зачем нужна вертикальная арматура
Какую функцию выполняет вертикальная арматура
Надежное основание является залогом долговечности и качества будущего дома. Качество основания дома зависит от многих факторов: качества бетона, типа фундамента, правильности гидроизоляции и дренажа. Бетон имеет высокую прочность на сжатие, но не очень большую на разрыв. Этот недостаток бетона компенсируется металлической арматурой, проложенной вдоль ленты фундамента внизу и вверху.
В качестве арматуры используют стальные стержни ребристого или гладкого профиля. Продольная арматура придает фундаменту прочность на изгиб и разрыв. Прочность на срез можно обеспечить с помощью вертикальных арматурных прутьев. Поскольку фундамент испытывает небольшие нагрузки на срез, то вертикальная арматура выполняет вспомогательные функции и чаще всего она играет роль стоек, необходимых для удержания нижнего и верхнего арматурных поясов.
Как правило, для ленточных малозаглубленных фундаментов применяют по 2 – 4 арматурных прутья в нижнем и верхнем поясах соответственно. Расстояние между поясами основной арматуры должно составлять не больше трехсот миллиметров. Прутья вертикальной арматуры должны располагаться на расстоянии 0,5 – 0,8 метра. Для защиты стальной арматуры от разных воздействий окружающей среды используется слой бетона.
Для армирования фундамента используют горячекатаную металлическую арматуру с периодическим профилем. Толщину арматурных стержней рассчитывают еще на стадии проектирования фундамента. Для рабочей арматуры обычно используют прутья диаметром 10 – 22 мм, а для вспомогательной – примерно 4 – 10 мм.
Чтобы понять, как правильно расположить арматуру, надо вначале изучить в какой последовательности должна вязаться арматура.
1. По периметру фундамента в землю вбивают прутья диаметром 8 – 10 миллиметров на расстоянии 0,5 – 0,8 метра друг от друга.
2. На вертикальную арматуру вяжут два пояса основной арматуры (верхний и нижний).
3. Если все сделать правильно, то получится надежный и крепкий каркас, который не сможет потерять форму даже после того, как его зальют бетоном.
Возможно, многим застройщикам немного непонятно, зачем нужна вертикальная арматура. Однако, следует учесть, что вертикальные прутья, хотя и не испытывают особой нагрузки, но делают конструкцию намного устойчивее и значительно снижают риск деформирования арматурной сетки при заливании бетона. Вертикальные прутья сваривают с горизонтальными на расстоянии пяти сантиметров от края фундамента.
Особо тщательно надо выполнять армирование при самостоятельном возведении фундамента. Арматурные прутья следует закладывать внахлест, зацепляя за вертикальную арматуру. Главное внимание при этом должно уделяться углам. Специалисты рекомендуют устанавливать в углах загнутые арматурные прутья под наклоном. Прутья, расположенные внутри углов, должны пересекаться между собой и дотягиваться до наружной части стены. В противном случае сооружение будет непрочным.
После установки арматуры необходимо сделать вентиляционные отверстия, а затем залить все бетоном. Чтобы рассчитать необходимое количество бетона, надо измерить длину, высоту и ширину контура основания. Чаще всего фундаментную ленту делают шириной 20 – 40 сантиметров. Что касается высоты, то надо учитывать глубину заложения фундамента и высоту выступающей наземной части. Длина контура состоит из длины периметра внешних стен и длины фундамента под внутренними стенами. Чтобы после залива бетона не появились швы, через которые сможет проникать вода, весь фундамент надо залить за один раз.
Зачем, как и какое количество арматуры потребуется для армирования ленточного фундамента
Главная задача фундамента состоит в передаче нагрузки здания (сооружения) на грунт. Очевидно, что бетон в фундаменте будет испытывать внутреннее усилие на сжатие – сверху давят стены, снизу отпор грунта. Бетон, в отличие от арматуры, на сжатие работает очень хорошо. Так зачем в ленточном фундаменте применяется армирование?
Зачем нужна арматура в ленточном фундаменте
В процессе эксплуатации здания неизбежно возникает осадка. Грунт под подошвой фундамента в условиях давления сверху уплотняется. Чем выше давление, тем сильнее происходит уплотнение. В том случае, если оно строго равномерно по всей протяженности ленточного фундамента, опасные внутренние усилия в фундаменте не возникают.
На практике такая ситуация встречается крайне редко. Не симметричность форм и нагрузок обуславливает неравномерное давление. С целью снижения неравномерности осадки в пределах одного здания обычно применяют фундаментные ленты разной ширины. Больше нагрузка – больше ширина. Но даже в этом случае полностью уравнять значения давлений под подошвой фундамента невозможно.
Кроме того, нельзя поручиться за абсолютную идеальность основания фундамента (грунта). Различные включения в грунтовой толще также формируют неравномерность осадок. Негативное влияние оказывает и неравномерная влажность. Протечка водонесущих коммуникаций, отсутствие отмостки с одной стороны, вероятность появления различных пристроек (дополнительная нагрузка дает дополнительную осадку) – всё это формирует неравномерность осадок.
Условно говоря, поверхность грунта под лентой фундамента стремится стать «кривой» по вертикальному направлению. Наиболее опасными участками становятся углы, а также места со значительными перепадами нагрузок (например, при переменной этажности, наличии колонн, дополнительно нагруженных пилонов и т.д.). Такая ситуация формирует в фундаментной ленте дополнительные внутренние напряжения в виде поперечных сил и изгибающих моментов. Для их восприятия в тело фундаментов вводят арматуру, так как без неё появятся трещины не только в ленте, но и в стенах.
Какая арматура нужна для фундамента
По материалу арматуру разделяют на два вида – стальную и композитную. Последняя появилась сравнительно недавно и, обладая рядом недостатков (как и преимуществ), на сегодняшний день редко применяется в частном строительстве.
Стальная арматура подразделяется на стержневую и проволочную. Для армирования ленточного фундамента применяется стержневая арматура периодического профиля в качестве основной (рабочей, ещё говорят «продольной») и гладкая в виде дополнительной (поперечной).
Рабочая арматура должна иметь хорошее сцепление с бетоном для обеспечения совместной работы. Такую арматуру делают с периодическим профилем, разделяя её на классы по прочности. По ГОСТу времён СССР для частного строительства применяется арматура класса A-III или её аналог по современному ГОСТу – A400. В качестве поперечной арматуры применяют гладкие стержни класса A-I или её современный аналог A240. Арматура по современному ГОСТу отличается несколько изменённым профилем (серповидный). Принципиальных отличий между ними нет.
Арматура периодического профиля.
Арматура гладкого профиля.
Конструктивные требования к ленточным фундаментам и их армированию
В виду некоторой непредсказуемости степени неравномерности осадки точный расчёт требуемого диаметра для ленточного фундамента едва ли возможен. Поэтому за десятилетия строительства и эксплуатации зданий были выработаны конструктивные требования к армированию ленточного фундамента.
Схема армирования ленточного фундамента. Продольное стыкование рабочей арматуры. Армирование углов.
Схему армирования ленточного фундамента рассмотрим на примере одноэтажного дома с мансардой размером в плане 10×6м.
Пример армирования ленточного фундамента.
Продольное армирование выполнено шестью стержнями арматуры класса A-III диаметром 12мм. Поперечное – хомутами из арматуры класса A-I диаметром 8мм. Шаг хомутов принят в области углов и Т-образных пересечений 200мм, в остальных местах 600мм.
Углы и места Т-образных пересечений усилены угловыми и диагональными вутами из арматурных стержней класса A-III диаметром 12мм. Нахлест вут в области примыкания к продольным стержням принят 50 диаметров (50х12мм=600мм).
Стыкование по длине рабочих стержней армирования в таком случае можно выполнить нахлёстом по длине идентичной протяженности (600мм). В таких местах также целесообразно ставить хомуты с учащенным шагом (200мм). Длина арматурных стержней достигает 11,7м. По возможности с целью сокращения объемов работ стоит избегать продольных соединений.
Армирование углов и Т-образных пересечений также допускается выполнять так называемыми лапками. Они представляют собой Г-образный загиб продольных стержней на всё ту же величину 50d.
Пример армирования угла ленточного фундамента лапками.
При армировании ленточного фундаменты следует выполнять требования по защитному слою арматуры – во избежание ржавления. Для фундаментов величина защитного слоя составляет 40мм у боковых и верхней граней. Для подошвы так же допускается принимать 40мм в случае устройства подготовки из бетона кл. В2,5…В10 толщиной 100мм. В противном случае защитный слой для подошвы придётся увеличить до 70мм.
Сколько нужно арматуры для ленточного фундамента
Важным вопросом перед началом строительства является его стоимость. Определить её в объёме фундамента без определения требуемого количества арматуры невозможно. Но для первоначальной оценки можно воспользоваться весовым коэффициентом армирования. За десятилетия проектирования и строительства был выведен показатель количества арматуры для зданий малой этажности. Он равен приблизительно 80 кг/м3. То есть если для Вашего ленточного фундамента требуется 20м3 бетона, арматуры в среднем понадобится 20х80=1600кг. Требуемый объём бетона при этом посчитать не сложно – нужно лишь знать периметр здания, протяжённость несущих внутренних стен, задаться высотой ленты 300мм и умножить на её ширину.
В условиях экономии перед покупкой арматуры целесообразно выполнить более точный расчёт. Для этого придётся нарисовать схему армирования, определить общий погонаж продольной и поперечной арматуры, вут, добавить 5-10% на обрезки и затем умножить полученные данные на вес погонного метра для каждого из диаметров.
Таблица веса 1 м.п. арматурного стержня в зависимости от диаметра
Армирование ленточного фундамента – вязать или варить?
Арматурные стержни объединяются в каркасы путём сваривания или вязания. Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки.
Основным недостатком сварного соединения является невозможность (согласно действующим нормам и стандартам) выполнить качественное поперечное соединение ручным электродом.
Сварной арматурный каркас.
В заводских условиях каркасы и сетки варят контактной, а не дуговой, сваркой. На практике строители часто пренебрегают требованиями норм, и варят вручную. В результате очень часто возникает либо непровар (соединение не достаточно прочное), либо подрез (ослабление продольного стержня). Кроме того, арматуру класса A-III допускается изготавливать из стали марки 35ГС, имеющей проблемы по свариваемости. Если добавить необходимость наличия сварочного аппарата, умение владения им, значительный расход электроэнергии, то преимущества вязаного соединения становятся очевидны.
Вязаное соединение выполняется с помощью вязальной проволоки диаметром 0,8-3мм.
В качестве инструмента применяется вязальный крючок. (См. фото в начале работы.) Преимуществами такого соединения является отсутствие всех недостатков, характерных для сварного соединения, но есть и свои – высокая трудоёмкость, меньшая жёсткость в сравнении со сварным вариантом (устраняется посредством дополнительных диагональных стержней-распорок для придания каркасу жесткости на этапе бетонирования).
Вязаный по месту арматурный каркас.
В случае сварных соединений поперечная арматура выполняется отдельными стержнями, привариваемыми к продольным. Их расположение при этом должно быть как по вертикале, так и по горизонтали. При вязаном варианте по шаблону гнутся хомуты замкнутого сечения, которые опоясывают рабочие стержни. Шаблон представляет собой прочный стол с вбитыми в него арматурными коротышами. Их расположение на столе соответствует положению продольных стержней в сечении фундаментной ленты. Загибая вокруг коротышей стержни посредством куска трубы в качестве рычага, можно изготовить хомуты самостоятельно.
Принцип работы арматуры в фундаменте
Фундамент работает как несущее основание, на которое воздействуют все виды нагрузок от вышестоящих конструкций и которое равномерно распределяет их на почву.
В частном строительстве наиболее распространенным является фундамент ленточного типа. Он работает в виде замкнутой контур-ленты из сборного или монолитного железобетона, которая укладывается под несущими стенами постройки и по всему своему периметру распределяет вес строения. Большее распространение имеет ленточный фундамент из монолитного железобетона.
В процессе эксплуатации на фундамент воздействуют различные нагрузки, возникающие от веса самого здания, от морозного пучения и от движения грунтов. Нижняя часть при давлении дома имеет нагрузку на растяжения, а верхняя – на сжатие. Не стоит забывать и о силах морозного пучения, чья подъемная сила может значительно превышать вес здания и провоцировать растяжение в верхних частях ленточного фундамента.
В эпоху Петра І термин «арматура» обозначал армейское вооружение. Сегодня мы называем так «вооружение» стальными стержнями бетонного фундамента.
Смысл армирования
Ленточный малозаглубленный фундамент нужно армировать для того, чтобы компенсировать воздействующие на него нагрузки в процессе эксплуатации. Бетону свойственна большая прочность на сжатие, но вызывающие растяжение или срез бетона нагрузки могут с легкостью нарушить его структурную целостность. Устойчивость бетона к растяжению в 50 раз ниже, чем к сжатию. Трансформация при помощи стальной арматуры обычного бетона в совершенно новый материал, железобетон, дает возможность ленточному фундаменту получить улучшенную устойчивость к растягиванию.
Противостояние различным нагрузкам
Ленточный армированный фундамент является монолитной железобетонной рамой из надежно связанных балок, которая свободно лежит на упругом основании. Почва под основой фундамента не является неподвижной монолитной платформой; чаще всего она представляет собой неоднородную структуру, на которую воздействуют, провоцируя движение, влага, грунтовые воды, влияние снежного и растительного покровов, температура воздуха и пр. На конструкцию фундамента постоянно действуют различные нагрузки, возникающие от возможных движений почвы. Если представить, как работает нагрузка на ленточном фундаменте упрощенно, то можно говорить, что на нижнюю часть действует преимущественно растяжение, а верхняя часть испытывает сжатие.
Схема устройства ленточного фундамента.
Бывают такие случаи в самостоятельном дачном строительстве, когда строители работают так: они проводят армирование только нижней части фундамента. Аргументируется это тем, что нагрузка от здания не позволит балке выгнуться вверх, создавая этим самым растяжение в ее верхней части, в которой можно «сэкономить». Но такие горе-строители не берут во внимание немалую подъемную силу намокающей расширяющейся почвы или же силу морозного пучения при замерзании воды в почве. Нагрузка от этих сил может стать больше нагрузки от строения, и она вызовет растяжение в верхних частях фундамента, которое повлечет за собой разрушение его структурной целостности.
При неправильном армировании ленточного фундамента может произойти его разрушение, что повлечет за собой разрушение стен и всей постройки.
Виды материала
Схема плитного фундамента под коттедж с использованием армирования.
Арматура периодического профиля класса А-ІІІ производится в отечественном экземпляре с выступами в форме колец и в экземпляре «европрофиль» с выступами в виде серпов. Кольцевой профиль отечественного производства работает на повышение прочности сцепления бетона с арматурой, а профили в форме серпа повышают стойкость к часто повторяющимся нагрузкам. Для армирования ленточного фундамента стоит выбирать кольцевой профиль отечественного производства. Порой можно встретить 4-сторонние серповидные профили, которые объединяют плюсы обоих типов.
Арматуру марки А400 (А-ІІІ) не рекомендуется варить для соединения стержней. Если варить сталь, то есть локально воздействовать высокой температурой, происходит значительное структурное ослабление стали. Эти изменения в стальных стержнях происходят на том участке, который варят, и в прилегающих участках на длину, которая равняется четырем диаметрам стержня в обе стороны. Если вы хотите варить соединение между стержнями, то вам следует выбирать специальные, предназначенные для этого классы, которые можно узнать по букве «С» в названии: А400С, А500С. Именно их можно варить для соединения стержней в каркас. Если вы не знаете, арматурой какого именно класса вы располагаете, но вам необходимо варить место соединения продольных стержней, то арматуру предварительно необходимо нагреть до 200 градусов по Цельсию, чтобы свести к минимуму потери стальной прочности. Длина сварного шва как минимум должна быть равной 10 диаметрам одного стержня свариваемой арматуры (45-55% длины стержня).
Сварка сетки
Варить отдельные стержни сетки железобетонного фундамента можно двумя видами контактной электрической сварки: стыковой и точечной.
Точечная контактная сварка основывается на использовании тепла, которое выделяется в местах контакта стержней во время пропускания электрического тока, чтобы разогреть металл на этих участках до температуры плавления. Осаживая разогретые стержни друг к другу, получается их надежное соединение. Контактной точечной сваркой можно варить узлы каркасов и сеток, которые представляют собой два или три пересекающихся стержня под углами 60 и 90 градусов.
Вязка прутьев
Схема конструкции фундамента.
Также требуется гнуть арматуру для изготовления соединительных элементов, которые работают на растяжение (лапка или стандартный крюк) и для армирования примыканий и углов. Некоторые строители производят армирование примыканий лент и углов ленточного фундамента, используя перекрестия стержневой арматуры. Этот метод является очень грубым нарушением типовых схем армирования примыканий и углов, которые ослабляют конструкцию. Такой способ может повлечь за собой расслоение бетона.
Класс А-ІІІ гнется в холодном состоянии на прямой угол по диаметру изгиба без потерей прочности. Если гнуть арматуру на 180 градусов, то прочность снизится на 10%. Сегодня работает минимум два очень распространенных и недопустимых способа гибки стержней. Недобросовестные рабочие, не желающие выполнять лишнюю работу, или надпиливают точку, где будет производиться гибка стержня, с помощью угловой отрезной машинки, или греют место сгиба паяльной лампой (автогеном или же на костре). Ясно, что оба приема в разы ослабляют стержни, что может повлечь разрушение их целостности под влиянием нагрузок. Запомните, что все типы должны гнуться в холодном состоянии, если другое не указано проектировщиком.
Схема расчета арматуры для фундамента.
Арматура А-ІІІ (А400) применяется для поперечного и продольного армирования фундамента. Для дополнительного (вспомогательного) поперечного армирования (хомуты) можно также использовать стержневую гладкую горячекатаную арматуру класса А-І (А240) или А-ІІ.
Еще для армирования фундамента можно применять конструктивную арматуру, которая монтируется для восприятия непредвиденных усилий (к примеру, усилия от температурных деформаций или усадки бетона). Следует по возможности устанавливать арматуру пространственными или укрупненными заранее подготовленными элементами, сокращая при этом объем использования отдельных стержней. С бетонной подушки (подготовки) на месте монтажа стержней должны удаляться грязь, пыль, мусор, лед и снег.
Поверхность
Стержни необходимо обезжиривать, очищать от всех неметаллических покрытий посредством металлической щетки. Допускается наличие на арматуре эпоксидного покрытия. Оно в разы снижает сцепление с поверхностью бетона, но также повышает стойкость к коррозионному процессу.
Разрешается наличие на стержнях арматуры неотслаивающейся ржавчины. Кстати, обыкновенная неотслаивающаяся ржавчина даже усиливает прочность сцепления бетонной поверхности с арматурой.
Нужно ли вертикальное армирование в армпоясе? (хомуты)
Что это у вас и зачем? В каком месте дома такой «армопояс», можете на картинке показать?
Обычно хомуты нужны лишь для фиксации основной «рабочей» арматуры на время заливки, чтобы не уехала.
[Сообщение изменено пользователем 01.07.2015 23:29]
По назначению конструкции арматуру разделяют на рабочую, распределительную, монтажную и хомуты.
Рабочая арматура предназначена для восприятия в основном растягивающих усилий от собственного веса конструкций и внешних нагрузок, а в отдельных случаях, также и сжимающих усилий.
Распределительная арматура служит для равномерного распределения нагрузок между стержнями рабочей арматуры и для обеспечения их совместной работы. Соединение распределительной арматуры с рабочей с помощью сварки или вязки обеспечивает их совместную работу. Поперечные рабочие стержни в сварных арматурных каркасах балок предохраняют бетон от появления косых трещин около опор и облегчают сборку каркасов. В колоннах хомуты препятствуют выпучиванию вертикальных стержней арматуры. Распределительная арматура связывает рабочие стержни между собой, препятствуя смещению рабочей арматуры при бетонировании. В сварных сетках, применяемых при армировании плит, стеновых панелей, настилов и т. п., рабочая и распределительная арматура расположены обычно перпендикулярно друг к другу, образуя ячейки. В местах пересечения стержни сваривают. Для рабочей арматуры сварных сеток применяется обыкновенная арматурная проволока или горячекатаная арматурная сталь; распределительную арматуру сварных сеток изготовляют из обыкновенной арматурной проволоки.
Монтажная арматура никаких усилий не воспринимает и служит для сборки каркасов и удержания всей установленной арматуры в проектном положении. При бетонировании монтажную арматуру иногда вынимают.
Хомуты применяют для соединения отдельных рабочих и монтажных стержней в готовый пространственный каркас, при этом они, в отличие от монтажных стержней, воспринимают часть усилий при работе конструкции, что учитывается при проектировании.
Какую функцию выполняет вертикальная арматура
Надежное основание является залогом долговечности и качества будущего дома. Качество основания дома зависит от многих факторов: качества бетона, типа фундамента, правильности гидроизоляции и дренажа. Бетон имеет высокую прочность на сжатие, но не очень большую на разрыв. Этот недостаток бетона компенсируется металлической арматурой, проложенной вдоль ленты фундамента внизу и вверху.
В качестве арматуры используют стальные стержни ребристого или гладкого профиля. Продольная арматура придает фундаменту прочность на изгиб и разрыв. Прочность на срез можно обеспечить с помощью вертикальных арматурных прутьев. Поскольку фундамент испытывает небольшие нагрузки на срез, то вертикальная арматура выполняет вспомогательные функции и чаще всего она играет роль стоек, необходимых для удержания нижнего и верхнего арматурных поясов.
Как правило, для ленточных малозаглубленных фундаментов применяют по 2 – 4 арматурных прутья в нижнем и верхнем поясах соответственно. Расстояние между поясами основной арматуры должно составлять не больше трехсот миллиметров. Прутья вертикальной арматуры должны располагаться на расстоянии 0,5 – 0,8 метра. Для защиты стальной арматуры от разных воздействий окружающей среды используется слой бетона.
Для армирования фундамента используют горячекатаную металлическую арматуру с периодическим профилем. Толщину арматурных стержней рассчитывают еще на стадии проектирования фундамента. Для рабочей арматуры обычно используют прутья диаметром 10 – 22 мм, а для вспомогательной – примерно 4 – 10 мм.
Чтобы понять, как правильно расположить арматуру, надо вначале изучить в какой последовательности должна вязаться арматура.
1. По периметру фундамента в землю вбивают прутья диаметром 8 – 10 миллиметров на расстоянии 0,5 – 0,8 метра друг от друга.
2. На вертикальную арматуру вяжут два пояса основной арматуры (верхний и нижний).
3. Если все сделать правильно, то получится надежный и крепкий каркас, который не сможет потерять форму даже после того, как его зальют бетоном.
Возможно, многим застройщикам немного непонятно, зачем нужна вертикальная арматура. Однако, следует учесть, что вертикальные прутья, хотя и не испытывают особой нагрузки, но делают конструкцию намного устойчивее и значительно снижают риск деформирования арматурной сетки при заливании бетона. Вертикальные прутья сваривают с горизонтальными на расстоянии пяти сантиметров от края фундамента.
Особо тщательно надо выполнять армирование при самостоятельном возведении фундамента. Арматурные прутья следует закладывать внахлест, зацепляя за вертикальную арматуру. Главное внимание при этом должно уделяться углам. Специалисты рекомендуют устанавливать в углах загнутые арматурные прутья под наклоном. Прутья, расположенные внутри углов, должны пересекаться между собой и дотягиваться до наружной части стены. В противном случае сооружение будет непрочным.
После установки арматуры необходимо сделать вентиляционные отверстия, а затем залить все бетоном. Чтобы рассчитать необходимое количество бетона, надо измерить длину, высоту и ширину контура основания. Чаще всего фундаментную ленту делают шириной 20 – 40 сантиметров. Что касается высоты, то надо учитывать глубину заложения фундамента и высоту выступающей наземной части. Длина контура состоит из длины периметра внешних стен и длины фундамента под внутренними стенами. Чтобы после залива бетона не появились швы, через которые сможет проникать вода, весь фундамент надо залить за один раз.