Минимальное расстояние между стержнями арматуры в свету

Ограничения при армировании железобетонных конструкций

При общении с энтузиастами строителями, которые не отягощены специализированным образованием, звучит мнение, что чем больше арматуры положить в бетон, тем он будет прочнее. Это не всегда справедливо, ведь кроме площади поперечного сечения арматуры в конструкции, которая растет при увеличении ее количества, на прочность конструкции также влияет ее монолитность. Поэтому важно не только обеспечить необходимое количество металла в бетоне, но и обеспечить эффективное сцепление арматуры с бетоном. Для этого, существуют нормы и ограничения, выведенные как теоретическим, так и практическим путем. Они описаны в регламентирующих проектирование и строительство документах — СНиПах и СП.

Рассмотрим наиболее распространенные в любительском строительстве случаи. Для начала, определимся с терминологией. Арматурой, в пределах данной статьи, будем именовать металлические стержни круглого сечения, использующиеся для армирования железобетонных конструкций. Эти стержни бывают как гладкие, так и рифленые. Для общего понимания, посмотрите на перечень изделий крупного поставщика арматуры «Сталепромышленная компания» в России, здесь https://www.spk.ru/catalog/metalloprokat/sortovoy-prokat/armatura/. Основная функция строительной арматуры — увеличение прочности железобетонной конструкции на растяжение и изгиб.

Что это такое?

Стержневая арматура – обязательный элемент железобетонных конструкций. Это прочные стальные прутья, которые повышают прочность цементного камня на сжатие и изгиб. Это визуально круглые пруты с гладкой либо ребристой поверхностью. Их диаметр (параметр сечения) может варьироваться в пределах 0,4-8 см. Прутья разнятся в зависимости от сортамента, удельного веса, износоустойчивости. Их производят из стали углеродистого и низколегированного типов. Стальные стержни усиливают и поддерживают упругость конструкций. За счет них повышается сопротивляемость сооружений из бетона к нагрузкам.

Благодаря легирующим включениям повышается пластичность и инертность изделий к образованию коррозионных трещин при контакте с растворами бетона. Однако прутья отнюдь не универсальны. У каждого класса свои функциональные возможности, благодаря чему они не могут выполнять одни и те же задачи.

При излишнем напряжении использование арматуры отличается обратным эффектом, образуя трещины в армированных конструкциях.

В соответствии с п.10.3.8 — 10.3.10 СП 63.13330.2012 (СП 63.13330.2018), максимальное расстояние между осями стержней продольной арматуры составляет:

1. в железобетонных балках и плитах:

не более 200 мм — при высоте поперечного сечения h≤150 мм;
не более 400 мм или 1,5 h — при высоте поперечного сечения h>150 мм;

2. в железобетонных колоннах:

не более 400 мм — в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба;
не более 500 мм — в направлении плоскости изгиба.

3. В железобетонных стенах:

не более 400 и не более 2t (t- толщина стены) — между стержнями вертикальной арматуры;
не более 400 — между стержнями горизонтальной арматуры.

Важные примечания!

В балках и ребрах шириной более 150 мм число продольных рабочих растянутых стержней в поперечном сечении должно быть не менее двух.
В балках и ребрах при ширине элемента 150 мм и менее допускается устанавливать в поперечном сечении один продольный стержень.
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.

3. КОНСТРУИРОВАНИЕ

3.1. Напрягаемую продольную стержневую арматуру класса А-V рекомендуется, как правило, выполнять в виде прямолинейных стержней.

Допускается производить оттяжку напрягаемой арматуры; при этом радиусы кривизны отгибаемых стержней рекомендуется принимать равными не менее 15 d (где d — диаметр стержня), а угол наклона стержней — не более 30°.

Перегибы стержней арматуры класса А-V не допускаются.

3.2. Стержневая арматура класса А-V применяется без специальных постоянных анкеров. Устройство временных технологических анкеров на концах арматурных плетей выполняется в виде приваренных коротышей из арматурной стали классов A-I или A- II , из инвентарных анкеров или обжатых шайб (для арматуры диаметром до 18 мм).

3.3. В чертежах железобетонных конструкций, спецификациях и заказах металла стержни горячекатаной арматуры класса А-V проектируются на всю длину изготовляемого элемента без сварных стыков в пределах от 6 до 13 м. Арматура такой длины должна поставляться металлургическими заводами по требованию потребителя.

3.4. В случае необходимости стержни арматуры А-V соединяют контактной стыковой сваркой методом непрерывного оплавления без предварительного подогрева. Применение стыков других типов, в частности, на парных накладках, не допускается.

В конструкциях, подлежащих расчету на прочность, стыки стержней диаметром до 18 мм, выполняемые контактной стыковой сваркой, могут применяться как с зачисткой, так и без зачистки. Стыки стержней диаметром более 18 мм во всех случаях должны применяться с зачисткой.

3.5. Рабочую арматуру балок пролетных строений рекомендуется располагать в пролете преимущественно по эпюре изгибающих моментов.

3.6. При электротермическом натяжении арматуры концевые технологические анкера стержней следует опирать на парные поворотные (или выдвижные) упоры, выводимые из бетона после его отвердения: для стержней, обрываемых по эпюре моментов — в местах обрывов, а для стержней, не обрываемых в пролете, — вблизи его торцов. При этом длина участка от торца изделия до опорной плоскости упора должна быть не менее четырех диаметров стержня.

3.7. При механическом натяжения стержней один конец стержня, обрываемого по эпюре моментов, в месте его обрыва рекомендуется опирать на упор, а второй конец — выводить за торец элемента к захватному устройству домкрата (для симметричного стержня опирание на упор производят с противоположной стороны балки). При соответствующем обосновании это решение может быть применено и при электротермическом натяжении арматуры. В этом случае конец стержня, выведенный за торец элемента, может опираться на неподвижный или подвижный упор.

3.8. Толщину защитного слоя на опорных участках следует принимать равной не менее двух диаметров арматуры и не менее:

Читать еще: Можно ли залить фундамент без арматуры?

для балок — 40 мм, для плит — 20 мм, для остальных конструкций — 30 мм.

Для стержней диаметром до 25 мм максимальная толщина защитного слоя принимается равной 50 мм.

3.9. Минимальные расстояния в свету между стержнями напрягаемой арматуры должны назначаться:

— не менее 3 см и не менее 1,5 диаметров стержней по всей длине конструкции — при расположении стержней в три и более рядов, и в пределах зоны передачи усилия на бетон — при любой числе рядов;

— не менее 3 см — в остальных случаях.

3.10. При армировании конструкций арматурой класса А-V рекомендуется применять каркасы, в которых вся монтажная и распределительная арматура соединена сваркой, согласно п. 5.10 СН 365-67.

3.11. В пределах приопорных участков балочных конструкций в соответствии с расчетом на местные напряжения рекомендуется увеличивать ширину сечения концов элемента или устраивать опорные тумбы на участке длиной не менее 20 диаметров продольной арматуры, устанавливая дополнительную поперечную ненапрягаемую арматуру в виде сварных сеток или спиралей.

Шаг поперечных сеток или витков спиралей должен быть не более 8-10 см, из стержней не менее: для спиралей -6 мм, для хомутов и сеток — 8 мм.

3.12. В зонах расположения выдвижных или поворотных упоров — в местах обрывов стержней и на приопорных участках балок пролетных строений с арматурой А-V — необходимо устанавливать дополнительную арматуру в виде спиралей, поперечных и продольных стержней или хомутов, расположенных по контуру ниши упора, согласно п. 5.9 СН 365-67.

3.13. Концы стержней напрягаемой арматуры класса А-V, выступающие из бетона в торцах элементов, должны быть обетонированы. При этом рекомендуется бетон марки не ниже 300, надежно связанный с конструкцией при помощи выпусков.

Требования нормативных документов к арматурным соединениям

При соединении прутков вязальным методом важно учитывать ряд факторов:

взаимное расположение арматуры в пространственном каркасе;
особенности размещения участков с нахлестом относительно друг друга;
длину участка перехлеста, определяемую сечением стержня и маркой бетона.

При расположении участка с расположенными внахлест стержнями в зоне максимальной нагрузки, следует увеличить величину перехлеста до 90 диаметром соединяемых стержней. Строительные нормы четко указывают размеры стыковочных участков.

На длину стыка влияет не только диаметр поперечного сечения, но и следующие моменты:

величина действующей нагрузки;
марка применяемой бетонной смеси;
класс используемой стальной арматуры;
размещение стыковых узлов в пространственном каркасе;
назначение и область применения железобетонной продукции.

Следует обратить внимание, что величина нахлеста уменьшается при возрастании марки применяемого бетона.

В тех случаях, когда используется вязальная проволока, дистанция между стержнями нередко принимается равной нулю, так как в данной ситуации она зависит исключительно от высоты профильных выступов

Рассмотрим изменение величины нахлеста, воспринимающего сжимающие нагрузки, для арматуры класса А400 с диаметром 25 мм:

для бетона марки М250 стержни фиксируются с максимальным перехлестом, равным 890 мм;
бетонирование арматурной решетки раствором марки М350 позволяет уменьшить нахлест до 765 мм;
при возрастании марки применяемого бетона до М400 нахлест прутков уменьшается до 695 мм;
заливка арматурного каркаса бетонным раствором М450 позволяет уменьшить перехлест до 615 мм.

Для усилений растянутой зоны арматурного каркаса перехлест для указанной арматуры увеличен и составляет:

1185 мм для бетона М200;
1015 мм для бетона М350;
930 мм для бетона М400;
820 мм для бетона М450.

При выполнении мероприятий, связанных с армированием, важно правильно располагать участки нахлеста, и учитывать требования строительных норм и правил.

Следует придерживаться указанных рекомендаций:

равномерно распределять соединения по всему арматурному каркасу;
выдерживать минимальное расстояние между стыками не менее 610 мм;
учитывать марку бетонного раствора и сечение арматурных стержней.

Соблюдение требований строительных норм гарантирует прочность и надёжность бетонных конструкций, усиленных арматурным каркасом. Детально изучив рекомендации СНиП, несложно самостоятельно подобрать требуемую величину перехлеста арматуры с учетом конструктивных особенностей железобетонного изделия. Рекомендации профессиональных строителей позволят не допустить ошибок.

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.

Читать еще: Узоры из арматуры своими руками

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.

Зачем армировать колонны?

Арматурный каркас увеличивает такие показатели бетонной колонны, как:

Прочность.
Сейсмостойкость.
Устойчивость к появлению трещин.
Долговечность.

На сколько, сильно увеличатся данные показатели, зависит от диаметра используемой арматуры и марки бетона. Так же армирование даёт возможность заливать колонны не только с простой формой поперечного сечения – квадратной и прямоугольной. Но и более сложной – двутавровой и круглой (сплошной и полой).

Защитный слой бетона для арматуры СНиП 52-01-2003

Защитный слой бетона

7.3.1Защитный слой бетона должен обеспечивать:

— совместную работу арматуры с бетоном;

— анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыковарматурных элементов;

— сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в томчисле при наличии агрессивных воздействий);

— огнестойкость и огнесохранность конструкций.

7.3.2Толщину защитного слоя бетона следует приниматьисходя из требований 7.3.1 с учетом роли арматуры в конструкциях (рабочая иликонструктивная), типа конструкций (колонны, плиты, балки, элементы фундаментов,стены и т.п.), диаметра и вида арматуры.

Толщину защитного слоя бетона для арматуры принимают не менеедиаметра арматуры и не менее 10 мм.

Минимальное расстояние между стержнями арматуры

7.3.3Расстояние между стержнями арматуры следует приниматьне менее величины, обеспечивающей:

— совместную работу арматуры с бетоном;

— возможность анкеровки и стыкования арматуры;

— возможность качественного бетонирования конструкции.

7.3.4Минимальное расстояние между стержнями арматуры всвету следует принимать в зависимости от диаметра арматуры, размера крупногозаполнителя бетона, расположения арматуры в элементе по отношению к направлениюбетонирования, способа укладки и уплотнения бетона.

Расстояние между стержнями арматуры следует принимать не менеедиаметра арматуры и не менее 25 мм.

При стесненных условиях допускается располагать стержни арматурыгруппами-пучками (без зазора между стержнями). При этом расстояние в светумежду пучками следует принимать не менее приведенного диаметра условногостержня, площадь которого равна площади сечения пучка арматуры.

Продольная арматура

7.3.5Относительное содержание расчетной продольнойарматуры в железобетонном элементе (отношение площади сечения арматуры крабочей площади поперечного сечения элемента) следует принимать не менеевеличины, при которой элемент можно рассматривать и рассчитывать какжелезобетонный.

Минимальное относительное содержание рабочей продольной арматуры вжелезобетонном элементе определяют в зависимости от характера работы арматуры(сжатая, растянутая), характера работы элемента (изгибаемый, внецентренносжатый, внецентренно растянутый) и гибкости внецентренно сжатого элемента, ноне менее 0,1 %. Для массивных гидротехнических сооружений меньшиезначения относительного содержания арматуры устанавливаются по специальнымнормативным документам.

7.3.6Расстояние между стержнями продольной рабочейарматуры следует принимать с учетом типа железобетонного элемента (колонны,балки, плиты, стены), ширины и высоты сечения элемента и не более величины,обеспечивающей эффективное вовлечение в работу бетона, равномерноераспределение напряжений и деформаций по ширине сечения элемента, а такжеограничение ширины раскрытия трещин междустержнями арматуры. При этом расстояние между стержнями продольной рабочейарматуры следует принимать не более двукратной высоты сечения элемента и неболее 400 мм, а в линейных внецентренно сжатых элементах в направленииплоскости изгиба — не более 500 мм. Для массивных гидротехнических сооруженийбольшие значения расстояния между стержнями устанавливаются по специальнымнормативным документам.

Поперечное армирование

7.3.7В железобетонных элементах, в которых поперечная силапо расчету не может быть воспринята только бетоном, следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не более величины, обеспечивающей включение в работу поперечной арматуры при образовании и развитиинаклонных трещин. При этом шаг поперечной арматуры следует принимать не болееполовины рабочей высоты сечения элемента и не более 300 мм.

7.3.8В железобетонных элементах, содержащих расчетнуюсжатую продольную арматуру, следует устанавливать поперечную арматуру с шагомне более величины, обеспечивающей закрепление от выпучивания продольной сжатойарматуры. При этом шаг поперечной арматуры следует принимать не болеепятнадцати диаметров сжатой продольной арматуры и не более 500 мм, аконструкция поперечной арматуры должна обеспечивать отсутствие выпучиванияпродольной арматуры в любом направлении.

Анкеровка и соединения арматуры

7.3.9В железобетонных конструкциях должна бытьпредусмотрена анкеровка арматуры, обеспечивающая восприятие расчетных усилий в арматуре в рассматриваемомсечении. Длину анкеровки определяют из условия, по которому усилие, действующее в арматуре, должно быть воспринято силами сцепления арматурыс бетоном, действующими по длине анкеровки, и силами сопротивления анкерующих устройств в зависимости от диаметра и профиля арматуры,прочности бетона на растяжение, толщины защитного слоя бетона, вида анкерующихустройств (загиб стержня, приварка поперечных стержней), поперечногоармирования в зоне анкеровки, характера усилия в арматуре (сжимающее илирастягивающее) и напряженного состояния бетона на длине анкеровки.

7.3.10Анкеровку поперечнойарматуры следует осуществлять путем ее загиба и охвата продольной арматуры илиприваркой к продольной арматуре. При этом диаметр продольной арматуры долженбыть не менее половины диаметра поперечной арматуры.

7.3.11Соединение арматуры внахлестку (без сварки) должнобыть осуществлено на длину, обеспечивающую передачу расчетных усилий от одногостыкуемого стержня к другому. Длину нахлестки определяют по базовой длинеанкеровки с дополнительным учетом относительного количества стыкуемых в одномместе стержней, поперечной арматуры в зоне стыка внахлестку, расстояния междустыкуемыми стержнями и между стыковыми соединениями.

Читать еще: Расчет стеклопластиковой арматуры для фундамента

Необходимые инструменты и материалы

Прежде чем приступить к строительно-монтажным работам нужно заранее собрать необходимые инструменты и приспособления:

Рулетка или другой измерительный инструмент, чтобы выполнить замеры по месту;
Угловая шлифовальная машина (по-простому «болгарка»), чтобы раскраивать арматуру;
Специализированный крючок (можно изготовить самостоятельно), клещи или профессиональный пистолет, чтобы вязать проволоку;
Специальный инструмент, чтобы сгибать прутья.

Какая арматура нужна для плитного фундамента

Любой пруток, использующийся в каркасе фундамента, должен соответствовать требованиям ГОСТ 5781 от 1982 года. Однако у арматуры, как и у большинства конструкционных материалов, существует классификация:

AIII – соответствует маркировке A400 и А500, имеет переменное сечение, в народе именуется «рифленкой»;
AII – соответствует действующему классу A300, сечение периодическое, разряженное;
AI – новая маркировка A240, профиль гладкий.

Для фундамента используют арматуру A400 (AIII), имеет серповидный профиль.

В продаже вы чаще всего встретите стержни класса A500С (для сварных сеток, каркасов) либо A500. Арматура с индексом С на конце подходит для сварки и для вязки, без индекса — только для вязки.

Ввиду сложности расчетов и небольших габаритов зданий в малоэтажном строительстве рекомендуется упрощенная схема. Две сетки на расстоянии 10 см по вертикали минимум с одинаковыми ячейками. Если застройщик хочет сэкономить на заливке плиты, расчет следует заказать специалистам, которые сделают расчет минимально необходимого армирования, применят тонкую арматуру в центре фундамента, усилят периметр, места прохождения внутренних стен.

Если размеры фундамента больше 3 м по любой стороне плиты, рекомендуется использовать прутки минимум 12 мм. Для определения минимально возможного сечения применяется методика:

расчет сечения плиты – длина, умноженная на толщину (например, 6 м х 0,3 м);
вычисление минимально допустимой площади прутка в сечении – предыдущая цифра делится на процент армирования минимальный (0,3% для бетона В20, 0,15% для марки В22,5, 0.1% для марки В15), для этого примера 1,8 м²/0,15 = 27 см²;
расчет площади арматуры в каждом ряду – полученный результат делится пополам (в примере 27/2 = 13,5 см²);
определение минимально допустимого сечения прутка в зависимости от шага сетки (13,5 см²/ 31 стержень через 20 см для плиты длиной 6 м = 0,42 см²;

В ГОСТ 5781 имеется таблица сортаментов с сечениями арматуры разного диаметра. Например, для диаметров прутка 14 мм, 12 мм, 10 мм это значение составит 1,54 см², 1,13 см², 0,785 см², соответственно. Таким образом, даже 10 мм арматура обеспечивает вдвое большее значение процента армирования в сравнении с минимальным. Вязка производится в пятне застройки после раскладки порядно.

Шаблон для укладки арматуры.

Затем необходимо правильно подсчитать общее количество сортамента металлопроката каждого диаметра. Стержни продаются 11,7 м длины, нахлест при продольной анкеровке составляет 40 диаметров арматуры. Длина заготовки для каждого П-образного хомута равна 5 размерам толщины плиты, их количество совпадает с общим числом продольных, поперечных прутков в одной сетке. Пересчитать длину в килограммы можно по таблицам из того же ГОСТ, однако на каждом строительном рынке имеются аналогичные таблицы перевода.

Верхняя сетка укладывается на подставки, самыми популярными в частном строительстве являются:

паук – П-образный хомут с изогнутыми в противоположных направлениях лапками;
поддерживающий каркас – изогнутая под прямым углом решетка.

Длина каждой из них рассчитывается индивидуально с учетом 2 шт/м².

Паук из арматуры диаметром 8 мм, такие элементы необходимо изготовить заранее для укладки верхней сетки.