Бетон – один из самых прочных и твердых искусственных материалов, но и его прочности бывает недостаточно для больших постоянных нагрузок. Поэтому несущие бетонные конструкции усиливают стальным скелетом из арматурных стержней, переплетение которых создает силовой каркас. Монтируется он не абы как, а с соблюдением множества норм и правил, часть которых регламентируют нахлест арматуры – его длину, способы устройства, взаимное расположение перехлестов.
Способы удлинения арматуры в каркасе
Такие бетонные конструкции, как фундаменты, стены, колонны, опоры мостов, должны в течение длительного времени выдерживать серьезную нагрузку, не разрушаясь и не деформируясь под её действием. Их усиливают с помощью как минимум двух контуров сплошного безразрывного металлокаркаса, для создания которого часто не хватает длины стальных стержней, и их приходится сращивать. Делается это двумя способами: сваркой и перевязкой проволокой. В обоих случаях соединение встык не допускается, требуется перехлест арматуры, длина которого определяется исходя из способа сращивания.
Независимо от способа соединения, нахлест нельзя делать на участках с максимальной сосредоточенной нагрузкой. Например, в углах фундамента, в точках пересечения несущих стен, под колоннами и т.д. Поэтому арматурным работам должен предшествовать расчет и создание проекта раскладки прутков.
Если это условие технически трудно или невозможно выполнить, нахлест арматуры при вязке на участке с повышенной нагрузкой должен иметь длину не менее 90 её диаметров. К примеру, при использовании стержней диаметром 16 мм, их перехлест на стыках должен составить минимум 144 см:
16 х 90 = 1440 мм.
В остальных случаях действуют другие правила и формулы, свои для каждого способа соединения стержней.
Соединение вязкой
Этот способ больше распространен в частном домостроении, чем сварка, так как не требует применения специального оборудования, обращаться с которым умеют только специалисты. Связать арматурные стержни специально предназначенной для этого мягкой, но крепкой проволокой может каждый. Кроме того, для вязки используют менее дорогую арматуру класса А400.
Стыковка арматуры при создании силового каркаса железобетонных конструкций методом вязки регламентируется строительными нормами и правилами и может выполняться как с прямыми концами, так и с загнутыми в виде петель, лапок или крюков. Загиб должен осуществляться без нагрева, трудоемкими механическими способами, поэтому при заливке фундаментов для малоэтажных частных домов окончания прутков обычно оставляют прямыми.
Длина нахлеста определяется проектировщиками. При отсутствии проекта строители могут вычислить нужные значения самостоятельно, ориентируясь на следующие данные:
- диаметр соединяемых стержней;
- марка бетона, применяемого для создания ЖБИ;
- расположение стыков в конструкции.
Расчет по диаметру арматуры
Сечение арматуры – проектная величина, подбираемая с учетом нагрузок и плотности каркаса.
Удобнее и проще всего при соединении арматуры внахлест ориентироваться на её диаметр, делая перепуск в 30-40 раз больше этого значения. И чем больше сечение стержней, тем выше применяемый коэффициент. Например, для 10-миллиметровых прутков нахлест делают не менее 300 мм, а для «сороковки» применяют коэффициент 36-38 и делают напуск не менее полутора метров.
Расчет по расположению стыка в конструкции
В плитных и ленточных фундаментах силовой каркас состоит минимум из двух контуров – верхнего и нижнего, соединенных вертикальными связками. На разные части конструкции действуют разные нагрузки: верхняя находится в зоне сжатого бетона, нижняя – в растянутой зоне. Поэтому и длина перехлеста в этих зонах отличается. Как и в конструкциях вертикальной направленности – опорах, колоннах, стенах.
Рассчитать перехлест арматуры – сколько диаметров брать в каждом отдельном случае – можно, используя следующие данные.
Для сжатого бетона:
- при горизонтальном соединении – 33,8 d;
- при вертикальном соединении – 48,3 d.
Для растянутого бетона:
- при горизонтальном соединении – 47,3 d;
- при вертикальном соединении – 67,6 d.
Расчет по марке бетона
Чем выше марка бетона, тем он прочнее и меньше нуждается в усилении, что позволяет экономить на арматуре, используя стержни меньшего сечения либо делая нахлест меньшей длины. Но он все также зависит от расположения стального контура в той или иной нагрузочной зоне бетона.
Корректировка коэффициентов по марке бетона и расположению соединения в той или иной нагрузочной зоне важно при устройстве монолитных плит перекрытий и ответственных сильно нагруженных конструкций. При возведении ленточного фундамента вполне достаточно самого простого расчета по сечению арматуры. Следует только помнить, что стандартный коэффициент (30-40) необходимо увеличить до 90, когда стык приходится на точку с высокой нагрузкой или изгибающим усилием.
Соединение сваркой
Сваривать можно только арматуру класса А400 или А500 с индексом «С». Если такого индекса в маркировке нет, производится только стыковка арматуры внахлест без сварки. Такой металл при сильном нагревании серьезно теряет в прочности и становится менее устойчивым к коррозии, что может привести к разрыву или деформации соединения в процессе эксплуатации железобетонной конструкции.
Нахлест при сварном соединении зависит уже не только от диаметра арматуры, но ещё и от её класса:
- протяженность шва для стержней А400С должна составлять не более 8 диаметров;
- для А500С – не более 10 диаметров.
Например, если силовой каркас монтируется из 16-миллиметровых стержней класса А500С, длина шва составит 160 мм. Сваривают их продольным швом электродами диаметром 4-5 мм.
Стыковка арматуры внахлест может осуществляться и другим способом – привариванием поперечных прутков по всей длине перепуска. Также применяют соединение стержней встык с приваркой муфты, объединяющей оба конца.
А вот перекрещивающиеся прутки сваривать нежелательно, так как в этих местах стыки больше склонны к разрывам под нагрузкой, чем связанные.
Видео описание
Предлагаем посмотреть видео обо всех нюансах создания арматурного каркаса для ленточного фундамента:
Арматурные работы. Интервью – 4.Часть 4
Взаимное расположение перехлестов
Прочность и надежность силового каркаса зависит не только от правильно выбранной длины нахлеста арматуры, но и от того, как эти перепуски расположены в теле бетона друг относительно друга. Их необходимо разносить, чтобы точки соединений не находились друг под другом или слишком близко. Расстояние между ними должно быть не менее 61 см. Оптимальное расстояние – 130-150 % длины нахлеста. В этом случае нагрузка на каркас распределяется равномерно, и на точки стыков не оказывается повышенное давление.
Согласно СП 63.13330.2012, в одном сечении ленточного фундамента не должно быть более 50 % перепусков. Когда расстояния между центрами нахлестов меньше, чем 130 % их длины, считается, что они находятся в одном сечении.
Коротко о главном
Далеко не все строители, возводящие дома без проекта и своими силами, задумываются о том, каким должен быть нахлест арматуры при армировании фундамента, бетонной плиты или монолитных стен. Попытка сэкономить, сделав перепуск стержней небольшим, может привести к ослаблению несущих конструкций и их разрушению. Поэтому следует помнить, что он должен составлять не менее 30 диаметров арматуры в длину при вязке и 8-10 при сварке. А в точках с максимальной нагрузкой соединения вообще нежелательны.