Максимальный процент армирования в стенах

Обновлено: 02.05.2024

Почему конструктивные требования нужно обязательно выполнять? Во-первых, формально, глава 10 СП 63 указана в перечне национальных стандартов и сводов правил, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». Т. е. выполнение требований главы 10, наравне с другими обязательными главами СП 63, является условием, гарантирующим надежность и безопасность здания в течении всего срока службы. Во-вторых, выполнение конструктивных требований прямым и косвенным образом влияет на возможность выполнения расчетных требований, например, позволяет защищать арматуру от атмосферных (и других) воздействий и обеспечивать её совместную работу с бетоном. Чтобы лучше понять логику некоторых конструктивных требований можно вспомнить историю их появления и развития. Конструктивные требования, до появления в том виде, в каком они сейчас в СП, формировались на протяжении более чем 80 лет с момента выпуска ОСТ 90003-38 («Нормы и технические условия проектирования железобетонных конструкций»). Они менялись, дополнялись, сокращались по мере развития строительных технологий, технологий производства бетона, развития методик расчета и накопления данных испытаний. (Немного истории). Первые испытания железобетона, начались сразу после того, как в 1854 году в Англии и в 1867 году во Франции патенты на него получили Уильям Уилкинсон и Жозеф Монье. В 1861 году, во Франции, строитель Франсуа Куанье публикует первую брошюру о десятилетнем опыте применения железобетона под названием «Применение железобетона в строительном искусстве». А в 1884 году, в Германии, профессор механики И. Баушингер и инженер Г. А. Вайс выполнили первые масштабные исследования для изучения особенностей работы железобетонных конструкций. Кстати, Гюстав Вайс первым начал осознанно устанавливать арматуру в растянутую зону бетона. Например, Монье считал, что арматуру лучше устанавливать в середине сечения. Таким образом, конец 19 века стал периодом активного развития железобетона в Европе и США. В начале 20 века, 1903 году, английский инженер Эрнест Лесли Рэнсом, в Сиэтле, заканчивает строительство самого высокого на тот момент 15-ти этажного здания из железобетона. При том, что первые нормы по железобетону в США появились только в 1921 году (в Германии и Швеции в 1904 году, во Франции в 1906 году).

Не смотря на популярность за рубежом, в России, в это время, инженеры скептически относились к железобетону и не верили в его перспективы. В 1891 году выдающийся русский инженер-мостостроитель, ученый, Николай Аполлонович Белелюбский одним из первых осознал преимущества нового материала и начал многочисленные испытания железобетонных конструкций. Накопленные им данные позволили выявить очевидные плюсы железобетона и разрешить его использование в России, а в 1908 — 1911 годах выпустить первые нормативные документы по его использованию и расчету.

После окончания революции, в России, железобетон начали применять очень активно и появилась необходимость в экономии бетона и арматуры, т. е. в более глубоком изучении железобетона. В связи с этим начали создаваться первые научно-исследовательские институты. В результате, в 30-х годах, А. Ф. Лолейт и А. А. Гвоздев (при участии В. И. Мурашева) создают теорию предельного равновесия конструкций и метод расчета железобетонных элементов по стадии разрушения. Первые предложения по расчету железобетона по стадии разрушения сформулировал А. Ф. Лолейт и в 1932 году, на II Всесоюзной конференции по бетону и железобетону, изложил их в своем докладе: «О пересмотре теории железобетона». Однако, в связи с тем, что он в июне 1933 года ушел из жизни, опытные эксперименты, которые проводились под его руководством продолжил А. А. Гвоздев. Гвоздев также был одним из первых кто предложил выполнять расчет железобетона с учетом диаграмм деформирования бетона. (Окончательный переход на эту методику расчета произошел лишь в СНиП 52-01 «Железобетонные и бетонные конструкции»). В это же время В. З. Власов создает свою теорию расчета тонкостенных оболочек. Таким образом первые конструктивные требования к железобетонным конструкциям, в СССР, сформировались в 30-е годы и постепенно дополнялись с выходом обновлений нормативных документов. История развития некоторых из них описана далее.

Процент армирования

Первые требования к минимальному проценту армирования железобетонных конструкций появились в ОСТ 90003-38, в котором появился метод расчета по разрушающим усилиям. В книге Василия Ивановича Мурашова «Расчет железобетонных элементов по стадии разрушения», вышедшей в 1938 г., которая стала пособием к вышедшему ОСТ, о минимальном проценте армирования говорится следующее: «Минимальный процент насыщения сечения арматурой зависит от различных причин: величины усадочных напряжений, конструктивных соображений и т. д. В элементах, в которых часть сечения сжата, а часть растянута, минимальный процент растянутой арматуры должен быть согласно нормам не менее величин, приведенных в табл. 1.

Рис.2. Таблица 1 из книги Мурашова В. И. «Расчет железобетонных элементов по стадии разрушения»

Минимальные проценты армирования определены из условия, чтобы прочность железобетонного сечения была не ниже прочности того же сечения, рассчитанного как бетонное без учета арматуры. Для тавровых сечений минимальный процент армирования относится к площади сечения ребра…».

В вышедшем в 1946 году Н-3-46 («Нормы проектирования железобетонных конструкций (Н-3-46)», в таблице добавили информацию о напряжениях в арматуре, о количестве арматуры было написано следующее: «19. Сечение растянутой арматуры в процентах от площади расчетного сечения бетона для изгибаемых, внецентренно растянутых и внецентренно сжатых элементов, рассчитываемых в предположении, что при разрушении элемента имеет место текучесть арматуры, должно быть не менее указанного в табл. 4.

Рис.3. Таблица 4 из «Н-3-46»

В центрально сжатых элементах, а также внецентренно сжатых, рассчитываемых в предположении, что при их разрушении текучести растянутой арматуры не происходит, сечение продольной арматуры должно быть не менее 0,5% от площади расчетного сечения бетона независимо от его марки».

Про максимальный процент армирования в книге Мурашева написано следующее: «При насыщении сечения колонны продольной арматурой не более 3%, как показали опыты, достаточно обычных хомутов, поставленных через 10-15 диаметров продольной арматуры. Если насыщение продольной арматурой превышает 3%, то для удержания мощных стержней от выпучивания обычных хомутов может оказаться недостаточно. В этом случае требуется взамен обычных хомутов ставить спиральную арматуру или приваренные хомуты. При этом каждый стержень продольной арматуры должен находиться в сгибе хомута. Таким образом для коротких колонн нормы не ограничивают предельный процент продольной арматуры, однако при высоких процентах насыщения требуют усиленного поперечного армирования».

Данное требование есть и в СП 63, в пункте 10.3.14: «Если содержание сжатой продольной арматуры, устанавливаемой у одной из граней элемента, более 1,5%, поперечную арматуру следует устанавливать с шагом не более 10d и не более 300 мм». Однако это требование не относится к случаям, когда арматура установлена не по расчету, а конструктивно с большим диаметром большей площади, чем требуется по расчету, так как при увеличении диаметра арматуры напряжения в ней уменьшаются и устойчивость увеличивается. Также уменьшаются и напряжения в бетоне. Нужно также иметь в виду, что при насыщении арматурой более 3% напряжения в бетоне рассчитываются с учетом вычета площади арматуры.

Максимальный процент армирования СП 63 не ограничивает, что не может не вызывать вопросов, так как в разных нормативных документах требования отличаются. Например, в пункте 8.3.5.1 СП 266 написано следующее: «Наибольший процент армирования колонн продольной жесткой и гибкой арматурой принимают не более 15%. Если при расчете конструкции в ней возникают изгибающие моменты только от случайных эксцентриситетов, то процент армирования принимают не более 25%». А в пункте 5.2.8 СП 430 написано: «…процент армирования в любом сечении (включая участки с нахлесточным соединением арматуры) — не более 10%». Так как СП 63, это обязательный нормативный документ, в нем должен быть указан критерий отнесения конструкции к железобетонной с гибкой или жестко арматурой. Будем надеяться, что со временем такой критерий появится.

Учет случайного эксцентриситета при расчете сжатых конструкций (п. 7.1.7, 8.1.7 СП 63.13330.2018)

Требование об учете случайного эксцентриситета при расчете сжатых железобетонных элементов, в советских нормах, впервые появились в СНиП II-21-75. Они подробно описаны в книге А. А. Гвоздева «Новое в проектировании бетонных и железобетонных конструкций» (Москва 1978 г.): «Центральное приложение усилия, вызывающее равномерное по сечению укорочение сжимаемого элемента трудно осуществить даже в лабораторных условиях; для этого приходится прибегать к пробным нагружениям испытуемого образца небольшим усилием по измерениям деформаций на гранях, оценивать эксцентриситет и его направление, разгружать образец и передвигать его в прессе для достижения более равномерной деформации. Такую операцию иногда повторяют несколько раз. Тем более нельзя рассчитывать, что кокой-либо элемент в реальной конструкции будет сжат центрально. Между тем даже небольшой эксцентриситет ощутимо снижает несущую способность сжатого элемента. Причиной возникновения случайного эксцентриситета могут быть: неоднородность свойств бетона по сечению, особенно в случае бетонирования элементов в горизонтальном положении, при значительной высоте сечения и подвижной консистенции бетона; начальная кривизна оси сжатого элемента или ее отклонение от вертикали; неучтенные горизонтальные силы и другие причины. Случайный эксцентриситет принимается… равным большему из трех значений: 1/600 свободной высоты сжатого элемента, 1/30 высоты сечения, 1 см. Эти величины заимствованы из рекомендаций Европейского комитета по бетону (ЕКБ) и Международной федерации преднапряженного железобетона (ФИП) и приняты также в нормах ряда стран. Согласно строительному кодексу Американского института бетона, случайный эксцентриситет принимается равным 1/10 высоты сечения сжатого элемента. В нормах зарубежных стран, учитывающих случайный эксцентриситет, он во всех случаях суммируется с эксцентриситетом, определенным расчетом. В наших… нормах это правило сохранено для статически определимых конструкций. Для статически неопределимых конструкций сделано послабление: если эксцентриситет, определенный из расчета, меньше случайного, то принимается случайный эксцентриситет; если же из расчета определен эксцентриситет, превышающий случайный, то последний не учитывается. Это обосновывается следующими соображениями. Наличие случайного эксцентриситета должно приводить к взаимному смещению концов сжатого стержня. Но в статически неопределимой конструкции такому смещению в той или иной мере препятствует связь этого стержня с другими элементами конструкции, что несколько смягчает влияние случайного эксцентриситета. Смягчение это существенно для сечений, где расчетный эксцентриситет значителен, и ничтожно либо отсутствует вовсе в сечениях, где он велик».

Вопрос не такой простой, как кажется. Частенько проектировал сталежелезобетонные колонны, в которых вопрос максимального процента армирования так не ставится. А чем принципиально отличается сталежелезобетонная колонна от железобетонной? Любопытно было бы услышать мнения коллег.

начинающий конструктор кж

еще в СП 52-103-2007 п.7 Несущие железобетонные конструкции, там есть про макс проценты армирования. (про колонны 7.2)

небольшой начальник в большой местной конторе

а какая разница помоему для самой конструкции не важно каким образом она сделана,для нее главное что бы она обладала соответствующими характеристиками(а как это сделано ей до фонаря).

а что-нибудь про хрупкое разрушение при переармированных сечениях слышали? уроки сильных землетрясений смотрели?

дообосновываетесь, ребята (не дай Бог)..

некто Тихонов пишет о 5%(с возможностью повышения до 10% в местах стыков). Но имхо великовато. 3% - самый раз

Я так мыслю, что максимальный процент армирования важен для понимания, железобетонная это у нас конструкция, где арматура работает совместно с бетоном и ее можно рассчитывать по формулам железобетона, или это какая-то стале-железобетонная конструкция, где арматура и бетон работают самостоятельно, несовместно, и по каким формулам ее рассчитывать не понятно. В сборных конструкциях, изготавливаемых на заводах, где есть возможность и провибрировать хорошенько и пропарить железобетон, совместную работу арматуры и бетона обеспечить легче, чем в монолитных конструкциях, изготавливаемых на стройплощадке. Поэтому я допускаю что максимальный процент армирования сборных конструкций может быть больше, чем монолитных.

Offtop: ИМХО. Если колонна не несет при проценте армирования больше 3-х, то нужно увеличивать сечение колонны, а не пихать туда еще больше арматуры, либо вводить жесткое армирование и считать совсем по другому. Про хрупкое разрушение переармированных конструкций и совместность работы бетона и арматуры уже сказали. А так же стоит подумать о целесообразности армирования колонн стержнями, расположенными близко к ее центру(а по другому сложно обеспечить процент армирования больше 3-х) - нечего делать там ей.
Надо давать работать бетону на сжатие, а арматуре на растяжение - как говорится каждому свое.
Голубев Алексей - простите что не ответил на ваш вопрос.

В американских нормах 6%, но рекомендуется не более 4%. Переармированные колонны разрушаются хрупко. 3% для изгибаемых элементов - оптимальный процент для бетонов меньше В40 и арматуры 340 МПа.
Да, совсем забыл, для колонн процент для всей арматуры.

Согласно "Руководства по конструированию бетонных и ж.б. конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)" пункт 3.64 (касается колонн): "Площадь сечения продольной рабочей арматуры не рекомендуется назначать более 5 % площади поперечного сечения колонны." Это руководство (а его никто не отменял и не собирается отменять!) распространяется и на сборные колонны и на монолитные. Написано оно в 1978 году - в эпоху господства сборного ж.б. И, как это и видно, никто не стремился очень насыщать колонны (в том числе и сборные) арматурой. 5% - это вам , господа, за глаза хватит. Не хватает? Переходите на железобетонные конструкции с жесткой арматурой. Как известно, в железобетонных конструкциях арматура бывает гибкая, а бывает жесткая. Но, в любом случае, должна обеспечиваться совместная работа арматуры и бетона. Это обеспечивается анкеровкой арматуры. Анкеровка выполняется как для гибкой, так и для жесткой арматуры. Просто способы анкеровки разные. Посмотрите "Руководство по проектированию ж.б. конструкций с жесткой арматурой", и тогда для себя "совершите вы массу открытий, иногда - не желая того!"

Переходите на железобетонные конструкции с жесткой арматурой. Как известно, в железобетонных конструкциях арматура бывает гибкая, а бывает жесткая. Но, в любом случае, должна обеспечиваться совместная работа арматуры и бетона. Это обеспечивается анкеровкой арматуры. Анкеровка выполняется как для гибкой, так и для жесткой арматуры. Просто способы анкеровки разные. Посмотрите "Руководство по проектированию ж.б. конструкций с жесткой арматурой", и тогда для себя "совершите вы массу открытий, иногда - не желая того!"

дообосновываетесь, ребята (не дай Бог)..

Слышали. Землетрясения здесь не при чем. Не стоит все мешать в одну кучу. Дело в следующем:
1 понятие "переармирование" введено для изгибаемых элементов и обозначает достижение предельного состояния изгибаемого элемента по сжатой зоне при котором растянутая арматура не достигает состояния текучести. Такие изгибаемые конструкции крайне не рекомендуется проектировать.
2 да, действительно колонны разрушаются хрупко (хруст слышен), но к понятию "переармирование" это никак не относится. Можно говорить лишь о недостаточной несущей способности (см 1)
3 колонны разрушаются по двум случаям в/ц сжатия (малые эксцентриситеты и большие) все зависит от эксцентриситета продольного училия. Для малых эксцентриситетов условий равновесия недостаточно, а разрушение может наступить без достижения арматурой расчетного сопротивления. Можете называть это хрупким разрушением. Просто наступает момент когда сжатая арматура и бетон перестают работать совместно (об этом уже говорили). Хоть для центрально сжатых ЖБ элементов сложение арматуры и бетона ведется практически одновременно.
4 Поддающиеся эмоциям заказчики "переармирование" используют как оружие "много арматуры - денег, запроектировал - перестраховщик". Но мы то теперь с вами знаем что это такое? Без эмоций.
5 По существу 3 и 5 % это рекомендательные цифры (для гибкой и жесткой арматуры соответственно). Дальше - не экономично! Вот и все! 10% - взято неразумно из расчетных программ (например из СКАДа), ничем не обосновано и, к сожалению, протащено в литературу (Тихонов)

Мы все слышали все видели и 6% это не случайно а у нас есть СНКК 22-301-2000 Краснодарского края, научный руководитель Щадунц К.Ш. Хрупкое обрушение или гибкое какая разница если перекрытие на башку падает.
Лично я больше 3% не делаю и вам не советую.

Sober, 10% взято не из SCAD-а, а из СП 52-103-2007 п.7.2

А п.7.4 говорит что если требуемое армирование превышает 10% необходимо применять сталежелезобетонные в том числе трубобетонные колонны

начинающий конструктор кж

еще в СП 52-103-2007 п.7 Несущие железобетонные конструкции, там есть про макс проценты армирования. (про колонны 7.2)

небольшой начальник в большой местной конторе

дообосновываетесь, ребята (не дай Бог)..

некто Тихонов пишет о 5%(с возможностью повышения до 10% в местах стыков). Но имхо великовато. 3% - самый раз

дообосновываетесь, ребята (не дай Бог)..

Sober, 10% взято не из SCAD-а, а из СП 52-103-2007 п.7.2

При возведении крупных промышленных и жилых строительных объектов вопроса о том, сколько арматуры требуется на заливку 1 м3 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

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

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.

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.

Зачем нужно производить контроль использования арматуры?

Расчет количества арматуры необходим для прочности сооружения, а также сокращения затрат на строительство.
Расход арматуры на куб бетона позволяет определить требуемое количество материала — бетонной составляющей и каркаса. Если стальных элементов будет недостаточно, то конструкция получится непрочной. Если же прутьев закладывают намного больше, чем необходимо — это понесет дополнительные затраты, причем в этом нет необходимости. Поэтому количество арматуры в 1 м³ бетона рассчитывают, согласно 3-м основным сведениям о постройке:

вид почвы;
расчет арматурных прутков;
нагрузка фундаментной плиты.

Чтобы точно понять какой Ø и шаг закладки необходим при возведении основания, необходимо провести вычисления или закладывать элементы с большим запасом по прочности и минимальным шагом.

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.

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.

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.

Сколько арматуры понадобится на 1 кубометр бетона?

Количество арматуры на 1 м3 зависит от типа ЖБИ (плитный или ленточный фундамент, перемычки над проёмами, монолитное перекрытие) и условий его работы; класса металлопроката и марки бетона. Если речь идёт об основании, то ключевыми параметрами будут его вид, площадь здания, вес и нагрузки от его конструкций, грунт, сейсмоопасность в регионе и другие факторы, которые учитываются архитекторами при проектировании в каждом отдельном случае. Например, для ленты глубиной до 60 см каркас выполняют в двух уровнях, а при большем заглублении их количество увеличивают, располагая ряды с шагом 40 см.

Расчёт представляет собой сложную техническую задачу и по плечу только специализированной проектной организации. Он должен выполняться отдельно для различных типов ЖБ конструкций (балка, лента фундамента, колонна) и условий их работы. Например, для перекрытия средняя цифра расхода составляет около 110-120 кг/куб, а для колонн — до 350 кг на 1 м3.

Для количественной оценки пользуются коэффициентом армирования: μ = [Sa/(В∙Н)]∙100%, где:

Sa — площадь поперечного сечения стержней;
В — ширина изделия (плиты, ленты);
Н — его высота.

Исходные данные

Для проведения грамотного расчета необходимо владеть следующей информацией:

на фундаменте какого типа предполагается возвести здание;
какую площадь займет монолит;
фундамент какой толщины выдержит надземную часть;
какой тип грунта будет играть роль основания дома;
какая арматура (диаметр, класс) будет использоваться при возведении монолита.

При строительстве легкого деревянного домика и при сооружении плитного фундамента на грунтах с хорошей несущей способностью обычно используют арматуру диаметром не более 10 мм.

Слабые грунты или большой вес постройки вынуждают применять более мощные арматурные стержни – до 14-16 мм.

Перевод погонных метров в тонны

Чтобы перевести погонный метраж в килограммы или тонны нужно обладать информацией о том, сколько весит 1 метр данной металлопродукции определённого диаметра. Самые распространённые виды имеют следующие показатели:

Показатели массы элемента, повышающего прочность, для 1 м³:

Показатели массы металлоизделия для ленточного фундамента (из примера №2):

10-240*617=148080 г (148,08 кг).
6-300*222=66600 (66,6 м).
Общий вес – 148,08+66,6=215,4 килограмма (0,216 т).

Рассчитать, сколько понадобится материалов для создания армирующей несущей конструкции любого фундамента не составит труда, если знать обозначенные выше принципы. Это нужно для того, чтобы приобрести достаточное количество стройматериалов и избежать лишних затрат.

В очередном выпуске непрошенных советов я хочу поговорить о проценте армирования в железобетонных конструкциях.

Обычно, чтобы не попасть впросак, начинающие проектировщики стараются свериться с данными по допустимому проценту армирования железобетона. С минимальным процентом все просто: есть таблица 47 (38) в Пособии по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона плюс важные примечания под этой таблицей – этих данных достаточно, чтобы недоармирования не произошло.

Но что же делать с переармированием? Ведь нигде не пишется, какой максимум арматуры может быть в бетоне. Разобраться с этим вопросом поможет здравый смысл и требования по конструированию, с них мы и начнем.

Чтобы конструкция была надежной не только на бумаге, нужно расположить арматуру так, чтобы бетонирование было качественным. Для этого нужно всегда соблюдать требования по минимальному расстоянию между стержнями арматуры (см. п.п. 5.38 – 5.41 того же пособия). Только тогда бетон надежно заполнит пространство между стержнями, сцепление с арматурой будет надежным, а конструкция – прочной. Также нужно обращать особое внимание на расположение стержней в местах нахлестки, т.к. арматуры там в два раза больше, и ее нужно расположить так, чтобы выполнялось требование по минимальному расстоянию в свету между стержнями (50 мм – для монолитных колонн, например). Не лишним также будет обращать внимание на реальный диаметр стержней периодической арматуры (с учетом выступов и ребер), особенно в стесненных условиях. Выполняя эти конструктивные требования, вы сделаете первый шаг к тому, чтобы не переармировать конструкцию.

Второй шаг – это учет расположения арматуры в расчете. На первый взгляд, можно разогнаться и уложить арматуру в несколько рядов – сечение по расчету проходит, почему бы не попробовать? Этот соблазн особенно для тех, кто считает в программах и не чувствует зависимости результатов расчета от расположения арматуры в сечении. Да, в балках руководство по конструированию допускает расположение арматуры в несколько рядов (см. рисунок 84), в колоннах – не рекомендуется.

Из рисунка мы видим, что процент армирования в балке можно значительно увеличить. Но при этом, как всегда, всплывает одно «но»: рабочая высота сечения h₀, которая имеет большое значение при определении итогового армирования для каждого последующего ряда арматуры значительно уменьшается. И это оказывает прямое влияние на искомую площадь арматуры, т.к. она пропорциональна рабочей высоте сечения: As=(ξbh₀R_b)/R_s+As' (формула 25 Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций к СНиП 2.03.01-84).

Поэтому всегда советую обращать внимание при расчете балок на то, в сколько рядов в итоге будет уложена арматура. Если в начале предполагался один ряд и h₀ была соответствующей, а в итоге арматуры получилось столько, что в один ряд она не поместится, то нужно обязательно пересчитать армирование с уточнением рабочей высоты сечения – очень часто это дает увеличение площади арматуры.

Еще из рисунка видны четкие требования к расстоянию в свету между стержнями арматуры. Это обусловлено тем, что заполнитель в бетоне – щебень разных фракций, и густо расположенная арматура не должна помешать качественному бетонированию. Всегда нужно обращать внимание на это требование, чтобы не попасть впросак.

В итоге, по балкам мы имеем как минимум два ограничивающих процент армирования требования: расстояние между стержнями и рабочая высота сечения арматуры (т.е. ограничения в самом расчете). И если соблюдать эти требования, переармировать конструкцию будет не возможно.

В Руководстве по конструированию, на которое я уже не раз ссылалась, Вы найдете конструктивные требования к расположению арматуры в любых типах железобетонных конструкций. Если их тщательно соблюдать, Ваши конструкции всегда будут заармированы, как следует, и о проценте армирования беспокоиться будет не нужно.

Удачного Вам освоения нашей непростой профессии!

С уважением, Ирина.

Ирина, не могу не поблагодарить Вас за Ваш труд, за систематизацию, которая очень помогает правильно и объективно мыслить!

Читайте также: