Поперечная арматура по площади плиты

Армирование безбалочной монолитной панели перекрытия (внутренняя горизонтальная ограждающая конструкция) является обязательным технологическим процессом их изготовления. Арматура в структуре конструкции, выполненной из бетона, берет на себя нагрузку и увеличивает прочностные свойства изделия.

Предназначение армирования заключается в том, чтобы повысить способность выдерживать нагрузку конструкции, уменьшить возможность формирования трещин, появляющихся по причине температурных скачков.

Для подобных задач используется материал с высокими прочностными свойствами – фибра, стеклонить, базальтоволокно, сталь.

С целью исключения преждевременной коррозии и увеличения износоустойчивости строений начали практиковать метод армирования.

Упрочнение монолитной панели перекрытия является ответственным процессом, к реализации которого предъявляется ряд условий. При осуществлении работ по созданию армированной ж/б панели перекрытия необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

• Для соединения металлических прутьев следует применять вязальную проволоку сечением 1,2-1,6 миллиметров. Применение электросварки неприемлемо по причине изменения строения металла в точках сопряжения.
• Нужно предусматривать необходимую толщину (высоту) бетонного массива перекрытия относительно дистанции промеж стен, воспринимающих нагрузку. Высота железобетонной панели в 30 раз меньше дистанции промеж опор. В то же время наименьшая толщина панели равняется не меньше 15 сантиметров.
• Укладка компонентов железного остова с учетом габаритов перекрытия осуществляется по вертикали. При наименьшей высоте панели раскладка арматуры производится в один слой. При высоте свыше 15 сантиметров производится упрочненное армирование двумя слоями.
• Для заливки в опалубочную конструкцию используется бетонная смесь марки М200 и выше. Бетон этих марок имеет превосходные эксплуатационные свойства, может выдерживать существенные нагрузки и отличается разумной стоимостью.
• Для сборки стальной решетки используются прутки арматуры сечением 8–12 миллиметров. При реализации двухслойного армирования практикуется повышенный размер сечения металлического профиля в нижнем ряду. Допускается вариант применения готовой сетки.
• Опалубка изготавливается из водозащищенной фанеры либо обработанных путем строгания досок. Стыки тщательным образом герметизируют. Для укрепления опалубки используются железные стойки раздвижного типа либо столбы из древесины диаметром до 20 сантиметров.

Выполнение обозначенных требований при осуществлении процессов по армированию гарантирует прочностные характеристики устраиваемой конструкции. Армированная панель, изготовленная с соблюдением технических условий, будет служить не одно десятилетие.

Кроме всего прочего, нужно побеспокоиться о том, чтобы правильно подобрать материал, который можно использовать.

Для изготовления плиты перекрытия, как было сказано выше, предпочтительнее применять цемент марки 200 и выше.

Поскольку как раз этот цемент характеризуется наиболее высокой степенью прочности – показателем, который в особенности имеет значение в приведенном случае. Как-никак масса панели равняется ориентировочно 500 кг/м2.

В роли арматуры для плиты применяются в основном металлические прутки класса А500С. Горячекатанный арматурный прокат периодического профиля. Диаметр прутков устанавливает осуществленный в разработанном плане расчет. Как правило, диаметр прутьев для перекрытия находится в границах 8–16 миллиметров.

Ввиду того что монолитное перекрытие главным образом работает на излом, базисной является конкретно нижележащая арматура, которая вытягивается при эксплуатации. Для ее создания в отдельных эпизодах применяются прутья с большим сечением, чем для верхнего слоя. В зонах сопряжения панелей с опорами положение немножко иное.

Тут на верхние прутки аналогично воздействуют внушительные нагрузки, в связи с этим ее в дополнение усиливают.

Когда плита базируется на колоннах или между опорами, имеющими довольно-таки большие пролеты, применяется арматура, располагаемая в поперечном направлении армируемой конструкции, класс которой А240С либо А240 (строительная арматура с гладкой поверхностью).

Грамотный расчет монолитной панели для перекрытия и ее армирования несет в себе много положительных качеств.

• Горизонтальная конструкция из монолитной панели будет иметь высокую предельную нагрузку.
• Верный расчет предоставит оптимизированный вариант подбора арматуры, высоты панели, марки и объема бетона. Все это в общей сложности дает возможность сэкономить время и денежные средства.
• Высокопрофессиональный расчет позволяет в роли опоры монолитной конструкции эксплуатировать не только стенки, но равным образом и колонны, находящиеся внутри объекта.
• Калькуляция выдаст все требуемые объемы работ и их стоимостное выражение.
• Можно высчитать панель перекрытия, которая не соответствует стандарту конфигурации.
• Срок эксплуатации конструкции, сооруженной в полном соотношении с расчетами армирования, по существу безграничный.

Произвести профессиональный точный расчет способен отнюдь не каждый. Однако имеются единые стандарты изготовления и усиления монолитного перекрытия.

На основании этих правил высота панели должна составлять 1/30 расстояния между смежными опорами пролета.

Например, при протяженности пролета 600 сантиметров высота готовой монолитной конструкции будет равняться 20 сантиметрам. Увеличение высоты повлечет лишь перерасход дорогого бетона.

Когда длина перекрываемых проемов не превосходит 7 метров, то следует использовать стандартный метод расчета. По данному способу монолитную панель требуется армировать двумя слоями арматуры. Оба слоя закладывают арматурными прутками А-500С, имеющими диаметр 10 миллиметров.

Прутья кладут с интервалом приблизительно 150–200 миллиметров. Соединение прутков в каркас с размером клетки 150–200 миллиметров осуществляется мягкой вязальной проволокой с сечением от 1,2 до 3 миллиметров. Можно панель усиливать посредством сварной типовой сетки, наличествующей в продаже.

При расчете габаритов монолитной конструкции необходимо учитывать величину захвата. Это та часть панели, которая будет налегать на стенку.

При кирпичных стенах размер захвата (рабочая поверхность) должен составлять 15 сантиметров либо немножко больше. Для стенок из пенобетона этот размер равняется 25 и более сантиметрам.

Арматурные прутья отрезаются таким образом, чтобы их концы были покрыты слоем бетонной смеси высотой не меньше 25 миллиметров.

Простейшее вычисление выявляет, что при грамотном армировании на один кв. метр монолитной бетонной плиты высотой 20 сантиметров расход ориентировочно составляет 1 м3 бетона марки М200 и выше (желательно М350), 36 килограммов арматуры марки А500С, обладающей площадью сечения 10 миллиметров. Это основные правила. Однако тщательный расчет в силах выполнить лишь специалист.

Нагрузка на безбалочные монолитные панели идет вертикально вниз и распространяется пропорционально по всей площади. Выходит, что верхняя сторона армирующего каркаса берет на себя сдавливающие нагрузки, а нижний – растягивающие.

Прутки укладывают в опалубочную конструкцию и связывают друг с другом посредством мягкой вязальной проволоки. Для нижележащего остова практикуют толстые металлические стержни. Верхний слой составляют прутья с меньшим сечением.

По завершении вязки армирующих сеток следует верно разнести их по высоте.

При высоте конструкции монолитного перекрытия от 180 до 200 миллиметров длина перекрываемого пролета способна простираться до 6 метров. В подобных панелях дистанция между нижней и верхней армирующими сетками выдерживают интервал 100–125 мм.

Для этого практикуют фиксаторы, которые делают из остатков арматуры диаметром 10 миллиметров. Длинные стержни выгибают в форме буквы «Л» и размещают с интервалом в один метр. В местах, где требуется упрочнение панели перекрытия, дистанцию уменьшают до 40 см.

Как правило, это середина зоны сопряжения с опорами и области наибольшей нагрузки.

Под нижележащим армирующим каркасом панели должен сохраниться пласт бетона приблизительно в 25–30 миллиметров либо немного больше. Аналогичным слоем заливается верхняя армирующая сетка.

Для выдерживания этого размера под места перекрещивания нижних прутков арматуры ставятся пластмассовые подставки с интервалом примерно один метр. Такие приспособления реализуются в магазинах стройматериалов.

Их можно заместить брусками из древесины, приколоченными либо прикрученными к опалубке посредством саморезов. Если не зафиксировать их расположение подобным типом, то они способны всплыть при наполнении формы раствором бетона.

Процесс строительства складывается из ряда шагов, которые нужно реализовывать в установленной очередности.

Разборную форму делают из металлических швеллеров, досок и листов фанеры. Под опалубочную конструкцию помещают специальные опорные элементы (стойки) телескопического типа на надежных и устойчивых треножниках.

Количество подставок должно основательно поддерживать короб, не позволяя ему прогибаться под грузом раствора. При 200-миллиметровой высоте слоя вес 1 кв. метра бетонного раствора достигает 300–500 килограммов.

Взамен выдвигающихся стоек можно практиковать кругляки либо бруски из древесины сечением 100×100 миллиметров. Их устраивают с интервалом в 1,2-1,5 метра. На стойки кладут продольные балки и приподнимают их на установленную высоту.

После устанавливают перекладины, на которых посредством шурупов фиксируют фанеру с влагостойкой пленкой поверх наружных слоев. Допустимая толщина равняется 18–20 миллиметрам.

Облицованную пленкой фанеру можно заменить обыкновенной, покрытой краской на основе олифы. Еще одна разновидность основы – гладкие доски, покрытые целлофановой пленкой. К скользкой плоскости раствор не пристает — в связи с этим нижняя часть панели перекрытия выходит абсолютно гладкой и ровной.

Раскладка и вязка металлических стержней осуществляется согласно расчетной схеме армирования. Идеальный размер клеток 150×150 либо 200×200 миллиметров.

Необходимо стараться, чтобы проходящие по направлению длины участки каркаса были целостными. Если длины стержней не хватает, то вспомогательные прутья кладут с приличным нахлестом.

Зоны сопряжения устраивают в шахматном порядке. Подобное армирование гарантирует соответствующую надежность и жесткость панели.

Желательно употреблять бетонный раствор заводского изготовления. В нем выдерживаются соотношения составляющих, в смесь включают присадки, делающие лучше показатели эксплуатационно-технических характеристик. Бетон подвергается надежному контролю и привозится на место строительства в объеме, достаточном для одноразовой заливки.

Посредством бетонного насоса смесь распределяют непосредственно на все пространство панели. Погружной вибратор для бетонной смеси эффективно утрамбовывает раствор и пропорционально рассредоточивает его по опалубке. Параллельно осуществляется удаление пузырьков воздуха.

По завершении заливки плоскость сглаживают специальной гладилкой на удлиненной ручке и припорашивают тонким покровом сухого цемента.

Подходящая температура окружающей атмосферы при заливке раствором конструкции должна равняться не менее +5 градусов. При отрицательной температуре жидкость внутри смеси может застыть и разорвать монолит.

Растрескивания ослабляют крепость панели и укорачивают продолжительность ее эксплуатации. При подходящей рабочей температуре абсолютное затвердевание усиленного перекрытия происходит спустя месяц.

Первые 3–4 дня бетон постоянно смачивают водой, чтобы сохранить в нем влагу, а в летний период дополнительно покрывают пленкой.

Важно! Детальная схема армирования горизонтальной ограждающей панели должна присутствовать в технической документации, включающей чертежи. Располагая информацией, как армировать панель перекрытия, несложно своими силами произвести работы и на этом немало сэкономить. Главное, грамотно выполнить расчеты и придерживаться технологии.

О том, как правильно залить армирование плиты перекрытия, смотрите в следующем видео.

Чтение результатов подбора арматуры

Результаты подбора арматуры для стержней заносятся в три строки:

• СТРОКА 1 — полная арматура в сечении;
• СТРОКА 2 — арматура, подобранная по I группе предельных состояний;
• СТРОКА 3 — арматура, обусловленная кручением (отмечена знаком '*'). * Поперечная арматура от кручения – площадь сечения замкнутого внешнего хомута.

• Структура строки результатов:
• Знаком * отмечена арматура, обусловленная кручением.
• ПРОДОЛЬНАЯ АРМАТУРА — площади подобранной продольной арматуры (см2) и процент армирования.

ЭЛЕМЕНТ — номер элемента в расчетной схеме; СЕЧЕНИЕ — номер армируемого сечения стержневого элемента; C/Н симметричное и несимметричное армирование;

Схема расположения арматуры в привязке к местным осям стержня

1. AU1 — площадь угловой нижней продольной арматуры (в левом нижнем углу сечения — против осей Z1 и Y1); AU2 — площадь угловой нижней продольной арматуры (в правом нижнем углу сечения — против оси Z1 и по направлению оси Y1); AU3 — площадь угловой верхней продольной арматуры (в левом верхнем углу сечения — против оси Y1 и по направлению оси Z1);
2. AU4 — площадь угловой верхней продольной арматуры (в правом верхнем углу сечения — по направлению осей Z1 и Y1);
3. Угловая арматура выводится только для тех стержней, в параметрах армирования «Тип» которых установлен признак «Выделять угловые арматурные стержни».
4. AS1 — площадь нижней продольной арматуры (нижняя грань против направления оси Z1); AS2 — площадь верхней продольной арматуры (верхняя грань по направлению оси Z1);
5. Если в материале «Тип» признак «Выделять угловые арматурные стержни» не установлен, то площадь угловых стержней входит в площадь нижнего AS1 и верхнего AS2 армирования.
6. AS3 — площадь боковой продольной арматуры (левая грань против направления оси Y1); AS4 — площадь боковой продольной арматуры (правая грань по направлению оси Y1).

Для стержней есть 2 варианта алгоритма армирования: 1. «Дискретное армирование» – включено по умолчанию (галка «выделять угловые стержни» включена), в этом случае площадь угловых стержней не входит в площади армирования у граней, выводится отдельно как площади AUi. 2. «Распределенное армирование» – выключено по умолчанию (нужно выключить галку «выделять угловые стержни»), в этом случае площадь угловых стержней входит в площадь верхней (As2) и нижней (As1) арматуры. В общем случае «дискретное армирование» более экономное, поскольку в нем сначала наращиваются угловые стержни (которые на косой изгиб и кручение работают эффективнее, т.е. с большим плечом), пока не упрутся в ограничение углового стержня, заданного в материале «Арматура». И только затем начинается наращивание армирования между угловыми стержнями. А если включено «распределенное армирование», то при подборе идет наращивание всех площадок армирования у граней As1 и As2 (т.е. угловых и между ними).

• ПОПЕРЕЧНАЯ АРМАТУРА — площади поперечной арматуры. ASW1 — вертикальная поперечная арматура (вдоль оси Z1);
• ASW2 — горизонтальная поперечная арматура (вдоль оси Y1);
• ШИРИНА РАСКРЫТИЯ ТРЕЩИН — ширина кратковременного и длительного раскрытия трещин (мм).

Рекомендации по подбору армирования стержней

Основное влияние на результат подбора армирования стержня оказывает привязка ц.т. арматуры к грани сечения. Данную величину следует назначать с учётом требований нормативных документов по величине защитного слоя см. СП 63.13330.2012 п.10.3.2, табл. 10.1.

Для предварительного расчёта рекомендуется задать привязку ц.т. арматуры стержня 5 см. После получения результата в виде требуемой площади арматуры, следует определить, какое количество стержней выбранного диаметра может перекрыть требуемую площадь арматуры.

После подбора нужного количества стержней, следует выполнить их расстановку в пределах габаритов сечения стержня.

Если первоначально планировалось устанавливать стержни в один ряд, то следует проверить — можно ли их расставить одним рядом, но так, чтобы соблюдались требования по минимальному расстоянию между стержнями в конструкции — см. СП 63.13330.2012, п.10.3.5.

Если расстановку стержней с соблюдением всех требований выполнить не удаётся, то следует внести изменения в конструкцию:

• изменить классы бетона/арматуры;
• увеличить сечение элемента;

Рекомендуется расстояние до ц.т. арматуры назначать с так, чтобы толщина защитного слоя бетона была кратной 5 мм. Фиксаторы арматуры имеют высоту, кратную 5 мм, но высота измеряется до нижней грани арматуры, вследствие чего, необходимо добавлять к величине привязки ц. т. арматуры половину диаметра стержня.

Если расчёт выполняется только по I группе предельных состояний, то выбирать диаметр арматуры следует исходя из возможности расстановки арматуры в сечении. Если выполняется расчёт по II группе предельных состояний, то при расстановке стержней в сечении, следует применять стрежни диаметром, не превышающим диаметр, указанный при задании характеристик материалов для расчёта ж.б. конструкций.

Чтение результатов подбора продольной арматуры для пластин

Структура строки Результатов:

ЭЛЕМЕНТ — номер элемента в расчетной схеме; ПРОДОЛЬНАЯ АРМАТУРА — площади подобранной продольной арматуры.

Схема расположения продольной арматуры плит и оболочек

AS1 — площадь нижней (для балок-стенок посредине) арматуры по направлению X (см2/пм); AS2 — площадь верхней арматуры по направлению X (см2/пм); AS3 — площадь нижней (для балок-стенок посредине) арматуры по направлению Y (см2/пм); AS4 — площадь верхней арматуры по направлению Y (см2/пм);

ПОПЕРЕЧНАЯ АРМАТУРА — площади поперечной арматуры: ASW1 — поперечная арматура по направлению X (см2/пм); ASW2 — поперечная арматура по направлению Y (см2/пм);

Рекомендации по подбору армирования пластин

Рекомендации аналогичны тем, что приведены выше, для стержней, с той лишь разницей, что при расчёте пластин по II группе предельных состояний при назначении материалов следует задавать шаг стержней, равный шагу фоновой арматуры, принимаемой в проекте.

Программа подберёт нужный диаметр стержня, который, при выбранном шаге, позволит обеспечить требуемую площадь арматуры. Допускается принимать меньший диаметр арматуры и располагать его с меньшим шагом, чем было принято изначально. После выбора сочетания шаг/диаметр, следует откорректировать привязки ц.т.

арматуры и выполнить повторный расчёт, по результатам которого удостовериться, что подобранная арматура обеспечивает выполнения требований прочности и трещиностойкости.

Фрагмент окна настройки материалов для расчёта ж.б. конструкций тип ПЛАСТИНА

Чтение результатов подбора поперечной арматуры

Реализованный в ЛИРЕ САПР вариант расчета на поперечную силу предполагает следующее:

• из каждого расчетного сечения стержня простраивается ряд наклонных сечений;
• проекция наклонного сечения С изменяется в пределах от ho до 2ho;
• перебором с изменением С на 10% вычисляются: Qb→Qsw=Q-Qb→qsw=Qsw/(С*φsw)→(Asw/sw)=qsw/Rsw;
• за расчетное поперечное армирование принимается max из полученных Asw/sw [см2/1.м.п.] (Asw/sw – интенсивность поперечного армирования на 1 м.п.)

Для стержней чтобы перейти к конкретному диаметру арматуры следует задаться шагом sw, тогда Asw=(Asw/sw)*sw. Зная Asw и количество срезов хомута в поперечном сечении n, площадь одного стержня Asw,i=Asw/n[см2].

Но также следует проверить достаточно ли при этом поперечного армирования на кручение, т.к.

арматура на кручение должна быть обеспечена замкнутым хомутом, поэтому в строке 3 выводится площадь одного замкнутого хомута с различным шагом вдоль стержневого элемента. Т.е.

нужно выбрать из строки 3 максимальное значение вертикальной (ASW1) и горизонтальной (ASW2). У одной грани элемента площадь крайнего поперечного стержня Asw,i должна быть больше, чем требуется из расчета на кручение.

К примеру, получили результат:

Т.е. Asw1/sw=8,8см2/1м.п. Принимаем шаг sw=0,2м, тогда Asw=8,8*0,2=1,76см2. При 4 срезах хомута (n=4) Asw,i=1,76/4=0,44см2→d8A240C c Asw,i=0,503см2.

Проверим достаточность поперечного армирования на кручение: Арматура исходя из прочности на кручение: Asw*=3,24*0,2=0,648см2>Asw,i=0,503см2 Т.к. Asw* — арматура у одной грани, то окончательно принимаем хомут d10A240C c Asw,i=0,785см2.

Для пластин следует помнить, что результаты выводятся на 1п.м. ширины элемента, а площадь поперечного армирования получена при шаге стержней 100см (Asw/sw). Т.е. при определении диаметра стержня следует задаться шагом стержней вдоль наклонного сечения и поперек его (sw и sw┴).

Так, если требуемое поперечное армирование 100(см2/1.м.п.)/1м. ширины, шаг стержней в направлении наклонного сечения 0,06м, а в перпендикулярном 0,1м, то площадь одного стержня Asw,i=(100*0,06)*0,1=0,6см2.

При отметке флажка Подбирать поперечную арматуру на 1 кв.м в диалоговом окне Общие характеристики при задании параметров для ж/б конструкций поперечная арматура подбирается в расчете на 1м2 (Asw). Расчетный шаг поперечной арматуры принят равным 1 метру для облегчения перехода к произвольному шагу поперечной арматуры.

Инструкция по осреднению поперечной арматуры в пластинах: https://rflira.ru/kb/2/123/

Армирование монолитной плиты: расчет и вязка арматуры

Армирование монолитной плиты — это сложная и ответственная задача. Конструктивный элемент воспринимает серьезные изгибающие нагрузки, с которыми бетону не справится. По этой причине при заливке монтируют арматурные каркасы, которые усиливают плиту и не дают ей разрушаться под нагрузкой.

Как правильно армировать конструкцию? При выполнении задачи нужно соблюдать несколько правил. При строительстве частного дома обычно не разрабатывают подробный рабочий проект и не делают сложных расчетов.

Из-за небольших нагрузок считаю, что достаточно соблюсти минимальные требования, которые представлены в нормативных документах. Также опытные строители могут заложить арматуру по примеру уже сделанных объектов.

Плита в здании может быть двух типов:

• фундаментная;
• перекрытия.

В общем случае армирование плиты перекрытия и фундаментной не имеет критических отличий. Но важно знать, что в первом случае потребуются стержни большего диаметра. Это вызвано тем, что под элементом фундамента есть упругое основание — земля, которое берет на себя часть нагрузок. А вот схема армирования плиты перекрытия не предполагает дополнительного усиления.

Армирование фундаментной плиты

Арматура в фундамент в этом случае укладывается неравномерно. Необходимо усилить конструкцию в местах наибольшего продавливания. Если толщина элемента не превышает 150 мм, то армирование для монолитной плиты фундамента выполняется одной сеткой. Такое бывает при строительстве небольших сооружений. Также тонкие плиты используются под крыльца.

Для жилого дома толщина фундамента обычно составляет 200—300 мм. Точное значение зависит от характеристик грунта и массы здания. В этом случае арматурные сетки укладываются в два слоя друг над другом. При монтаже каркасов необходимо соблюдать защитный слой бетона. Он позволяет предотвратить коррозию металла. При возведении фундаментов величина защитного слоя принимается равной 40 мм.

Диаметр армирования

Перед тем как вязать арматуру для фундамента, потребуется подобрать ее сечение. Рабочий стержни в плите располагаются перпендикулярно в обоих направлениях. Для соединения верхнего и нижнего ряда используют вертикальные хомуты. Общее сечение всех прутов в одном направлении должно составлять не менее 0,3% от площади сечения плиты в этом же направлении.

Пример армирования

Если сторона фундамента не превышает 3 м, то минимально допустимый диаметр рабочих прутов назначается равным 10 мм. Во всех остальных случаях он составляет 12 мм. Максимально допустимое сечение — 40 мм. На практике чаще всего используют стержни от 12 до 16 мм.

Перед закупкой материалов рекомендуется посчитать массу необходимой арматуры для каждого диаметра. К полученному значению прибавляют примерно 5 % на неучтенные расходы.

Укладка металла по основной ширине

Схемы армирования монолитной плиты фундамента по основной ширине предполагают постоянные размеры ячейки. Шаг прутьев принимается одинаковым независимо от расположения в плите и направления. Обычно он находится в пределах 200—400 мм.

Чем тяжелее здание, тем чаще армируют монолитную плиту. Для кирпичного дома рекомендуется назначать расстояние 200 мм, для деревянного или каркасного можно взять большее значение шага.

При этом важно помнить, что расстояние между параллельными прутами не может превышать толщину фундамента более чем в полтора раза.

Обычно и для верхнего, и для нижнего армирования используют одинаковые элементы. Но если есть необходимость уложить пруты разного диаметра, то те, которые имеют большее сечение укладывают снизу. Такое армирование плиты фундамента позволяет усилить конструкцию в нижней части. Именно там возникают наибольшие изгибающие силы.

Основные армирующие элементы

С торцов вязка арматуры для фундамента предполагает укладку П-образных стержней. Они необходимы для того, чтобы связать в одну систему верхнюю и нижнюю часть армирования. Также они предотвращают разрушение конструкции из-за крутящих моментов.

Зоны продавливания

Связанный каркас должен учитывать места, в которых изгиб ощущается больше всего. В жилом доме зонами продавливания будут участки, в которых опираются стены. Укладка металла в этой области осуществляется с меньшим шагом. Это значит, что потребуется больше прутов.

Например, если для основной ширины фундамента использован шаг 200 мм, то для зон продавливания рекомендуется уменьшить это значение до 100 мм.
При необходимости каркас плиты можно связать с каркасом монолитной стены подвала. Для этого на этапе возведения фундамента предусматривают выпуски металлических стержней.

Армирование монолитной плиты перекрытия

Расчет арматуры для плиты перекрытия в частном строительстве выполняется редко. Это достаточно сложная процедура, выполнить которую сможет не каждый инженер. Чтобы заармировать плиту перекрытия, нужно учесть ее конструкцию. Она бывает следующих типов:

• сплошное;
• ребристое:
• по профлисту.

Последний вариант рекомендуется при выполнении работ самостоятельно. В этом случае нет необходимости устанавливать опалубку. Кроме того, за счет использования металлического листа повышается несущая способность конструкции. Самая низкая вероятность ошибок достигается при изготовлении перекрытия по профлисту. Стоит отметить, что оно является одним из вариантов ребристой плиты.

Перекрытие с ребрами залить непрофессионалу может быть проблематично. Но такой вариант позволяет существенно сократить расход бетона. Конструкция в этом случае подразумевает наличие усиленных ребер и участков между ними.

(function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: «R-A-510923-1», renderTo: «yandex_rtb_R-A-510923-1», async: true }); }); t = d.getElementsByTagName(«script»)[0]; s = d.createElement(«script»); s.type = «text/javascript»; s.src = «//an.yandex.ru/system/context.js»; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t);

})(this, this.document, «yandexContextAsyncCallbacks»);

Конструктивные требования по армированию балок и плит перекрытия

Согласно СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» п.8.3.

6: «В железобетонных линейных конструкциях и плитах наибольшие расстояния между осями стержней продольной арматуры, обеспечивающие эффективное вовлечение в работу бетона, равномерное распределение напряжений и деформаций, а также ограничение ширины раскрытия трещин между стержнями арматуры, должны быть не более:

• — в железобетонных балках и плитах:
• 200 мм — при высоте поперечного сечения, h ≤ 150 мм;
• 1,5h и 400 мм — при высоте поперечного сечения h > 150 мм;»

Понимать этот пункт следует так. Например рассчитывается однопролетная плита перекрытия высотой до 150 мм и по расчету для армирования 1 м ширины такой плиты требуется 3.43 см2 арматуры. Согласно таблицы 170.

2 для армирования можно использовать 1 стержень диаметром 22 мм, 2 стержня диаметром 16 мм, 3 стержня диаметром 14 мм, 4 стержня диаметром 12 мм, 5 стержней диаметром 10 мм, 7 стержней диаметром 8 мм и т.д. Так вот, для армирования такой плиты следует принимать не менее 5 стержней диаметром 10 мм.

Именно это и обеспечит более равномерное распределение напряжений и деформаций и более эффективное вовлечение в работу бетона.

Потому как расчетная схема и реальная работа конструкции — две большие разницы и когда мы рассматриваем материал 1 м ширины железобетонной плиты, как обладающий одинаковыми свойствами по всей ширине, мы делаем очень большое допущение. А чем более равномерно по рассматриваемой ширине будет распределена арматура, тем ближе будет расчетная схема к реальной работе конструкции.

А в Пособии к СП 52-101.2003 данный пункт дополнен следующей рекомендацией (п. 5.13):

«При армировании неразрезных плит сварными рулонными сетками допускается вблизи промежуточных опор все нижние стержни переводить в верхнюю зону.

Неразрезные плиты толщиной не более 80 мм допускается армировать одинарными плоскими сетками без отгибов.»

В данном случае речь идет о плитах перекрытия, которые могут рассматриваться как многопролетные балки (пример расчета такого перекрытия см. в статье «Расчет монолитного ребристого перекрытия»). Соответственно в таких плитах возникает момент не только в пролете, но и на промежуточных опорах.

И если подобрать арматуру таким образом, что она будет воспринимать моменты, действующие на промежуточных опорах, то армирование можно выполнять одной сеткой для верхней и для нижней зоны сечения, выполняя переход из верхней зоны в нижнюю или наоборот в местах, где расчетный момент, действующий на поперечное сечение плиты, равен нулю. Выглядит это примерно так:

Рисунок 401.1. Варианты армирования монолитной неразрезной плиты б) сварными рулонными сетками с переходом в верхнюю зону сечения на промежуточных опорах, в) сварными одинарными плоскими сетками г) отдельными стержнями (одиночной арматурой).

Ну а теперь пора переходить к не менее важному п. 8.3.7 (5.14 в Пособии): «В балках и ребрах шириной более 150 мм число продольных рабочих растянутых стержней в поперечном сечении должно быть не менее двух. При ширине элемента 150 мм и менее допускается устанавливать в поперечном сечении один продольный стержень.»

Данная рекомендация основана все на том же требовании обеспечить эффективное вовлечение в работу бетона, а также максимально возможное перераспределение напряжений и деформаций.

Дело в том, что в балках и ребрах монолитного ребристого перекрытия шириной > 150 мм может поместиться 2 стержня арматуры с учетом требуемой толщины защитного слоя бетона и соблюдении минимального расстояния между стержнями при ожидаемом максимальном размере крупного наполнителя бетонной смеси и этим нужно пользоваться.

Согласно п. 8.3.8 (5.15): «В балках до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры с площадью сечения не менее 1/2 площади сечения стержней в пролете и не менее двух стержней.

В плитах до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры на 1 м ширины плиты с площадью сечения не менее 1/3 площади сечения стержней на 1 м ширины плиты в пролете и не менее двух стержней.»

Данный пункт повествует нам о крайних опорах многопролетных неразрезных плит и балок или просто об опорах однопролетных балок и плит.

А также о том что даже если изгибающий момент в точках начала опоры однопролетных балок и плит, а также на крайних опорах многопролетных плит и балок равен нулю, то все равно для надлежащей анкеровки арматуру следует предусматривать до опоры и даже дальше.

Насколько дальше, на то есть отдельный пункт (5.35). Тем не менее этот пункт не запрещает заводить за грань опоры всю расчетную арматуру, если это арматура периодического профиля.

А в СНиП 2.03.01-84 подобный пункт ((5.20)) дополнен следующей рекомендацией: «В плитах расстояния между стержнями, заводимыми за грань опоры, не должны превышать 400 мм, причем площадь сечения этих стержней на 1 м ширины плиты должна составлять не менее 1/3 площади сечения стержней в пролете, определенной расчетом по наибольшему изгибающему моменту.»

Из чего следует, что даже если расстояние между стержнями продольной арматуры будет принято согласно указанных выше рекомендаций, а именно не более 200 мм, то все равно за грань опоры придется заводить половину всех продольных стержней. И только если расстояние между стержнями продольной арматуры будет приниматься около 130 мм, то можно заводить за грань опоры третью часть стержней.

И тут возникает очень важный вопрос: а на сколько можно не доводить до грани опоры продольные стержни арматуры в однопролетных балках и плитах и на крайних опорах многопролетных балок и плит? К сожалению ни один из вышеперечисленных нормативных документов прямого ответа на этот вопрос не дает, а приводятся только формулы, да таблицы, в которых мы и попробуем сейчас разобраться.

Например, все для той же однопролетной плиты, рассматриваемой как балка на шарнирных опорах длиной l = 3 м, требуемое сечение составляет 3.43 см2. Однако арматура с таким сечением необходима только посредине плиты, где изгибающий момент максимальный.

На опорах, согласно принятой расчетной схеме момент равен нулю и арматура вроде как вообще не требуется, однако с целью анкеровки часть арматуры все же заводится за грань опоры.

И хотя нет прямой зависимости между значением изгибающего момента и требуемой площадью арматуры мы все же предположим такую зависимость, получив в итоге небольшой запас по прочности.

Итак, если планируется не доводить до опор половину продольных стержней, то эту половину следует доводить до точки, в которой согласно эпюре моментов значение изгибающего момента будет в 2 раза меньше, т.е. М = ql2/16 плюс расстояние, необходимое для анкеровки арматуры в растянутом бетоне.

1. Согласно уравнению моментов:
2. Мx = qlx/2 — qx2/2 = ql2/16
3. тогда
4. x = 0.146l или примерно 438 мм (методы решения квадратных уравнений здесь не приводятся)

Для арматуры периодического профиля минимально допустимая длина анкеровки в растянутом бетоне составляет согласно Таблице 328.1 не менее 20d = 200 мм, не менее 250 мм, а также не менее (0.7·3600/117 + 11)10 = 325 мм (пояснения к формуле там же, где и таблица). Таким образом обрываемую арматуру можно не доводить до граней опор на 438 — 325 = 113 мм.

Как видим, экономия при обрывании арматуры в пролете не то чтобы сумасшедшая и потому при выполнении 1-2 плит лучше довести все продольные стержни до опор. Так оно надежней будет. Да и перераспределение усилий в плите при этом будет более равномерным.

Ну и еще одно требование, относящееся к балкам, достаточно редко встречающимся в малоэтажном строительстве, но тем не менее (п. 5.

16): «В изгибаемых элементах при высоте сечения более 700 мм у боковых граней должны ставиться конструктивные продольные стержни с расстояниями между ними по высоте не более 400 мм и площадью сечения не менее 0,1% площади сечения бетона, имеющего размер, равный по высоте элемента расстоянию между этими стержнями, по ширине — половине ширины ребра элемента, но не более 200 мм.»

На первый взгляд такое требование выглядит нелогичным — зачем устанавливать арматуру приблизительно посредине высоты сечения, т.е.

там, где растягивающие или сжимающие напряжения минимальны или их вовсе нет? Тем не менее нельзя забывать о том, что стержни поперечной арматуры могут работать на сжатие, а значит чем меньше их расчетная длина, тем больше устойчивость.

Соответственно установка дополнительных продольных стержней, особенно при сварном каркасе, уменьшает расчетную длину стержней поперечного армирования как минимум вдвое.

Примечание: выражение в данном пункте «имеющего размер, равный по высоте элемента расстоянию между этими стержнями, по ширине — половине ширины ребра элемента, но не более 200 мм» для меня тайна великая есмь. Причем в СНиПе этот пункт формулируется практически также. Предполагаю, что это как-то связано с балками таврового сечения, но утверждать не буду.

Кстати, пора поговорить о поперечном армировании.

Поперечное армирование

п.8.3.9: «Поперечную арматуру следует устанавливать исходя из расчета на восприятие усилий, а также с целью ограничения развития трещин, удержания продольных стержней в проектном положении и закрепления их от бокового выпучивания в любом направлении.

Поперечную арматуру устанавливают у всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура.»

Суть этого требования в том, что поперечная арматура никогда не помешает. И даже если по расчету не требуется, тем не менее будет способствовать более равномерному распределению напряжений в сечениях ж/б элемента.

Согласно п. 8.3.10 «…Диаметр поперечной арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов принимают не менее 6 мм.

В сварных каркасах диаметр поперечной арматуры принимают не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры.»

Требования данного пункта, на мой взгляд очевидны и дополнительных комментариев не требуют. В том смысле, что арматуру диаметром 5 мм трудно приварить к арматуре диаметром 30 мм.

Расчет арматуры для плиты фундамента

Плитный фундамент — это надежное и универсальное основание. Применяется в местах с практически любым видом почвы:

• торфяных;
• песчаных;
• болотистых;
• на местности с высокими грунтовыми водами;
• на пучинистых грунтах.

Главная особенность плиты — возводимое строение размещается на всей ее площади. Другие достоинства:

• высокая несущая способность — на плитном основании могут возводится как одноэтажные, так и многоэтажные дома из дерева, кирпича или бетона;
• плитный фундамент допускает создание полноценного цоколя;
• долгий срок службы — до 150 лет.

Но есть весомый недостаток — стоимость. Строительство плиты требует большого количества стройматериала.

Параметры арматуры для армирования

Нагрузки от строения, размещенного на плите, распределяются на фундамент неравномерно. Из-за этого появляется изгибающий момент, который приводит к нарушению целостности как самой плиты, так и здания. Арматура позволяет:

• повысить прочность плиты;
• предотвратить усадку здания из-за недостаточной прочности основания;
• не допустить изгиба плиты в процессе пучения грунта.

Армирование осуществляется на основании нормативных документов. Согласно СНиП 52-01-2003, для армирования плиты фундамента применяется стальная арматура, соответствующая нескольким параметрам.

Тип профиля

Поверхность стальных стержней должна иметь кольцевидное или серповидное рифление. Располагаясь вдоль стального прута, насечки увеличивают силу соединения бетонной смеси и стального проката. Гладкая арматура не сможет обеспечить соединение подобной силы.

Марка

Наиболее универсальные и экономически выгодные марки арматуры — А500С и А600С. Данная арматура имеет увеличенное сопротивление нагрузкам, повышенную прочность и пластичность, а также высокие показатели свариваемости. Арматура может заменять арматуру других классов без применения дополнительных расчетов.

Диаметр

Толщина арматуры подбирается исходя из веса и высоты здания, а также типа грунта, на котором ведется строительство. В целом процент армирования бетона должен составлять 0,1 — 0,3% от площади сечения бетона (марки бетона М300 — М200 соответственно). Также существуют рекомендованные значения толщины, которые подходят для большинства объектов малоэтажного строительства:

• толщина продольных стержней — 12-16 мм;
• поперечных — 8-10 мм.

Схема армирования

Важный момент — расчет толщины плитного фундамента. Четких формул, как рассчитать данную величину, не существует. Но имеются справочники, в которых указаны ориентировочные значения, проверенные многолетней практикой:

• 10-15 см — плита для легких хозяйственных построек;
• 15-25 см — для каркасных домов, одноэтажных построек из дерева;
• 25-35 см — двухэтажные дома из кирпича, бетона;
• 35-50 см — трехэтажные коттеджи и другие постройки из тяжелых материалов.

Стержни арматуры укладываются перпендикулярно друг другу, образуя квадратные ячейки. Шаг установки 20-25 см. В местах, где будут находиться колонны, лестницы, несущие стены шаг установки уменьшается до 10 см.

Если толщина плиты меньше 15 см, используется один пояс армирования. Если толщина больше — два пояса, располагающиеся один над другим. Соединение осуществляется поперечной арматурой или П-образными хомутами.

Арматура должна быть утоплена в бетон со всех сторон. Дистанция до внешнего края бетонной смеси — не менее 5 см. Это позволит:

• защитить бетон от растрескивания;
• предотвратить коррозию арматуры из-за проникновения влаги в бетонную структуру.

Торцы стержней желательно соединять друг с другом П-образными хомутами.

Пример расчета

Рассмотрим пример расчета необходимого количества арматуры для фундаментной плиты 8 на 8 метров. На плите будет располагаться двухэтажный загородный дом. Исходя из справочных значений, толщина плиты — 30 см. Диаметр используемой арматуры — 14 мм.

Алгоритм:

1. Сначала рассчитаем количество арматурных стержней в одном направлении. Для этого ширину фундамента делим на размер ячейки: 8/0,2 = 40 арматурных стержней.
2. Точно также определяется количестве стержней для другого направления. В нашем случае фундамент квадратный, поэтому: 40×2 = 80 стержней для нижнего пояса.
3. Верхний пояс полностью аналогичен нижнему, соответственно: 80×2 = 160 стержней арматуры на верхний и нижний пояс.
4. Но арматура чаще продается не в штуках, а в тоннах или погонных метрах. Рассчитаем длину в погонных метрах. Для начала найдем общую длину стержней: 160×8 = 1280 метров арматуры.
5. В зонах продавливания и по торцам применяются П-образные хомуты, также используются стержни для соединения верхнего и нижнего пояса. Поэтому рекомендуется применять коэффициент запаса. В нашем случае 2% будет вполне достаточно. Найдем точное значение: 1280/100×2 = 25,6 дополнительных метров, а суммарно — 1305,6 метра арматуры.
6. Переведем получившееся значение в тонны. Вес 1 метра арматуры 14 мм — 1,21 килограмм. Умножаем это значение на общую длину: 1305,6×1,21 = 1579,7 кг (1,58 тонн)