями действующих стандартов.

Определение эффективных параметров армирования железобетонных конструкций

Леонид Скорук
К.т.н., доцент, старший научный сотрудник НП ООО «СКАД Софт» (г. Киев).

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 1­й (прочность, устойчивость), так и по 2­й 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 килограммах на кубический метр (кг/м3)).

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

До какой­то степени величина содержания арматуры в конструкциях отражена в некоторых сметных нормативах [4, 5]. Там величина арматуры в бетоне находится в пределах 190­200 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).

Рис. 1. Содержание арматуры в бетоне (кг/м3) для монолитного фрагмента площадью 1 м² при различных исходных данных: а — при разных диаметрах арматуры; б — при разных толщинах плит

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

Как видно из приведенных 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.

Таблица 1. Факторы, которые влияют на расход бетона и арматуры

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 заодно (что очень важно) и 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 15­20%;
• бетона с учетом пересечения элементов, поскольку стыковка элементов происходит по оси стержневых и срединной плоскости плитных элементов (увеличение около 5­10%).

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.

Таблица 2. Содержание арматуры в бетоне для разных типов зданий

В табл. 2 на различных типах реальных зданий и сооружений показано, 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.

Более точно содержание арматуры в бетоне можно определить по формуле:

, где  

Са — содержание арматуры в бетоне для всего здания, кг/м3;

Сэ — содержание арматуры в бетоне для отдельных конструктивных элементов (фундаментная плита, плиты перекрытия и т.д.), кг/м3;

Υ э — удельный вес бетона отдельных конструктивных элементов в общем объеме бетона здания, %;

n — общее количество конструктивных элементов здания.

Выводы

Всё 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 21­й 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 гораздо 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 52­01­2003).
2. СП 52­101­2003. 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 52­101­2003).
4. ГЭСН 81­02­06­2001.
5. ФЕР 06­01­001­17.