Процент армирования плиты перекрытия

Лучшим вариантом для плит перекрытия является монолитная плита.

Такие перекрытия применяют отдельно или комплексно: в конструкции самого перекрытия или для фундамента. Перпендикулярный профиль монолитных железобетонных балок в основном имеет прямоугольную или тавровую форму. Существуют и другие виды, например, двутавровая, коробчатая, трапециевидная и др., но их не применяют, так как при выполнении армирования таких железобетонных балок сталкиваются как с техническими, так и с технологическими трудностями.

Расчет поперечного сечения перекладины (ее ширина) производится с учетом того обстоятельства, что она должна равняться 1/2-1/3 высоты самого профиля. А если быть более конкретными, то она должна составлять 10, 12, 15, 20, 22, 25 см и выше (все величины должны быть кратными 5). В том случае если конструкция тонкостенная, тогда толщина балки (ее ребра) составляет 1/5 от высоты сечения.

Перекладины, плиты и перекрытия из монолитного железобетона армируют вязаной и сварной арматурой, при этом используя как продольный, так и поперечный каркас. Для вязаных каркасов можно использовать и отогнутую арматуру. При этом если продольный каркас в балках имеет доведение до опоры не меньше двух стержней, то ее диаметр должен быть 10 мм и выше.

Если перекрытия часторебристые, тогда применяют рабочий каркас 8 мм, причем один стержень доводят до опоры.

Когда возводят вязаный каркас, а высота балок при этом составляет 40 см, тогда вместо ненапрягаемой арматуры используют 12 мм стержни. Если хотят сконструировать продольную арматуру, применяют стержни меньшего диаметра.

Степень армирования

Минимальная величина коэффициента армирования (0,05%) позволяет назвать изделие железобетонным.

Если металлические элементы поместить в бетон, но величина арматурной составляющей не будет соответствовать техническим требованиям ГОСТа, то это изделие относится к бетонным наименованиям с конструкционным укреплением и не допускается к эксплуатации. Для фундамента, колонн, несущих стен и балок степень армирования рассчитывается по формуле: К= (М1÷М2)x100; где

• М1 — вес стального каркаса;
• М2 — масса бетонного монолита.

Для создания арматурного каркаса предпочтительно используются прутья диаметром 12-14 мм.

Площадь сечения стержней обуславливает способность поддерживающего каркаса нести и распределять нагрузки. Чем больше диаметр прутьев, тем выше процент армирования и прочность сооружения. Обычно предпочитают стержни в 12—14 мм диаметром. Удельный показатель веса арматуры уменьшается с увеличением толщины бетонного слоя.

Литература:

1. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения (Актуализированная редакция СНиП 52­01­2003).
2. СП 52­101­2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры.
3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций и тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52­101­2003).
4. ГЭСН 81­02­06­2001.
5. ФЕР 06­01­001­17.

• ООО «СКАД Софт»
• scad++
• арматура
• бетон
• точность

Коэффициент армирования – предельное значение для монолитных фундаментов

Желая обеспечить повышенный запас прочности конструкций из железобетона, нецелесообразно превышать максимальный процент армирования.

Нецелесообразно превышать максимальный процент армирования, чтобы обеспечить повышенный запас прочности конструкций

Это приведет к негативным последствиям:

• ухудшению рабочих показателей конструкции;
• существенному увеличению веса изделий из железобетона.

Государственный стандарт регламентирует предельную величину уровня армирования, составляющую пять процентов. При изготовлении усиленных конструкций из бетона важно обеспечить проникновение бетона в глубь арматурного каркаса и не допустить появления воздушных полостей внутри бетона. Для армирования следует использовать горячекатаный пруток, обладающий повышенной прочностью.

Принятие решения об армировании плит

Результаты подбора армирования плит в ЛИРА САПР показываются в виде числовых мозаик. Как откорректировать цвета и диапазоны мозаики, см. в статье https://rflira.ru/kb/2/122/.

В рамках этой статьи приведём рекомендации по принятию решения о диаметре арматуры в плите.

Какой выполнять конструирование плиты перекрытия

При конструировании плит перекрытия, часто применяется приём, когда по всей площади плиты устанавливается арматурная сетка с определённым сочетанием параметров шаг/диаметр, например – арматура диаметром 16 мм с шагом 200 мм в двух направлениях, условное обозначение будет выглядеть так d16 200×200. Такую арматурную сетку ещё называют «фоновой арматурой».

Шаг арматурных стержней назначается исходя из:

• обеспечения требуемой площади арматуры;
• удобства размещения стержней;
• возможность бетонирования конструкции;

Диаметр арматурных стрежней следует назначать так, чтобы:

• была обеспечена требуемая площадь арматуры;
• расход арматурной стали был рациональным;

Рациональный расход арматурной стали предполагает сосредоточение большого количества арматуры в местах с наибольшей концентрацией изгибающих моментов, т.е. на опорах и в пролёте плиты, а в наименее напряжённых участках, площадь арматуры может быть сокращена до наименьшего допустимого значения по условиям прочности и трещиностойкости.

Реализация метода на примере

Согласно мозаики результатов, в месте опирания плиты на колонну, требуется установить стержни диаметром 32 мм с шагом 200 мм (s200d32), а в пролётной части достаточно s200d14, за исключением участка между колоннами, где требуется s200d18.

Способ 1 — работа с числами на шкале армирования

Применим следующий подход: примем раскладку фоновой арматуры с шагом 200 мм. В тех местах, где требуется усиление, шаг 100 мм. Чтобы обеспечить требуемую площадь арматуры для принятых шагов раскладки, возьмём максимальное значение площади арматуры на шкале результатов и разделим на два:

Сопоставим это значение со шкалой и подберём диаметр стержня, который эту площадь перекроет.

Подойдёт стержень диаметром 25 мм. При шаге раскладки 200 мм, он обеспечивает площадь арматуры 24.5 см 2 /1м. При шаге 100 мм, площадь будет равна 24.5*2=49 см 2 .

Данный подход экономит время, но может привести к нецелевому расходу арматуры.

Способ 2 — работа с таблицами результатов

При визуализации мозаики результатов, программа, в нижней части окна, выдаёт номер элемента, в котором подобрано максимальное значение площади арматуры.

Выделив этот элемент при помощи полифильтра, нужно вызвать окно задания таблиц результатов для железобетонных конструкций и создать таблицу Арматура в элементах пластин. Если перед этим был выделен какой-то элемент, то результат будет показан только для него.

В таблице содержится максимальное значение площади арматуры 36.72 см 2 , что соответствует участку шкалы между s200d28 и s200d32. Выполним тот же самый порядок действий, что и в прошлый раз, но для нового значения площади.

Подойдёт стержень диаметром 22 мм. При шаге раскладки 200 мм, он обеспечивает площадь арматуры 19 см 2 /1м. При шаге 100 мм, площадь будет равна 19*2=38 см 2 .

Такой подход, в некоторых случаях, позволяет сэкономить арматуру.

Другие способы конструирования сетки

Для большей экономии арматуры возможно применять следующие способы:

• применение большего шага фоновой арматуры с разными градациями шага в зонах усиления 300/150/100;
• применение стержней разных диаметров для основной сетки и арматуры усиления с обязательной проверкой влияния изменения расстояния от центра тяжести арматуры до грани элемента;

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.

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 бетона

Прочность на излом, повышенная надежность являются основными характеристиками, которым наделяется железобетонная конструкция при армировании. Стальной каркас многократно усиливает выносливость материала, расширяя область его применения. Горячекатаная сталь используется для армирования в железобетоне. Она наделена максимальной стойкостью к негативным воздействиям и коррозии.

Сваренный скелет из арматуры размещается внутри бетона. Однако недостаточно просто поместить его туда. Чтобы армирование выполняло свое назначение, требуются специальный расчет усиления бетона, соответствующий минимальному и максимальному проценту.

Нормы и требования

Коэффициент армирования — это важный процентный показатель, который обязательно должен учитываться при строительных работах. Он вычисляется как частное от деления суммарного сечения упрочняющих деталей на сечение бетонной массы, которая должна быть ими усилена. Правильный расчет всегда должен исходить из указаний СНиПа. Занижение показателя необратимо ухудшит свойства несущей конструкции.

Завышение же будет означать превышение нормативов по материалоемкости и удорожание строительных работ.

К армированию применимы положения СНиПа 2.03.01-84. Надо также учитывать приложение к этому документу, предназначенное для строений из монолитного железобетона и проектных материалов. Ключевые параметры эксплуатации усиливающих стержней и свойства этих блоков приведены в ГОСТе 10884, принятом в 1994 году. Строительные нормы и правила гласят, что расчет по предельным состояниям должен застраховать от:

• любых разрушений конструкций при нормальной эксплуатации;
• дестабилизации конструкционных форм;
• чрезмерного нарастания усталости металла (в сравнении с обычной инженерной практикой).

Бетонное основание может быть оформлено с применением не менее чем 2 неразрывных каркасов. Их создают, фиксируя стержни внахлест. Подобное решение лучше всего показывает себя в частном домостроении. Промышленное и иное капитальное строительство в основном подразумевает сварочное соединение.

Но поскольку любая сварка ослабляет конструкции, нужно вводить поправочные коэффициенты, а какие именно, разберутся лишь технологи.

Шаг стержней в плите

Перекрытие должно хорошо выдерживать нагрузку на изгиб, поэтому и упрочнение плит должно соответствовать всем расчетам. В плите должно быть две арматурные сетки (нижний ряд и верхний). Прутья армирования должны быть направлены вдоль и поперек пролета балки. Шаг арматуры для промышленных зданий выставляется после определения всех нагрузок и норм. Под шагом, имеется в виду одинаковое расстояние между прутьями арматуры для равномерного распределения всех нагрузок. В частном строительстве, если перекрытия изготавливаются самостоятельно, приемлемый шаг составляет 150-200 мм.

Армированная сетка закладывается в толщину плиты на 2,5-3 см от ее поверхности. Для плит можно использовать готовую сварную сетку или сделать самому – перевязать все стержни во всех пересечениях специальной вязальной проволокой. Во избежание разрывов арматурной связки, не рекомендуется самостоятельно варить стержни плиты перекрытия, так могут появиться сильные разрывы в месте скапливания напряжений. Этот вид скрепления арматуры используется в производственных масштабах, где сварная сетка проходит технологическую обработку для снятия напряжений.

Правильный расчет при самостоятельном армировании – залог высокой прочности плиты

Вне зависимости от того, как укладывать плиты перекрытия, профессиональный расчет при осуществлении ее армирования позволяет добиться значительных преимуществ:

• достаточно высокая несущая способность;
• возможность существенной экономии, поскольку выбирается оптимальная по толщине арматура, марка и объем бетона;
• возможность использования в качестве опоры, как несущие стены, так и колонны, при их присутствии в здании;
• при точно выдержанной технологии такая монолитная плита будет обладать практически неограниченным сроком эксплуатации.

В достаточной мере снизить стоимость строительства дома любого размера и на любом типе грунта поможет и самостоятельное армирование буронабивных свай, которые будут использоваться в качестве основы фундамента. Их легко можно использовать на грунтах с низкой несущей способностью (к примеру, мелкий песок) или на сильно заболоченной почве.

Возможные варианты и основные правила армирования

Несмотря на различные типы, размеры, условия использования и схемы монтажа и армирования, для всех плит действуют некоторые одинаковые правила:

1. Плиты от 8 м в длину и перекрытия пролетов устанавливаются при использовании высокопрочной решетки.
2. При армировании применяют сварочные стеки, для изготовления которых на расстоянии до 60 см используют прутья диаметром более 6 мм.
3. Толщину монолитной плиты рассчитывают по отношению к ширине перекрытия в соотношении 1:30 (при меньшем соотношении используют в дополнение прутья).
4. Армируют в один слой, если плита не достигает 15 см в толщине. Если толщина свыше 15 см, армирование делают двухслойным.
5. Опалубку следует выполнять по всей длине.
6. В том месте, где опора делается на колоннах, необходимо продумать вспомогательное укрепление из базовой решетки, ее добавочного усиления, укрепления краев и углов плит перекрытия и несущих стен.

Схема армирования перекрытия.

Рабочее давление на монолитное перекрытие происходит вниз и размещается на платформе равномерно. Сжимающая нагрузка происходит вверху плиты, она отлично выдерживается бетоном без использования дополнительных укреплений. В это же время нижняя часть получает нагрузку на растягивание. Именно нижний арматурный слой в таких условиях примет большее давление.

Если не рассчитать нагрузку правильно, плита может и не выдержать это давление. Поэтому предварительный чертеж и расчет должны предусматривать, каким образом можно обеспечить вспомогательное укрепление. В то же время необходимо соблюдать основные правила того, как армировать. Они будут касаться перекрытий всех типов. Процент армирования тоже необходимо грамотно рассчитать. В дополнение проводят арматуру:

• в нижних решетках посреди несущих опор;
• в нижней решетке посреди несущими стенами;
• в верхней решетке над несущими опорами;
• в нижней решетке над несущими стенами;
• там, где нагрузка особенно сильная;
• в местах локализации отверстий.

Отдельные прутки 400-2000 мм используют еще и для дополнительного армирования.

Хотя работа, связанная с армированием монолитных перекрытий, является трудоемкой, ее можно выполнить самостоятельно. Важно только при этом провести необходимые расчеты при участии специалиста: это обеспечит надежность конструкции и экономию затрат.