Процент оптимального армирования фундаментной плиты

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.

Источник vremya-stroiki.net

Коэффициент армирования: для чего нужен и как рассчитывается

Отправим материал на почту

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.

Нормативы расхода на куб бетона

Согласно нормам армирования, наименьший процент армирования для железобетонных конструкций должен составлять минимально 0.1 %, а максимальный процент армирования может достигать 5%. В исключительных случаях данный параметр может достигать значения 10.

Норма армирования железобетонных конструкций составляет 0.5% — 3 % площади арматуры от поперечного сечения бетонной конструкции.

В соответствии с СП весовая норма армирования для железобетонных конструкций установлена в рамках 20 кг — 430 кг на м3 бетона.

Таблица расхода арматуры на 1м3 бетона бетонного фундамента

Здесь указан вес армпрутов, который необходим для армирования железобетонных конструкций в связи с процентным содержанием в сечении плиты.

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.

• Как класть гибкую черепицу на крышу?

• Как правильно постелить пароизоляцию на потолок?

• Можно ли клеить обои на побеленные стены?

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.

Как рассчитать арматуру на фундамент столбчатой конструкции

Для примера рассчитывается расход стали для колонны с квадратным основанием 200 Х 200 мм. Используются 4 армпрута А500С с сечением 16 мм, а для поперечного укрепления — армпрута А240 с сечением 8 мм.

Алгоритм расчета:

1. Вычисляется площадь основания колонны: 20 Х 20 = 400 кв.см. Для данного сечения кубометр бетона по длине составит 11 м.
2. Общая площадь поперечного сечения армпрутьев будет равна: 4 Х 2.01 = 8.04 кв.см.
3. Вычисляется процент содержания продольных прутьев: 8.04 : 400 Х 100 = 2.01%.
4. Рассчитывается масса прутов: 2.01 : 0.1 Х 7.85 = 157.785 кг.
5. На 11-метровую колонну с шагом 25 см потребуется 45 хомутов.
6. На изготовление 1 хомута тратится 1 метр армстержня диаметром 8 мм и массой 0.395 кг. Следовательно, всего для куб бетона потребуется 45 Х 0.395 = 17.775 кг прутьев в качестве хомутов.
7. Сложив результаты 5 и 6 действий, станет известен общий вес стали для укрепления 1 кубометра колонны: 157.785 +17.775 = 175.56 кг.

В конкретном случае следует рассчитывать отдельно, учитывая нагрузки на колонну, от чего зависит минимальный процент армирования и количество арматуры на 1 м3 бетонной колонны.

К сведению! Для фундаментов под деревянные постройки и для плитных фундаментов, сооружаемых на плотных грунтах, используются армпруты из стали с минимальным диаметром 10 мм. Фундаменты под кирпичные или блочные дома армируются прутьями с диаметром 14 — 16 мм. Общепринятый шаг прутов 200 мм.

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:

Какова величина защитного слоя бетона

Для предотвращения коррозионного разрушения силового каркаса следует выдерживать фиксированное расстояние от стальной решетки до поверхности бетонного массива. Этот интервал называется защитным слоем.

Его величина для несущих стен и железобетонных панелей составляет:

• 1,5 см – для плит толщиной более 10 см;
• 1 см – при толщине бетонных стен менее 10 см.

Размер защитного слоя для ребер усиления и ригелей немного выше:

• 2 см – при толщине бетонного массива более 25 см;
• 1,5 см – при толщине бетона меньше указанного значения.

Важно соблюдать защитный слой для опорных колонн на уровне 2 см и выше, а также выдерживать фиксированный интервал от арматуры до поверхности бетона для фундаментных балок на уровне 3 см и более.

Величина защитного слоя различается для различных видов фундаментных оснований и составляет:

• 3 см – для сборных фундаментных конструкций из сборного железобетона;
• 3,5 см – для монолитных основ, выполненных без цементной подушки;
• 7 см – для цельных фундаментов, не имеющих демпфирующей подушки.

Строительные нормы и правила регламентируют величину защитного слоя для различных видов строительных конструкций.

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?

Формула процента армирования железобетонных конструкций – соотношение бетона

В процессе длительной эксплуатации строительные конструкции подвергаются воздействию сжимающих и изгибающих нагрузок, а также крутящих моментов. Для усиления выносливости железобетона и расширения сферы его использования выполняется усиление бетона арматурой. В зависимости от массы каркаса, диаметра прутков в поперечном сечении и пропорции бетона изменяется коэффициент армирования железобетонных конструкций.

Разберемся, как вычисляется данный показатель согласно требованиям стандарта.

Для того, чтобы армирование выполняло свое назначение, необходимо расчитать усиление бетона, соответствующий минимальному проценту

Процент армирования колонны, балки, фундаментной основы или капитальных стен определяется следующим образом:

Коэффициент армирования бетона – важный показатель, применяемый при выполнении различных видов прочностных расчетов. Удельный вес арматуры изменяется:

Для определения армирующего показателя на подготовительном этапе выполняются прочностные расчеты, разрабатывается документация и делается чертеж армирования. При этом учитывается толщина бетонного массива, конструкция металлического каркаса и размер сечения прутков. Данная площадь определяет нагрузочную способность силовой решетки. При увеличении сортамента арматуры возрастает степень армирования и, соответственно, прочность бетонных конструкций. Целесообразно отдать предпочтение стержням диаметром 12–14 мм, обладающим повышенным запасом прочности.

Показатель армирования имеет предельные значения:

Соблюдение требований строительных норм и стандартов по степени армирования гарантирует надежность конструкций из железобетона. Остановимся более детально на предельной величине армирующего процента.

Минимальный процент армирования в фундаментной плите?

Есть фундаментная плита толщиной 600мм из бетона класса В20. Есть её расчёт и результаты подбора арматуры по нему. Вопрос: Какой минимальный процент армирования принять для данного вида конструкции?

Известные литературные источники пишут по этому поводу: Руководство по проектированию фундаментных плит каркасных зданий

7.4 Минимальный процент армирования рекомендуется назначать: для бетона марки М200 — 0,1; -«- М300 — 0,15.
Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Тихонов
. При этом толщину плит рекомендуется принимать не менее 50см и не более 200см, класс бетона не менее В20,
армирование не менее 0,3%
.

Согласно этим рекомендациям у меня выходит около ф16ш200 = 9см2 = 0,15% у верхней и нижней грани ФП. Получается колоссальный перерасход с учётом того, что меня бы устроило по результатам расчёта в верхней и нижней зоне ф12ш200 + дополнительное армирования в необходимых местах. Как вы думаете что делать в такой ситуации? Следовать рекомендациям или ставить в целях экономии ф12ш200, что в принципе соответствует 0,1%?

Хочу быть фотографом