Арматурный каркас — неотъемлемая часть конструкции опалубки, играющая ключевую роль в укреплении бетонных конструкций. Узнайте, что это такое и зачем он необходим при возведении зданий и сооружений.
В данной статье мы подробно рассмотрим, какой должен быть состав арматурного каркаса, как его правильно устанавливать и фиксировать в опалубке, а также какие преимущества он приносит на строительном объекте.
Арматурный каркас в опалубке — это стальные стержни или проволока, которые устанавливаются перед заливкой бетона. Он предназначен для усиления конструкции, повышения её прочности и устойчивости к нагрузкам.
Арматурный каркас может иметь различные формы и размеры в зависимости от конструкции, которую необходимо укрепить. Он обеспечивает равномерное распределение нагрузок, предотвращает образование трещин и увеличивает долговечность сооружения.
- Арматурный каркас в опалубке — это стальная конструкция, которая устанавливается перед заливкой бетоном для придания желаемой прочности и устойчивости конструкции.
- Арматурный каркас состоит из прочной стальной арматуры различного диаметра, которая соединяется между собой с помощью сварки или специальных крепежных элементов.
- Каркас выполняет не только функцию укрепления бетонного изделия, но и обеспечивает равномерное распределение нагрузок по всей конструкции, предотвращая ее деформацию и разрушение.
- Арматурный каркас должен строго соответствовать проектным расчетам по нагрузкам и допускам, чтобы обеспечить оптимальную прочность конструкции.
- Правильно выполненный и установленный арматурный каркас является важным элементом при строительстве зданий, мостов, тоннелей и других сооружений, гарантируя их надежность и долговечность.
Каркас для фундамента из арматуры
Круглые стержни арматуры используются для укрепления бетонных фундаментов. Они соединены в цельные конструкции, называемые арматурными каркасами, и чем больше процент готовности каркаса, тем меньше трудозатрат требуется на строительной площадке.
Для создания каркасов обычно используется рифленая арматура, которая имеет специальные ребра на поверхности для улучшения сцепления между прутьями и бетоном. Арматура может выполнять различные функции:
- рабочая — переносит основные нагрузки;
- распределительная — обеспечивает равномерное распределение давления по всей конструкции;
- монтажная — обеспечивает стабильность каркаса во время сборки, переноса или заливки бетоном.
Также арматурные прутья классифицируются по типу нагрузок:
- Продольные элементы несут основные растягивающие нагрузки и размещаются горизонтально в ленточных и плитных фундаментах, а вертикально в свайных.
- Поперечные элементы объединяют каркас в целое и равномерно распределяют нагрузку по всему каркасу.
Виды арматурных каркасов
Существует два основных вида каркасов.
Первый вид — плоский, в котором стержни находятся в одной плоскости.
Примером является армирующая сетка. Этот тип каркаса является наиболее распространенным. Он изготавливается путем крестообразного соединения проволоки или стержней с использованием сварки или вязки. В процессе производства используется проволока диаметром от 3 до 6 мм, или арматурные стержни толщиной 6 мм и более. Ячейка сетки может быть как квадратной, так и прямоугольной.
Второй тип — сетки, которые условно разделяются на легкие и тяжелые:
- Легкие — все прутки имеют диаметр менее 10 мм;
- Тяжелые — по крайней мере, один участок имеет диаметр 12 мм и более.
Сеточные прутья одинакового диаметра располагаются в одном направлении.
Кроме того, арматурные сетки делятся в зависимости от количества рабочей арматуры:
- Арматура укладывается только в одном направлении, перпендикулярно ей укладывается распределительная. В роли распределительной можно использовать арматуру меньшего диаметра.
- Арматура укладывается в обоих направлениях.
Чаще всего армирующая сетка используется для армирования плитного фундамента, стяжки полов, дорожных покрытий и межэтажных перекрытий.
Объемные стержни располагаются в разных плоскостях.
Пространственные арматурные каркасы располагаются сразу в трех плоскостях. У них три размерные характеристики: длина, ширина и высота.
Они представляют собой цельную конструкцию, состоящую из нескольких элементов, соединенных вместе.
Части каркаса соединяются с помощью:
- распределительной арматуры — вертикальные и горизонтальные поперечные перемычки;
- применение монтажных колец;
- использование обвязочной сетки
- необходимость хомутов.
Пример: вертикальный трехмерный каркас. Используется для укрепления свай под фундаментом и колонн. Это цилиндрическая конструкция из продольных арматурных стержней, которые связаны друг с другом в нескольких местах с помощью поперечной арматуры или полностью обвязаны сеткой и монтажными кольцами (подробнее о арматуре для свайного фундамента).
Диаметр прутков в вертикальном каркасе:
В этих каркасах часто используют гладкую арматуру для соединения прутков вместе.
Арматурный каркас в опалубке представляет собой конструкцию из металлических стержней, которая устанавливается внутри опалубки перед заливкой бетона. Главной целью арматурного каркаса является усиление бетонной конструкции и повышение ее прочности.
Арматурный каркас может иметь различные формы и размеры в зависимости от конкретного проекта и требований к конструкции. Обычно он состоит из продольных стержней, поперечных связей и других элементов, которые обеспечивают необходимую жесткость и устойчивость структуре.
Кроме того, арматурный каркас позволяет предотвратить появление трещин и деформаций в бетоне, улучшает сцепление между бетоном и арматурой, а также повышает стойкость конструкции к динамическим нагрузкам и воздействию окружающей среды.
Зачем армируют бетон?
Использование арматуры началось уже давно — еще в 18 веке. Изначально для армирования использовали металлические стержни, размещенные поверх бетона, затем был разработан метод внутреннего армирования. Зачем же нужно армировать бетон? Бетон имеет высокую прочность на сжатие, но при растяжении он очень хрупок. Прочность бетона на растяжение в 10-30 раз меньше, чем на сжатие.
Использование стальной арматуры, а сейчас также различных композитных материалов, позволяет создавать конструкции фундаментов и стен, компенсирующие недостатки каждого материала.
Таким образом, железобетонный ленточный фундамент способен выдержать следующие воздействия:
- снизу – натяжению;
- верхняя часть фундамента сопротивляется сильному давлению стен и крыши сверху;
- с боков и снизу на фундамент воздействует сила морозного пучения почвы, сила, которая может быть больше веса дома.
Как укладывается арматура?
При заливке бетонной опалубки необходимо правильно уложить арматурную сетку как в продольном, так и в поперечном направлении. Важно разместить продольную арматуру снизу и сверху, так как именно она выдерживает наибольшие нагрузки. Если высота фундамента составляет менее 15 сантиметров, также следует уложить поперечную арматуру. В качестве металлической арматуры обычно используют стальные прутки диаметром от 5 до 8 мм.
При возведении армированной сетки, она соединяется между собой, образуя в единую конструкцию-каркас. Связывание всех арматурных элементов в одном каркасе исключает возможность неправильного распределения нагрузок. Таким образом, армированный каркас обеспечивает надежное сопротивление весу здания, а также силам, действующим на фундамент или пытающимся его разрушить. Расстояние между продольными стержнями арматуры фиксируется на уровне 400-500 мм. Шаг поперечной арматуры не должен превышать 300 мм.
Необходимо провести расчет ширины шага и плотности армирования, учитывая следующее:
- используемый элемент железобетонной конструкции;
- габариты элемента в ширину и высоту;
- расчетную величину, обеспечивающую эффективное вовлечение бетона и арматуры в обеспечение жесткости конструкции;
- в продольной арматуре расстояние между стержнями не должно превышать двукратной высоты сечения бетонного элемента.
Разработка жилищ и, в частности, железобетонных ленточных фундаментов — это тщательная и точная работа, которая возможно благодаря тщательным инженерным расчетам профессионалов. Компания "ИнноваСтрой" предлагает изготовление под ключ фундаментов для домов, включая ленточные и плитные. Кроме того, специалисты компании могут выполнить любые виды строительных услуг, начиная с проектирования дома и проведения геологических исследований, заканчивая монтажем инженерных систем и вводом дома в эксплуатацию.
Виды арматурных каркасов по способу соединения элементов
Для создания металлических конструкций применяются два метода соединения: сварка и механическая сборка.
Вязаный каркас
Соединение продольных стержней и крестообразные места собирают путем связывания их нахлестом с использованием вязальной проволоки толщиной 1 мм.
Прочность таких соединений указана в стандарте ГОСТ 10922-2012.
Вязанные соединения стержней используются при строительстве как сборного, так и монолитного железобетона.
Если одно вязаное соединение попадает в сечение, то длина перепуска на нахлесте составляет 40 d на растянутых участках, что может привести к расходу арматуры сверх нормы до 15 %.
Если в сечение растянутой зоны попадают два вязанных соединения, то длину перепуска необходимо увеличить до 65 d.
В областях, где арматура принимает усилия на сжатие, длина перепуска составляет 30 d при одном или нескольких соединениях в сечении.
Стержни связываются проволокой в четырех местах в зависимости от длины перепуска.
Середина сетки позволяет вязать крестообразные соединения по шахматной схеме, но обязательно нужно связать два крайних пересечения. Для этого можно использовать не только проволоку, но и скрепки из стали и пластмассы.
Сварные каркасы
- Для крестообразного соединения — контактную точечную или дуговую сварку;
- Для стыкового соединения — контактную, ванную механизированную, дуговую механизированную или ручную сварку;
- Для нахлесточного соединения — контактно-точечную или дуговую ручную сварку;
- Для таврового соединения — дуговую механизированную под флюсом либо контактную сварку.
Они выполняют монтаж в заводских условиях или на месте установки. Для соединения арматуры и хомутов используют различные виды сварки:
Готовые металлические сварные каркасы различных форм можно приобрести, сделав заказ на заводе "Стройсет". Металлоконструкции будут смонтированы в соответствии с предоставленными чертежами и спецификациями.
Виды пространственных каркасов
Архитектурное строение зависит от вида основания здания.
Для создания монолитного плитного фундамента используются два или три ряда сетки, соединенные металлическими отрезками проката. Диаметр стержней с периодическим профилем составляет 10-12 мм. Количество рядов сетки и размеры ячеек зависят от расчетной плотности армирования фундамента и его высоты.
Ленточный
Часто усиление ленточного фундамента собирают на строительной площадке, хотя возможно заказать отдельные детали на заводе.
Каркас для ленточного фундамента представляет собой систему продольных стержней периодического профиля d 12-16 мм, расположенных в 2 или 3 ряда. Поперечные соединения осуществляются при помощи хомутов d 6-8 мм. В углах и под опорами (стенами) шаг хомутов меньше. Диаметр продольных стержней, количество рядов и шаг хомутов зависят от расчета плотности армирования.
Свайный
Автоматический станок используется для сварки металлических круглых каркасов, которые предназначены для буронабивных свайных фундаментов. В процессе намотки арматурной проволоки на продольные рифленые стержни, закрепленные по кругу, проводится одновременная сварка. Ширина круга может варьироваться от 200 мм до 1 метра.
Рассчитывается диаметр рабочих стержней и расстояние между ними в зависимости от нагрузок, которые должен выдерживать фундамент. Поперечная проволока также наматывается по спирали и сваривается с рабочими стержнями.
Укладка арматуры в опалубку
Прежде всего необходимо очистить опалубку от грязи и мусора. Согласно проекту необходимо провести разметку местоположения арматуры. В случае частного строительства вес арматурного каркаса обычно не превышает 100 кг, поэтому его можно укладывать вручную, без привлечения специальной техники. При выполнении работ очень важно следить за тем, чтобы арматурный каркас не соприкасался с опалубкой. Необходимо предусмотреть защитный слой между опалубкой и металлической конструкцией.
Одной из основных задач является предотвращение коррозии. Толщина защитного слоя определяется в зависимости от вида проводимых работ. Для монолитного фундамента с бетонной подготовкой защитный слой должен быть 35 мм, а для оснований без подготовки — 70 мм. Для плит и стеновых конструкций толщиной до 100 мм необходимо обеспечить защитный слой толщиной 10 мм.
Раскладка арматурного каркаса
Для демонстрации особенностей устройства арматурного каркаса с расчетами по раскладке и потребности материалов можно использовать строительство фундамента для одноэтажного дома 9 на 9 метров. Предполагаемая глубина фундамента составляет 40 сантиметров, а ширина — 40 сантиметров.
Сборка каркаса производится после установки опалубки, но без окончательной фиксации. Каркас выполнен в виде сплошного армопояса из двух арматурных нитей вдоль периметра фундамента.
Последовательность работ:
- Арматура А3 диаметром 14 мм укладывается вдоль периметра дома на выровненной и утрамбованной песчаной основе в две параллельные нити.
- Арматуре следует отступать от опалубки на 6 сантиметров с обеих сторон.
- Вдоль всей длины под арматурными стержнями укладываются куски кирпича так, чтобы стержни быть приподнятыми над дном траншеи на 5-6 сантиметров.
- Стальная арматура диаметром 10 мм используется для создания поперечных стержней длиной 30 см с интервалом укладки каждые 15 см.
- Вертикальные стержни нарезаются длиной 45 см с учётом засыпки их в землю на глубину от 5 до 10 см.
- Установка вертикальных стержней производится по 4 штуки в каждом углу их фиксируют вязальной проволокой с нижними горизонтальными продольными стержнями и между собой.
- Далее горизонтальные стержни соединяются между собой поперечными отрезками с использованием вязальной проволоки.
- Каждое поперечное соединение оснащается вертикальными соединительными стержнями, которые также фиксируются проволокой.
- На высоте 30 см от нижнего ряда выполняется монтаж верхнего ряда путем установки продольных и поперечных стержней.
- Соединения угловых элементов должны быть выполнены с нахлёстом для того, чтобы конструкция каркаса образовала единое целое.
- На заключительном этапе необходимо окончательно установить и укрепить щиты опалубки.
Ассортимент арматуры:
| Номинальный диаметр стержня, мм | Расчетная площадь поперечного стержня, мм2, при числе стержней | Теоретическая масса 1 м длины арматуры, кг | Диаметр арматуры классов | Максимальный размер сечения стержня периодического профиля | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | А240 А400 А500 | А300 | В500 | |||
| 3 | 7,1 | 14,1 | 21,2 | 28,3 | 35,3 | 42,4 | 49,5 | 56,5 | 63,6 | 0,052 | — | — | + | — |
Гнутая арматура для углов
Для создания прочного фундамента в углах желательно применять горизонтальные стержни, изогнутые под прямым углом. Однако в бытовых условиях изогнуть стержень толщиной 14 мм и более практически невозможно.
Некоторые строители изгибают арматуру путем нагрева, что абсолютно недопустимо из-за потери металлической прочности. Профессионалы могут использовать специальное оборудование для изгиба, но для обычного застройщика оно является слишком дорогим.
Все об армировании фундамента-ленты
В процессе проектирования будущего здания необходимо учитывать размеры сечения, расположение, вид и количество арматурных элементов. Эти параметры определяются на основе расчетов веса конструкции, геологических особенностей местности и других факторов.
Арматурный каркас фундамента-ленты имеет четырехугольную форму.
Это объясняется тем, что на фундамент действуют две противоположные силы: сверху — вес здания, снизу — давление грунта. В центре ленты эти нагрузки не действуют.
Для компенсации этого давления малозаглубленные и среднезаглубленные фундаменты оснащают двумя арматурными поясами: сверху и снизу. В случае сильнозаглубленных фундаментов добавляется третий пояс. Их делают из прочных стержней класса IIIA или IIA.
Лучше всего выбирать профиль с ребристой формой, так как он обеспечивает более надежное сцепление с бетонным камнем. Диаметр горизонтальных прутьев рассчитывается исходя из площади поперечного сечения каркаса и типа железобетонного элемента, и обычно составляет 10-12 мм, но может быть и другим.
Для фиксации продольных прутков на нужных позициях используют конструкционные перемычки, которые изготавливаются из более тонких и гладких прутьев класса АI толщиной 6-8 мм. Обычно такие прутья изгибают в форме четырехугольника-хомута, чтобы облегчить процесс сборки каркаса. Кроме металлических прутьев, можно также найти в продаже стеклопластиковые, которые легче и устойчивы к коррозии, однако их использование в частном строительстве редко.
Изогнуть такую деталь можно только в специальных заводских условиях.
Узорчатый стержень в продольной ориентации
Балка, имеющая форму кольца
Особенности сборки арматурного каркаса
Схему армирования ленточного фундамента рассчитывают в ходе построения проекта. По требованиям СНиПов, расстояние между горизонтальными поясами не делают больше 400 мм. Шаг установки конструкционных перемычек должен быть равен или меньше 300 мм. Еще один важный момент — расстояние от края детали до начала прутка. Арматуру полностью утапливают в бетон.
Если где-то она выйдет на поверхность, неизбежна коррозия металла. Поэтому минимальное расстояние от края бетонной плиты до стального прута — 5 см.
С учетом выстроенной схемы арматуру собирают в единую конструкцию. Разберем особенности этого процесса.
Для расчета армирования ленточного фундамента используют специальные формулы, которые учитывают особенности каждого конкретного проекта. Согласно нормам СНиП, расстояние между горизонтальными поясами не должно превышать 400 мм, а шаг установки конструкционных перемычек должен быть не больше 300 мм. Важно учесть расстояние от края детали до начала прутка, чтобы обеспечить надежное армирование. При заливке бетона арматуру следует полностью погружать внутрь.
Если арматура выступает на поверхность, это может привести к коррозии металла. Поэтому минимальное расстояние от края бетонной плиты до стального прута должно быть не менее 5 см, чтобы избежать подобных проблем.
После разработки схемы армирования проводят сборку всей конструкции в единое целое. Рассмотрим все особенности этого процесса.
Способы вязки прутков
Чтобы избежать возникновения свободного движения (люфта) арматурной сетки внутри конструкции, что может вызвать непредвиденные напряжения и снизить прочность здания, прутки должны быть прочно соединены между собой. Для этой цели применяются три методики.
Пervая методика заключается в сваривании. Стальные элементы соединяются с помощью точечной сварки. Этот метод быстрый и надежный, однако не всегда возможен. В зоне сварки металл становится хрупким и более подвержен коррозии. Поэтому сварка используется только для материала, обозначенного буквой «С».
Такое обозначение говорит о том, что сваривание разрешено, и шов не повлияет на прочность элемента.
Нельзя перемещать каркас, связанный этим способом. Вязка производится исключительно в опалубке.
Для соединения арматуры под ленточный фундамент используется проволока — основной способ. Это самый эффективный и дешевый способ, а также иногда самый быстрый. Для выполнения такой вязки используют различные приспособления. Чаще всего проволоку закрепляют при помощи специального вязального крючка, который можно изготовить самостоятельно. Научиться вязать арматуру этим способом несложно.
Даже неопытный арматурщик через несколько часов научится быстро вязать прутья. Однако минус такой методики заключается в недостаточной жесткости готового каркаса. Поэтому лучше всего вязать его прямо в опалубке.
Также мастера могут использовать проволочные соединения, связывая их клещами или шуруповертом с вставленным крючком. Существует также специальное устройство — вязальный пистолет. Он быстро и надежно соединяет детали, что особенно важно из-за больших объемов работы. Однако пистолет довольно громоздкий, поэтому не всегда удобен в использовании.
Кроме того, для работы с ним требуется специальная проволока, и сам пистолет обходится довольно дорого. В таком случае лучше всего арендовать его, чтобы ускорить процесс работы.
