Стальная арматура для армирования железобетонных изделий подразделяется:
Стержневая арматура. ГОСТ 5781-82
Стержневая арматура подразделяется на классы:
К индексу добавляется «т» — для термически упрочненной арматурной стали, «в» — для упрочненной вытяжкой.
| Класс | Диаметр, мм | Марка стали |
|---|---|---|
| Арматура А1 (А240) | 6-40 | Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп |
| Арматура А2 (А300) | 10-40,40-80 | Ст5сп, Ст5пс, 8Г2С |
| Арматура А3 (А400) | 6-40, 6-22 | 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс |
| Арматура А4 (А600) | 10-18(6-8), 10-32(36-40) | 80C, 20ХГ2Ц |
| Арматура А5 (А800) | 10-32(6-8), (36-40) | 23в2Г2Т |
Площадь поперечного
сечения, см 2
Масса 1 метра в кг
Стержневая арматура периодического профиля представляет собой круглые профили с двумя продольными ребрами и поперечными выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии. Для профилей диаметром 6 мм допускаются выступы, идущие по однозаходной винтовой линии, диаметром 8 мм — по двухзаходной винтовой линии.
Технические требования:
Стержни диаметром менее 10 мм поставляются в мотках, диаметром 10 мм и более — в прутках длиной от 6 до 12 м или мерной длины. Допускается поставка стержней класса A-I диаметром до 12 мм в мотках. Арматурная сталь класса A-IV поставляется только в прутках. При мерной длине стержней 6 м допускаются отклонения до +50 мм, при большей длине — до +70 мм.
Арматура термомеханически упрочненная для ЖБК. ГОСТ 10884-94
Арматуру подразделяют на классы в зависимости:
от механических свойств — класса прочности (установленного стандартом нормируемого значения условного или физического предела текучести в ньютонах на квадратный миллиметр);
Арматуру изготовляют классов Ат400С, Ат500С, Ат600, Ат600С, Ат600К, Ат800, Ат800К, Ат1000, Ат1000К и Ат1200.
По согласованию изготовителя с потребителем арматуру класса прочности Ат800 и выше допускается изготовлять гладкой.
Маркировка:
При отсутствии прокатной маркировки концы стержней или связки арматуры соответствующего класса должны быть окрашены несмываемой краской следующих цветов:
- Ат400С — белой;
- Ат500С — белой и синей;
- Ат600 — желтой;
- Ат600С — желтой и белой;
- Ат600К — желтой и красной;
- Ат800 — зеленой;
- Ат800К — зеленой и красной;
- Ат1000 — синей;
- Ат1000К — синей и красной;
- Ат1200 — черной.
В этой статье мы расскажем о разных видах армирования конструкций и откроем некоторые секреты профессии арматурщика. Также будут приведены упрощённые расчёты, описания документации, схемы армирования. В статье вы найдёте практические советы и рекомендации по ведению арматурных работ.
Виды армирования
Армирование — неотъемлемая часть конструкции, материал которой предусматривает переход из жидкого состояния в твёрдое. Этот процесс называют схватыванием или твердением. По способам армирования различают:
- Дисперсное — добавление в жидкий раствор фибровых волокон или металлической стружки. Придаёт монолитному участку жёсткость и стойкость к истиранию. Применяют в устройстве полов, стяжек. Может применяться в комбинации со стержневым способом.
- Стержневое — в объём бетона или раствора включают систему стержней (сетку, каркас), которая распределяет нагрузку внутри конструкции. Применяют для несущих и отдельно стоящих элементов зданий.
- Слоевое (укрепление слоя) — в слой жидкого раствора или шпатлёвки включают сетку для придания стабильности отделочного слоя. Применяют при отделке и ремонте плоскостей.
В данной статье мы рассмотрим армирование конструкций при помощи каркаса и сеток.
Армирование конструкций
Отвердевший бетон выдерживает высокие нагрузки на сжатие — до 1000 кг/см 2 , но неустойчив на излом, разрыв и растяжение. При этом его производство — относительно недорогое.
Арматурный стержень воспринимает значительные нагрузки на растяжение, но неустойчив к сжатию и изгибу. К тому же стоимость производства высока, учитывая, что в неё входят расходы на добычу металла.
Поскольку любая несущая конструкция подвергается комбинированным нагрузкам, необходим материал, удовлетворяющий нескольким требованиям. Комбинация арматурных стержней и бетона даёт комбинацию их свойств. В результате получается железобетон, устойчивый к сжатию, изгибу и излому.
Поскольку все ж/б изделия условно подразделяются на заводские и местного производства, арматура работает в них по-разному. Большинство заводских изделий производится с использованием предварительно напряжённой арматуры. Перед укладкой бетона в форму стержни предварительно растягивают (напрягают) специальным устройством. После отвердения напряжение в стержнях остаётся — арматура как бы «поджимает» весь элемент вдоль них, что значительно улучшает механические свойства детали. Например, балка или плита с предварительно напряжённой арматурой выдерживает большие нагрузки (+ 40–60%) на изгиб, чем обычные.
В высотных зданиях арматурный каркас служит основой всей конструкции. Стержни переходят из одного элемента в другой, что делает их взаимосвязанными между собой и придаёт требуемую жёсткость каркасу здания. Этот эффект даёт возможность возводить небоскрёбы на относительно малой площади.
Армирование СНиП
При строительстве ответственных зданий и сооружений расчёт сечения и количества стержней — один из основных. Нормы армирования регламентируются документами — СНиП 2.03.01–84 «Бетонные и железобетонные конструкции» и приложением к нему «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию». В этих документах подробно описаны расчёты, допуски и требования к конструкциям, в которых применено армирование.
Условия эксплуатации и требования к самим стержням нормируются документом ГОСТ 10884–94 «Сталь для железобетонных конструкций».
Глубокие расчёты необходимы при строительстве крупных и сложных объектов — высотных зданий, мостов, башен, плотин. Для расчёта армирования конструкций в частном строительстве достаточно придерживаться основных правил, которые актуальны для всех случаев применения арматуры.
Сортамент арматуры
Ещё одним полезным документом является сортамент. В нём приведены все возможные характеристики арматурных изделий — вес погонного метра и зависимость его от диаметра, площадь сечения стержня и марки стали и многие другие. Эти данные необходимы при более сложных расчётах — монолитных перекрытий, резервуаров или зданий, имеющих более 3-х этажей.
Класс арматуры
Как правило, в частном порядке используют самые распространённые марки и диаметры стержней. Условно этот набор можно назвать «оптимальным разрядом». В него входят стержни диаметром от 6 до 18 мм. Классы арматуры оптимального разряда по ГОСТ 5781:
- А1 (А240). Гладкий прут Ø 6–12 мм — в бухтах (бобинах, мотках), 12–40 мм — в прутах (круг).
- А2 (А300). Имеет винтовые рёбра. Диаметр 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.
Другие марки встречаются редко — в основном на объектах с высокими требованиями, эти изделия изготавливают на заказ из более качественной стали.
Армирование бетона бывает только двух видов по конструкции — плоская сетка (может быть изогнута) или пространственный каркас. Сетку применяют для лежачих плит и стяжек, пространственный каркас — для объёмных элементов — балок, перемычек, армопояса, колонн, стен и др. При этом две сетки, устроенные на стабильном расстоянии друг от друга, уже представляют собой каркас (например, стеновой).
Расчёт армирования
Когда определена форма изделия (элемента) и его размер, дело остаётся за малым — определить диаметр и шаг ячейки каркаса. В строительстве с невысокими требованиями оптимально применить эффективную систему адаптированного расчёта. Принцип применения арматуры разного диаметра прост — чем больше нагрузки несёт элемент, тем толще необходимы стержни.
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 |
В адаптированном расчёте можно применить общий принцип — достаточный шаг ячейки будет равен диаметру стержня, умноженному на 10. В ответственных местах — примыкания и соединения элементов — следует добавлять усиления, т. е. устанавливать дополнительные стержни.
Схема армирования
Как правило, из железобетона устраивают два вида элементов — балки и плиты. В 80% случаев для выполнения каркаса любой сложности достаточно будет двух позиций:
- рабочие стержни — пруты арматуры Ø 12–18 мм, устроенные вдоль конструкции;
- распределительные (конструктивные) элементы — изделия из проволоки Ø 6–8 мм, которые распределяют в пространстве и фиксируют рабочие стержни с заданным шагом.
Разумеется, понадобится вязальная проволока.
Схема армирования балки: 1 — армирование лежачих, фундаментных балок и армопояса; 2 — армирование висячих балок, фундамента; 3 — защитный слой 40 мм; 4 — вспомогательные рабочие стержни; 5 — основные рабочие стержни; 6 — хомут
Если балка предполагается висячая, все стержни в ней должны быть одинакового сечения (не менее 16 мм). Для лежачей балки вспомогательные стержни могут быть меньшего диаметра.
Схема армирования плиты: 1 — лежачая плита; 2 — висячая плита; 3 — «лягушка»; 4 — распределительная арматура; 5 — рабочая арматура
Каркас висячей плиты представляет собой две зеркально расположенные сетки. Равное расстояние между ними удерживается с помощью ограничителей.
Станок для арматуры
Для того чтобы изготовить элементы типа «хомут» или «лягушка» потребуется специальное приспособление — гибочный станок. Если предполагается ощутимый объём бетонирования, начать следует именно с изготовления этого станка из подручного материала. Он представляет собой верстак на стальной раме, надёжно установленный в горизонтальном положении.
Чтобы собрать станок для арматуры на месте, вам понадобится подручный материал — обрезки металла, среди которых должны быть два уголка 40х40 или 45х45.
- Основной элемент станка — упор со втулкой. В середине верстака привариваем вертикально стержень длиной 8–10 мм и подбираем стальную трубку, которая свободно на него наденется.
- К трубке привариваем рычаг — лучше всего уголок горизонтальной полкой к трубке. Если уголка нет, тогда упор в 100 мм от приваренного стержня.
- К наружному краю рычага привариваем удобную ручку.
- Укладываем арматуру наибольшего диаметра (но не более 18 мм), которую необходимо гнуть параллельно длинному краю верстака.
- Привариваем к верстаку упор — лучше всего уголок.
Станок может иметь произвольную конструкцию. Основная идея — сила прикладывается в трёх точках через рычаги.
В продаже часто можно встретить заводские ручные приспособления для загиба арматуры, но они редко выдерживают интенсивные нагрузки и предназначены для домашнего использования. Для больших объёмов можно приобрести электрический гибочный станок 220 или 380 В. При помощи электрического станка можно выгибать довольно сложные элементы, которые используют в том числе и в художественной ковке. Цена нового электрического гибочного станка до 40 мм начинается от 70 000 руб.
Сварка арматуры
Самая распространённая ошибка при выполнении арматурных работ — применение электросварки для соединения элементов каркаса. Причины, по которым этого делать нельзя:
- Перегрев металла. При производстве арматуры классов А1, А2, А3 используется сталь с относительно высоким содержанием углерода. Это значит, что после нагрева она теряет до 50% свойств по прочности. Это особенно важно для соединений под углом.
- Неправильное распределение нагрузки. Жёстко зафиксированный (приваренный) участок стержня как бы вычленяется из него и работает отдельно от остальной его части. По этой причине возникают ненормальные напряжения, сосредоточенные в местах жёсткой фиксации (сварки) вместо того, чтобы распределяться по всей длине.
- Неправильно собранный каркас останется только выбросить (невозможно переделать).
- Опасность для других рабочих — возможно случайное поражение током.
- Затраты на электричество.
Однако есть случаи, когда сварка не только незаменима, но и обязательно требуется:
- Установка закладных деталей (ЗД). ЗД — приоритетные элементы, на которых сосредотачивается большая нагрузка. Они ввариваются в каркас для лучшей передачи нагрузки на стержни.
- Сварка продольных стыков (перехлёстов). Перегретая арматура сохраняет до 70% свойств на растяжение. К тому же на перехлёсте она сдвоена. Сварка продольных стержней «в стык» лишена смысла.
- Крепление по месту к уже существующим ЗД или стальным элементам (при реконструкции зданий).
Вязка арматуры
Скрепление пересекающихся стержней между собой — кропотливая и трудоёмкая работа. Но её нельзя избежать при армировании конструкций. Для этого используют мягкую вязальную проволоку толщиной от 0,5 до 2,5 мм. Приспособление для работы — крючок арматурщика — каждый специалист подбирает себе сам. Есть небольшой ассортимент заводских моделей, но в подавляющем большинстве случаев крючок изготавливают на месте из прута проволоки Ø 8–12 мм. Для этого необходимо выгнуть его в удобной форме и заточить с одного конца. На обратном конце стержня крючка можно надеть пластиковую трубку. Также крюк можно установить в аккумуляторный шуруповёрт, что значительно облегчит работу.
Для облегчения труда арматурщика есть развитые формы вязального крючка:
- Заводской арматурный крючок. Между ручкой и стержнем крюка установлен подшипник.
- Автоматический крюк. Вращается за счёт пружины в рукояти, соединённой с жалом.
- Вязальное устройство (пистолет). Операция автоматизирована, пистолет сам поджимает стержни и вяжет проволоку.
При создании каркасов для разных элементов применяют разный шаг вязки. Чем более ответственный участок — тем плотнее будут расположены узлы.
Шаг узлов в разных каркасах:
| Наименование элемента | Шаг ячейки, мм | Шаг узла, ячеек вдоль х ячеек поперёк |
| Подбетонка, отмостка | 150–250 | 3 х 3 |
| Лежачая плита, лежачая балка (армопояс) | 150–200 | 2 х 3 |
| Балка фундамента, висячая балка | 100–160 | каждое пересечение |
| Висячая плита (перекрытие, балкон) | 100–160 | 2 х 2 |
| Колонна, упорная стенка | 100–160 | 2 х 2 |
| Бортик | 120–160 | 3 х 3 |
| Стена здания | 100–160 | 2 х 2 |
Арматурные работы часто сопряжены с установкой опалубки, которую часто смазывают маслом для облегчения демонтажа. Внимательно следите за тем, чтобы масло не попадало на стержни — это приведёт к отсутствию сцепления между бетоном и арматурой. Использование сильно окисленной арматуры категорически нежелательно.