Расчет арматуры

Расчет арматуры в строительстве

Девятнадцатый век стал известен в мире появлением новых технологий в строительной отрасли во многом благодаря применению бетона. Не только привычные одноэтажные частные дома, но и многоэтажные строения различного назначения стали появляться по всему миру. Чтобы разнообразить, улучшать свойства бетона, его качественные характеристики, начали использовать арматуру. Арматура – вспомогательная часть железобетонных конструкций, которая необходима для восприятия растягивающих усилий.

Различают стальной ее вид и неметаллический. Использование металлических стержней дало возможность снизить величину и объемы несущих частей зданий, их вес. Вместе с этим повысилась общая прочность конструкций.

История свидетельствует о получении первого патента на сооружение из бетона с металлическими прутьями в 1867 году, но в России в 1802 их применяли еще при строительстве перекрытия Царскосельского дворца. Постепенно вопрос стали широко изучать ученые всего мира, а затем применять на практике по странам Европы.

Применение нового метода строительства позволило улучшить функциональность бетона по причине того, что он качественно воспринимает сжимающие нагрузки, но разрушается при растяжении. Свойства положительно воспринимать растягивание позволило улучшить бетон, предотвратив трескание в его опасных зонах. Таким образом началась новая эра бетона. Как произвести правильный расчет арматуры для использования в возведении бетонных сооружениях?

Арматура и нагрузки

Когда определенный вес действует на бетон, происходит появление трещин, постепенно он разрушается. Если произвести армирование аналогичной конструкции, она защитит сооружение, взяв силовое воздействие веса на себя.

Чтобы правильно использовать металлические стержни в бетонной массе, проводились исследования разными учеными и в разное время. Эксперименты показали, что на качество получаемого сооружения влияет расположение прутьев в общем массиве, их количество, диаметр, взаимное размещение. Эти показатели имеют непосредственное влияние на проведение расчетов.

Сегодня в строительстве используется множество новых технологий, но популярность использования арматуры не уменьшается. Ее применяют на самых важных этапах в возведении:

• фундаментов;
• стен;
• плит для перекрытия, покрывающие виды;
• монолитных строений;
• частей конструкций мостов, тоннелей;
• дорожного полотна.

Металлические стержни применяются повсеместно, но с течением времени меняется их качество (степень прочности, вид, состав). Сегодня арматура – это хлысты с нанесенными насечками. Они нужны для получения плотной сцепки с бетонным раствором, а впоследствии общей целостной конструкции, которая будет выдерживать значительные нагрузки.

Проволока арматурного вида, тонкие прутья не имеют насечек, их делают гладкими, работает в бетоне за счет сил трения.

Кроме металла в изготовлении прутов применяют композитные материалы: стеклянные волокна, базальт, которые связывают смолянистой массой. Они считаются более долговечными, но по прочности значительно уступают металлическим аналогам.

Расчёт арматуры

Произведение расчетов арматурного материала, их сечения, возможности расположения в бетонной массе – сложная инженерная задача для которой требуется знание большого количества параметров: весовое значение применяемых нагрузок, их характер, обусловленные элементами конструкции. Сюда входят свойства сжатия, нагрузки осуществляющие сжимание, вибрация, действие силы ветра, волн.

В зависимости от значений этих показателей различают 3 вида возможных решений поставленных задач:

1. Изгибаемые – балки, плиты.
2. Сжимаемые – колонны.
3. Растягиваемые – части ферм.

Состояние конструктивного элемента при нагрузке.

Влияние различных сред либо других возможных причин. Сюда относятся кислоты, щелочи, контрастные температуры.

Расчет использования арматуры является трудным, так как требует ответственности в конструктивном подходе проектирования. Поэтому данный расчет проводится специальные организации, основное направление работы которых – разработка проектов зданий, состоящих из сборного железобетона или его монолитного вида. Такая услуга дает возможность получить правильный расчет строительного материала. Оптимальный учет всех необходимых характеристик позволяет исключить перерасход средств, вести рабочий процесс качественно.

На сегодняшний день существуют усредненные расчеты, позволяющие оценить необходимые затраты. Это значения количества арматуры на кубический метр бетонной массы для разных типов фундамента. Исходя из этой информации, происходят дальнейшие расчеты. Для домов одноэтажного типа, называемых малоэтажными, также рассчитывается приблизительное количество арматуры, используемых в определенных частях конструкций. Приведем примеры некоторых используемых вариантов.

Здания с ленточным монолитным фундаментом.

В фундаменте ленточного типа для проведения нужного расчета материала, используемого для армирования, следует узнать данные о возможных нагрузках здания, чтобы вычислить ширину подошвы строения. На следующем этапе производится расчет фундамента при наличии информации о его ширине и высоте. Эти данные приводятся в руководствах по выбору и проектированию фундамента.

На сегодняшний день для расчета изделий из железобетона применяют документ СНиП 52-01-2003. В нем значатся минимальные значения количества арматуры, которые допускаются в строительстве. Размер считается в процентах, как 1 десятая от всей площади фундамента по поперечному сечению. Кроме этого, в армирующем материале для железобетонных конструкций выделяют рабочую и конструктивную части.

Рабочая часть – это стержни, на которые приходятся базовые нагрузки. В частности те, для которой производится расчет.

Конструктивная – арматура, используемая для образования сетки или каркаса рабочих арматурных хлыстов. Для примера с ленточным видом фундамента таким материалом будут пруты. Их располагают вдоль всего периметра.

Произведем расчет для фундамента с площадью сечения 4 000 см2(S), где ширина 40 см, длина 100 см. Здесь наименьшее значение прута 4 см2 – 0,1% от S фундамента. В специальных таблицах приводятся значения диаметра сечения для подбора нужного количества материала.

Диаметр, число прутьев рассчитывается по округленной цифре из предложенных в таблице.

Расчет числа стержней арматуры

На этом этапе выполняются вычисления, позволяющие узнать нужное количество материала. Если конструкция имеет длину 3 метра, подойдет прут диаметром от 6 мм. Для каркаса берется 4 стержня (по 2 рабочих стержня, расположенных в разных местах).

Если высота ленточного фундамента равняется 80 см, поперечные стержни выбирают диаметром от 3 мм. Для цифры 80 см и более – от 8 мм. С каждой части конструкции стержни должны выступать на 2,5 см. Это необходимо для крепления, защитного слоя бетона для рабочих хлыстов при выполнении работ по заливке бетона. Чтобы защитить слой бетона строители применяют фиксаторы из пластика. Ими работать удобно. Применение таких элементов позволяет укрепить конструкцию. О видах, характеристиках таких фиксаторов можно найти информацию в специализированных источниках.

Стержни укладывают через 30 – 60 см, поперек, исходя из размеров ленточного фундамента. Если дом деревянный, фундамент устанавливают не глубоко, приемлемый шаг – 60 см. Для больших зданий его делают небольшим. Необходим такой расчет для предотвращения расползания используемой арматуры из-за давления массы бетона, которым производят заливку. Все стержни, которые используются в строительных работах, соединяют специальной проволокой, ее называют катанкой или вязальная проволока. Для этой цели также подходит сварка. Следует учитывать, что такой способ важен в строительстве промышленных масштабов. Владельцы малоэтажных домов данный факт могут применять на свое усмотрение либо по рекомендациям мастеров.

Зная нужное сечение прутьев арматуры, рассчитывают их необходимое количество. Это сделать проще, после получения нужной информации по выбору материала. Неправильный подсчет может привести к существенным переплатам, особенно если речь идет о масштабных закупках для крупных проектов. Формула для расчетов числа стержней: количество прутьев по каркасу умножается на периметр фундамента по ленте. Для конструктивного решения умножается на общее количество вертикальных и поперечных стержней по длине на длину периметра. Дальше цифра делится на шаг прутьев и прибавляется 1.

Важно! Выполняя любые расчеты, следите за единицами измерения. Они должны быть одинаковыми. Может произойти существенный сбой при одновременном использовании метров, сантиметров, прочего.

Некоторые торговые точки продаж реализуют материал не в штучном счете, а в массовом эквиваленте. Исходя из этого, используют таблицы ГОСТ, в которых есть столбец соответствия веса на метр изделия по данным диаметра. Практические данные говорят о необходимости запаса (около 20%). Такое решение может предотвратить существенные переплаты, а в случае недостатка материала, не нужно будет его докупать. Если в вычислениях были допущены ошибки или потребуется изменение конструктивных решений, это перекроет некоторое запасное количество изделий. В продаже не всегда есть необходимая продукция. Если нет нужной длины прутьев, их наращивают путем соединения внахлест (дополнительные 15 см).

Проектирование использования арматуры в монолитном плитном фундаменте

Для выполнения работ такого рода также используют данные таблиц по ГОСТ. Из нее берется значение веса аналогично вышеизложенному способу по расчету ленточного фундамента. Следует учитывать при расчете для монолитных плитных фундаментов следующие обязательные пункты:

1. Для армирования монолитных плит строят каркас с двумя арматурными сетками. Стержни в них – рабочие.
2. Чтобы определить наименьшие значения площади стержней, укладываемых продольно и поперек, учитывают соответствующие площади плиты фундамента.
3. При заливке плит в монолитном строительстве выбирают арматуру диаметром выше 1,2 сантиметров. Конструктивная же, укладываемая по вертикали, должна быть меньше 0,6 сантиметров.
4. Укладку нужно выполнять через каждые 20 сантиметров.
5. Расчет толщины зависит от нагрузки всего здания. Рекомендованная толщина фундамента от 20 сантиметров. Если дом средней величины, одноэтажный, толщина фундамента от 25 до 30 см.
6. Когда производится расчет нужного количества материала, учитывают длину материала для будущей заливки стен подвальной части здания.
7. Для соединения стержней между собой используют специальную вязальную проволоку. Это обеспечит комплексный подход для получения совместного функционирования стержней арматуры бетонной массы продольно и в поперечном направлении. 8. Общий каркас из арматуры строят с учетом защитного слоя бетона. Толщина должна быть 2,5 сантиметра вверху и внизу. Если данное правило не выполнять, могут быть в скором времени коррозии металлического материала по причине действия подземных вод.

Столбчатый фундамент

Чтобы выполнить армирование столбчатого вида в фундаменте, учитывают выбор вида конструкции. Если один каркас, стержни укладывают вертикально. Возможен вариант добавления в каркас горизонтальной сетки для опоры.

Для рабочего вида арматуры выбирают прутья с периодическими насечками (класс АIII), их диаметр от 10 до 12 миллиметров. Для конструктивной укладки выбирать следует гладкую проволоку диаметром 6 мм. В зависимости от вида грунта идет подбор площади подошвы данного вида фундамента, глубины заложения, количества столбов. Также влияет вид постройки, ее величина нагрузки на грунт.

Чаще всего в армировании каркаса используют 4 прута, укладываемых по вертикали. Через каждые 20 сантиметров их связывают проволокой. Если необходимо использовать для подошвы фундамента сетку, для нее выбирают класс прутьев AIII с размером ячейки 0,2 м на 0,2 м. Это мелкий шаг, но его соблюдение требуется для предотвращения действия подошвы фундамента сверху в результате нагрузок. Сетка, каркас по вертикали крепятся гладкой проволокой (радиус около 4 мм).

С целью увеличения срока службы всей конструкции, при устройстве каркаса в опалубку следует делать защитный слой бетона около 2,5 см.

Формула для расчета нужного материала следующая: число строящихся столбов множат на количество нужных стержней для одного столба.

Плиты перекрытия

Армирование выполняют и в плитах перекрытий. Их производят в условиях заводов по производству железобетонных изделий. Их изготавливают по определенным размерам, несущей способностью. Для армирования берут специальные арматурные сетки, закладками согласно проекту, разрабатывающемуся организациями, занимающимися этим вопросом. Производитель плит указывает нужные параметры. Подбор нужных изделий происходит индивидуально для каждого вида строительства исходя из определенных показателей.

Такой вид железобетонной плиты самостоятельно не выполняется по причине сложности расчетов по конструкции, опалубки. Кроме этого, для изготовления применяют строительные механизмы, приспособления и устройства специального узко профильного назначения. Даже небольшая ошибка в данном виде производства может привести к печальным последствиям, создав опасные условия для жизни человека, аварийным ситуациям, разрушениям зданий.

Важно! Для выполнения данного вида работ следует обращаться к специалистам. Компания «Ресурс» реализует арматурный прокат с 2002 года на территории Москвы и Московской области. За долгий период работы на рынке металлопроката организация заработала себе положительную репутацию и стала для многих гарантом надежного поставщика металлопродукции. Обратившись к Нам Вы неизменно получаете металл Российского производства, сертифицированного высокого качества.

• Арматура А500C
• Арматура А400
• Арматура 25г2с
• Арматура 35ГС
• Арматура А240
• Арматура А1
• Арматура А3
• АТ 800