Минимальный процент армирования стен

Обновлено: 09.05.2024

Минимальный диаметр арматуры монолитных стен

Минимальное армирование по СП 63.13330 (СНиП 52-01-2003)

Процент армирования продольной растянутой (сжатой, если необходима по расчету) арматурой в сечениях железобетонных элементов определяется по формуле:

b — ширина сечения в м;

A_s — площади сечения арматуры в м 2 ;

h — рабочая высота сечения в м, вычисляется по формуле

а — расстояние от равнодействующей усилий в арматуре до ближайшей грани сечения (при одном ряде арматурных стержней от центра тяжести арматуры до грани сечения) в м.

μ _s следует принимать не менее:

0,1% — в изгибаемых, внецентренно растянутых элементах и внецентренно сжатых элементах при гибкости l /i ≤ 17 (для прямоугольных сечений l /h ≤ 5);

0,25% — во внецентренно сжатых элементах при гибкости l /i ≥ 87 (для прямоугольных сечений l /h ≥ 25);

для промежуточных значений гибкости элементов значение определяют по интерполяции.

Примечание!

В элементах с продольной арматурой, расположенной равномерно по контуру сечения, а также в центрально растянутых элементах минимальную площадь сечения всей продольной арматуры следует принимать вдвое большей указанных выше значений и относить ее к полной площади сечения бетона.

Как армировать монолитные стены из бетона?

Бетон является самым востребованным в мире строительным материалом. Его используют при строительстве фундаментов, стен частных и многоэтажных жилых домов, мостов и тоннелей, дамб и дорог. Однако зачастую применяется не бетон, а железобетон – при строительстве используется армирующий материал разного вида. В данной статье подробно разберем зачем, как и когда необходимо выполнять армирование монолитных стен из бетона.

Зачем армировать бетонные стены: преимущества и недостатки

Бетон – высокопрочный материал, способный выдерживать огромные нагрузки без вреда для себя. Для чего же его ещё и армировать? Ответ прост. Данный материал переносит нагрузки на сжатие, не деформируясь и не растрескиваясь. Однако любые другие нагрузки, например, изгиб или растяжение, для бетона могут оказаться критическими. Возведенные из него стены покрываются сетью трещин, деформируются и даже рассыпаются. Конечно, это недопустимо при строительстве объектов, которые должны прослужить многие десятилетия.

Поэтому перед заливкой бетона в опалубку будущей стены, в неё предварительно устанавливают арматуру или арматурный каркас. Данное решение имеет множество достоинств:

повышение прочности материала, способность выдерживать все виды нагрузок;
возможность строительства сложных архитектурных деталей, вроде полукруглых ступеней или эркеров;
отсутствие трещин;
повышение срока службы бетонных построек;
устойчивость к пучению почвы.

То есть, качественно и правильно выполненное по технологии армирование, позволяет вывести бетон на новый уровень, избавив от недостатков и наделив дополнительными преимуществами для строительства стен и других конструкций.

Однако тут есть и недостатки, правда, их немного. В первую очередь это повышение стоимости строительства. Стоит материал для армирования стен недешево, поэтому нужно заранее провести расчет и составить смету, прежде чем приступать к закупке материала и начинать строительство. Кроме того, повышаются затраты времени на подготовку к заливке. Тут всё зависит от выбора способа армирования бетона – приходится ли вносить специальные добавки в смесь, собирать каркас или же выполнять другие подготовительные работы, требующие наличие определенного навыка, а иногда и дорогостоящих инструментов.

Способы армирования монолитных стен

Следующий важный вопрос, связанный с армированием стен – выбор подходящего материала. Хотя обычно на ум приходят классические прутки из железа, сегодня в строительстве широко используются многочисленные аналоги. Изучить следует все варианты, чтобы лучше вникнуть в тему.

Способов армирования стен существует три:

Монолитное.
Сеточное.
Волоконное (дисперсное).

Каждый из них следует поподробнее разобрать, чтобы узнать способ и сферу применения.

Монолитное

Монолитное армирование является самым распространенным. Это те самые прутки, о которых говорилось выше. Используется при возведении практически всех видов бетонных построек, включая стены. Из стальной либо композитной арматуры собирается каркас, который помещается в опалубку и заливается бетонной смесью.

Следует отметить, что желательно для сборки каркаса пользоваться не сваркой, повреждающей прутья, а специальным оборудованием и вязальной проволокой. Такой подход позволяет, получить прочный каркас не повреждая арматуру. Для небольших объемов работ рекомендуется использовать крючок для вязки арматуры. Если же предстоит выполнить тысячи вязальных соединений, то лучше подойдет специальный пистолет, особенно для мало опытных строителей.

Сами прутки бывают разного размера, и могут иметь как гладкую, так и ребристую поверхность. Конечно, это влияет на эксплуатационные качества арматуры, поэтому подходить к выбору следует ответственно.

Сеточное

Следующий вариант – сеточное армирование. Тут тонкая проволока соединена в карты. Толщина проволоки и размер ячеек может различаться, поэтому есть возможность выбрать наиболее подходящий материал. Подходит, если нужно выполнить армирование бетонной стяжки, усилить отверстие в бетонной стене или же отремонтировать небольшой участок монолита, к примеру, цокольного этажа. Встречаются как классические стальные сетки, так и композитные, полимерные. Стальные являются наиболее прочными и дешевыми, но при этом они боятся коррозии. Композитные – самые дорогие, зато объединяют в себе прочность и устойчивость перед влагой.

Волоконное

Наконец, третий вариант армирования – волоконное. Оно заметно отличается от способов описанных выше. Тут используется дисперсное армирование. В готовый раствор, вводится фибра – мелкое волокно, напоминающее что-то среднее между нитками и пухом. Получившийся бетон лучше противостоит не только растяжению и изгибу, но и истиранию, ударам.

Данный вид армирования используют, если нужно повысить прочность тонкого слоя бетона. Но также он находит применение, если нужно дополнительно укрепить конструкцию, на которую приходится механическая нагрузка. Относится это к проблемным участкам, таким, как лестницы в многоэтажных домах. Чтобы повысить прочность ответственного объекта, используют не только монолитное, но и волоконное армирование.

Технология выполнения армирования

От выбранного материала зависит и технология использования. Проще всего дело обстоит с волоконным армированием. Фибру добавляют в бетон и тщательно перемешивают. Когда она распределится по всему объему раствора, его заливают в соответствующие формы и дожидаются застывания – никаких дополнительных или подготовительных работ выполнять не нужно. Иногда, для усиления ответственных конструкций, фибру комбинируют с арматурой.

На видео ниже, пример того какую нагрузку способен выдержать бетон армированный только металлической фиброй.

Сеточное армирование самый простой в исполнении способ армирования. Готовые сетки соединяются между собой в единый каркас, который обставляется опалубкой и заливается бетоном.

Иначе обстоит дело с классической арматурой. Как уже говорилось выше, её могут укладывать в опалубку или собирать из неё каркас будущей стены – всё зависит от конкретного вида строительства. Чаще всего сначала собирается стальной каркас, затем устанавливается опалубка, в которую заливают бетонную смесь. Данный способ армирования монолитных стен является самым популярным, именно его разберем подробнее.

Пример выполнения армирования монолитной бетонной стены стальной арматурой: фото, чертежи и схемы

Для того чтобы подробнее изучить технологию, рассмотрим на примере, как правильно выполняется армирование монолитной стены толщиной 25 см. В качестве основных прутов используются арматура класса А500С диаметром 12 мм, размер ячейки основной сетки 200х200 мм. Для конструктивных элементов используем арматуру класса А1. Вязку арматуры выполняют крючком, используем вязальную проволоку толщиной 1,2 мм.

Следует запомнить, что минимальный процент армирования стен равен 0.1 % от площади поперечного её сечения, а максимальная площадь рабочей продольной арматуры равна 5 %. От процента армирования зависит и расход арматуры на 1 м3 бетона.

Как уже говорилось выше, каркас собирают либо до установки опалубки либо после. В нашем примере усиления бетонных стен лифтовых шахт, удобнее всего с начало выставить внутренние ядра, а затем вокруг них собрать каркас.

Перед тем как начинать выполнять армирование следует почистить от бетона выпуска арматуры и выровнять из по вертикали.

Процесс вязки основной сетки, начинается с монтажа вертикальных прутов, затем к ним с шагом 20 см привязываются горизонтальный. Размер нахлеста арматуры в стене согласно чертежу 40 диаметров арматуры, для 12 мм, это 48 см, больше можно меньше нет. Стыковку горизонтальных прутов необходимо выполнять в шахматном порядке.

После того как связали 2 слоя основной сетки, выполняем усиление углов стен согласно схеме приведенной ниже.

Для вязки угла используются “пэшки” из арматуры диаметром 12 мм, их размер 750х175х750 мм.

С низу на фото финальный вид выполненного армирования угла бетонной стены.

На следующем этапе устанавливаем “эски”, такое название они получили из-за своей формы. Шаг их установки 40 см, в шахматном порядке.

Бывает такое что “эски” не получается поставить, для этого один конец полностью не загибается, после их одевают, а второй конец загибают вручную, с помощью самодельного приспособления как на фото ниже.

На схеме ниже показано как выполняется армирование проема в стене. Для обрамления используется арматура диаметром 16 мм, шаг 100 мм. Защитный слой бетона для арматуры, которая находится по бокам проема – 50 мм, для верхней – 40 мм. К основной арматуре вяжутся “пэшки” из прутов толщиной 8 мм, размер 350х175х350 мм.

Важно чтобы арматура от края проема заходила в стенку на 40 диаметров прута, для 16 мм, это 64 см.

Принцип усиления отверстия такой же как и у дверей. Просто в данном чертеже отверстие находится у края стенки, что не позволяет запустить 16 арматуру на 64 см. Поэтому её запускают на 37 см по бокам, а 27 см делают загиб, внутрь другой стенки. Как это выглядит смотрите на фото ниже.

На собранный каркас устанавливают фиксаторы защитного слоя для арматуры, после монтируется опалубка и заливается бетон.

Как видите, армирование бетонных стен является не таким простым процессом, существуют свои особенности и нюансы. Важно изучить вопрос подробно и глубоко, чтобы избежать ошибок в процессе армирования, которые могут сказаться на монолитной конструкции в будущем. Напоследок порекомендуем видео материал по теме, где арматурщик с опытом рассказывает и показывает особенности армирования железобетонных стен.

Если у вас, после изучения статьи, все же остались вопросы, задавайте их в комментариях, мы обязательно вам поможем.

Армирование плитного фундамента: схема, пример расчета

Все чаще в качестве фундамента используются монолитные железобетонные плиты. Они позволяют обеспечить надежную опору для зданий при высоких нагрузках и плохих характеристиках грунта. Также монолитный фундамент сможет решить проблему высокого уровня грунтовых вод.

Зачем необходимо армирование

Бетон — это материал, который хорошо справляется с работой на сжатие, но имеет очень небольшую прочность при изгибе или растяжении. При строительстве дома на бетонной плите, нагрузки по ней распределены неравномерно, что приводит к появлению изгибающего момента.

Это очень опасно для бетонной конструкции, но исключить негативное влияние возможно с помощью установки арматурных сеток или каркасов. Бетон берет на себя сжимающие нагрузки, а арматура воспринимает изгибающие. Это позволяет обеспечить максимальную надежность.

Схема армирования

Пример схемы (чертежа) армирования плитного фундамента.

Армирование железобетонной плиты производится неравномерно: в местах опирания стен или колонн необходимо дополнительное усиление. Такие участки называются зоны продавливания. Укладка арматуры производится в один слой при толщине плиты 150 мм и менее. При величине более 150 мм армирование выполняют каркасами. В качестве примера необходимо рассмотреть основные узлы конструкции.

Основная ширина плиты

Здесь схема представляет собой сетки с постоянным размером ячейки. Шаг прутьев в обоих направлениях должен быть одинаковым. В зависимости от расчетной нагрузки его принимают в пределах 200-400 мм. Для кирпичных домов подойдет шаг арматуры 200 мм, для более легких каркасных можно укладывать стержни реже. При этом важно учитывать, что по СП «Бетонные и железобетонные конструкции» расстояние между стержнями не должно превышать толщину плиты более чем в 1,5 раза.

Схема армирования плиты.

Чаще всего стержни укладывают в два ряда: верхний и нижний. Их совместная работа обеспечивается установкой вертикальных стержней. Шаг таких прутов может быть равен шагу основного армирования или приниматься в два раза больше.

С торцов плита армируется П-образными хомутами.

Согласно СП 63.13330.2012 (п. 10.4.9) на торцах плита должна армироваться П-образными стержнями арматуры, длина этих стержней должна быть равна 2-м толщинам плиты или больше. Стержни связывают верхний и нижний ряды армирования и обеспечивают восприятие крутящих моментов у края плиты и анкеровку концов продольной арматуры.

Внимание! Арматура должна быть утоплена в бетон на 20-30 мм со всех сторон: снизу, сверху, с торцов. Иначе возможна ускоренная коррозия арматуры и разрушение конструкции.

Зоны продавливания

В местах опирания несущих вертикальных конструкций раскладка меняется — уменьшают шаг армирования. Например, если по основной ширине плиты стержни укладывались через 200 мм, то под стенами рекомендуется использовать шаг 100 мм. Это позволит избежать чрезмерного продавливания и появления трещин.

Зона сопряжения с монолитной стеной подвала

Конструкция плиты позволяет изготавливать ее на одном уровне с поверхностью земли, но если в здании планируется обустройство подвала ее глубина заложения будет зависеть от высоты помещения. В этом случае необходимо обеспечить совместную работу основания и стен.

Выпуски арматуры в плите для сопряжения с монолитными стенами.

Чтобы правильно армировать фундамент, необходимо связать вместе каркасы монолитной стены и плиты. При заливке фундамента оставляют выпуски в виде вертикальных стержней, именно они будут связующим звеном. Концы выпусков запускают в тело плиты (загибают на конце на 2 высоты плиты и вяжут к основному каркасу).

Для удобства и точного расчета материалов выполняют чертеж, на котором показана схема армирования, включающая данные о расстоянии между стержнями и их диаметрах.

Выбор арматуры

При изготовлении стальной арматуры руководствуются ГОСТ 5781-82*. Для железобетонной монолитной плиты применяют стержни класса A400 и А500 (или в устаревшем варианте Alll). Чтобы не ошибиться необходимо знать, как отличить пруты разных классов визуально:

A240 (Al) имеет гладкую поверхность;
A300 (All) характеризуется периодическим профилем с кольцевым узором;
A400, А500 (Alll), та которая необходима, имеет периодический профиль, образующий «елочку»(серповидный).

Арматура А500 изготавливается по ГОСТ 52544-06.

Важно! Применение арматуры более низких классов не допускается.

Способы изготовления сеток и каркасов

Сетки изготавливаются по ГОСТ 23279-2012. Вариантов соединения стержней между собой существует всего два: вязание и сварка.

При первом используется тонкая проволока диаметром 2-3 мм, которая вручную или с помощью специальных приспособлений обматывается вокруг прутов. Вариант достаточно трудоемкий, но обеспечивает большую надежность соединений, поскольку позволяет стержням приспосабливаться к небольшим подвижкам конструкции.

Вертикальные хомуты можно изготовить как на фото ниже:

Готовые сварные сетки обеспечат высокую скорость работ. Но количество их типоразмеров ограничено, и не всегда можно подобрать необходимую. Если же принято решение применять сварку прямо на стройплощадке, в особо ответственных местах (углы здания, участки опирания массивных стен) арматуру соединяют проволокой.

Шаблон поможет при вязке арматуры.

Укладка арматуры

Нахлест продольных стержней не менее 40 диаметров рабочей арматуры.

При укладке со всех сторон обеспечивают стержням защитный слой из бетона 20-30 мм. Это необходимо для предотвращения коррозии и разрушения. Чтобы соблюсти необходимое расстояние применяют пластиковые фиксаторы, «лягушки» или «стульчики» из металла.

Специальный пластиковый стакан обеспечивает защитный слой.

Если длины прута не хватает на всю ширину фундамента, соединение двух деталей производят с нахлестом не менее 40 диаметров рабочих стержней. Например, для арматуры 12 мм длина нахлеста будет равняться 40*12 мм = 480 мм.

Расчет диаметра арматуры

Расчеты, связанные с монолитной плитой, достаточно сложны и требуют особых знаний. Далеко не каждый конструктор может их правильно выполнить. Для индивидуального строительства можно руководствоваться минимальными значениями, принимаемыми по пособию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий».

Требования для монолитной плиты представлены в приложении 1, раздел 1. Общая площадь сечения рабочей арматуры в одном направлении принимается не менее 0,3% от общего сечения фундамента. Минимальный диаметр стержней назначается 10 мм при стороне плиты менее 3 м и 12 мм при большей длине стороны. Диаметр вертикальных стержней должен составлять не менее 6 мм, но также необходимо учитывать условия свариваемости. Максимальный размер рабочего армирования 40 мм, на практике чаще используют 12, 14 и 16 мм.

Пример расчета

В качестве исходных данных имеется железобетонная плита 6 на 6 м. Толщина для частного дома принимается 200 мм. Необходимо правильно армировать конструкцию. В примере не рассмотрено усиление железобетона на участках опирания стен.

Определение диаметров

В первую очередь определяется, что сетки будут укладываться в два ряда, поскольку толщина конструкции больше 150 мм. Далее производится расчет требуемой площади стальных прутьев.

Площадь поперечного сечения фундамента = 6 м * 0,2 м = 1,2 м²;
Минимальная площадь всей арматуры = 1,2 м² * 0,3% = 0,0036 м² = 36 см²;
Минимальная площадь арматуры в одном направлении для одного ряда = 36 см²/2 = 18 см².

Далее необходимо воспользоваться сортаментом арматурных стержней, который приведен в ГОСТ 5781-82*. В этом документе приведена площадь сечения одного прута. Для удобства можно найти расширенную версию сортамента. По нему определяется, что для данного сечения в одной сетке необходимо использовать один из следующих вариантов:

16 стержней диаметром 12 мм;
12 стержней диаметром 14 мм;
9 стержней диаметром 16 мм;
8 стержней диаметром 18 мм;
6 стержней диаметром 20 мм.

Выбираем вариант с двенадцатым диаметром. Чтобы правильно разложить элементы необходима схема. Чертеж поможет рассчитать шаг прутов. Для стороны длинной 6 м шаг 16-ти стержней получается примерно 400 мм. Назначаем максимальное расстояние 300 мм исходя из условия СП 63.13330.2012 п.10.3.8.

Вертикальное армирование для надежности принимается 8 мм с шагом 300 мм.

Расчет количества

Недавно у нас появился калькулятор плитного фундамента, для удобства можете воспользоваться им.

Для того, чтобы не ошибиться при закупке материалов, необходимо заранее рассчитать их количество. Если имеется схема плиты, сделать это не сложно. При вычислении длин стержней необходимо учитывать толщину защитного слоя бетона 20-30 мм с каждой стороны.

Расчет рабочего армирования.

Длина одного стержня = 6000 — 30*2 = 5940 мм;
Количество стержней в одном направлении = 5940/300 = 19,8, принимаем 20 шт;
Количество стержней в обоих направлениях для верхней и нижней сетки = 20*2*2 = 80 шт;
Длина одного стержня для П-образных хомутов = 200 мм + (200 мм * 2)*2 = 1 м;
Количество стержней для П-образных хомутов = 20*2 = 40 шт;
Общая длина арматуры диаметром 12 мм = 80*5,94 м +40*1 м = 515,2 м;
Масса стержней диаметром 12 мм = 515,2*0,888 кг (находится по сортаменту) = 457,5 кг.

Расчет вертикального армирования.

Длина одного стержня = 200 — 20*2 = 140 мм;
Количество стержней = кол-во горизонтальных прутов в одном направлении*кол-во прутов в другом = 20*20 = 400 шт;
Общая длина стержней диаметром 8 мм = 400*0,14 = 56 м;
Масса стержней диаметром 8 мм = 56*0,395 = 22,12 кг.

Все получившиеся значения удобно свести в таблицу.

Диаметр	Длина	Масса
12 мм	515,2 м	457,5 кг
8 мм	56 м	22,12 кг

При расчете расходов стоит учитывать стандартную длину одного прута – 11,7 м, это означает, что, например, стержней 8 диаметра понадобится 5-6 штук с небольшим запасом. А при большой длине рабочей арматуры требуется увеличить суммарную длину на 10-15% для соединения стержней внахлест.

Грамотный выбор диаметра, шага и соблюдение технологии монтажа обеспечат надежность и долговечность фундамента при минимально возможных затратах.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Минимальное продольное армирование стен

СП 52-101-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры", п.8.3.4:

В железобетонных элементах площадь сечения продольной растянутой арматуры, а также сжатой, если она требуется по расчету, в процентах площади сечения бетона, равной произведению ширины прямоугольного сечения либо ширины ребра таврового (двутаврового) сечения на рабочую высоту сечения, m_s=A_s/bh₀ следует принимать не менее:

0,1 % - в изгибаемых, внецентренно растянутых элементах и внецентренно сжатых элементах при гибкости l₀/i<17 (для прямоугольных сечений l₀/h < 5 ); 0,25 % - во внецентренно сжатых элементах при гибкости l₀/i > 87 (для прямоугольных сечений l₀/h > 25); для промежуточных значений гибкости элементов значение m_s определяют по интерполяции.

В элементах с продольной арматурой, расположенной равномерно по контуру сечения, а также в центрально-растянутых элементах минимальную площадь сечения всей продольной арматуры следует принимать вдвое больше указанных выше значений и относить их к полной площади сечения бетона.

Минимальное армирование по СП 63.13330 (СНиП 52-01-2003)

μ _s следует принимать не менее:

для промежуточных значений гибкости элементов значение определяют по интерполяции.

Примечание!

Коэффициент армирования: для чего нужен и как рассчитывается

Исполнение монолитных конструкций, куда относят заливной фундамент ленточного типа, цементные стяжки, а иногда и плиты перекрытия – ответственная работа. Она требует соблюдения расхода арматуры на куб бетона, для чего и нужно знать коэффициент армирования. В частном строительстве этот параметр важен так же, как и в капитальном, поэтому мне хотелось бы напомнить, какие правила расхода арматуры существуют, и как проводится ее расчет на основе СНиП.

Что написано в СНиП

Коэффициент армирования – значение, без которого невозможны строительные работы. Важно понимать, что это процентный показатель, вычисляемый по суммарному сечению или по массе используемых материалов. Расчеты основываются на положениях СНиП 2.03.01-84, а параметры прописаны в ГОСТ 10884, где регулируются стандарты арматурной стали для ж/б конструкций.

На практике рекомендую делать расчеты только по указаниям СНиП; приблизительные оценки здесь неуместны. На результат одинаково плохо повлияет как недостаток, так и переизбыток арматурного материала. Недостаток ухудшит эксплуатационные качества конструкции и, в конечном итоге, повлияет на ее долговечность.

Попытка нашпиговать бетон арматурой «про запас» также не приведет к ожидаемому результату. Вы превысите нормативы по материалоемкости, потратите больше денег, а строительные работы обойдутся дороже, чем планировалось. Все вместе не пойдет на пользу бюджету, да и конструкция не станет намного прочнее. Более того, расчеты показывают, что в некоторых случаях прочность даже снижается, а это не тот результат, который вы бы хотели получить.

В СНиП указано, что правильный расчет коэффициента армирования железобетонных конструкций защитит конструкцию от следующих негативных процессов:

Разрушений в процессе эксплуатации (в пределах расчетной прочности и при нормальных условиях).
Структурных изменений ж/б конструкции, связанных с нарастанием усталости металла от статических нагрузок на постройку.

Что касается практики строительства бетонных оснований, то оптимальным будет требование использования минимум двух неразрывных каркасов. Особенность создания каркасов в частном секторе состоит в фиксации арматурных стержней не с помощью сварки, а внахлест. Такое соединение хорошо перераспределяет растягивающие и сжимающие нагрузки и одновременно получается более качественным.

Сварочное соединение оправдывает себя в промышленном и другом капитальном строительстве. Для частных построек используют стержни меньшего диаметра, и сварка нередко просто прожигает их, снижая качество каркаса в целом.

Как рассчитать

Бетон не становится железобетоном просто из-за наличия внутри некоторого количества металлических стержней. Если строители погружают в опалубку приблизительно собранный каркас, заливают его раствором, а потом называют изделие железобетоном, это не всегда соответствует истине.

Для ж/б изделий существует понятие минимального процента армирования. Если в вашем фундаменте процент включенных арматурных деталей меньше необходимого, то основание по параметрам будет отнесено не к ж/б, а к бетонным изделиям.

В общем случае, чтобы вычислить минимальный процент (или коэффициент), суммарное сечение арматурных стержней делят на сечение бетонной массы, которую предполагается усиливать. На практике процент армирования фундамента, балки, стенового каркаса или колонны намного удобнее определять следующим способом:

Массу каркаса делят на массу бетона в изделии.
Полученное число переводят в проценты: умножают его на 100.

Для чего нужны предельные значения коэффициента

Минимальный процент усиления сообщает о том, каким будет предельно допустимое значение, после которого возможность разрушения фундамента или стены резко возрастает. В любом случае, если процент опускается ниже 0,05%, речь будет идти о частичном усилении бетонной конструкции, и назвать ее ЖБИ уже нельзя.

Минимальный показатель может изменяться в определенных пределах, что связано с особенностями конструкции и распределения в ней нагрузок. Возможны следующие варианты:

В перекрывающих плитах и перемычках над оконными и дверными проемами (нагрузки формируют изгиб в плоскости), минимальный коэффициент считают как 0,05% для бетонов всех марок.
Для вертикальной стеновой арматуры имеет значение длина конструкции, толщина монолита и марка бетона. Усиление 0,05-0,2 считают для бетонов по класс В15 включительно, коэффициент 0,1-0,25 – для бетонов классов с В20 по В22,5.

Поскольку переизбыток металла в бетоне ухудшит технические характеристики конструкции, существует верхний предел, ограничивающий использование арматуры. Нормативы максимального коэффициента (независимо от марки бетона) выглядят следующим образом:

Изделие с колоннами. Процент вхождения арматуры не выше 5%.
Остальные виды изделий. Процент армирования не выше 4%.

Также удельный вес арматурных стержней в сечении бетона меняют в следующих случаях:

Коэффициент армирования снижают при увеличении слоя бетона.
Коэффициент увеличивают, если предполагается использование стержней большого сечения.

Для упрощения расчетов существуют таблицы, связывающие эти параметры. Отдельно рассчитывается величина защитного слоя бетона, то есть, расстояние от каркаса до поверхности изделия. Для большинства конструкций она находится в пределах от 3 (сборный ж/б) до 7 см (монолитные фундаменты).

О проверке минимального процента армирования в следующем видео:

Коротко о главном

В частном строительстве регулярно используются монолитные конструкции. Для их изготовления применяют цементный раствор, армированный металлическим каркасом. Чтобы изделие получилось прочным и долговечным, проводят расчет его параметров, в том числе и коэффициента армирования.

Показатель позволяет определить минимально необходимое количество металлической арматуры, диаметр металлических стержней, подобрать расстояние между арматурным каркасом и поверхностью бетона. Так как на прочность изделия одинаково плохо влияет как недостаток, так и избыток арматуры, существуют минимальные и максимальные значения коэффициента.

Напишите в комментариях, как думаете – стоит ли использовать стержни большего диаметра, чтобы создать повышенный запас прочности?

Как определить минимальный процент армирования конструкции?

Нормы дают нам ограничение в армировании любых конструкций в виде минимального процента армирования – даже если по расчету у нас вышла очень маленькая площадь арматуры, мы должны сравнить ее с минимальным процентом армирования и установить арматуру, площадь которой не меньше того самого минимального процента армирования.

Где мы берем процент армирования? В "Руководстве по конструированию железобетонных конструкций", например, есть таблица 16, в которой приведены данные для всех типов элементов.

Но вот есть у нас на руках цифра 0,05%, а как же найти искомое минимальное армирование?

Во-первых, нужно понимать, что ищем мы обычно не площадь всей арматуры, попадающей в сечение, а именно площадь продольной рабочей арматуры. Иногда эта площадь расположена у одной грани плиты (в таблице она обозначена как А – площадь у растянутой грани, и А' – площадь у сжатой грани), а иногда это вся площадь элемента. Каждый случай нужно рассматривать отдельно.

На примерах, думаю, будет нагляднее.

Пример 1. Дана монолитная плита перекрытия толщиной 200 мм (рабочая высота сечения плиты h₀ до искомой арматуры 175 мм). Определить минимальное количество арматуры у нижней грани плиты.

1) Найдем площадь сечения бетона 1 погонного метра плиты:

1∙0,175 = 0,175 м² = 1750 см²

2) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для плиты (изгибаемого элемента):

3) Составим известную со школы пропорцию:

4) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,05∙1750/100 = 0,88 см²

5) По сортаменту арматуры находим, что данная площадь соответствует 5 стержням диаметром 5 мм. То есть меньше этого мы устанавливать не имеем права.

Обратите внимание! Мы определяем площадь арматуры у одной грани плиты (а не площадь арматуры всего сечения плиты), именно она соответствует минимальному проценту армирования.

Пример 2. Дана плита перекрытия шириной 1,2 м, толщиной 220 мм (рабочая высота сечения плиты h₀ до искомой арматуры 200 мм), с круглыми пустотами диаметром 0,15м в количестве 5 шт. Определить минимальное количество арматуры в верхней зоне плиты.

Заглянув в примечание к таблице, мы увидим, что в случае с двутавровым сечением (а при расчете пустотных плит мы имеем дело с приведенным двутавровым сечением), мы должны определять площадь плиты так, как описано в п. 1:

1) Найдем ширину ребра приведенного двутаврового сечения плиты:

1,2 – 0,15∙5 = 0,45 м

2) Найдем площадь сечения плиты, требуемую условиями расчета:

0,45∙0,2 = 0,09 м² = 900 см²

3) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для плиты (изгибаемого элемента):

4) Составим пропорцию:

5) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,05∙900/100 = 0,45 см²

6) По сортаменту арматуры находим, что данная площадь соответствует 7 стержням диаметром 3 мм. То есть меньше этого мы устанавливать не имеем права.

И снова обратите внимание! Мы определяем площадь арматуры у одной грани плиты (а не площадь арматуры всего сечения плиты), именно она соответствует минимальному проценту армирования.

Пример 3. Дан железобетонный фундамент под оборудование сечением 1500х1500 мм, армированная равномерно по всему периметру. Расчетная высота фундамента равна 4 м. Определить минимальный процент армирования.

1) Найдем площадь сечения фундамента:

1,5∙1,5 = 2,25 м² = 22500 см²

2) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для фундамента, предварительно определив l₀/h = 4/1.5 = 4,4 < 5 (для прямоугольного сечения):

3) Из пункта 2 примечаний к таблице 16 (см. рисунок выше) определим, что мы должны удвоить процент армирования, чтобы найти минимальную площадь арматуры всего сечения фундамента (а не у одной его грани!), т.е. минимальный процент армирования у нас будет равен:

4) Составим пропорцию:

4) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,1∙22500/100 = 22,5 см²

5) Принимаем шаг арматуры фундамента 200 мм, значит по периметру мы должны установить 28 стержней, а площадь одного стержня должна быть не меньше 22,5/28 = 0,8 см²

6) По сортаменту арматуры находим, что мы должны принять диаметр арматуры 12 мм. То есть меньше этого мы устанавливать не имеем права.

И снова обратите внимание! В данном примере мы определяем площадь арматуры не у одной грани фундамента, а сразу для всего фундамента, т.к. он заармирован равномерно по всему периметру.

Пример 4. Дана железобетонная колонна сечением 500х1600 (рабочая высота сечения колонны в коротком направлении h₀= 460 мм). Расчетная высота колонны равна 8 м. Определить минимальный процент армирования у длинных граней колонны.

1) Найдем площадь сечения колонны:

0,46∙1,6 = 0,736 м² = 7360 см²

2) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для колонны (внецентренно-сжатого элемента с l₀/h = 8/0.5 = 16):

3) Составим известную со школы пропорцию:

4) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,2∙7360/100 = 14,72 см²

5) Из руководства по проектированию находим, что максимальное расстояние между продольной арматурой в колонне не должно превышать 400 мм. Значит, у каждой грани мы можем установить по 4 стержня (между угловой арматурой колонны, которая является рабочей, и ее площадь определялась расчетом), площадь каждого из стержней равна 14,72/4 = 3,68 см²

6) По сортаменту находим, что у каждой грани нам нужно установить 4 стержня диаметром 22 мм. Если считаем, что диаметр великоват, увеличиваем количество стержней, уменьшая тем самым диаметр каждого.

Обратите внимание! Мы определяем площадь арматуры у каждой из двух граней колонны, именно она соответствует минимальному проценту армирования в данном случае.

Пример 5. Дана стена и толщиной 200 мм (рабочая высота сечения плиты h₀ до искомой арматуры 175 мм), рабочая высота стены l₀ = 5 м. Определить минимальное количество арматуры у обеих граней стены.

1) Найдем площадь сечения бетона 1 погонного метра стены:

1∙0,175 = 0,175 м² = 1750 см²

2) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для стены, предварительно определив l₀/h = 5/0.2 = 25 > 24:

3) Составим пропорцию:

4) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,25∙1750/100 = 4,38 см²

5) По сортаменту арматуры находим, что данная площадь соответствует 5 стержням диаметром 12 мм, которые нужно установить у каждой грани на каждом погонном метре стены.

Заметьте, если бы стена была толще, минимальный процент армирования резко бы упал. Например, при толщине стены 210 мм потребовалось бы уже 5 стержней диаметром 10 мм, а не 12.

Процент армирования железобетонных конструкций – минимальный и максимальный

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.

Читайте также: