Способ армирования железобетонных конструкций

Виды армирования.

Армирование является неотъемлемой частью производства железобетонных конструкций. Высокая эффективность применения арматурных изделий доказана на практике как в частном домостроении, так и при строительстве ответственных объектов.

● В высотных строениях арматурный каркас служит основой всей конструкции. Стержни арматуры переходят из одного элемента в другой, создавая при этом крепкую связь между собой, что придаёт необходимую жёсткость каркасу сооружения.

● Затвердевший бетон способен выдерживать серьёзные нагрузки на сжатие — порядка 1000 кг/см ² , но плохо переносит нагрузки на растяжение, разрыв и излом. Введённые в бетон арматурные стержни принимают на себя нагрузки на растяжение, хотя и не так устойчивы к нагрузкам на изгиб и сжатие. Практически любая строительная конструкция подвергается комбинированным нагрузкам и сочетание двух дополняющих друг друга материалов придаст необходимую прочность конструкции. В результате комбинации бетона и арматуры получается железобетон — этот материал способен успешно противостоять нагрузкам на сжатие, излом и изгиб.

● Железобетонные изделия условно можно разделить на те, которые производятся непосредственно на строительном объекте и те, что произведены в заводских условиях. В последних используется в основном предварительно напряжённая арматура — непосредственно перед заливкой бетона в форму арматурные стержни при помощи специальных устройств растягивают, то есть напрягают. После отвердения напряжение в стержнях остаётся и арматура поджимает весь элемент вдоль себя — это в значительной степени повышает механические свойства произведённой детали, способной выдерживать серьёзные нагрузки на изгиб.

Способы армирования

● Стержневое армирование применяется для несущих и отдельно стоящих элементов зданий. При стержневом армировании в раствор монтируется армосетка или армокаркас — эта система стержней распределяет нагрузку внутри конструкции.

● Дисперсное армирование применяется при устройстве полов и стяжек. При нём происходит добавление в жидкий раствор фибровых волокон или металлической стружки, что придаёт монолитному участку стойкость к истиранию и необходимую жёсткость. Дисперсное армирование может применяться вместе со стержневым.

● Слоевое армирование используется при отделочных и ремонтных работах. Этот тип армирования подразумевает включение в слой жидкого раствора или шпатлёвки сетки для придания стабильности отделочного слоя.

Класс арматуры

● Чаще всего при армировании используются наиболее распространённые марки и диаметры стержней. В этот «оптимальный разряд» входят стержни диаметром 6-18 мм.

● Классы арматуры оптимального разряда:

• А1 (А240). Гладкий прут Ø 6-12 мм — в бухтах, бобинах, мотках; Ø 12-40 мм — в прутах (круг).

• А2 (А300). Имеет винтовые рёбра. Ø 10–12 мм — в бухтах, 12-40 мм — в прутах.

• А3 (А400). Поперечные рёбра расходятся «ёлочкой» от продольного ребра. Ø 6-12 мм — в бухтах, 12-40 мм — прутах.

• Прочие марки используются на объектах с повышенными требованиями и производятся из более качественной стали под заказ.

● Два вида армирования бетона:

1. Плоская сетка, причём при необходимости она может быть изогнута. Сетка используется для лежачих плит и стяжек.
2. Пространственный каркас применяется для объёмных элементов конструкций: колонн, перемычек, балок, армопояса, стен, и т. д. Устроенные на фиксированном расстоянии друг от друга две сетки — это уже каркас.

Показатели каркасов и сеток для разных конструкций

Наименование элемента	Марка арматуры	Диаметр стержня, мм	Шаг ячейки, мм	Примечание
Подбетонка, отмостка	А1, А2, А3	8	150-250	Ненагруженные участки
Лежачая плита, лежачая балка (армопояс)	А2, А3	12-16	150-200	Не глубже 50 мм от верха плиты
Балка фундамента, висячая балка, висячая плита	А3	16-18	100-160	В зависимости от наличия усилений и мест привязки, нагрузки
Колонна, упорная стенка	А3	14-18	100-160	Зависит от приложенной нагрузки
Бортик	А2, А3	12-16	120-160	Без существенной нагрузки
Стена здания	А3	16	100-160	В зависимости от привязки

Сварка арматуры

● В определённых случаях сварка арматуры должна выполняться в обязательном порядке:

• При установке закладных деталей, на которых сосредоточена большая нагрузка. Закладные детали ввариваются в каркас для более лучшего распределения нагрузки на стержни.

• Сварка перехлёстов — продольных стыков. Перегретая арматура может сохранять до 70 % своих свойств на растяжение, а на перехлёсте она получается сдвоенной.

• Во время реконструкций зданий и сооружений крепление по месту к уже существующим закладным деталям или стальным элементам.

● Наиболее распространённой ошибкой при арматурных работах является использование электросварки для соединения элементов каркаса в случаях, когда для этого нет необходимости. В каких случаях нельзя использовать электросварку :

• При сварочных работах неизбежно происходит перегрев металла. При производстве арматуры классов А1, А2, А3 используется сталь с относительно высоким содержанием углерода. После нагрева высокоуглеродистая сталь теряет до 50% своих свойств по прочности.

• Неравномерное распределение нагрузки. Приваренный участок стержня работает отдельно от остальной его части и поэтому в местах сварки возникают ненормальные напряжения, хотя напряжение должно быть распределено равномерно по всей длине стержня.

• Если каркас собран неправильно, то ввиду отсутствия возможности его переделать придётся его утилизировать.

• При электросварке велика возможность поражения током работающих поблизости.

• Повышенные расходы на электроэнергию.

● Для расчёта армирования конструкций в частном домостроении достаточно будет придерживаться основных правил. При строительстве крупных и ответственных сооружений необходимы глубокие расчёты. Расчёты, допуски и требования к конструкциям с использованием армирования, описаны в следующих документах:

• СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» и приложением к нему «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию».

• ГОСТ 10884-94 «Сталь для железобетонных конструкций»

● Сортамент арматуры как показатель возможных характеристик арматурных изделий: марки стали, площадь сечения стержня, вес погонного метра и другое. Значения точных характеристик арматурных изделий необходимы при более сложных расчётах.

Источник

1.2. Способы армирования железобетона

Арматуру в железобетонных конструкциях устанавливают для восприятия растягивающих усилий, а так же для усиления сжатых зон конструкции. Необходимое количество арматурных стержней определяют расчетом с учетом нагрузки по СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Основная — несущая арматура называется рабочей. Дополнительная арматура, устанавливаемая по конструктивным и технологическим соображениям, называется монтажной.

Рабочую и монтажную арматуру объединяет в арматурные изделия – сварные и вязанные сетки и каркасы, размещенные в железобетонных конструкциях в соответствии с характером их работы под нагрузкой.

По способу применения при армировании конструкций различают:

— напрягаемую арматуру (подвергаемую предварительному напряжению);

— ненапрягаемую арматуру (обычное армирование).

При обычном армировании при сравнительно небольших нагрузках в бетоне появляются трещины, т.к. арматура работает совместно с бетоном, а предельно допустимые деформации у них различны: у бетона 1-2 мм на 1 м длины. Сталь же при подобных нагрузках способна растягиваться в 5-6 раз больше чем бетон.

Сквозные трещины в бетоне недопустимы, т.к. они способствуют коррозии арматуры. При обычном армировании применяют арматуру классов А-I, А-II.

Смысл напряженного армирования заключаются в том, что по всей высоте поперечного сечения конструкции бетон сжат.

При действии внешней нагрузки на конструкцию, прежде чем бетон в растянутой зоне включится в работу, должна растянутся арматура до такой степени, которая компенсирует величину усилия, сжимающего бетон, за счет предварительного напряжения арматуры.

Напряженную арматуру изготавливают из низколегированной стали (арматура классов А-III и выше).

Предварительное напряжение арматуры производят, либо предварительно натягивая ее на упоры (с помощью домкратов) в процессе изготовления конструкции, либо на бетон — непосредственно на строительной площадке. При этом в оставленный при изготовлении конструкции специальный канал помещают арматуру, натягивая ее с помощью гаек. Затем зазор в канале между арматурой и бетонной стенкой заполняют строительным раствором. После затвердения раствора снимают фиксаторы и арматура обжимает бетон.

1.3.Общие сведения о монолитном железобетоне

Монолитный железобетон отличается от сборного тем, что из него непосредственно на строительной площадке, а не на заводе изготавливают конструктивные элементы зданий и даже целые сооружения (Останкинская телебашня и т. п.).

Для этого изготавливают специальную опалубку (форму), соответствующую форме части конструктивного элемента здания, либо части инженерного сооружения. Затем в эту форму помещают стальную арматуру в виде каркаса. После этого форму заполняют бетонным раствором и выдерживают в течение заданного времени (до набора минимальной прочности — приблизительно 7 суток), а затем опалубку снимают и изготавливают следующий участок.

2. Основные типы железобетонных конструкций

Из железобетона изготавливают несущие конструкции зданий (колонны, балки, фермы), ограждающие (навесные стеновые панели), а так же конструкции, которые выполняют одновременно и несущую, и ограждающую функции (плиты перекрытий и покрытий).

В зависимости от назначения конструкции воспринимают различные виды нагрузок. Вид воспринимаемой нагрузки определяет характер армирования конструкции, конфигурацию её поперечного сечения и особенности поведения в условиях пожара. Поэтому отдельно рассмотрим типы конструкций, работающих на растяжение, сжатие, изгиб.

Источник

Технология армирования бетона

Благодаря своим свойствам и характеристикам, железобетон позволяет, строить многоэтажные дома, промышленные здания, склады, технологические объекты различной формы. Армирование бетона позволяет укрепить его структуру, и сделать ее более устойчивой к большим нагрузкам.

Для чего нужно армировать бетон

Разница между армированным бетоном и простым в его прочностных характеристиках. Материал хорошо переносит нагрузку на сжатие, но не способен без дополнительного усиления противостоять нагрузкам на растяжение и изгиб. Для этого бетон армируют другим материалом, у которого показатель прочности выше. Применяют данную технологию в монолитном строительстве при возведении оснований, стен, колонн, лестниц, перекрытий и других железобетонных конструкций.

Преимущества и недостатки

Технология армирования бетона имеет ряд неоспоримых преимуществ:

• повышение устойчивости к механическим нагрузкам, прочности;
• увеличивается показатель жесткости;
• устойчивость к сильному нагреванию, температурным перепадам, замерзанию;
• снижение риска образования трещин в бетонном изделии при усадке;
• равномерное распределение нагрузки по всей площади фундамента;
• увеличение долговечности бетонной конструкции.

Недостатков у данной технологии всего один, это значительное увеличение стоимость строительных работ.

Способы и материалы для армирования бетона

Есть 3 вида усиления бетонных изделий, которые активно применяются в строительстве, они имеют свои особенности и преимущества. Самый применяемый способ, это укрепление бетона арматурой.

Стержневое армирование

Первый вариант выполнения стержневого армирования бетона ненапряженный. Представляет собой композицию стеклопластиковых или стальных стержней периодического и гладкого профиля, соединённых между собой с помощью проволоки или сварки, в единый металлический каркас. Он помещается в опалубку и заливается бетоном, в результате получается железобетонная конструкция.

Арматура в бетоне придает ему способность выдерживать механические нагрузки на скручивание, растяжение и изгиб. Благодаря этому появилась возможность строительства высотных зданий разнообразных форм.

Второй способ предварительно напряжённое армирование. Это когда перед укладкой бетонной смеси, трос или стальную арматуру с высоким показателем прочности на растяжение, натягивают специальными устройствами. После того как бетон наберет необходимую прочность устройства отсоединяют, и арматура либо трос передают силу предварительного натяжения бетону.

Железобетонные элементы, изготовленные по данной технологии, обладают меньшим прогибом и повышенным показателем трещиностойкости, что дает возможность перекрывать пролеты большой длины при одинаковом сечении с ненапряженными конструкциями.

Дисперсное

Данная технология подразумевает добавление в жидкий бетон мелкодисперсных волокон. Для их изготовления используют материалы: сталь, базальт, полипропилен, стекло.

Чаще всего фибру применяют при армировании стяжек. Ее добавление улучшает структуру бетона, и он становится прочнее, это способствует:

• повышению трещиностойкости;
• противостоянию воздействию агрессивной среды;
• увеличивается срок службы – долговечность.

При дисперсном армировании бетона металлической фиброй, процент появления усадочных трещин уменьшается на 20-25%, а полимерной на 60-90%, когда при армировании металлической сеткой этот показатель равен 6%.

Сеточное

Для армирования используют готовые сетки из стали, композитов или полимеров. Размер ячейки, как и диаметр используемой арматуры, может существенно отличаться, в зависимости от типа бетонной конструкции. Самые ходовые размеры ячейки варьируют в пределах от 50-200 мм.

Металлические сетки бывают 2 видов.

1. Тяжелые. Изготавливаются из арматуры диаметром от 6 до 40 мм. Стандартные размеры: ширина 650 – 3050 мм, длина до 9000 мм. По согласованию с производителем допускается изготовление сеток и большего размера.
2. Легкие. Могут транспортироваться в рулонах, изготавливают из стальных прутов от 3 до 10 мм.

Главное преимущество использования сеток, это то, что не надо самостоятельно размечать, связывать или сваривать арматуру, достаточно ее разложить и соединить между собой по чертежу.

Но есть существенный минус. При монтаже тяжелых сеток требуется задействовать тяжелую технику, чаще всего это автокран.

Нормы и требования к армированию бетона

Для получения максимально прочного, долговечного, устойчивого к большим нагрузкам железобетона, были разработаны определенные требования, которых важно придерживаться.

1. Для выполнения поперечного или продольное армирование, без предварительного напряжения, нужно использовать арматуру класса А500С, А600 или А400, для сварных сеток и каркасов, классов В500 и Вр500. Второстепенное поперечное усиление может быть изготовлено на основе стержневой горячекатаной гладкой арматуры класса А240.
2. Для усиления предварительно напряженных элементов использовать: горячекатаную, термомеханически упрочненную арматуру периодического профиля классов А600, А800 и А1000; холоднодеформированную Вр1200 и Вр1600; канатную 7-проволочную К1400, К1500, К1600, К1700.
3. Расход арматуры на 1 м3 бетона напрямую зависит от типа конструкции и нагрузки, которой она должна противостоять, так этот показатель может быть как 20 кг, так и 300 кг.
4. Соблюдение защитного слоя бетона для арматуры. Не менее диаметра арматуры, и не менее 1 см.
5. Если арматура уже использовалась, ее нельзя применять повторно для создания основного усиливающего каркаса.

Отдельное внимание нужно уделить тому, как соединять металлические пруты между собой в единую армирующую конструкцию. Доступные варианты – сварка или вязка арматуры с помощью вязальной проволоки. Рекомендуется второй способ, так как металл при вязке, не нагревается и сохраняет свои первоначальные свойства.

Применения технологии армирования бетона в строительстве

Конструкции из железобетона применяются в различных направлениях строительства. В этой сфере можно выделить несколько наиболее популярных вариантов применения технологии армирования, которая является обязательной.

Ленточный фундамент

Армирующий каркас имеет форму прямоугольной ленты из 4-16 стальных продольных прутов периодического профиля, соединенных между собой поперечными элементами, кусочками арматуры или хомутами (количество необходимой арматуры зависит от размера основания). Все части каркаса соединяются между собой в единое целое сваркой или вязкой. Затем его выравнивают в опалубке, и заливают бетоном.

Если неправильно выполнить армирование ленточного фундамента, тогда он не сможет противостоять действующим на него нагрузкам, и с годами на нем и стенах дома могут появиться трещины.

Стяжка пола

Чаще всего для армирования стяжки используют металлические сетки, или изготовленные из композитной арматуры. Данный способ подходит больше при самостоятельном выполнении работ. Если использовать фибру из стали или стекловолокна, тогда лучше заказать готовый бетон, так как самостоятельно качественно его замешать очень сложно.

Усиленная стяжка более стойкая к появлению трещин при температурных перепадах, механических воздействиях, что существенно увеличивает ее срок службы.

Возведение колонн

При армировании колонн основные стержни располагаются вертикально, их количество зависит от формы и размера колонны. Соединяются они между собой в единый каркас с помощью горизонтальных поперечных элементов в виде хомутов.

Совместная работа арматуры с бетоном увеличивают показатели несущей способности колонны где-то на 25 %. Так например 3 метровая колонна 30 на 30 см, армированная 4 прутами диаметром 16 мм, способна выдержать нагрузку около 135 тонн.

Плитный фундамент

Армированный плитный фундамент, представляет каркас из 2 слоев сетки, которые соединены между собой пространственными каркасами. По краям сетки соединяются между собой «П» образным элементами. Основная часть арматурного усиления расположена на нижнем слое сетки, так как основная нагрузка приходится на нее.

Монолитный плитный фундамент обладает хорошей несущей способностью, благодаря своей форме, в виде цельной железобетонной подушки, он позволяет возводить здания различной формы на сложных грунтах.

Советы от специалистов

Для качественного армирования бетона арматурой и сеткой, рекомендуется придерживаться советов профессионалов в данной области.

1. Перед началом сборки металлической сетки или армирующего пояса для усиления фундамента, несущих колонн, балок, нужно осмотреть арматуру на наличие повреждений.
2. Осмотреть поверхность металлических прутьев на наличие, которая могла бы нарушить структуру металла и уменьшить диаметр стержня. Легкий налет ржавчины, не являются критичными, щелочь, содержащаяся в бетоне, ее разъедает.
3. Металлический каркас должен находиться на высоте минимум 7 см от почвы (дна ямы). Для этого рекомендуется устанавливать пластиковые фиксаторы для арматуры.
4. Соблюдение радиуса загиба арматуры. Согнутые под меньшим углом пруты теряют свои первоначальные прочностные свойства, и не могут использоваться в качестве основного армирования.
5. Элементы усиливающего каркаса, которые являются несущими (они будут принимать на себя самую большую нагрузку), изготавливаются из металлических прутов с ребристыми поверхностями. За счет периодического профиля обеспечивается лучшее сцепление арматуры с бетоном. Поэтому такая форма профиля арматуры в бетоне является предпочтительной при армировании.
6. При воздействии на железобетонную конструкцию влаги в процессе эксплуатации, чаще всего это фундаменты. Для защиты арматуры от образования ржавчины, рекомендуется добавить в бетонный раствор специальные гидроизоляционные добавки.

Армирование бетона будет эффективным только в том случае, если правильно выбрать материал для сборки усиливающего каркаса, грамотно соединить между собой элементы конструкции. За счет этого значительно увеличится долговечность бетонного изделия, его устойчивость к воздействию факторов окружающей среды, нагрузке от сезонного движения почвы, массы постройки.

Источник